Посадочный элемент для головки стойки и секция щитовой крепи с таким элементом
РЕФЕРАТ
Полезная модель касается посадочного элемента для головки стойки для перемещения головки стойки на верхняке секций щитовой крепи для горных разработок. Для сокращения времени простоя лавы при повреждении посадочных элементов головки стойки секций щитовой крепи согласно полезной модели предложено закреплять жестко связанное с шарнирным подпятником посадочного элемента основание на верхняке посредством разъемных крепежных средств и предусмотреть жестко соединенные с основанием нажимные элементы для ввода сжимающих усилий в верхняк при установке секции щитовой крепи. Также полезная модель касается секции щитовой крепи с таким посадочным элементом.
2420-150367RU/22
ПОСАДОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ГОЛОВКИ СТОЙКИ И
СЕКЦИЯ ЩИТОВОЙ КРЕПИ С ТАКИМ ЭЛЕМЕНТОМ
Полезная модель относится к посадочному элементу для головки стойки для перемещения головки стойки на верхняке секции щитовой крепи для горных разработок, содержащему шарнирный подпятник, соединенный с закрепляемым на нижней стороне верхняка основанием. Полезная модель относится далее к секции щитовой крепи для подземных горных разработок, содержащей верхняк с опорными полозьями и, по меньшей мере, одну, расположенную между полозом и верхняком телескопическую стойку, содержащую на одном конце полукруглую головку, установленную с возможностью поворота в шарнирном подпятнике закрепленного на верхняке посадочного элемента.
Подобный посадочный элемент для головки стойки и подобная секция щитовой крепи известны из DE 202004012138 U1. Известный посадочный элемент для головки стойки выполнен в виде отливки и сварен с нижней стороной верхняка секции щитовой крепи. Сам шарнирный подпятник, закрытый с боков, лежит между усиливающими раскосами, проходящими вдоль нижней стороны верхняка. Фиксация головки стойки в виде шарового шарнира в шарнирном подпятнике происходит посредством предохранительных пальцев, закрепляемых на выполненных в виде вилки опорных коленах и т.п. посредством предохранительных скоб.
Во время эксплуатации секций щитовой крепи в лавах при угледобыче могут возникнуть повреждения посадочного элемента для головки стойки за счет взаимодействия высоких установочных усилий, угольной пыли, оросительной воды, обрушенной породы и других влияний.
Задачей полезной модели является создание посадочного элемента для головки стойки для секций щитовой крепи, а также секций щитовой крепи с таким элементом, которые даже при повреждениях приваренного к верхняку посадочного элемента можно было бы продолжать использовать после короткого времени переналадки и которые за счет этого сокращали бы время простоя лавы при повреждениях посадочных элементов для головок стоек секций щитовой крепи.
Эта задача решается, согласно полезной модели, за счет того, что основание выполнено с возможностью закрепления или закреплено на верхняке разъемными крепежными средствами и снабжено жестко соединенными с ними нажимными элементами, чтобы посредством них надежно передавать на верхняк сжимающие усилия, вводимые в верхняк при установке секции щитовой крепи. Фиксация посадочного элемента на верхняке разъемными крепежными средствами в любое время обеспечивает замену поврежденного посадочного элемента. Кроме того, предпочтительно, что посадочный элемент может быть использован или установлен впоследствии на таких секциях щитовой крепи, которые снабжены приваренным, однако поврежденным посадочным элементом. Следовательно, посадочный элемент может образовать также запасной посадочный элемент для имеющегося шарнирного подпятника или т.п., если разъемные крепежные средства закрепляются на щите на участках, которые доступны при еще смонтированном поврежденном шарнирном подпятнике. Посредством имеющихся на основании нажимных элементов достигается то, что приложенные при установке секции щитовой крепи сжимающие усилия могут быть надежно введены в верхняк без нагружения крепежных средств этими относительно высокими установочными усилиями. Решение предусматривает, следовательно, также разгрузку или освобождение крепежных средств от установочных усилий через нажимные элементы.
