Назначение, основные конструктивные типы и Классификация механизированных крепей

§ 1. Назначение и элементы механизированных крепей

Создание и широкое применение очистных комплексов с приме­нением механизированных гидрофицированных крепей позволило существенно повысить технико-экономическую эффективнотсь ра­боты очистных забоев и решить важную социальную проблему по повышению безопасности работы шахтеров и освобождению их от тяжелого физического труда.

Механизированная гидрофицированная передвижная крепь в процессе взаимодействия с боковыми породами выполняет три основные функции: управление горным давлением (способом обрушения или другим^способом), активное поддержание кровли в рабочем призабойном пространстве очистного забоя и защиту его (ограждение) от проникновения обрушенных пород кровли. Кроме того, механизированная крепь в большинстве случаев вы­полняет также функции пространственного перемещения забой­ного конвейера очистного комплекса или агрегата в целом и его управления по гипсометрии и в плоскости пласта.

Механизированная гидрофицированная крепь состоит из кре­пежных секций или комплектов, насосной станции, распредели­тельной и контрольно-регулирующей гидроаппаратуры и гидро­коммуникаций. Секции крепи или комплекты располагаются по всей длине очистного забоя, они активно поддерживают породы кровли в рабочем призабойном пространстве очистного забоя и управляют горным давлением. По мере выемки угля секции крепи передвигаются к забою в определенной последователь­ности.

Для приведения в действие механизированной крепи исполь­зуется гидропривод, основными исполнительными органами ко­торого являются силовые гидроцилиндры: гидростойки, гидро­домкраты для передвижения крепи и конвейера, вспомогатель­ные гидроцилиндры для выдвижения и прижатия консольных верхняков и других целей. Гидростойки и гидроцилиндры смон­тированы в секциях крепи.

Секция механизированной крепи (см. рис. 21.1, а) —это эле­мент крепи, сохраняющий свою целостность при передвижении и состоящий обычно из основания 6, гидравлических стоек 8 (до шести стоек в секции), связанных перекрытием 10 у кровли пласта, гидродомкратов передвижения 5 (одного или двух), блока управ­ления потоком рабочей жидкости и гидрокоммуникаций. Секция имеет оградительный элемент 9, защищающий рабочее простра-ство от проникновения в него обрушенной породы кровли.

Различают линейные секции, расположенные по длине забоя, и концевые, имеющие специфическую конструкцию.

Операции, выполняемые линейными секциями, одинаковы почта для всех механизированных крепей. Это — разгрузка (снятие распора) гидростоек, передвижение секции, распор ги­дростоек, передвижение забойного конвейера и поддержание пород кровли. В некоторых крепях предусматривается также вы­полнение вспомогательных операций: отодвигание конвейера от забоя, выравнивание положения секций (при монтажных рабо­тах и в аварийных ситуациях), поддержание щитами груди забоя в условиях мощных пластов и пр. Для этой цели используются вспомогательные гидродомкраты.

Гидростойка — основной опорный элемент механизированной крепи, воспринимающий горное давление и передающий его на почву пласта через основание секции (а при отсутствии основа­ния — через нижние опорные поверхности стоек). Гидростойки используются для подъема верхнего перекрытия (распор стойки) и его опускания (разгрузка стойки), а также для регулирования высоты секции по вынимаемой мощности пласта.

Рабочая характеристика гидростойки (ряс. 22.1) показывает характер изменения ее сопротивления опус­канию породы кровли в зависимости от ее податливости.

Начальное сопротивление F_H — сопротивление стойки опусканию пород кровли в момент начала проседания выд­вижной части относительно корпуса стойки.

Номинальное рабочее сопротивление F_p — среднее значение максимально допустимого сопротивления стойки опусканию пород кровли.

Упругая податливость Д/_у — уменьшение длины гидравлической стойки за счет упругого сжатия жидкости и де­формации стенок цилиндра и выдвижной части.

Начальный распор — сопротивление стойки в мо­мент ее установки в рабочее положение.

Принцип работы гидростоек одинаков почти для всех гидро-фицированных крепей и заключается в следующем. В поршневую полость стойки под давлением подается рабочая жидкость. При этом выдвижная часть стойки, перемещаясь вверх, упирается в кровлю через верхнее перекрытие. Давление жидкости в порш­невой полости возрастает до величины, равной рабочему давлению

Ала

насосной станции После этого подача жилкости в поршневую полость стойки прекращается Давление здесь достигает давле­ния начального или предварительного распора, которое обычно не превышает 20 МПа и примерно равно половине величины, при которой срабатывает предохранительный клапан стойки (обычно 30—50 МПа). Дальнейшее возрастание давления в стойке в ре­зультате опускания пород кровли происходит до величины, на которую настроен предохранительный клапан стойки.

