Міністерство освіти і науки України
НТУУ “КПІ”
Практична робота №7
Механізоване кріплення
Київ
1.Тема: Механізоване кріплення.
2. Мета роботи: ознайомитися з призначенням, принципом дії, конструкцією і технічними характеристиками механізованого кріплення М–87.
3. Задачі:
3.1. Вивчити будову та принцип дії кріплення.
3.2. Вивчити основні елементи гідроприводу.
4. Матеріали та обладнання.
Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи, натуральний зразок механізованого кріплення.
5. Теоретичні відомості.
5.1. Загальні відомості.
Механізоване пересувне кріплення призначено для кріплення виробленого простору в лаві, керування гірничим тиском та огородження робочого простору очисного вибою від проникнення в нього обвалених порід крівлі. Крім того, механізоване кріплення в більшості випадків забезпечує переміщення до забою конвеєра разом з самоврубуючимся вузькозахватним комбайном.
Кріплення складається з кріпильних секцій (або комплектів), насосної станції, розподільчої та контрольно-регулюючої апаратури і гідрокомунікацій. Секції кріплення розміщені по всій довжині очисного вибою та пересуваються по забою по мірі видобутку вугілля в визначеній послідовності.
По конструктивним особливостям кріплення розподіляються на:
· індивідуальні,
· комплексні
· механізовані.
По способу переміщення розрізняють:
· самохідні (мають спеціальні механізми для переміщення);
· несамохідні (переміщуються спеціальними пресувниками, а при застосуванні на крутих пластах — під дією власної ваги та обвалених порід);
За характером взаємодії з бічними породами та захистом робочого
простору вибою механізовані кріплення розподіляються на:
· огороджувальні,
· підтримуючі,
· огороджувально-підтримуючі,
· підтримуючо-огороджувальні.
Тип кріплення можна визначити за його умовним розташуванням на горизонтальній площині ( Рис.1) співвідношенням проекцій підтримуючих Lп та огороджувальних Lог елементів секцій на цю площину в напрямку осьової лінії секції.
Огороджувальні кріплення мають одну основну функцію — обмеження робочого простору лави від проникнення в нього обвалених порід крівлі. Ці кріплення не мають елементів для підтримки крівлі. конструктивно вони найбільш прості і найменш металоємні, але мають обмежену область використання.
Підтримуючі кріплення виконують дві основні функції — управління гірничим тиском та підтримка крівлі в робочому просторі лави. Основна перевага утримуючого кріплення заключається в тому, що вони зберігають стійкість порід крівлі над робочим простором і забезпечують управління гірничим тиском способом повного обвалення за підтримуючою частиною кріплення. Підтримуючі кріплення як правило, двостійкові (типу М87), чртирьохстійкові (типу М103) або шестистійкові (типу “Донбасс”).
Підтримуючі кріплення отримали широке застосування на пластах потужністю менше 1,8 м — “Донбас”, МК–97, М–87 та ін.
Огороджувально-підтримуючі кріплення виконують три функції: керування гірським тиском, підтримка крівлі в робочому просторі та огородження його від проникнення обвалюючих порід крівлі. Огороджувальний елемент переважає над підтримуючим.
Підтримуючо-огороджувальні кріплення виконують ті самі функції, що і огороджувально-підтримуючі, але підтримуючий елемент у них переважає над огороджувальним. Кріплення цього типу (ИМК, 2МКЭ, 3МК, КМ–81Э) отримали широке застосування при розробці пологих пластів потужністю 1,4 –2,9 м.
Основною перевагою підтримуючо-огороджувального кріплення перед огороджувально-підтримуючим являється більший робочий простір, який дозволяє зручно розмістити обладнання, забезпечити вільний прохід людей, застосування кріплення в лавах з підвищеним газовиділенням сприяє доброму провітрюванню лави. 
а) б) в) г)
Рис.1 Схеми секцій механізованого кріплення різноманітних типів:
а – підтримуюче; б – підтримуюче-огороджувальне; в – огороджувально-підтримуюче; г – огороджувальне;
За характером взаємодії кріплення з крівлею розрізняють:
· кріплення, які втрачають контакт з крівлею при пересуванні секції (застосовуються при стійкій крівлі);
· кріплення, які пересуваються без втрати контакту з крівлею (з деяким залишковим підпором, необхідним при нестійкій крівлі);
· кріплення з регулюємим опором, що дозволяє керувати гірським тиском та віджимом вугілля (ці кріплення є дослідними).
