Шахтная стойка

(51)5 Е 21 О 15 ЬИЯ,ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ я поддержания кровх, Сущность изобреверхнюю и нижнюю телескопически раз, внутри которого затруба и установлен 7, связанный с напорью, внутри которого ическая оболочка 8 дЗДВИЖНОСТЬ СТОЙКИ ей жидкости в тороиВ,Н, ВыминР С,И. Калинин елов и В.И. ф етельство СС О 15/45, 1970 етельство СС О 15/44, 1977 00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское сеидМ 354143, кл. Е 21Авторское свидМ 617604, кл. Е 21 МЗ учно-исследовательскийукторский угольный инси Институт угля СО АН Изобретение относится к горному делу, а именно к конструкциям пневматических стоек, применяемых для крепления очистных выработок, охраны подготовительных выработок.Известна пневмостойка, включающая корпус с нижней и верхней опорами, между которыми размещен тороидальный пневмобаллон (1),Недостатками этой стойки являются; низкий начальный и рабочий распор из-за отсутствия распора по внутреннему сечению пустотелого тора; жесткий контакт с кровлей обуславливает высокие напряжения изгиба на корпус, малый контакт из-зэ неровностей кровли и высокие разрушающие контактные напряжения; низка скорость нагружения и загрузки из-за большого объема воздуха,Наиболее близким по технической сущности является пневмостойка, включающая жесткий телескопический корпус, внутри которого размещен несущий секционный то(54) ШАХТНАЯ СТОИК (57) Использование: дл ли в горных выработк тения; стойка включае опоры, образующие движный полый корпу креплена эластичная тороидальный баллон но-сливной магистрал расположена цилинд заполнения газом, Р осуществляется подач дальную оболочку, 2 и роидальный пневмобаллон, во внутренней полости которого установлен центральный пневмобаллан (2),Недостатки такой пневмостойки состоят в следующем: - мал начальный и рабочий распор из-за малых давлений в магистрали шахтных пневмосетей, низка скорость загрузки, разгрузки, стойка не рассчитана на высокие нагрузки в связи стем, что эластичный материал обечаек на контакте с кровлей не обладает высокими прочностными характеристиками и большими деформациями газа в обечайках для выбора несущей способности. Быстрый износ материала тороидальной обечайки из-за трения стенки корпуса на стыках,Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности эксплуатации стойки,Указанная цель достигается тем, что обращенные друг к другу торцы цилиндрических обечаек выполнены с уступами, направленными друг к другу, крышки опорвыполнены в виде мембраны, а внутренняя поверхность корпуса снабжены цилиндрической эластичной трубой из антифрикционного материала, установленной с возможностью взаимодействия с внешней поверхностью тороидального пневмобаллона, заполненного газом, а эластичная обеча й ка жидкость ю.Размещение тороидальной обечайки в полой цилиндрической обечайке из антифрикционного материала обеспечивает при уменьшении высоты стойки под нагрузкой проскальзывани цилиндрической обечайки из нафтлена в окрестности стыка по стенкам цилиндрических жестких обечаек с малым трением, При этом формируются круговые складки стенок цилиндрической полой обечайки, а в ме с неи и наружной стенки тороидальной обечайки без относительного проскальзывания, Это исключает возможность порыва тороидальной обечайки, и следовательно, повышает надежность эксплуатации. Образование посадочной полости уступами, направленными навстречу друг другу позволяет при подаче в нее жидкости быстро сократить стойку по высоте и, следовательно, быстро ее извлечь до обрушения кровли, что повышает процент извлечения стоек и способствует повышению надежности их эксплуатации, Наличие мембраны на торцах стойки по контакту с кровлей и почвой позволяет создать более высокое избыточное давление при неразрушающих контактных напряжениях у кровли и почвы за счет увеличения эффективной площади контакта,Содержание газа в центральной обечайке с одной стороны делает стойку нечувствительной к динамическим проявлениям горного давления в виде распространения упругой волны, с другой увеличивает скорость установки стойки до контакта с кровлей, вследствие того, что газ в центральной обечайке присутствует всегда. Для этого достаточную посадочную полость соединить со сливной магистралью. Газ в центральной обечайке быстро увеличит стойку по высоте до контакта с кровлей. Кроме того, газ в центральной обечайке необходим для увеличения скорости опорожнения жидкости в периферийной торовой обечайке при разгрузке стойки.Предлагаемая стойка обеспечивает возможность создания более высокой несущей способности благодаря наличию мембраны на контакте, что снижает контактные напряжения с боковыми породами (что снижает вероятность разрушения породы и ее обрушения) за счет увеличения эффективной площади контакта, а также благодаря нали 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 чию цилиндрической обечайки из антифрикционного материала, снижает трение скольжения о жесткие и цилиндрические обечайки корпуса стойки в окрестности стыка телескопа.Таким образом сопоставительный анализ показал, что предлагаемая конструкция стойки соответствует критерию "новизна" и "существенные отличия".