В этот период гидростойка работает в режиме нарастающего сопротивления. Когда давление в поршневой полости достигает предельной величины, стойка переходит в заданный режим по­стоянного сопротивления, т. е. рабочий режим, отклонения от которого могут быть вызваны лишь кратковременным повышением скорости опускания пород кровли, а также перепадами давлений открытия и закрытия предохранительного клапана. При срабаты­вании предохранительного клапана рабочая жидкость из замкну­той гидросистемы стойки вытесняется в сливную магистраль крепи.

Для передвижки секции производят разгрузку ее стоек соеди­нением поршневых полостей стоек со сливной магистралью череэ управляемый обратно-разгрузочный клапан. Одновременно произ­водится подача рабочей жидкости в штоковую полость.

По конструктивному выполнению секции крепи различают! одностоечные (например, ОКП), двухстоечные — рамные (см. рис. 21.1) и кустовые («Донбасс»).

Ведутся работы по созданию гидрооборудования для очистных комплексов на рабочее давление до 32 МПа, что позволит увели­чить несущую способность крепи, а также скорость и усилия пере­движки секций и забойного конвейера (комплексы КМ130, УКП и др.).

§ 2. Основные конструктивные типы механизированных крепей и их классификация

Все механизированные крепи по основным функциональным критериям и их взаимодействию с боковыми породами можно раз­делить на оградительные, поддерживающие и оградительно-под­держивающие. В оградительно-поддерживающих крепях воз­можно преобладание поддерживающей части (тогда эти крепи на­зываются поддерживающе-оградительными) или, наоборот, огра­дительной (оградительно-поддерживающие крепи). Соотношение этих функций можно установить величиной проекции поддержи­вающих и оградительных элементов на плоскость почвы пласта.

Оградительные крепи (рис. 22.2, а) имеют одну основную функ­цию — ограждение рабочего пространства лавы от проникнове­ния в него обрушенных пород кровли. Эти крепи не имеют эле­ментов для поддержания кровли (L_n = 0). Конструктивно она наиболее просты и наименее металлоемки, но имеют ограничен­ную область применения. Они не исключают проникновения в ра-

-288

бочее пространство пород кровли, обрушающихся по линии за­боя пласта. В СССР применяется только один тип оградительной крепи — КТУ (на шахтах Кузбасса в 12—15 лавах) при слоевой выемке мощных (6—15 м) пологих пластов для отработки нижнего слоя мощностью 2,4—2,7 м.

Секция оградительной крепи КТУ состоит из основания 1, гидродомкрата 2 для передвижения крепи и конвейера, двух стоек 3 и ограждающего щитового перекрытия 4.

Поддерживающие крепи (рис. 22.2, б) выполняют две основные функции: управление горным давлением и поддержание кровли в рабочем пространстве лавы. Секции крепи этого типа имеют ос­нование / (или другие опорные элементы), от двух до шести ги­дравлических стоек 2, один или два гидродомкрата передвиже­ния 3, верхнее перекрытие 4 (L_n значительно по величине) и огра­дительный элемент, выполненный в виде вертикально располо­женного щитка 5 (L_or = 0).

Основное преимущество поддерживающих крепей заключается в том, что они сохраняют устойчивость пород кровли над рабочим пространством и обеспечивают управление горным давлением спо­собом полного обрушения за поддерживающей частью крепи. Поддерживающие крепи получили широкое применение на пла­стах мощностью менее 1,8 м («Донбасс», МК97, М103, М87УМ И др.).

Оградительно-поддерживающие крепи (рис. 22.2, в) выполняют все три функции: управление горным давлением, поддержание кровли в рабочем пространстве и ограждение его от проникно­вения обрушающихся пород кровли. Оградительный элемент 224

 

преобладает над поддерживающим (L_or > L_n). Крепи этого типа" (ОКП и др.) получили широкое распространение в нашей стране и применяются при разработке пологих пластов мощностью 1,8— 3,5 м (ОКП) с легкообрушающимися породами кровли.