Всі механізовані кріплення в залежності від кінематичних зв’язків можна розділити на:
· комплектні
· агрегатні
Комплектним кріпленням називається механізоване кріплення, яке забезпечує пересування окремими комплектами які не мають спільного групового зв’язку вздовж лінії простирання вибою (кріплення типу М97). Комплектні кріплення мають добру маневреність і використовуються на розробці пластів, що мають складний профіль.
На рис.2 показано схеми механізмів пересування комплектного кріплення.
Поступовий комплект, який показано на Рис 2,а – кріплення М97 – складається з двох секцій 1 та 2, гідродомкрата пересувача подвійної дії 3 та зв’язків 4 та 5 секцій з домкратом. Пересування кожної секції комплекту виконується послідовно домкратом пересувача при знятті розпору з секції яка пересувається. Рух всіх точок комплекту відбувається по паралельних прямих.
Паралелограмний комплект, який показано на Рис 2,б – РГКД – складається з двох секцій 1 та 2, які з’єднано тягами 3, та гідродомкрату пересувача 4. Секції в такому комплекті рухаються плоско-паралельно, їх точки описують дугові траєкторії, завдяки чому можливо бокове переміщення комплектів кріплення.
а) б)
Рис.2 Схеми механізмів пересування комплектних кріплень.
Агрегатним кріпленням називається механізоване кріплення, секції якого мають загальний груповий зв’язок вздовж лінії простирання вибою – базу, яка строго фіксує паралельність секцій (або інтервали їх розташування) яка забезпечує силову та кінематичну взаємодію секцій з базою.
Агрегатні кріплення мають секції, які мають кінематичний зв’язок зі ставом конвеєра (кріплення ОМКТ, ОКП, “Донбасс”, М87, К120 та ін.) або між собою (кріплення КГД, МКТ та ін.), або з базовою балкою (кріплення АКД).
Приклади пересування агрегатних кріплень показано на Рис.3. За схемою: а працює кріплення М87, за схемою б – кріплення “Донбасс”, за схемою в – кріплення “Стаатсмінен”, за схемою г – кріплення “ФРГ”, за схемою д – кріплення КДГ, за схемою є – кріплення агрегату Ф1.
Агрегатні кріплення в порівнянні з комплектними забезпечують більш повну затяжку крівлі, мають більш зручне керування в площині пласта, але при значних тектонічних порушеннях, експлуатація цих кріплень ускладнюється. В таких умовах більш ефективно використати маневрені комплектні кріплення.
Рис.3 Схеми переміщення агрегатних кріплень
5.2. Область застосування і область використання.
Гідравлічне пересувне кріплення М–87 відноситься до механізованих секційних кріплень підтримуючого типу кріплення. Воно входить до складу КМ–87.
Випускаються два типорозміри кріплення, які розрізняються тільки розмірами стійки та огородження. Комплекс КМ–87 призначений для механізації очисних робіт на пологих пластах (з кутом падіння пласта до 150) потужністю від 1,2 до 1,4 м (перший типорозмір) і від 1,3 до 1,9 м (другий типорозмір) при стійкості крівлі не нижче середньої і керування гірським тиском способом повного обвалення.
5.3. Принципові, конструктивні та гідравлічні схеми.
Секція кріплення М–87 (рис.5) складається з основи 1, передньої 2, задньої
3 гідравлічних стійок, верхнього перекриття з ресорами 5, верхнього 6 і нижнього 12 огороджень, бокових ресор, буферів 8 і 9, гідравлічного циліндра 11 (для пересування секцій та конвеєра). Нижнє та верхнє огородження захищають при забійний простір від присипання порід зі сторони виробленого простору.
Блок керування секцією 10 служить для виконання всіх операцій по розвантаженню, пересуванню і розпору секції кріплення, а також операцій по місцевому вирівнюванню секцій конвеєра.
В початковому положенні перед просуванням, секції кріплення знаходяться на відстані гранично висунутого штоку домкрата переміщення. Після проходу комбайна, секції пересуваються послідовно, підхоплюючи пружними консолями перекриття оголену крівлю. Податливість стійок при постійному опорі досягається запобіжним клапаном.
Для утримання стійок від перекидання при переміщенні та забезпечення заданого положення, стійки встановлені в буфер (9 і 8). Ресори 7 закріпленні шарнірно до основи секції і забезпечують контакт із направляючими балками. Переміщення ставу конвеєра здійснюється одночасно по всій довжині лави після завершення комбайном виїмки вугілля в черговому циклі.