В предпочтительном варианте выполнения посадочного элемента основание имеет с боков шарнирного подпятника, по меньшей мере, два боковых колена, на внешних сторонах которых, т.е. на сторонах, обращенных от шарнирного подпятника, закреплены или выполнены нажимные элементы. Эта мера позволяет расположить основание посадочного элемента в зоне, например, продольных или усиливающих раскосов на нижней стороне верхняка, чтобы вводить тогда сжимающие усилия преимущественно в эти усиливающие раскосы. Нажимные элементы могут быть, в частности, приварены к внешним сторонам боковых колен. В этом варианте весь посадочный элемент или запасной посадочный элемент может быть выполнен в виде сварной детали. Для достижения равномерного ввода усилий особенно предпочтительно, если на каждом боковом колене закреплено или выполнено два нажимных элемента, следовательно, ввод усилий происходит с обеих сторон шарнирного подпятника через соответственно два нажимных элемента. Нажимные элементы могут состоять, в частности, из плит, торцевая поверхность которых, обращенная к лунке в шарнирном подпятнике, выполнена в виде плоской нажимной поверхности. Поскольку усилия при установке щита могут передаваться только через эту торцевую поверхность, другие торцевые поверхности могут быть выполнены по существу произвольно.
Разъемное закрепление посадочного элемента на верхняке может происходить, в частности, только тремя или только четырьмя разъемными крепежными средствами. В то время как сжимающие усилия при установке секции щитовой крепи вводятся в верхняк через нажимные элементы без одновременной нагрузки разъемного крепежного средства, предпочтительно, если без проблем должны быть обеспечены монтаж и демонтаж посадочных элементов на верхняках, передавать действующие при выбойке или втягивании секций щитовой крепи между верхняком и головкой стойки усилия через разъемные крепежные средства. За счет нескольких распределенных по периферии основания посадочного элемента разъемных крепежных средств могут надежно восприниматься возникающие при выбойке усилия без возникновения перекосов между верхняком и посадочным элементом. Разъемные крепежные средства могут состоять, в частности, из вставных пальцев с резьбовым стержнем и навинчиваемых на них крепежных гаек. С помощью соответствующих резьбовых средств достигается надежная и одновременно разъемная анкеровка посадочных элементов на верхняках. При необходимости, также отдельные крепежные средства могут быть выполнены не в виде резьбовых средств, а в виде вставных пальцев с предохранительными элементами или в виде неподвижных выступов (средства создания геометрического замыкания).
При сварном выполнении посадочного элемента особенно предпочтительно, если боковые колена соединены, по меньшей мере, одним поперечным раскосом, который снабжен, по меньшей мере, одним, преимущественно двумя крепежными отверстиями для крепежных средств, причем тогда другие крепежные отверстия выполнены, по меньшей мере, в одном из боковых колен. Особенно стабильное выполнение достигается тогда, когда в одном из поперечных раскосов выполнено два крепежных отверстия, а в каждом боковом колене выполнено по одному крепежному отверстию. Для достижения надежной фиксации на верхняке может быть предпочтительным выполнить боковые колена разной длины и одно крепежное отверстие на участке более длинного бокового колена, выступающем за другое боковое колено. За счет боковых колен разной длины достигается то, что для закрепления основания можно использовать проемы, выполненные в разных положениях на нижней стороне верхняка.
Целесообразно между боковыми коленами и шарнирным подпятником выполнены вильчатые головки, на которых фиксируются предохранительные пальцы для фиксации входящей в шарнирный подпятник головки стойки. Если посадочный элемент образует запасной посадочный элемент, то особенно предпочтительно, если предохранительные пальцы и предохранительные средства идентичны тем, которыми головка стойки фиксируется также на приваренном шарнирном подпятнике. Для стабильного выполнения посадочного элемента далее предпочтительно, если шарнирный подпятник опирается на поперечные раскосы посредством средней перемычки, проходящей параллельно боковым коленам и преимущественно посередине между ними. Далее основание может преимущественно иметь, по меньшей мере, частично открытое дно, чтобы посадочный элемент, в частности, в качестве запасного, можно было позиционировать как можно ближе к монтажному положению первоначального шарнирного подпятника.
Поставленная задача решается также для секции щитовой крепи с дефектным шарнирным подпятником, в частности, за счет того, что посадочный элемент образует сменную деталь, разъемно закрепленную на верхняке разъемными крепежными средствами, и содержит основание с нажимными элементами, которыми он упирается в нижнюю сторону верхняка, чтобы воспринимать через нажимные элементы те сжимающие усилия, которые действуют при установке секции щитовой крепи между головкой стойки и верхняком. Также здесь с помощью нажимных элементов можно достичь разгрузки крепежных средств от усилий, возникающих при установке секции щитовой крепи. Верхняк может быть снабжен, в частности, усиливающими раскосами, имеющими проемы, в которые входят разъемные крепежные средства.