Секция оградительно-поддерживающей крепи состоит из ос­нования 1, четырехзвенника 2, щитового перекрытия 3 (огради­тельный элемент), козырька 4 (поддерживающий элемент), одной наклонной гидростойки 5 и гидродомкрата передвижения 6. Основным преимуществом крепей этого типа является небольшая ширина полосы поддерживаемых пород кровли в призабойном пространстве (L_n), что уменьшает нагрузку на крепь, позво­ляет увеличить ширину секции крепи и улучшить ее устойчивость. Недостатком является сравнительно малое рабочее пространство, что затрудняет размещение оборудования, перемещение людей и проветривание лавы.

Поддерживающе-оградительные крепи (рис. 22.2, г) выполняют те же функции, что и оградительно-поддерживающие, но под­держивающий элемент у них преобладает над оградительным (L_B > L_or). Крепи этого типа (1МКМ, МК75, КМ 130 и др.) при­меняются при разработке пологих пластов мощностью 1,4—3,2 м как с легко обрушающимися, так и устойчивыми породами кровли.

Секция крепи 1МКМ, например, состоит из основания 1, че­тырехзвенника 2, щитового перекрытия 3 (ограждающий эле­мент), верхнего перекрытия 4 (поддерживающий элемент), двух гидростоек 5 и гидродомкрата передвижения 6.

Основным преимуществом поддерживающе-оградительных кре> пей перед оградительно-поддерживающими является большее рабочее пространство, позволяющее более удобно расположить оборудование и обеспечить свободный проход для людей.

По характеру взаимодействия крепи с породами кровли разли­чают крепи! теряющие контакте кровлей при передвижке секций (применяются при устойчивой кровле); передвигаемые без потери контакта с кровлей (с некоторым остаточным подпором, необходимым при неустойчивой кровле); с р е г у л и -р у е м ы м сопротивлением, позволяющим управлять горным давлением и отжимом угля.

По структурной схеме различают крепи комплектные и агре­гатные.

Комплектная крепь — это совокупность двух или трех секций, соединенных между собой кинематическими связями и гидродомкратами передвижки. Комплекты не связаны друг с другом и с конвейером. К комплектным относятся, например, крепи МК97, МК98, 1МКС.

Комплект крепи МК97 (рис. 22.3) состоит из двух двухстоеч-ных секций 1 а 2, связанных между собой гидродомкратом пере­движения 3 двойного действия. Домкрат расположен у кровли пласта. Он осуществляет последовательное передвижение секций по принципу шагания с отталкиванием их одна от другой. Перед передвижением секции / распор с нее снимается и опоры 4 под-

8 Яцких в. г. и др. 225

 

нимаются вверх. При этом сек­ция 1 повисает на соседней сек­ции 2, которая неподвижно рас­перта между кровлей и почвой пласта. Далее секция 1 пере­мещается к забою гидродомкра­том и распирается между почвой и кровлей пласта в новом поло­жении. Аналогично осуществ­ляется затем передвижение сек­ции 2.

К преимуществам комплект­
ной крепи следует отнести: воз­
можность преодоления неболь­
ших геологических нарушений
(сбросы, неровности почвы, из­
менчивая гипсометрия залега­
ния пласта и т. п.); возможность изменять шаг передвижки кре­
пи, так'как крепь не связана с конвейером; свободное перемещение
рабочих по почве пласта, которая не загромождена гидродом­
кратами передвижения, основаниями секций и т. п.; большая
маневренность..

Недостатком комплектной крепи является сложность автомати­зации ее работы.

Агрегатная крепь — это механизированная крепь, секции которой имеют кинематические связи друг с другом по всей длине лавы, обеспечивающие взаимодействие секций при их передвижении. Агрегатные крепи получили наибольшее приме­нение. К ним относятся крепи «Донбасс», КМ87УМ, ШКМ, ОКП и др. Работа этих крепей может быть автоматизирована.

По технологическим критериям механизированные крепи молено классифицировать:

а) по способу перемещения всей крепи комплекса — фронталь­
ное сразу по всему фронту забоя (непрерывное или цикличное)
и фланговое (волновое перемещение с фланга);

б) по последовательности передвижения секций — последова­
тельное (одна за другой) и линейно-шахматное через одну, что
позволяет ускорить почти вдвое время на передвижку секций и
благодаря этому увеличить скорость выемки угля комбайном;

в) по способу перемещения секций — скользящее по почве
пласта (наиболее распространенный способ), на гусеничном ходу
(опытные конструкции), шагающий (крепь МК97 и др.).

