Индивидуальная крепь

Содержание

Введение………………………………………………………………3

1. Общие сведения………………………………………………..4
2. Схема индивидуальной крепи………………………………..5
3. Конструкция узлов крепи…………………………………….5
1. Элементы индивидуальной крепи………………………………5

3.1.1 Призабойная индивидуальная крепь…………………5

3.1.1а Стойки призабойной крепи…………………………..6

3.1.1б Верхняки призабойной крепи………………………..8

2. Посадочная индивидуальная крепь…………………..9

3.2 Конструктивные типы индивидуальной креи………………...10

3.2.1 Рамная индивидуальная крепь………………………. 10

3.2.2 Анкерная крепь…………………………………………11

3.3.3 Сплошная крепь………………………………………..12

   4. Эксплуатация индивидуальной крепи………………………..12

   5. Особенности определения производительности

 индивидуальной крепи……………………………………………..13

Заключение…………………………………………………………...15

Список  использованных источников 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Индивидуальная  крепь - крепь очистных выработок, состоящая из отдельных, не связанных между собой конструктивно рам или стоек, переставляемых вслед за подвиганием забоя.

     Крепи бывают жесткие и податливые. Жесткие под нагрузкой теряют свою несущую способность. Податливые сохраняют несущую способность.

     Индивидуальную  металлическую крепь начали применять  в угольной промышленности различных  стран в начале 20 века. В СССР крепь широко использовалась с 1939 - с момента организации серийного изготовления индивидуальной металлической крепи на заводах угольного машиностроения. Первоначально индивидуальную металлическую крепь применяли в очистных выработках преимущественно пологих и наклонных пластов, но с внедрением в этих условиях механизированных металлических крепей область использования индивидуальной металлической крепи начала постепенно сокращаться. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Общие сведения

     Индивидуальная  крепь - металлическая, горная крепь очистных забоев, предназначенная для поддержания кровли пласта в рабочем пространстве. Перемещение крепи по мере продвигания забоя производится с полной или частичной разборкой на несущие и поддерживающие элементы (стойки и верхняки).

     Индивидуальную  крепь подразделяют по назначению на призабойные (устанавливают и перемещают вручную) и посадочные, которые перемещают вручную и с помощью лёгких передвижчиков, лебёдок и гидродомкратов и устанавливают вручную или гидравлическими устройствами. Призабойные стойки различают по рабочей характеристике: постоянного полого - и крутонарастающего сопротивления; по механизму податливости - стойки трения и гидравлические. Сопротивление стойки трения опусканию кровли обеспечивается за счёт сил трения в замке стойки. Гидравлическая стойка состоит из корпуса, выполненного в виде цилиндра, и выдвижной части, играющей роль плунжера. Конструктивно стойки этого типа могут быть выполнены с замкнутой гидросистемой и с внешним питанием рабочей жидкостью. Изготовляют стойки с замкнутой гидросистемой (рабочая жидкость — минеральное масло) и с внешним питанием (водомасляные эмульсии). Призабойные стойки применяют на пластах с углом падения до 35°. В СССР производилось серийное изготовление стоек трения нескольких типоразмеров для пластов мощностью от 0,5 до 3,2 м с сопротивлением стоек от 150 до 300 кН и массой от 11 до 75 кг. Выпускаемые гидравлические стойки имеют предельное сопротивление от 150 до 250 кН, наибольшая их высота - от 790 до 3300 мм, раздвижность - от 170 до 800 мм, масса - от 16 до 85 кг. Стойки призабойной крепи при необходимости комплектуются сменными опорами для снижения удельного давления на почву. Некоторые виды стоек выпускаются с устройством для дистанционной разгрузки, усилие которой должно быть не более 800 Н.

     Из  верхняков наиболее прогрессивные - шарнирные жёсткого или рессорного типов. Шарнирный верхняк - сварная, штампованная или литая балка из стали или алюминиевого сплава длиной 600 - 1400 мм, высотой около 100 мм, массой 13-32 кг. Допустимая нагрузка на консоль шарнирного верхняка от 10 до 30 кН. Совершенствование призабойной индивидуальной крепи направлено на унификацию типов и размеров крепи по условиям применения, разработку конструкций крепи для наклонных и крутых пластов, применения полимерных материалов и др.

