PL221408B1

PL221408B1 - Temporary self-advancing supports of dog heading mine face

Info

Publication number: PL221408B1
Application number: PL395271A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Krauze; Krzysztof Kotwica; Tomasz Wydro; Łukasz Bołoz; Wojciech Dygdała; Marian Mazur; Janusz Pasek
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2016-04-29
Also published as: PL395271A1

Abstract

Tymczasowa obudowa krocząca przodka wyrobiska chodnikowego złożona jest z co najmniej trzech modułów (1, 2), wyposażonych w elementy stropnicowe (5) o długości (L) mniejszej od dwóch wymiarów (a) między sąsiadującymi modułami (1, 3), przy zwartych siłownikach przesuwu (10), których skok (s) jest mniejszy od połowy długości (L) elementu (5). W środku między elementami stropnicowymi (5), na każdym profilu kształtowym (4) zamocowane są belki przesłaniające (11) o długości równej długości elementu stropnicowego (5), usytuowane w osiach i wnikające w elementy stropnicowe (5) sąsiedniego modułu.The temporary walking support of the heading face consists of at least three modules (1, 2), equipped with canopy elements (5) with a length (L) less than two dimensions (a) between the adjacent modules (1, 3), with compact actuators (10) whose stroke (s) is less than half the length (L) of element (5). In the middle between the canopy elements (5), on each shaped profile (4) there are mounted covering beams (11) with a length equal to the length of the canopy element (5), located in the axes and penetrating into the canopy elements (5) of the adjacent module.

Description

Przedmiotem wynalazku jest tymczasowa obudowa krocząca przodka wyrobiska chodnikowego, zabezpieczająca wyrobisko podczas procesu mechanicznego urabiania kombajnem lub wiercenia otworów strzałowych, a jednocześnie umożliwiająca wykonywanie za nią obudowy stałej.The subject of the invention is a temporary walking casing of the head of a roadway excavation, protecting the excavation during the process of mechanical cutting with a shearer or drilling blast holes, and at the same time enabling the construction of a permanent casing behind it.

Znane kroczące obudowy hydrauliczne - przykładowo według rozwiązań przedstawionych w opisach patentowych PL 194 412 i PL 88 164 - stosują długie i sztywne stropnice z uwagi na znaczną długość wynikającą z konieczności zabezpieczenia przestrzeni nad kombajnem. Obudowa PL 194 412 składa się z dwóch sekcji sprzężonych ze sobą modułów odrzwi, sekcji przesuwanych względem siebie hydraulicznymi siłownikami przesuwu. Każdy z modułów ma łukowy profil kształtowy podpierający strop wyrobiska poprzez długie belki wzdłużnych stropnic, sztywno połączonych z profilami modułów danej sekcji. Belki stropnic pierwszej sekcji usytuowane są między belkami stropnic sekcji drugiej. Do obu końców profili kształtowych każdego modułu zamocowane są przegubowo stojaki z siłownikami podparcia. Stojaki każdej sekcji są sztywno połączone poziomymi belkami, a na dolnych końcach mają zespoły rolkowe posadowione na układanych na spągu prowadnicach. Od strony przodka obudowa ma jeden nie podparty stojakami stropowy profil kształtowy, zamocowany wspornikowo do modułu pierwszego. Długie, sztywne belki wzdłużnych stropnic stwarzają warunki złego przylegania do stropu, przez co występuje niewłaściwa współpraca obudowy z górotworem, nieprawidłowe zabezpieczenie przed opadaniem skał a punktowe oddziaływanie na strop powoduje dodatkowe zgniatanie i zwiększony opad. Niedogodności te potęgują się zwłaszcza w warunkach przegięć pokładu, gdy wyrobisko jest prowadzone wyłącznie w węglu. Problem ten ma rozwiązywać obudowa krocząca przedstawiona w polskim opisie patentowym PL 95 368, napędzana siłownikami hydraulicznymi i posiadająca dwie sekcje modułów odrzwi połączonych siłownikami przesuwu. Każdy z modułów zawiera dwa łukowe profile kształtowe o kącie środkowym około 60°, połączone przegubowo górnymi końcami a do ich końców dolnych zamocowane są siłowniki podporowe zakończone stopami wysuwnymi. Symetrycznie względem przegubu profile kształtowe każdego modułu połączone są siłownikiem rozpierającym. Na powierzchniach zewnętrznych profili kształtowych zamocowane są przez połączenie przegubowe wzdłużne elementy stropnicowe, wyposażone na zewnętrznej powierzchni w elastyczne pojemniki wypełnione wodą. Rozwiązanie z uwagi na niską trwałość elastycznych pojemników nie znalazło szerszego zastosowania.Known walking hydraulic casings - for example according to the solutions presented in the patent descriptions PL 194 412 and PL 88 164 - use long and rigid canopy due to the considerable length resulting from the need to protect the space above the combine. The PL 194 412 casing consists of two sections of arch modules coupled with each other, sections shifted relative to each other by hydraulic displacement cylinders. Each of the modules has an arched shape profile supporting the roof of the excavation through long beams of longitudinal canopies, rigidly connected to the profiles of the modules of a given section. The canopy beams of the first section are situated between the canopy beams of the second section. Stands with support cylinders are articulated to both ends of the shaped profiles of each module. The stands of each section are rigidly connected with horizontal beams, and at their lower ends they have roller assemblies placed on runners placed on the floor. On the face side, the casing has one shaped ceiling profile, not supported by stands, and cantilevered to the first module. Long, stiff beams of longitudinal canopies create conditions of poor adhesion to the ceiling, which causes improper cooperation of the support with the rock mass, improper protection against rock fall, and the point impact on the ceiling causes additional crushing and increased precipitation. These inconveniences are compounded especially in the conditions of seam overlapping, when the excavation is conducted exclusively in coal. This problem is to be solved by the rolling casing presented in the Polish patent description PL 95 368, driven by hydraulic actuators and having two sections of door frame modules connected with the displacement actuators. Each of the modules includes two arched shaped profiles with a central angle of about 60 °, articulated with their upper ends, and support cylinders terminated with extendable feet are attached to their lower ends. Symmetrically to the joint, the shaped profiles of each module are connected with an expanding cylinder. Longitudinal roof elements are fastened to the outer surfaces of the shaped profiles by means of an articulated joint, equipped with flexible containers filled with water on the outer surface. Due to the low durability of flexible containers, the solution was not widely used.