§ 3. Гидродомкраты передвижения секций крепи

Механизированные крепи передвигают гидродомкратами, вы­полненными в виде обычных силовых гидроцилиндров. Как пра­вило, применяют гидродомкраты двустороннего действия, поз­воляющие осуществить кроме передвижения секций крепи (пря-226

 

мой ход гидродомкрата) передвижение забойного конвейера (обратный ход). Гидродомкраты могут быть расположены в осно­вании секций крепи, над основанием и под перекрытием. Гидро­домкраты различаются местами подвода рабочей жидкости (к кор­пусу цилиндра или через шток), исполнением поршневых узлов, размерами и пр. При рабочем давлении жидкости до 20 МПа усилие гидродомкрата составляет в зависимости от его конструк­ции и назначения от 30 до 400 кН. Ход поршня принимают 0,4; 0,5; 0,63; 0,8 и 1,0 м.

Для примера рассмотрим конструкцию гидродомкрата дву­стороннего действия одинарной гидравлической раздвижности с подводом рабочей жидкости через шток (рис. 22.4, а) и непо­средственно к корпусу цилиндра (рис. 22.4, б).

Гидродомкрат передвижения механизированной крепи М87УМ, установленный на каждой секции (рис. 22.4, а), состоит из ци­линдра / с днищем 2, поршня 3, закрепленного гайкой 4 на штоке 5. Подвод рабочей жидкости в штоковую полость Б осуще­ствляется через отверстие а в головке 6 штока, далее через отвер-

⁶ 227

 

стие б, внутреннюю полость штока А и через каналы в. Подвод рабочей жидкости в поршневую полость В осуществляется через отверстия гид, трубку 7, вваренную внутрь штока, с диафраг­мой 8. Такой подвод жидкости упрощает гидромагистрали за счет сокращения числа гибких рукавов и повышает эксплуатацион­ную надежность гидросистемы. Поршень гидродомкрата имеет латунные наплавки. Уплотнение поршня и штока в крышке осу­ществляется резиновыми манжетами и кольцами круглого сече­ния (для неподвижных соединений).

Гидродомкрат передвижения механизированной крепи ОКП (см. рис. 22.4, б) состоит из головки штока /, пружинного кольца 2, втулки 3, цилиндра 4, поршня 5, гаек 6, крепящих поршень на штоке, и уплотнений — воротниковых манжет и колец круглого сечения. Подвод рабочей жидкости (эмульсии) в поршневую по­лость цилиндра (передвижка конвейера) осуществляется через отверстие 7, а в штоковую (передвижка секции) — через отвер­стие 8.

§ 4. Гидростойки механизированной крепи

Гидростойка — это податливая опора несущей конструкции крепи; при опускании пород кровли она создает сопротивление, величина которого зависит от настройки предохранительного кла­пана и диаметра гидроцилиндра.

По характеру раздвижки и области применения различают гидростойки: с одинарной гидравлической раздвижностью, при­меняемые на пологих пластах мощностью 1,5—3,5 м (например, в крепях комплексов ШКМ, ОКП), и с двойной гидравлической раздвижностью (посредством двух телескопически раздвигаю­щихся гидроцилиндров), применяемые в условиях тонких пластов, когда невозможно обеспечить одинарную раздвижность; в неко­торых случаях применяется тройная гидравлическая раздвиж­ность (крепи для мощных пластов 4—6 м).

Гидростойка механизированной крепи ОКП, установленная в каждой секции по одной, представляет собой силовой гидро­цилиндр двустороннего действия одинарной раздвижности (рис. 22.5, а). Гидроцилиндр состоит из штока 1, пружинного кольца 2 для закрепления втулки 5 к цилиндру 7, гаек 11 для за­крепления поршня 10 к штоку, уплотнительных воротниковых манжет 4 и 8, колец 6 и 9. Для предохранения от попадания грязи в штоковую полость гидростойки применен резинопластмассо-вый грязесъемник 3. Шток выполнен полым. Нижняя и верхняя опоры гидростойки представляют собой полусферы, шарнирно закрепленные в основании секции и верхнем перекрытии, что поз­воляет избежать здесь изгибающих усилий. Подвод рабочей жид­кости в штоковую полость стойки и отвод из нее осуществляется через бобышку 12.

Клапанный гидроблок стойки (предохранительный и обрат­ный разгрузочный клапаны) крепится сбоку стойки. Предохрани-228

 

 

 

 

 

тельный клапан настраивают на максимальное давление ни тиа (рабочее давление 20 ЛШа), что обеспечивает несущую способ­ность гидростойки 800 кН.