Другие преимущества и варианты посадочного элемента для головки стойки и секции щитовой крепи с таким элементом приведены в нижеследующем описании предпочтительного примера осуществления полезной модели, схематично изображенной на чертежах, на которых представлено:
- фиг.1: вид сбоку секции щитовой крепи с посадочным элементом для головки стойки;
- фиг.2: упрощенный вид посадочного элемента в положении монтажа на нижней стороне частично изображенного верхняка щита;
- фиг.3: вид верхней стороны посадочного элемента;
- фиг.4: разрез по линии IV-IV на фиг.3;
- фиг.5: разрез по линии V-V на фиг.3.
На фиг.1 изображена секция 1 щитовой крепи для подземных горных разработок, в частности, для выемки лавы при угледобыче. Секция 1 содержит два расположенные рядом друг с другом и прилегающие к лежащему боку 2 пласта полоза 3, прижимаемый к кровле (не показана) верхняк 4 с поворотной призабойной консолью 5, шарнирно соединенное с верхняком 4 завальное ограждение 6, которое шарнирно соединено с полозьями 3 посредством четырехзвенного механизма, образованного двумя парами рычагов 7, 8, и две гидравлические стойки 9 для прижатия верхняков 4 к кровле или для втягивания секции 1 на минимальную высоту. Прижатие к кровле называется в горном деле «установка» секции крепи, а втягивание секции - «выбойка». Шарнир между завальным ограждением 6 и верхняком 4 может быть стабилизирован посредством лишь обозначенного углового гидроцилиндра 11.
Приблизительно вертикально стоящие на показанной выдвинутой высоте, телескопические стойки 9 одними своими концами опираются в открытой вверх шарнирной лунке 12 на полоз 3. На противоположном конце каждой стойки 9 ее выдвижной поршень 13 снабжен полукруглой головкой 14, которая шарнирно входит в посадочный элемент 20, закрепленный на нижней стороне верхняка 4 для каждой стойки 9. Изображенный в данных примерах посадочный элемент 20 представляет собой преимущественно запасной посадочный элемент, который был впоследствии закреплен в качестве заменяемой или запасной детали на верхняке 4, поскольку первоначально приваренный к нижней стороне верхняка 4 посадочный элемент (не показан) был поврежден или больше не обеспечивает шарнирное размещение головки стойки и передачу усилий при установке или выбойке секции 1.
На фиг.2 в схематичном и сильно упрощенном виде изображена часть нижней стороны верхняка 4 с разъемно закрепленным на ней посадочным элементом 20 головки стойки. Головка стойки не показана, благодаря чему хорошо виден расположенный по центру внутри посадочного элемента 20 шарнирный подпятник 21 с лункообразным углублением 22 для головки стойки. Весь посадочный элемент 20 образован здесь сварной деталью, а полукруглое углубление 22, например, выфрезеровано внутри образованного прямоугольным блоком шарнирного подпятника 21. Последний расположен по центру внутри прямоугольного основания 23, образованного четырьмя перпендикулярными друг другу боковыми стенками. Основание 23 состоит из внешнего длинного бокового колена 24, внутреннего короткого бокового колена 25, заднего 26 и переднего 27 поперечных раскосов, которые сварены между собой, образуя жесткое основание 23. Расстояние между внешними сторонами 24', 25' обоих боковых колен 24, 25 основания 23 рассчитано таким образом, что посадочный элемент 20 может быть позиционирован и разъемно закреплен между внешним 15 и внутренним 16 усиливающими раскосами, которые приварены к нижней стороне верхняка 4 для придания ему жесткости. В монтажном положении посадочного элемента 20 оба боковых колена 24, 25 находятся непосредственно рядом с соответствующими усиливающими раскосами 15, 16 и доходят приблизительно до покрывающего листа верхняка 4. В данном примере задний поперечный раскос 26 находится непосредственно рядом с поперечным раскосом 17, сваренным с обоими усиливающими раскосами 15, 16 на нижней стороне верхняка 4.