Obudowa krocząca według niniejszego wynalazku zawiera podobnie jak w powyżej opisanej kilka modułów odrzwi, z których każdy ma dwa łukowe profile kształtowe o kącie środkowym zbliżonym do 90°, połączone przegubowo górnymi końcami, a do końców dolnych mające zamocowane siłowniki podporowe zakończone stopami wysuwnymi. Symetrycznie względem przegubu profile kształtowe każdego modułu połączone są siłownikiem rozpierającym, a na powierzchniach zewnętrznych mają sztywno zamocowane wzdłużne elementy stropnicowe, które w sąsiadujących modułach usytuowane są mijająco-naprzemiennie pomiędzy sobą. Moduły połączone są kolejno ze sobą siłownikami przesuwu, zamocowanymi między ich profilami kształtowymi. Istota wynalazku polega na tym, że obudowa zawiera co najmniej trzy moduły wyposażone w elementy stropnicowe o długości mniejszej od dwóch wymiarów między sąsiadującymi modułami przy zwartych siłownikach przesuwu, a których skok jest mniejszy od połowy długości elementu stropnicowego. W środku między elementami stropnicowymi na każdym profilu kształtowym zamocowane są belki przesłaniające o długości równej długości elementu stropnicowego, usytuowane w osiach i wnikające w elementy stropnicowe sąsiedniego modułu.The rolling casing according to the present invention comprises, similarly to the above-described one, several support modules, each of which has two arched shaped profiles with a central angle close to 90 °, articulated by their upper ends, and to the lower ends having support cylinders terminated with extendable feet. Symmetrically with respect to the joint, the shaped profiles of each module are connected with an expanding actuator, and on the external surfaces they have rigidly fixed longitudinal canopy elements, which in adjacent modules are located alternately passing between each other. The modules are connected successively with the displacement cylinders, fixed between their shaped profiles. The essence of the invention consists in the fact that the casing comprises at least three modules equipped with canopy elements with a length less than two dimensions between adjacent modules in the case of compact displacement actuators, and the stroke of which is less than half the length of the canopy element. In the middle between the canopy elements, on each shaped profile, there are screening beams with a length equal to the length of the canopy element, located in the axes and penetrating the canopy elements of the adjacent module.

W zależności od typu maszyny do urabiania i wymaganej dla niej długości obudowa zawiera odpowiednią ilość modułów wewnętrznych - jeden moduł wewnętrzny umożliwia już realizację ruchu krokowego za postępem przodka. Przestrzeń wewnętrzna wyrobiska zabezpieczona jest stropnicą o charakterze łuskowym, złożoną z krótkich, wzdłużnych elementów które zamocowane przemiennie na profilach kształtowych sąsiadujących modułów zwartych wnikają ramionami wypełniając całą powierzchnię osłanianą, natomiast powstająca przy przesunięciu modułu otwarta powierzchnia między ramionami zabezpieczana jest belkami przesłaniającymi. Rozwiązanie zapewnia właściwą współpracę obudowy z górotworem w pełni zabezpieczając newralgiczną strefę przodka przed opadaniem skał, cechuje się wysoką adaptacyjnością kształtu do osłanianej powierzchni górotworu, również w warunkach przegięć pokładu.Depending on the type of mining machine and the length required for it, the casing contains the appropriate number of internal modules - one internal module enables the execution of a step motion following the face progression. The internal space of the excavation is secured with a scale roof, consisting of short, longitudinal elements, which are mounted alternately on the shaped profiles of adjacent compact modules, penetrate with the arms filling the entire surface with the covered area, while the open area between the arms is secured with the cover beams when the module is moved. The solution ensures proper cooperation of the casing with the rock mass, fully securing the critical area of the face against rock fall, it is characterized by a high adaptability of the shape to the covered rock surface, also in conditions of bending the seam.