Сущность предложения поясняется чертежами, где фиг. 1 изображено осевое сечение стойки в распоре, на фиг, 2 - разрез А - А фиг, 1,Устройство состоит из телескопического корпуса в виде полых обечаек 1 и 2 уступной формы на торцах, Смежные уступы на торцах образуют штоковую полость 3, которая сообщается с напорной и сливной магистралью. На внешней поверхности торцового уступа обечайки в кольцевых канавках смонтированы уплотнительные кольца 4 и тоже самое сделано на внутренней поверхности торцевого уступа обечайки 2. Обечайки 1 и 2 выполнены из композиционных материалов. Штоковая полость заполнена жидкостью и предназначена для сокращения длины пневмогидравлической стойки, Внутри жесткого корпуса размещена антифрикционная цилиндрическая труба 5 из нафтлена, Торцы трубы 5 закреплены на концах обечаек 1 и 2 хомутом б, Внутри цилиндрической трубы 5 размещены цилиндрический тор 7 из эластичного материала, Во внутренней полости тора 7 помещена цилиндрическая обечайка 8. Цилиндрическая обечайка всегда заполнена газом, а цилиндрический тор 7 периодически для распора заполняется жидкостью и соединен с напорной и сливной магистралью, С торцов обечайки 1 и 2 покрыты эластичными мембранами 9, которые закреплены хомутами 10.Пневмогидравлическая стойка работает следующим образом,В транспортном положении пневмогидравлическая стойка имеет минимальную высоту. Штоковая полость 3 заполнена жидкостью и имеет наибольший объем. Цилиндрическая оболочка 8 заполнена газом под давлением 3,5 кгс/см и прижимает стенки цилиндрического тора 7 к стенкам обечаек 1, 2 корпуса через стенки цилиндрической трубы 5 из нафтлена, В момент установки пневмогидравлической стойки между почвой и кровлей штоковую полость соединяют со сливной магистралью. Газ, содержащийся в цилиндрической обечайке 8, стараясь увеличить свой объем, воздействует на мембраны 9. Верхняя мембрана 9, присоединенная к обечайке 2 хомутом 101789715 35 движется к кровле пласта, увлекая за собой обечайку 2, Обечайка 2 скользит по корпусу обечайки 1, Объем штоковой полости при этом увеличивается, т.к, сокращается расстояние между уступами на торцах обечаек 5 1 и 2, Жидкость из штоковой полости выдавливается в сливную магистраль. Проникновению жидкости через зазор между стенками обечаек 1 и 2 препятствуют кольца 4. При раздвижке стойки под давлением га за в обечайке 2, которая полностью занимает весь объем внутри корпуса, цилиндрическая труба 5 иэ нафтлена проскальзывает по поверхности корпуса в окрестности стыка телескопических обечаек 1 15 вследствие того, что расстояние между ее концами увеличивается и они закреплены у торцов обечаек 1 хомутами 6, Увеличение стойки под действием газа в обечайке 8 прекращается при встрече верхнего торца стой ки с кровлей, Одновременно цилиндрический тор 7 подключается к напорной магистрали и заполняется жидкостью до рабочего давления, При этом газ в цилиндрической обечайке 8 снижается, 25 Стойка осуществляет реакцию отпора между почвой и кровлей. При динамических проявлениях горного давления в виде волновых колебаний упругой волны высота стойки меняется, изменяется объем газа в централь ной обечайке 8, в жидкости возбуждаются Формула изобретения Шахтная стойка, включающая полые верхнюю и нижнюю опоры с крышками, цилиндрические элементы которых направлены навстречу друг другу с образованием раздвижного корпуса, внутри которого размещен тороидальный эластичный баллон, в осевом отверстии которого размещена эластичная оболочка, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности рабоволны давления, предохранительный клапан не успевает срабатывать, но благодаря наличию некоторого объема газа в обечайке 8 эти колебания гасятся (газ - среда сжимается) и в корпусе возникающие напряжения не достигают предельных значений.При статическом смещении кровли высота стойки уменьшается, При этом и уменьшается и объем газа в обечайке 8. Излишки жидкости через предохранительный клапан стравливаются в магистраль при избыточных давлениях свыше допустимых. После выполнения функции поддержания стойку извлекают. Этому предшествует следующие операции, Цилиндрический тор 7 соединяют со сливной магистралью, а штоковая полость 3 соединяется с напорной магистралью, Жидкость из тора полностью выдавливается газом в центральной обечайке 8. Под действием давления жидкости в ш.оковой полости 3 стойка сокращается по высоте и теряет контакт с кровлей, после чего она извлекается. Напорная сливная магистрали отключаются, стойка переносится на новое место и далее цикл повторяется,Положительный эффект от применения предлагаемого решения может быть получен за счет снижения трудоемкости на установку, транспорт, демонтаж, за счет многократного использования,ты, обращенные друг к другу торцы цилиндрических оболочек выполнены с уступами, направленными друг к другу, крышки опор выполнены в виде мембран, а внутренняя поверхность корпуса снабжена цилиндрической эластичной трубой из антифрикционного материала, установленной с возможностью взаимодействия с внешней поверхностью тороидального эластичного баллона., Курков Реда изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 337 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, ЖРаушская наб 4/5