Перемычка для предотвращения выбросов угля, породы и газа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вйв Ф 00 ХЭфстиеный НОыитет. т иввЮ"мв и шею ЮИ ГНАТ ОСОР н атюкнмм сащвтвъств(46) 30.06.89. Бюл. 1 24 (7) Донецкий политехнический институт(56) Степанович Г.Я. и др. Гаэодинамические явления при подготовке глубоких горизонтов Д, 1970, с.65,Авторское свидетельство СССР В 989100, кл. Е 2 Р 5/00, 1981,(54) ПЕРЕМЫЧКА ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯВЫБРОСОВ УГЛЯ, ПОРОДЫ И ГАЗА(57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для проведения горных выработок по выбросоопасному массиву. Цель изобретения - повышение надежности перемычки. Для этого заградительный каркас (ЗК) 1, выполненный иэ центрального 2 и боковых 5 щитовфустановлен под углом 40-50 к продольной оси платдюрмы (П) 8 транспортной тележки 9 к ее центру. Установленные на П 8 телескопические домкраты 12 для поддержания ЗК 1 одними концами шарнирно соединены с П 8, а другими - со щитами 2 и 5 ЗК 1.Причем шарнирные соединения (ШС) домкрата щита 2 расположены в центрах тяжести П 8 и ЗК 1, а ШС домкра1490302 тов щитов 5 - симметрично относительно ШС домкрата щита 2. Щиты 5 соединены между собой шарнирами. С транспортной тележкой 9 посредством пово,ротных элементов в виде шарниров 115 соединены домкраты 10 для распора перемычки в породы. 111 ит 5 имеет выдвижную секцию 3, которая закреплена в рабочем положении Фиксатором 4.11 иты 5 для крепления в боковых стенках выработки имеют винтовые элеменИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок по выбросоопасному массиву.Цель изобретения - повышение надежности перемычки.На Фиг.1 схематично изображена перемычка в выработке в рабочем положе . 2 нии перед производством взрывных работ (выбросом); на фиг,2 - разрез А-А на Фиг.1.Перемычка включает заградительный каркас 1, выполненный в виде центрального заградительного щита 2, выдвижной верхней секции 3, которая закреплена в рабочем положении Фиксатором 4, боковых щитов 5, выполненных по форме выработки и соединенных шарнирами 7 с центральным щитом 2, который шарнирно соединен с платформой 8, установленной на транспортной тележке 9. Причем шарниры 7 расположены в центре тяжести каркаса 1 и тележ ки 9. Тележка выполнена, например, на рельсовом ходу, может быть выполнена на гусеничном или колесном ходу. Транспортная тележка снабжена системой стопорящих элементов (не показаны), К платформе 8 крепится система домкратов 10 с поворотными устройствами в виде .шарниров 11. Центральный 2 и боковые 5 щиты также соединены системой домкратов 12 с платформой 8. При этом крепление их к платФорме симметрично относительно шарнирного соединения 7 и крепления системы домкратов 10 и максимально приближено к центру тяжести платформы 8. Для усиления несущей способности перемычки боковые щиты имеют распорные, например винтовые, устройства 13 для упора (распирания) в углублениях ты 13. Наклон ЗК 1 под углом 40-50 фк оси выработки позволяет основнуюсоставляющую силы выброса от щитов 2и 5 частично гасить системой домкратов 12, винтовых элементов 13, ачастично передавать на П 8 через ШС.Окончательное гашение усилия происходит в системе домкратов 10, соединенных с П 8 шарнирами 11, благодаря наличию ШС. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. 14,выполненных в стенках выработки. Для распора центрального щита 2 в почве выработки выполнена поперечная канавка 15 для фиксации верхней части выдвижной секции 3 в кровле выработки выполнено углубление 16. В почве вы работки выполнены лунки 17 для установки распорных домкратов 1 О платформы 8. Для облегчения конструкции и беспрепятственного выхода газа во время выброса центральный щит и боковые щиты 5 имеют проемы 18, заделанные решеткой иэ канатов 19.Управление т.е. монтаж перемычки в рабочее положение и демонтаж ее в транспортное осуществляются с пульта 20 управления, который расположен на платформе 8.Для повышения эффективности локализации выбросов угля, породы и газа каркас 1 перемычки шарниром закреплен в центре тяжести платформы и наклонен под углом, близким к 45 (40-50) к продольной оси выработки. Такое положение каркаса 1 является менее уязвимым и наиболее благоприятным для воспрннятия выбросов породы и газа, усилие которого, направленное по продольной оси выработки, при встрече с каркасом 1 раскладывается на две примерно равные силы. Одна иэ них действует перпендикулярно каркасу, другая - вдоль каркаса. Сила, перпендикулярная каркасу создает и изгибающее усилие, которок воспринимается системой домкратов 12 и шарнирным соединением 7, передается на породы почвы выработки через систему домкратов 1 О, установленных в полос тях, п.