PL 221 408 B1PL 221 408 B1

Korzystnym jest gdy elementy stropnicowe wykonane są z profili ceowych, zwróconych środnikami na zewnątrz a belki przesłaniające mają obrys przekroju poprzecznego mniejszy od wnęki ceownika elementu stropnicowego.It is advantageous if the roof elements are made of U-profiles, facing outwards with their webs, and the screening beams have a cross-sectional outline smaller than the recess of the channel element's channel.

Również korzystnym jest wykonanie z siłownikami przesuwu objętymi obejmami z odstępem szczeliny, sztywno połączonymi z profilem kształtowym, do którego zamocowany jest cylinder siłownika przesuwu. Wykonanie takie przy zachowaniu możliwości względnych równoległych przemieszczeń płaszczyzn sąsiadujących modułów nadaje obudowie wymaganą stateczność wzdłużną.It is likewise advantageous to design with the clamping cylinders with a gap spacing rigidly connected to the profile to which the linear actuator cylinder is attached. Such a design, while maintaining the possibility of relative parallel displacements of the planes of adjacent modules, gives the casing the required longitudinal stability.

Operacji przesuwania modułów sprzyja konstrukcja, w której do każdego profilu kształtowego zamocowane są po trzy siłowniki przesuwu, dwa w pobliżu jego końców a jeden w środku długości łuku.The module shifting operation is favored by the structure in which three displacement cylinders are attached to each profile profile, two near its ends and one in the middle of the arc length.

Pełne zrozumienie wynalazku umożliwi opis przykładowego wykonania obudowy pokazanej na rysunku, którego fig. 1 przedstawia trójmodułową obudowę w ujęciu perspektywicznym ze strony dalszej od przodka a fig. 2 widok czołowy modułu.A full understanding of the invention will be made possible by the description of the exemplary embodiment of the housing shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the three-module housing in a perspective view from the side distant from the face and Fig. 2 is a front view of the module.