     2. Схема индивидуальной крепи

а – призабойная;

б – посадочная. 

3. Конструкция узлов индивидуальной крепи

3.1 Элементы индивидуальной крепи

3.1.1 Призабойная крепь

     Призабойная крепь - стойки, которые располагают правильными рядами вдоль забоя. Стойки устанавливают под верхняки. Стойки могут быть деревянными, металлическими. Если стойки металлические они делятся на стойки трения и гидравлические.

     Призабойная индивидуальная металлическая крепь  предназначена для поддержания  кровли в рабочем пространстве очистной выработки:

- постоянного сопротивления;

- пологонарастающего сопротивления;

- крутонарастающего сопротивления.

     Эту крепь устанавливают в одну линию  вдоль очистного забоя перпендикулярно  почве пласта, убирая со стороны  выработанного пространства.

     Призабойная крепь обычно состоит из стоек  (а) (трения и гидравлические) типа ТУ, СУГ, ГВД и другие и верхняков (б) (деревянные, пластиковые, металлические).

     3.1.1а Стойки

     Характеристики  стоек регулируются ГОСТом Р 50463-92, согласно которому:

• пределы применения по мощности пласта - до 3,2 м;
• сопротивление стоек - до 300 кН;
• масса - до 1160 кг;
• высота стойки в сдвинутом положении - до 2500 мм;
• высота стойки в раздвинутом положении - 3300 мм;
• раздвижность - до 2340 мм;
• распор стойки - 127 кН;
• номинальное давление рабочей жидкости в стойке – 47,5 МПа;
• удельное давление на почву при номинальном рабочем сопротивлении – до 20 МПа;
• скорость подъема штока стойки - до 20 мм/с;
• скорость опускания штока при разгрузке стойки с углом наклона 35º от вертикали - до 5 мм/с;
• усилие при дистанционной разгрузке стойки - 0,8 кН.

     Металлические стойки для очистных забоев по характеру взаимодействия с кровлей и почвой и предохранения от перегрузки подразделяют на жёсткие и податливые. Жёсткие металлические стойки применялись (до 60-х годов) в начальный период индивидуальной металлической крепи внедрения призабойной индивидуальной металлической крепи; представляли собой отрезок рельса (двутавра) с деревянной подкладкой или цельно натянутой стальной трубы диаметром 100-150 мм с забитой внутрь деревянной стойкой, концы которой выступали из трубы на 50-80 мм. Податливые металлические стойки по конструктивному исполнению узлов податливости подразделяют на гидравлические стойки (основной тип индивидуальной металлической крепи) и стойки трения.

     Призабойная податливая металлическая  стойка трения состоит из основания, выдвижной части и замка, а замок, в свою очередь, - из корпуса и клиньев. Стойки трения могут быть с постоянным и нарастающим сопротивлением. Первые по сравнению со стойками нарастающего сопротивления обладают рядом достоинств: с начала работы с полной рабочей нагрузкой оказывают сопротивление опусканию кровли, т.е. максимально препятствуют расслоению и растрескиванию последней; во всём диапазоне раздвижки защищены от перегрузки и поломки; способствуют равномерности распределения давления пород между всеми стойками в забое.

     Основные  преимущества призабойных стоек трения - простота конструкции, дешевизна, возможность их применения в условиях взрывной отбойки угля и др. Недостатки - большой разброс (±20-45%) и зависимость номинального рабочего сопротивления от коэффициента трения между поверхностями выдвижной части стойки и деталями замка (нестабильного в шахтных условиях), относительно незначительный начальный распор (20-40 кН) и большая трудоёмкость работ по креплению, отсутствие дистанционной разгрузки и большие потери стоек (до 4%). Вследствие этих недостатков применение стоек трения уменьшается.

     Гидравлическая  стойка - устройство для удержания от обрушения пород подземных горных выработок; необходимое усилие удержания создаётся за счёт избыточного давления рабочей жидкости в цилиндре стойки.