Гидравлическая стоика механизированной крепи МК.97 пред­ставляет собой силовой гидроцилиндр двойной гидравлической раздвижности с принудительным опусканием, постоянного со­противления (рис. 22.5, б).

К цилиндру 4 стойки приварены днище 10 и фланец 9 для креп­ления к нему клапанной коробки 8. В корпусе цилиндра переме­щается шток 6 с поршневой частью, а внутри него — другой шток 5 со своей поршневой частью. В цилиндре стойки гайкой 1 закреплена направляющая втулка 2 с уплотнениями и грязе-съемником. Втулка служит одной из опор штока 6 первой ступени. В этом штоке установлена другая направляющая втулка 3, также с уплотнениями и грязесъемником, служащая опорой для штока 5 второй ступени. Она закреплена в штоке 6 двумя полу­кольцами 14 и пружинным кольцом 15.

Шток 6 первой ступени состоит из двух концентрических труб. Внешняя труба на своей внутренней поверхности имеет винтовую проточку, соединяющую штоковые полости обеих ступеней раз­движности. На поршневых частях штоков 5 и б установлены рези­новые манжетные уплотнения и латунные кольца. Латунные кольца имеются также и на направляющих втулках 2 и 3. К, штоку 6 в верхней части приварено днище //, в котором установлен об­ратный клапан 12, обеспечивающий постоянство сопротивления стойки на обеих ступенях ее раздвижки. Величина сопротивления определяется диаметром поршня ступени н настройкой предохра­нительного клапана, установленного в клапанной коробке 8.

Шток 5 второй ступени раздвижности изготовлен из трубы. Один конец трубы заварен заглушкой 13, в другой ввернута на резьбе головка 16 с полусферой. К головке шарнирно прикреплена опорная плита 18 посредством кольца 17 и болтов.

При распоре гидростойки (рис. 22.5, в) обратный клапан со­здает небольшой подпор, обеспечивающий выдвижение цилиндра первой ступени. По окончании его хода (или при достижении контакта перекрытия крепи с породами кровли) в результате дав­ления рабочей жидкости обратный клапан открывается и жид­кость начинает поступать во вторую ступень. При опускании по­род кровли обратный клапан изолирует рабочую полость второй ступени от первой.

После осадки стойки на величину раздвижности первой сту­пени обратный клапан упрется своим хвостовиком в днище 10 стойки и автоматически откроется. При этом жидкость начнет по­ступать из второй ступени в первую и длина стойки дополнительно уменьшится на величину хода поршня второй ступени. Несущая способность стойки 400 кН, при этом давление в поршневой по­лости первой ступени составляет 26 МПа, во второй —- 51 МПа.

Отношение высоты стойки в раздвинутом положении к ее вы­соте в исходном положении определяет коэффициент раз-

движности стойки, который у телескопических гидро­стоек значительно выше, чем у стоек с одинарной раздвижностью (соответственно 0,86—1,17 и 0,38—0,63). Это позволяет эффективно применять телескопические гидростойкн на тонких пластах, осо­бенно при значительных перепадах мощности пласта.

§ 5. Гидропривод и гидравлические схемы механизированных крепей

Гидропривод механизированных крепей состоит из насосной станции, исполнительных механизмов (гидростойки, гидродом­краты, вспомогательные гидроцилиндры), управляющей, предо­хранительной и контрольной аппаратуры; гидрокоммуникаций. Из этих элементов (с добавлением при необходимости других) составляется гидравлическая схема механизированной крени, которая определяет взаимосвязь и взаимодействие между эле­ментами гидропривода и показывает его функциональные воз­можности.

Для гидропривода характерно: применение высокого рабочего давления (в гидросистеме 20—32 МПа, в замкнутой системе гидро­стойкн 32—63 МПа), использование в качес!ве рабочей жидкости негорючей водомаеляной эмульсии; применение большого коли­чества однотипной гидроаппаратуры. Работа гидропривода про­исходит в стесненных и тяжелых условиях очистною забоя. Структурная гидравлическая схема механизированной крепи (рис. 22.6) показывает принципиальное распределение потока ра­бочей жидкости (эмульсии) от двух насосных станций СН1 и СН2 по напорной гидромагистрали через пульт управления ПУ (раз­мещенный обычно в прилегающей к лаве выработке) к секциям механизированной крепи в лаве и от них через пульт управле­ния ПУ и блок фильтров БФ на слив в баки насосных станций.