Разъемное закрепление посадочного элемента 20 на верхняке 4 происходит здесь с помощью четырех, в общей сложности, крепежных средств 30, 35, 40, причем каждое крепежное средство 30, 35, 40 содержит вставной палец 31, 36, 41, стержень которого снабжен наружной резьбой. Каждое крепежное средство 30, 35, 40 находится в положении, в котором усиливающие раскосы 15, 16 и поперечный раскос 17 и без того уже снабжены проемами 15А, 16А, 17А. Чтобы можно было использовать соответствующие проемы 15А, 16А, 17А для закрепления запасного посадочного элемента (запасной чаши стойки) 20, на переднем удлиняющем участке 24В длинного бокового колена 24 соосно с проемом 15А выполнено крепежное отверстие 24А, а также противоположное боковое колено 25 основания 23 посадочного элемента 20 имеет крепежное отверстие 25А, соосное с проемом 16А. Для обоих других крепежных средств 35 задний поперечный раскос 26 основания 23 снабжен двумя крепежными отверстиями 26А. Как только посадочный элемент 20 будет позиционирован в своем монтажном положении, а соответствующие проемы или крепежные отверстия будут соосны между собой, вставные пальцы 31, 36, 41 крепежных средств 30, 35, 40 могут быть вставлены в отверстия и зафиксированы гайками 32, 37, 42, чтобы предотвратить отделение посадочного элемента 20.
При использовании под землей секции 1 щитовой крепи каждый верхняк 4 должен воспринимать относительно высокие установочные усилия, передаваемые гидравлическими стойками 9 на верхняк 4. Чтобы разгрузить разъемные крепежные средства 30, 35, 40 от высоких установочных усилий, к внешним сторонам 24', 25' боковых колен 24, 25 приварено, в общей сложности, четыре нажимных элемента 28, 29, которые вводят все сжимающие усилия, оказываемые стойкой на посадочный элемент 20, в усиливающие раскосы 15, 16 и, тем самым, в верхняк 4. При выбойке секции 1 нажимные элементы 28, 29 не могут воспринимать никаких усилий, поскольку они плоскими торцевыми сторонами лишь свободно прилегают к нижним сторонам усиливающих раскосов 15, 16. Усилия при выбойке воспринимаются разъемными крепежными средствами 30, 35, 40.
На фиг.3-5 посадочный элемент 20 изображен подробно. Расположенный по центру шарнирный подпятник 21 опирается на оба поперечных раскоса 26, 27 посредством средней перемычки 45, имеющей на своей верхней стороне крепежные средства для ушек 50. Средняя перемычка 45 вварена между поперечной стороной шарнирного подпятника 21 и соседним поперечным раскосом 26, 27. Средняя перемычка 45 проходит по существу по всей глубине поперечных раскосов 26, 27 и параллельно обоим боковым коленам 24, 25. Шарнирный подпятник 21 может иметь при этом составное, состоящее из отдельных блоков или плит основание 39, к которому сбоку приварена средняя перемычка 45. С обеих сторон от лунки 22 шарнирного подпятника 21 выполнены вильчатые головки 46 с отверстиями 47, чтобы фиксировать предохранительный элемент (не показан), в частности, стопорный болт для фиксации входящей в лунку 22 головки стойки на посадочном элементе 20. Для разгрузки разъемных крепежных средств 30, 35, 40 от установочных усилий отдельные крепежные отверстия 24А, 25А, 26А могут быть выполнены в виде удлиненных отверстий, как это видно, в частности, на фиг.4 и 5 на примере крепежных отверстий 24А, 26А. Нажимные элементы 28, 29 проходят лишь частично по глубине боковых колен 26, 27, а плоские торцевые стороны 28' нажимных элементов 28 находятся приблизительно на одной высоте с дном лунки 22.
Для специалиста из приведенного описания следуют многочисленные модификации, которые должны входить в объем охраны формулы. Нажимные элементы 28, 29 могут состоять из прямоугольных плит одинакового или разного размера или из плит в форме параллелограмма, причем для восприятия сжимающих усилий при установке секции щитовой крепи предпочтительно, если, по меньшей мере, обращенная к усиливающим раскосам торцевая поверхность отдельных нажимных элементов плоская. Нажимные элементы могут быть также прилиты или привинчены к боковым коленам. На фигурах показано закрепление посадочного элемента четырьмя разъемными крепежными средствами, причем два из них позиционированы на заднем поперечном раскосе. В зависимости от имеющегося в распоряжении монтажного пространства на нижней стороне верхняка один или оба этих разъемных крепежных средства могут, при необходимости, состоять также из выступов и т.п., входящих в соответствующие выемки в поперечных раскосах, или закрепление посадочного элемента может осуществляться, в общей сложности, только тремя разъемными крепежными средствами. В случае если в подходящем положении выемка имеется в распоряжении на внешнем усиливающем раскосе верхняка, то, при необходимости, удлиненное боковое колено может также быть исключено, благодаря чему посадочный элемент может иметь, в целом, симметричное строение, чтобы запасную полусферу стойки можно было позиционировать и закрепить как слева, так и справа под верхняком.