Obudowa krocząca zawiera dwa moduły zewnętrzne: przedni 1 i tylny 2, oraz jeden moduł wewnętrzny 3. Napędzana jest siłownikami hydraulicznymi 7, 9 i 10, których praca sterowana jest z oprogramowanego układu sterowania, umożliwiającego niezależne i sukcesywne rabowanie, przesuwanie i rozpieranie poszczególnych modułów obudowy. Każdy z modułów 1, 2, 3 ma dwa łukowe profile kształtowe 4, o kącie środkowym zbliżonym do 90°, połączone na górnych końcach przegubem 6, umożliwiającym zarówno obrót jak i częściowe przesuwanie. Do dolnego końca każdego profilu kształtowego 4 zamocowany jest siłownik podporowy 9 zakończony stopą wysuwną 8. Poniżej przegubu 6 profile kształtowe 4 każdego modułu połączone są w symetrycznym zamocowaniu siłownikiem rozpierającym 7. Moduły zewnętrzny przedni 1, wewnętrzny 3 i zewnętrzny tylny 2 połączone są kolejno ze sobą siłownikami przesuwu 10, zamocowanymi między ich profilami kształtowymi 4. Na powierzchniach zewnętrznych wszystkich profili kształtowych 4 znajdują się sztywno zamocowane wzdłużne elementy stropnicowe 5, które w sąsiadujących modułach usytuowane są mijająco-naprzemiennie pomiędzy sobą. Elementy stropnicowe 5 wykonane z profili ceowych zwróconych środnikami na zewnątrz, mają długość L mniejszą od dwóch wymiarów a między sąsiadującymi modułami 1, 3 w położeniu zwartych siłownikami przesuwu 10. Skok s siłownika przesuwu 10 jest mniejszy od połowy długości L elementu stropnicowego 5. Na każdym profilu kształtowym 4, w środku między elementami stropnicowymi 5 zamocowane są belki przesłaniające 11 wykonane z kształtownika którego obrys przekroju poprzecznego jest mniejszy od wnęki ceownika elementu stropnicowego 5. Belki przesłaniające 11 mają długość równą długości a elementu stropnicowego 5, a usytuowane są w osiach elementów stropnicowych 5 sąsiedniego modułu z możliwością wnikania w nie podczas zwierania modułów. Słowniki przesuwu 10 objęte są obejmami 12, z odstępem szczeliny, sztywno połączonymi z profilem kształtowym 4 do którego zamocowany jest cylinder siłownika 10. Do każdego profilu kształtowego 4 zamocowane są po trzy siłowniki przesuwu 10, dwa w pobliżu jego końców, a jeden w środku długości łuku.The rolling casing contains two external modules: front 1 and rear 2, and one internal module 3. It is driven by hydraulic actuators 7, 9 and 10, the operation of which is controlled by a software control system, enabling independent and successive robbing, shifting and expansion of individual casing modules . Each of the modules 1, 2, 3 has two arched shaped profiles 4, with a central angle close to 90 °, connected at the upper ends by a hinge 6, enabling both rotation and partial displacement. To the lower end of each profile 4, a support cylinder 9 is attached, ending with an extendable foot 8. Below the articulation 6, the profile profiles 4 of each module are connected in a symmetrical attachment with an expanding cylinder 7. The front 1, internal 3 and external rear 2 modules are sequentially connected to each other. by means of displacement actuators 10 fixed between their shaped profiles 4. On the outer surfaces of all shaped profiles 4 there are rigidly mounted longitudinal canopy elements 5, which in adjacent modules are arranged alternatingly between each other. The canopy elements 5, made of U-profiles facing outwards with their webs, have a length L less than two dimensions and between adjacent modules 1, 3 in the closed position with the displacement cylinders 10. The stroke s of the displacement cylinder 10 is smaller than half the length L of the roof element 5. On each shaped profile 4, in the center between the canopy elements 5, shielding beams 11 are mounted, made of a section whose cross-sectional outline is smaller than the recess of the channel of the canopy element 5. The shading beams 11 have a length equal to the length of the canopy element 5, and are located in the axes of the canopy elements 5 of the adjacent module with the possibility of penetration into them when the modules are closed. Displacement dictionaries 10 are enclosed by clamps 12, with a gap spacing, rigidly connected to the profile 4 to which the cylinder of the actuator 10 is attached. Three displacement cylinders 10 are attached to each profile 4, two near its ends and one in the middle of the length. arc.

Wykaz oznaczeń na rysunkuList of symbols in the drawing

1. moduł zewnętrzny przedni1st outdoor module front

2. moduł zewnętrzny tylny2. rear outdoor module

3. moduł wewnętrzny3rd indoor module

4. profil kształtowy4.shaped profile

5. element stropnicowy5. roof element

6. przegub6. joint

7. siłownik rozpierający7. expansion cylinder

8. stopa wysuwna8. extendable foot

9. siłownik podparcia9. support cylinder

10. siłownik przesuwu10.Lifting cylinder

11. belka przesłaniająca11. cover beam

12. obejma siłownika przesuwu L. długość elementu stropnicowego12. Clamp of the slide actuator L. length of the roof element

a. wymiar między sąsiadującymi modułami przy zwartych siłownikach przesuwu s. skok siłownika przesuwua. dimension between adjacent modules when the linear actuators are closed s. stroke of the linear actuator

Claims

1. Temporary casing of the head of the heading, driven by hydraulic cylinders, composed of several modules of the support frame, each of which contains two arched shaped profiles with a central angle close to 90 °, articulated with upper ends, and with support cylinders ending with feet attached to the lower ends. extendable, while symmetrically with respect to the joint, the shaped profiles of each module are connected with an expanding actuator, and on the external surfaces they have rigidly mounted longitudinal roof elements, which in adjacent modules are located alternately between each other, and moreover, these modules are connected with each other successively with actuators sliding, fixed between their shaped profiles, characterized in that it comprises at least three modules (1, 2) equipped with canopy elements (5) with a length (L) less than two dimensions (a) between adjacent modules (1, 3) at compact displacement actuators (10), whose stroke (s) is m smaller than half the length (L) of the element (5) and that in the middle between the canopy elements (5) on each shaped profile (4) there are screening beams (11) with a length equal to the length of the canopy element (5), located in the axes and penetrating into the roof elements (5) of the adjacent module.

2. The housing according to claim 1 The roof elements according to claim 1, characterized in that the roof elements (5) are made of U-profiles with their webs facing outwards, and the screening beams (11) have a cross-sectional outline smaller than the recess of the channel section of the roof element (5).

3. The housing according to claim 1 Device according to claim 1, characterized in that the displacement cylinders (10) are enclosed in clamps (12) with a gap spacing, rigidly connected to the shaped profile (4) to which the cylinder of the actuator (10) is attached.

4. The housing according to claim 1 3. A method as claimed in claim 1, characterized in that three displacement cylinders (10) are attached to each shaped profile (4), two near its ends and one in the middle of the arc length.