Насосная установка обычно состоит из двух установленных на тележках насосных станций типа СНУ5 (или другого типа), связанных в единую систему и ра­ботающих на одну (или две) на­порную магистраль.В зависимости от требуемого расхода жидкости насосные станции могут работать поочередно и одновременно.

Гидромагистраль состоит из двух (или трех) последовательно соединенных магистральных вы­соконапорных трубопроводов и рукавов — напорного Н и слив­ного С. Они проложены от насос­ных станций до лавы, где уложены в желобе по завальному борту за­бойного конвейера. К магистраль­ным трубопроводам присоединены

напорные и сливные отводы от гидрораспределителей, уста­новленных на секциях маханизированной крепи. Проходное се­чение напорной магистрали составляет не менее 20 мм в диа­метре, а сливной — не менее 25 мм. В каждом отводе гидромаги­страли установлен шариковый запорный клапан, автоматически закрывающий отверстие при отсоединении отвода и предотвра­щающий утечку рабочей жидкости. К магистральным трубопрово­дам подключены реле контроля давления РКД, автоматически выключающие насосные станции при порыве трубопроводов и вследствие этого резком падении давления.

Рабочую жидкость, подаваемую от насосной станции к силовым гидроцилиндрам механизированной крепи, необходимо подво­дить в определенной последовательности и одновременно отводить на слив. Для этого предусматриваются гидрораспределители, уста­навливаемые на секции крепи. Аппаратура распределения и управ­ления большинства секций состоит из гидрораспределителя (блока управления секцией крепи) и стоечного блока, объединяющего в одном корпусе предохранительный (типа ЭКП или К.ГУ) и об­ратно-разгрузочный (типа ЭК.ОР) клапаны.

Наибольшее распространение получили золотниковые гидро­распределители трех типов: двухходовой, выполняющий откры­вание и закрывание прохода для рабочей жидкости; трехходовой, соединяющий гидроагрегаты g напорной или сливной магистралью и отключающий его от этих магистралей; четырехходовой (приме­няемый чаще всего для управления гидроцилиндром двусторон­него действия), соединяющий поочередно поршневую и штоковую полости с напорной и сливной магистралями.

Основным элементом гидрораспределителя с цилиндрическим золотником (рис. 22.7, а) является золотник-плунжер / с конце­выми проточками, перемещающийся с помощью рукоятки (или другим способом) в осевом направлении в гильзе 2 g каналами 3 для прохода рабочей жидкости в необходимом направлении. Воз­врат в нейтральное (среднее) положение осуществляется пружи­ной 4. По числу фиксированных положений распределители могут быть двух-, трех- и многопозиционными.

В механизированных крепях ОКЛ, 1МКМ и других Узлов-ского машиностроительного завода им. И. И. Федунца получили применение гидрораспределители с цилиндрическим золотни­ком, а в других — с золотником ЭРА1М и в последнее время с пло­ским многопозиционным золотником ЭРА1К изготовления Ле­нинградского завода «Пневматика».

Гидрораспределитель ЭРА1К (рис. 22.7, б) имеет отсечной ша­риковый клапан 3, прижимаемый к седлу 4 пружиной 5. При оття­гивании вверх рукоятки управления / толкатель 2 принудительно открывает клапан и пропускает рабочую жидкость из маги­страли А в рабочую камеру Б, откуда она поступает в распреде­лительную периферийную втулку 6 и далее в тот или иной канал плоского золотника 7, имеющего до восьми позиций. Золотник опирается на защитную крышку 8. При прекращении действия

усилия на рукоятку гидрораспределитель автоматически отклю­чается, благодаря чему повышается безопасность работ.

Управление гидрораспределителем может быть ручным с пере­двигаемой секции или дистанционным с соседней секции. Дистан­ционное управление более безопасно и получило большее распро­странение. В механизированных крепях с автоматизированным управлением группой секций непосредственно из лавы и g пульта управления, размещенного в штреке (М87УМА), нашли применение распределители с электромагнитным управлением.

Предохранительный клапан — важнейший элемент гидро­привода — служит для ограничения давления, развиваемого в си-

 

стеме гидропривода, в пределах заданной величины. Для меха­низированных крепей, работаю­щих на эмульсии,наиболее часто применяли предохранительные клапаны типа ЭК.П обратного действия с коническим запорным элементом. Однако в последнее время их заменяют на унифици­рованные газовые предохрани­тельные клапаны типа КГУ из­готовления ленинградского за­вода «Пневматика».