рпендикулярных:плоскости щитакаркаса 1. Симметричное расположение домкратов 12 относительно центра тя -По почве на расстоянии около 1 м от забоя выработки делают поперечную канавку 15. С помощью горного компаса и шаблонов известным.способом намечают места и подготавливают углубления 16 в кровле и углубления 14 в стенках выработки так, чтобы по 45 перечная канавка 15, углубление в кровле 16 и углубления 14 в стенках выработки находились в одной плоскости, расположенной под углом 40- 50 О к оси выработки. В нашем примере под углом 45 . После бурения и50 заряжания шпуров, монтажа электрической схемы взрывания в забое выработки тележку 9, на которой расположен каркас 1 в транспортном положении,55 подают в забой к месту его установки. Обычно это 1 м по почве и 3 м по кровле выработки и зависит от сечения выработки и глубины шпуров. 40 жести платформы 8 и шарнирного соединения 7 и домкратов 10, расположение домкратов 10,12 под углом к щиту и почве выработки позволяют полностью5 погасить все изгибающие моменты, а равнодействующую силу, направленную перпендикулярно каркасу 1, передать на породы почвы выработки беэ передачи усилия на транспортную тележку 9. Сила, направленная вдоль каркаса 1, воспринимается винтовыми домкратами 13 и передается на породы контура выработки. Такое выполнение устройства позволяет силу выброса направить 15 продольно каркасуи домкратам 10, 12, эа исключением платформы 8, которая будет испытывать большие изгибающие усилия относительно центра тяжести, благодаря применению, напри мер, броневой стали и наличию шарнирного соединения 7 останется невредимой, так как все усилия будут действовать симметрично относительно платформы 8. Установка каркаса 1 25 под углом к продольной оси выработки позволяет уменьшить силы, действующие на каркас 1 примерно в 1,5-1,7 раза, что облегчит конструкцию каркаса 1. А расположение шарниров 7 в З 0 центре тяжести каркаса 1 и платформы 8 облегчает управление каркасом 1 при его установке в выработке и транспортировке по выработке. Все это резкое повышает эффективность локалиэа 35 ции выбросов породы и газа. Перемычка работает следующим образом. С пульта 20 управления домкратами 12 поднимают каркасв рабочееположении под углом 40-50 к горизонтальной оси выработки, при этомниз центрального щита 2 и основаниябоковых щитов 5 помещают в попереч"ную канавку 15 до упора, верхнюювыдвижную секцию 3 центрального щита2 поднимают до упора в лунки 16 и втаком положении закрепляют фиксатором 4. Винтовые устройства 13 помещают в подготовленные углубления 4в стенках выработки и распираютсямежду боковыми щитами 5 и стенкамивыработки, создавая боковой распоркаркаса 1. Распорные домкраты 1 О спомощью поворотных устройств 11 опускают на почву выработки и упирают вподготовленные лунки 17, расположенные на сопряжении почвы и стен вырагботки. В виброопасных породах шпурыдля производства взрывных работобычно располагают не по всему забою,а только в нижней его части. Взрыва;ние шпуров вызывает разрушение породы в пределах сечения выработки ивыброс породы, которая устремляется в свободное пространство междузабоем и каркасом 1 перемычки, Летящая порода встречает на пути каркас1 перемычки, который выполняет рольискуственного подпора,Взрывание шпуров в пределах сечения выработки раэрыхляет породу забоя выработки и отбрасывает ее отзабоя, при этом она полностью заполняет пространство от вновь образованного забоя до верхних проемов 19 перемыч,и, вместе с перемычкой породасоздает дополнительный подпор вновьобразованному забою, в котором породы начинают самопроизвольно разрушаться,Удержание каркасом 1 разрушеннойвзрывными работами породы и полноегашение ударной силы, возникающейпри разрушении породы и ее отбросеот забоя выработки силами взрывчатоговещества сил инерции породы , позволяют остановить разрушенную в проектном сечении выработки породу, а,силы трения между кусками породы истенками выработок - испольэоватьдля противодействия деформациям восстановления упругого последействия,возникающих на вновь образованномзабое. Благодаря взаимодействиюпородного развала и перемычки соэда 1490302ется достаточный подпор для гашениясил возникаюих при самопроизвольном разрушении породы в начале выброса. При выбросе основное усилие породы и газа воспринимается породой инесжимаемой гидравлической системой,домкратов 10,12 и 13, надежным закреплением каркаса 1 попериметру выработки: в поперечной канавке 15 в почвецентрального щита 2 и боковых щитов5, в углублении 16 в кровле выдвижной секции 3 центрального щита 