     Гидравлическая  стойка служит подвижным соединением цилиндра и трубчатой выдвижной части с поршнем, являющейся плунжером. При установке гидравлической стойки под действием избыточного давления рабочей жидкости (минерального масла или водомасляной эмульсии) в цилиндре стойки последняя раздвигается и распирается между кровлей и почвой выработки.

     

     По  рабочей характеристике гидравлические стойки являются стойками постоянного  сопротивления. По сравнению со стойками трения постоянного сопротивления  они имеют более высокий начальный  распор, характеризуются меньшими колебаниями  рабочего сопротивления при эксплуатации и др. Гидравлические стойки бывают с внутренним и внешним питанием. В первом случае раздвижка и создание первоначального распора между кровлей и почвой производится с помощью ручного гидронасоса, встроенного в стойку, во втором - установленной вне её насосной станцией с подводом рабочей жидкости по напорной магистрали. 

     3.1.б Верхняки

     Металлические верхняки - элементы, передающие усилия рабочего сопротивления стоек породам кровли и равномерно распределяющие его по поверхности кровли. Наибольшее распространение в индивидуальной металлической крепи получили шарнирные металлические верхняки , состоящие из балки, сваренной из двухтавровых специальных профилей проката, на одном конце которой имеется проушина с серьгой, на другом -две щеки с пальцем шарнира, а также распорный клин, связанный с балкой верхняка цепочкой. Длина шарнирного верхняка зависит от ширины захвата исполнительного органа очистного комбайна. Серийно выпускаемые в СССР шарнирные верхняки имеют допустимый изгибающий момент 24-38 кНм, массу 16-29 кг, длиной 920-1384 мм, высотой 60-86 мм, шириной 70-80 мм.

     В комплекте индивидуальной металлической  крепи применяется металлический верхняк с навесными опорами типа ВВ30 или ВВ30М, Вик (верхняк инвентарной крепи) или рессорный верхняк типа ВР (для малой мощности пластов).

     Металлические верхняки с навесными опорами  предназначены для консольного  поддержания кровли, как на участке  изгиба конвейера, так и по всей длине  забоя.

     Деревянные  верхняки отличаются конструктивной простотой, транспортабельностью и удобствами в установке, широким диапазоном условий их применения. Основными недостатками таких крепей является их недолговечность, большой разброс прочностных характеристик, трудоемкость установки, значительный расход лесоматериалов, особенно в сложных горно-геологических условиях.

     Деревянная  крепь относится к категории  жестких крепей. Она не деформируется  до момента достижения предела несущей  способности. Поэтому деревянная крепь  является надежным контролем горного  давления. При его увеличении происходит деформация стоек, сопровождающаяся треском. Если лава закреплена металлической  призабойной крепью (податливой), деревянные стойки применяются только в качестве контрольных. Применение деревянной призабойной крепи предусматривает неснижаемый сменный запас крепежного материала вблизи лавы. 

     3.1.2 Пасадочная крепь

     Посадочные  индивидуальные металлические крепи используют для управления обрушением кровли методом обрушения. Ее несущая способность в несколько раз выше, чем несущая способность призабойной крепи.

     Состоит она из стоек с увеличенным  рабочим сопротивлением, которые  устанавливают в ряд или в  шахматном порядке по линии обрушения  кровли параллельно линии забоя  на границе с погашаемым выработанным пространством; передвигают (переносят) последовательно (каждую посадочную стойку) на шаг, увязанный с шагом подвигания забоя. В качестве посадочных стоек применяют как стойки трения, так и гидравлические. В СССР применяли только стойки трения, состоящие из конусной станины, в цилиндрическое отверстие которой в виде гайки вставлен винтовой стержень с круглой опорой на свободном конце, и замка, фиксирующего стержень. Рабочее сопротивление стойки 1000-2000 кН, податливость при рабочем сопротивлении 20-140 мм, масса 95-364 кг.

     Виды  посадочной крепи

• Органная, состоящая из одного или нескольких рядов стоек, установленных по прямой линии на расстоянии не более их диаметра.
• Кустовая, включающая группы из 3—10 стоек (куста) с расстоянием между кустами 2—10 м.
• Островая, состоящая из клетей, выложенных из стоек, брусьев, рельс и др. и имеющих в плане прямоугольную или треугольную форму.