Предохранительный клапан КГУ. О10ПР (рис. 22.8) имеет корпус /, закрытый сверху за­глушкой 2, в которой размещен резиновый баллон 3, наполнен­ный азотом, сжатым до 20 МПа. Баллон снабжен пробкой 4 с пружиной, с помощью которых клапан заряжают сжатым азо­том. К нижней части баллона 3 прилегает пластмассовая диа­фрагма 5, предназначенная для перекрытия кольцевых щелей между седлом 6, втулкой 7 и стаканом 8. Уплотнительное кольцо 9 с защитным кольцом 10 служат для герметизации поверхности между корпусом / и седлом 6, а кольца 11 и 12 — для уплотне­ния корпуса /. Рабочая жидкость под давлением подводится в по­лость А и при повышении давления сверх заданной величины от­жимает диафрагму 5, поступает в полость Б, а из нее через от­верстие — на слив.

Для механизированных крепей ОКЛ, 1МК.М и др. Узлов-ского машиностроительного завода применены предохранитель­ные гидроклапаны золотникоеого типа прямого действия.

Обратно-разгрузочный управляемый клапан типа ЖОР ле­нинградского завода «Пневматика» (рис. 22.9) для работы на эмуль­сии предназначен для запирания поршневых полостей гидростоек при распоре секции крепи и для разгрузки стоек при снятии рас­пора и передвижении крепи.

Клапан состоит из: шарика /; пластмассового седла 2; кор­пуса 5; гайки 4, обеспечивающей предварительное сжатие пру­жины 5; уплотнительных резиновых колец б и 7; поршня-толка­теля 8, отводимого в левое крайнее положение пружиной 10; крышки 9, через которую подводится рабочая жидкость к поршню-толкателю; уплотнительного резинового кольца 11.

Линия С клапана соединяется с поршневой полостью стойки, линии Н и Р — с блоком управления крепи. При подаче жидкости под давлением в отверстие Р поршень 8 перемещается, принуди­тельно открывая шариковый клапан.

 

 

Гидравлическую схему механизированных крепей рассмотрим, на примере гидропривода секции механизированной крепи очи­стного комплекса 10КП и 20КП (два типоразмера) для поло­гих (до 20°) пластов мощностью 1,9—2,9 м. Секция крепи этого комплекса (рис. 22.10, о) оградительно-поддерживающего типа состоит из поддерживающей (козырек 1), оградительной (перекры­тие или щит 2), несущей (гидростойка 6 и рычажный четырехзвен-ник 3), опорной (основание 4) и двигательной (гидродомкрат передвижения 5) частей, а также гидросистемы и вспомогатель­ных элементов.

Гидравлическая схема линейных секций (рис. 22.10, б) со­стоит из напорной и сливной магистралей с отводами к гидрорас­пределителю 2, размещенному на секции крепи /, а от него — к стоечному гидроблоку 3 гидростойки 4, а также к гидродомкрату передвижения 5. Гидроразводка секций выполнена из рукавов высокого давления со специальными заделками и соединениями (в последнее время применяются безрезьбовые). Магистральные тру­бопроводы л гидроразводка секций с насосной станцией включены в общую замкнутую систему, в которой циркулирует рабочая жидкость.

При исходном положении перед работой секции крепи ру­коятки обратно-разгрузочного клапана и двух золотников Г и Д в гидрораспределителе поставлены в нулевое положе­ние.

Для передвижки секции крепи осуществляются следующие операции:

1) разгрузка гидростойки от давления; рукоятки золотников Г и Д находятся соответственно в положениях /// и 0;

2) передвижка секции крепи; рукоятку золотника Г ставят в положение //, а золотника Д — в положение /. При этом рабо­чая жидкость поступает в штоковую полость гидродомкрата пере­движки и освобожденная от нагрузки секция крепи подтягивается к конвейеру на шаг передвижки — 0,63 м;

 

3) распор гидростойки; ру­коятку золотника Г пере­ставляют в положение /, а зо­лотника Д — в нулевое. В результате козырек секции крепи распирается гидростой­кой до величины предвари­тельного распора;

4) передвижка конвейера; гидродомкраты, осуществ­ляющие передвижку конвейе­ра, упираются в распертые между кровлей и почвой пласта секции крепи и пере­двигают конвейер вместе о установленным на нем ком­байном на шаг передвижки, соответствующий ширине за­хвата комбайна — 0,63 м.