2, вуглублениях 14 винтовыми домкратами13 боковых щитов 5. Усилие выброса от 5центрального 2 и боковых 5 щитов частично гасится гидравлической системойдомкратов 12, винтовыми устройствами13, частично передается на платформу 8 через шарнирное соединение 7,а окончательное гашение усилия происходит в гидравлической системераспорных домкратов 10, соединенных с платформами поворотными устрой,ствами 11, благодаря наличию шарнирного соединения 7,Когда разрушение затронет породыу проектного контура выработки, пространство между забоем и каркасом 1,создающим искусственный надежный подпор полностью заполниться разрушенной породой и эа счет самоподпоравыброс прекратится. Каркас 1 перемычки устанавливают на таком расстоянииот забоя, чтобы разрешение породы в,выбросоопасном массиве произошло впределах проектного контура на расчетную глубину по ходу проведениявыработки, и порода, разрыхленнаявзрывом и выбросом, с учетом козффициента раэрыхления максимально заполнила объем от забоя до перемычки,Каркас 1 полностью перекрывает сечение выработки и для беспрепятственного выхода газа, выделяющегося впроцессе выброса, предусмотренные проемы 18 с сеткой иэ металлических нанатов 19, предназначенные для удержания разрушенной выбросом породы.Возможные изгибы конструкции во времявосприятия усилия внезапного выброса породы и газа не превьппают предела упругой деформации конструкции,так как устойчивость и работоспособность перемычки обеспечиваетСя ееорасположением под углом 40-45 к осивыработки, которое позволяет основную составляющую силы выброса воспринимать несжимаемой гидравлической системой домкратов 12 боковых домкратов 13, распорных домкратов 1 О и породой благодаря надежному закреп т лению каркаса 1 по периметру выработки, После выполнения взрывных работ и проветривания выработки для демонтажа щитовой заградительной перемычки необходимо с пульта 20 управления тележку 9 подать немного вперед распорными домкратами 10, вытащить фиксаторы 4 и опустить вниз иэ углубления в кровле 16 выдвижную верхнюю секцию 3, освободить винтовые распорные устройства 3, т.е. вывести их из зацепления с лунками 14, с помощью поворотных устройств 11 убрать распорные домкраты 10 иэ лунок 7; центральным 7 и боковыми 12 подъемными домкратами освободить ниэ центрального щита 2 и боковых 5 от зацепления с поперечной канавкой в почве выработки 15; оттащить лебедкой или электровозом тележку 9, т.е. освободить центральный щит 2 и боковые 5 от породы; привести центральный щит 2 в транспортное горизонтальное положение центральным подъемным домкратом 7; боковыми подъемными домкратами 12 опустить боковые щиты 5, соединенными шарнирами 6 с центральным щитом 2, в транспортное положео ние, т.е. повернуть вниз на 90 относительно центрального щита 2 и ото транспортировать тележку 8 иэ забоя в специально отведенное место.Остальные процессы проходческого цикла (погрузка породы, крепление и т.д.) производятся обычным порядком.Формула изобретения1, Перемычка для предотвращения выбросов угля, породы и газа в выработках, включающая транспортную тележку с ппатформой, заградительный каркас, выполненный из центрального и боковых щитов и установленные на платформе телескопические домкраты для поддержания заградительного каркаса, шарнирно соединенные одними концами с платформой, телескопические домкраты для распора перемычки в породы почвы выработки и амортизаторы, о т л и ч а ю щ а я с я тем что, с целью повышения надежности перемычки, заградительный каркас установлен под углом 40-50 к продольЗаказ 3673/36 Тираж 410НИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписно обретениям и открытиям пРаушская наб., д. 4/5 ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 ной оси платформы к ее центру, телескопические домкраты соединеныдругими концами со щитами заградительного каркаса посредством шарниров, при этом шарнирные соединениядомкрата центрального щита расположены в центрах тяжести платформы изаградительного щита, шарнирные соединения домкратов боковых щитов расположены симметрично относительношарнирного соединения центральногощита, центральный и боковые щитысоединены между собой посредствомшарниров, а домкраты для распора перемычки в породы соединены с транспортной тележкой посредством поворотных элементов.52. Перемычка по п.1 о т л и ч аф ф 1ю щ а я с я тем, что центральный щитснабжен выдвижной секцией с фиксатором, установленной в ее верхней части, для крепления в углублениях кровли выработки.3. Перемычка по пп.1 и 2, о т л и"ч а ю щ а я с я тем, что боковыещиты снабжены винтовыми элементамидля крепления в боковых стенках выработки,