Технические науки/10 горное дело

К.т.н Малыбаев Н.С., магистр Нокина Ж.Н., магистрант Окимбаева А.Е.

Карагандинский государственный технический университет

Разработка принципиальной гидравлической схемы механизированной крепи

Все механизированные крепи в настоящее время выполнены как, правило, гидрофицированными, базируясь на применении гидропривода типа насос постоянной подачи – система гидроцилиндров мы тоже будем применять данную схему [1].

Вследствие особых специфических условий работы и требований, предъявляемых к гидроприводу механизированных крепей, он существенно отличается от системы гидропривода горных машин как своими схемными решениями, так и применяемым набором гидроаппаратуры.

Системы гидропривода типа насос — система гидроцилиндров в механизированных крепях характеризуются следующими важнейшимн особенностями [2].

1. Механизированная крепь имеет относительно большую протяженность гидрокоммуникаций, в отдельных случаях свыше 200 м, что предопределяет наличие в системе гидропривода большого числа гидростоек (примерно от 50 до 1000 штук) и и гидродомкратов (примерно от 50 до 300 штук) с соответст-вующим большим числом предохранительных и разгрузочных клапанов, распределителей, гибких и жестких гидромагистралей протяженностью на всю длину лавы с большим числом соединителыюй арматуры и уплотнительных элементов.

2. Питание рабочей жидкостью системы гидростоек, гидродомкратов передвижения и вспомогательных гидроцилиндров осуществляется от насосной станции, обычно управляемой дистанционно и располагающейся на нижнем откаточном штреке или в просеке.

3. Наличием секционной конструкции механизированной крепи, с повторяющимся в каждой секции комплектом гидростоек, гидродомкратов передвижения и других гидроцилиндров, с набором регулирующей и распределительной аппаратуры.

4. При перемещении секций крепи и забойного конвейера в системе гидропривода циркулирует значительный объем рабочей жидкости — до 600-800 л.

5. Гидравлические стойки, поддерживающие кровлю в очистном забое, должны иметь значительное усилие начального распора. В связи с этим в системе гидропривода для питания гидростоек применяется в настоящее время рабочее давление по напорной магистрали 32 МПа с тенденцией увеличения в ближайшие годы до 40 МПа. После начального распора гидравлических стоек их гидросистема отключается от напорной магистрали и образуется замкнутая гидросистема, в которой под действием монотонного опускания пород кровли со средней скоростью около 3 мм/ч давление повышается до давления сра-батывания предохранительного клапана, обычно равного от 30 до 80 МПа.

6. Все агрегаты системы гидропривода гидравлической стойки должны обладать высокой степеныо герметичности и надежности в эксплуатации, особенно уплотнения гидростоек, предохранительные и разгрузочные клапаны, так как выход из строя любого из этих элементов или появление микроутечек приводит к потере гидростойками рабочего сопротивления, что может вызвать опасные ситуации в рабочем пространстве вследствие нарушения цслостностп пород кровли и возможности ее обрушения. Учитывая сложность и трудосмкость монтажа и демонтажа механизированной крепи и ремонтов в условиях очистного забоя, система гидропривода должна надежно обеспечивать отработку без ремонта и замены элементов всего нарезанного выемочного поля (столба) лавы на всю протяженность.

7. Система гидропривода, как и все ее гидроагрегаты, работает в условиях шахтной метано-воздушной атмосферы с большой влажностью и запыленностью воздуха, в стесненном по габаритам рабочем пространстве, затрудняющем доступ к гидроагрегатам и их осмотр. Как правило, гидроагрегаты в этих условиях не могут ремонтироваться в очистном забое, и поэтому требуется обеспечение возможности легкой замены в ремонтные смены отдельных отказавших гидроагрегатов в процессе работы мсханизированных крепей.

8. Ручное управленпе секциями крепи в целях безопасности ведется оператором дистанционно из-под соседнсй секции или с пульта, вынесенного на штрек. При этом управление секциями крепи заключается в повторении таких основиых команд, как «Разгрузка стоек», «Передвижение секции», «Распор стоек», «Передвижение забойного конвейера». Кроме этих оператив-ных повторяющихся команд, имеются команды, связанные с обеспечением направленного и заданного положений секций в пространстве (команды, связанные с системой устойчивости секций, корректировки их направленного положения относительно забойного конвейера и др.).

9. В системах гидропривода применяются поршневые насосы постоянной подачи, снабженные регуляторами подачи или автоматами разгрузки в сочетании с гидропневмоаккумуляторами. В качестве рабочей жидкости используются водномасляные эмульсии. Требуемая подача насосной станции находится в пределах 35—120 л/мин.

Приведенныс выше основные особенности гидропривода ме-ханизированных крепей обусловливают специфику схемных и конструктивиых решений, присущих этой специфической системе гидропривода типа насос—гидравлические цилиндры.

С учетом вышесказанного принимаем следующие решения:

1. Питание каждого гидроцилиндра отдельное через распределитль.

2. С учетом специфики работы питание гидростоек передних ГС1и ГС3 осуществляем через кран трехпозиционный дающий возможность раздельного питания гидростоек и совместного равного.

3. Аналогично осуществляеся запитывание гидродомкратов боковых ГД1 и ГД2.

4. У каждого гидроцилиндра должен быть свой отдельный гидрозамок и при необходимости предохранительный клапан.

5. У каждого гидроцилиндра должен быть свой сливной трубопровод

6. Для подключени к общей гидроситеме применить коллектор с двумя гидрозамками.

7. Для регулирования скорости включиь дроссель в схему гидродомкрата удержания забоя, так как он применяется помимо этого еще для полока (устройства для осмотра и ремонта крепи).

8. С учетом нового решения применим в нашем случае конструктивное решение в виде применения гидроблоков включающих в себя гидрозамок для гидродомкратов и гидрозамок и предохранительный клапан для гидростоек и домкрата удержания забоя.

9. Предусматриваем пульт управления состоящий из двух блоков управления , которые состоят из сблокированных распределителей трехпозиционных.

С учетом всех рекомендации и принятых решений производим синтез гидравлической схемы изображенной на рисунке 1.

При подготовке и проведении работ с механизированной крепью должны быть соблюдены требования действующих «Правил безопасности в угольных и сланцевых шахт», «Правил технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт», типовых инструкций по охране труда по профессиям, эксплуатационных документов и других нормативных документов по безопасности труда, действующих в отрасли [3].

Во избежание производственного травматизма при работе по обслуживанию и ремонту комплекса допускаются лица, прошедшие

Рисунок 1 Схема гидравлическая принципиальная механизированной крепи

специальное обучение по техники безопасности при эксплуатации этого комплекса и получившие соответствующее удостоверение. Для ремонтных работ и техобслуживания необходимо пользоваться только теми инструментами, которые для этого предназначены. Запрещается работать на машинах и механизмах комплекса со снятыми или неисправными предохранительными средствами, производить чистку, ремонт и смазку механизмов во время их работы. При техническом обслуживании необходимо строго соблюдать график планово-предупредительного ремонта. Механизированный комплекс должен ежемесячно и ежесменно осматриваться дежурным электрослесарем, ежесуточно – механиком участка, ежемесячно – главным механиком шахты.

Литература:

1. Т. М. Башта. Машиностроительная гидравлика. М., Машиностроение, 1971 – 459 с.

2. Н.С. Гудилин, Е.М. Кривенко. Гидравлика и гидропривод. М., МГТУ, 1999 – 520 с.

3. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. М:, Недра, 1976.