Для передвижки конвейе­ра рукоятку управления зо­лотника Г ставят в положе­ние //, золотника Д — в по­ложение /. Гидродомкраты секций крепи, которые не участвуют в передвижке кон­вейера, ставятся в положение «на слив» (рукоятка золотни­ка Г находится в нулевом положении, а золотника Д — в положении ///).

Во время выполнения всех этих операций по управлению секций крепи и конвейером обратно-разгрузочный кла­пан распределителя находит­ся в положении /, т. е. «От­крыто».

Гидравлические схемы других механизированных крепей рассматриваются далее применительно к конкретным типам очистных комплексов.

§ 6. Насосные станции СНУ5, СНУ5Р и 1СНУ5

Станции насосные унифи­цированные СНУ5 и СНУ5Р предназначены для питания

гидросистем механизированных крепей очистных комплексов и агрегатов, в которых применяется водомасляная эмульсия, со­держащая 1,5 % присадки ВНИИНП-117 или 3—5 % присадки АКВОЛ-3.

Насосная станция СНУ5Р имеет общее устройство с базовой и наиболее распространенной станцией СНУ5, от которой отли­чается только наличием параллельно присоединенного к напорной магистрали редукционного клапана. Это позволило получить дополнительную напорную магистраль низкого давления и при­менить станцию СНУ5Р в очистных комплексах с двумя напор­ными и одной сливной магистралями.

Все системы и узлы насосной станции СНУ5 (рис. 22.11) смон­тированы на общей раме 11 и объединены единой гидрокинемати­ческой схемой. Основой насосной станции являются два высоко­напорных радиально-поршневых насоса 1 и 5 типа ВНР-32/20 производительностью по 40 л/мин при максимальном рабочем давлении 20 МПа. Каждый насос приводится во вращение своим электродвигателем (2 или 6) мощностью 17 кВт. Для подачи ра­бочей жидкости во всас высоконапорных насосов на общей раме станции установлен подпиточный насос 8 производительностью ПО л/мин g номинальным давлением 1 МПа. Мощность электро­двигателя 9 подпиточного насоса 4 кВт. На раме станции установ­лены бак для эмульсии 10 вместимостью 750 л, блоки фильтров грубой 3 и тонкой 7 очистки; контрольно-измерительная аппара­тура 4 (манометры с кранами и демпферами, расходомер, уровне­мер и др.), а также гидравлическая и электрическая аппаратура.

Гидравлическая схема станции СНУ5 показана на рис. 22.12. Подпиточный насос 7 с приводом от электродвигателя 8 засасы­вает рабочую жидкость из бака 4 маслостанции при открытом кране 5 и подает ее в блок фильтров 12. Отфильтрованная жид­кость поступает затем через регулятор 19 и краны 18 и 20 во всас'' высоконапорных насосов 17 и 21. Насосы приводятся во враще­ние электродвигателями 16 и 22. В работу может быть включен один из этих насосов или одновременно оба. Насосы нагнетают рабочую жидкость через краны 23 и 25, клапан минимального расхода 30 и кран 33 в гидросистему механизированной крепи. 238

 

Слив жидкости из гидросистемы осуществляется через фильтры грубой очистки /, встроенные в бак. Клапан минимального рас­хода (настраиваемый на расход 5—6 л/мин) необходим для пре­дохранения насосов от заклинивания из-за отсутствия смаакн плунжеров и подшипников.

Дроссели И и 14 предназначены для разгрузки соответственно левого и правого высоконапорных насосов, а также для настройки предохранительных клапанов 10 и 15.

Аппаратура регулирования насосной станции состоит из регулятора 19 и подпорного клапана 6. Регулятор 19 служит для настройки рабочего давления насосной станции и автоматичес­кого регулирования ее производительности в зависимости от давления способом дросселирования рабочей жидкости, поступаю­щей на всас высоконапорных насосов.

Для устойчивой работы регулятора в гидросистеме насосной станции установлен шаровой гидроаккумулятор 24 с давлением предварительной зарядки 7 МПа. Для зарядки гидроаккумуля­тора используют газообразный азот. Разбирать заряженные га­зом гидроаккумуляторы запрещается, перед их разборкой необ­ходимо полностью выпустить газ. Для зарядки и разрядки гидро­аккумуляторов применяют специальное приспособление.