Рис.5 Механізоване кріплення М87
Гідравлічне обладнання кріплення складається з двох уніфікованих насосних станцій СИУ-1ЛК, які встановленні на панелі пульта керування ПУ, автомата підживлення, який розміщений на приводній головці забійного конвеєра або на візку блока фільтрів БФ двоголових трубопроводів Т1 та Т2 і гідрообладнання секцій ЛС кріплення.
Насосна станція нагнітає під тиском робочу рідину через пульт управління в головний магістральний трубопровід. В більшості випадків працює одна насосна станція, а друга є резервною. Обидві станції вмикаються одночасно при фронтальному переміщенні забійного конвеєра. До напірного і зливного трубопроводу приєднано гідрообладнання секцій кріплення.
Гідрообладнання лінійної секції кріплення М-87 (Рис.6) складається з двох гідравлічних стоїк С1 та С2, гідравлічного циліндра пересування ГЦП, секційного гідравлічного розподілювача Р. Робоча рідина з трубопроводу Т2 поступає через фільтр Ф в секційний розподілювач Р з плоским золотником. Трубопроводами 1,2,3,4,5,6,7 розподілювач з’єднують з гідрообладнанням секцій кріплення. Трубопроводи 1 і 2 з’єднують поршневі порожнини стійок С1 і С2 секції з розподіленням, а трубопроводи 4 і 5 – їх штокові порожнини. Трубопроводами 3 і 6 з розподілювачем з’єднуються штокова і поршнева порожнини циліндру ГЦП.
Пульт керування служить для ввімкнення гідравлічної системи на виконання заданої операції - "Висування кріплення", "Висування конвеєру" і "Нейтраль" (холостий хід насосної станції і гідросистеми). Пульт керування з’єднаний з насосною станцією двома трубопроводами "Тиск" і "Злив" - з трубопроводом Т1.
Рис.6 Схема гідравлічна механізованого кріплення М87
При фронтальному висуненні конвеєру рукоятку пульта керування встановлюють в положення "Висування конвеєру". При положенні рукоятки "Нейтраль" тиск в трубопроводі Т2 падає нижче 50 кг/см2, спрацьовує реле РКД і електродвигуни насосу відключаються. Золотником розподілювача гідравлічна система кріплення настроюється на виконання наступних операцій: примусове опускання стійки (або обох стійок одночасно), коли робоча рідина надходить в штокові порожнини, розпір стійки (або обох одночасно) при подачі робочої рідини в її по
ршневу порожнину; переміщення секції кріплення при подачі робочої рідини в штокову порожнину силового гідроциліндру переміщення ГЦП; переміщення частини ставу скребкового конвеєру при подачі робочої рідини в поршневу порожнину ГЦП.
Вказані операції здійснюються при повороті рукоятки золотника.
5.4. Технічні дані механізованого кріплення М-87.
Тип кріплення Тип секції Робочій опір, т/м2 при номінальному тиску 120 кгс/см2(Н/см2) при максимальному тиску 325 кгс/см2(Н/см2) Опір посадочного ряду, т/м Питомий тиск, кгс/см2: на землю пласта на крівлю Максимальний тиск рідини в стійках (при максимальному навантаженні), кгс/см2 Номінальний тиск рідини в магістральних трубопроводах, кгс/см2 Найбільше зусилля домкрата при пересуванні, т/с. става конвеєру секції кріплення Розсувність кріплення, м Коефіцієнт затяжки крівлі Крок встановлення секцій у лаві, м | гідрофікована, секційна, підтримуючого типу, зв'язана гідродомкратами з ставом конвеєру двустоечая 40 (400 кН/м2) 24 (240 кН/м2) 65 (650 кН/м2) 67 (670 кН/м2) до 302941995 Па до 2827445862 Па 35034323275 Па 42041187930 Па до 3 [кН] до 7 [кН] 620/950 0,7 0,95 |
Керування пересуванням секції кріплення і конвеєру Час затрачений на пересування кріплення, с Вага комплексу на 1м вибою, т Основні розміри секції, мм: довжина по перекриттю ширина по перекриттю висота по перекриттю Вага секції, кг Порядок пересування секції | ручне 22-30 2,67 3060/3060 900/900 794-1422/980-1900 1802/1882 послідовно одна за одною через одну слідом за проходом комбайну. |