1. Посадочный элемент для головки стойки для перемещения головки стойки на верхняке секции щитовой крепи для горных разработок, содержащий шарнирный подпятник (21), жестко соединенный с закрепляемым на нижней стороне верхняка основанием (23), отличающийся тем, что основание (23) выполнено с возможностью закрепления или закреплено на верхняке разъемными крепежными средствами (30; 35; 40), при этом предусмотрены жестко соединенные с основанием (23) нажимные элементы (28, 29) для ввода сжимающих усилий в верхняк при установке секции щитовой крепи.
2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что основание (23) имеет с боков шарнирного подпятника (21), по меньшей мере, два боковых колена (24, 25), на внешних сторонах (24', 25') которых, обращенных от шарнирного подпятника (21), закреплены или выполнены нажимные элементы (28, 29).
3. Элемент по п.2, отличающийся тем, что нажимные элементы (28, 29) приварены к внешним сторонам (24', 25') боковых колен (24, 25).
4. Элемент по п.2 или 3, отличающийся тем, что на каждом боковом колене (24, 25) закреплено или выполнено два нажимных элемента (28, 29).
5. Элемент по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что нажимные элементы (28, 29) состоят из плит, торцевая поверхность которых, обращенная к лунке (22) в шарнирном подпятнике (21), выполнена в виде плоской нажимной поверхности.
6. Элемент по п.1, отличающийся тем, что основание (23) выполнено с возможностью закрепления или закреплено на верхняке тремя или четырьмя разъемными крепежными средствами (30; 35; 40).
7. Элемент по п.1 или 6, отличающийся тем, что разъемные крепежные средства (30; 35; 40) состоят из вставного пальца (31; 36; 41) с резьбовым стержнем и навинчиваемой на него крепежной гайки (32; 37; 42).
8. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковые колена (24, 25) соединены, по меньшей мере, одним поперечным раскосом (26), который снабжен, по меньшей мере, одним, преимущественно двумя крепежными отверстиями (26А) для крепежных средств, причем другие крепежные отверстия (24А; 25А) выполнены, по меньшей мере, в одном из боковых колен (24, 25).
9. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что шарнирный подпятник (21) опирается на поперечные раскосы (26; 27) посредством средней перемычки (45), проходящей параллельно боковым коленам (24, 25) и преимущественно посередине между ними.
10. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковые колена (24, 25) имеют разную длину, при этом на участке (24 В) более длинного бокового колена (24), выступающем за другое боковое колено (25), выполнено крепежное отверстие (24А).
11. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что между боковыми коленами (24, 25) и шарнирным подпятником (21) выполнены вильчатые головки (46), на которых могут быть зафиксированы предохранительные пальцы для фиксации входящей в шарнирный подпятник головки стойки.
12. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что основание (23) имеет, по меньшей мере, частично открытое дно.
13. Секция щитовой крепи для подземных горных разработок, содержащая верхняк (4), опорные полозья (3) и, по меньшей мере, одну расположенную между полозом (3) и верхняком (4) телескопическую стойку (9), содержащую на одном конце полукруглую головку (14), установленную с возможностью поворота в шарнирном подпятнике (21) закрепленного на верхняке (4) посадочного элемента (20) для головки стойки, отличающаяся тем, что посадочный элемент (20) для головки стойки образует сменную деталь, разъемно закрепленную на верхняке (4) разъемными крепежными средствами (30; 35; 40), и снабжен нажимными элементами (28, 29), которыми посадочный элемент (20) упирается в нижнюю сторону верхняка (4) для ввода сжимающих усилий в верхняк (4) при установке секции щитовой крепи.
14. Секция по п.13, отличающаяся тем, что верхняк (4) снабжен усиливающими раскосами (15; 16; 17), имеющими проемы (15А; 16А; 17А), в которые входят крепежные средства (30; 35; 40).
15. Секция по п.13 или 14, отличающаяся тем, что посадочный элемент для головки стойки выполнен по п.1.
