專利名稱:改變礦床可加工性和可采掘性的方法及其設(shè)備的制作方法
本發(fā)明涉及到用改變液壓支撐裝置的支撐性能來改變煤層的可加工性和可采掘性的方法及與其有關(guān)的設(shè)備。從波蘭書No121，273了解到改變礦床，特別是煤層的可加工性和可采掘性的方法是控制緊壓在巖石上的支撐裝置的力。人們都知道，機(jī)械化開采時(shí)，煤的可加工性和可開采性以及大塊煤的崩落是取決于巖石中的應(yīng)力。在這方面，靠近長壁工作面的，也就是即將開采的煤層的應(yīng)力是有決定作用的。這應(yīng)力主要是由頂板壓力造成的，但取決于長壁工作面區(qū)內(nèi)支撐頂板的支撐力，此壓力在煤開采區(qū)可以是較大的或較小的。這表明只有當(dāng)煤的應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，煤的可加工性，可開采性和大塊煤的崩落(采掘量)才是最佳的。如果應(yīng)力過大或過小，則煤層的上述性能將會(huì)惡化。通過對(duì)各種礦床的觀測，了解到，從可加工性、可采掘性和大塊煤產(chǎn)量的角度出發(fā)，礦床應(yīng)力的最佳值不僅因各種礦床而有所不同，就是同一礦床的不同位置也是不一樣的。波蘭書No.121，273提供的控制礦床應(yīng)力的方法是通過改變支柱的壓力，即改變該支柱副柱塞腔室的壓力，以便獲得從開采需求角度出發(fā)的最佳應(yīng)力。
波蘭書No121，273通過改變礦床內(nèi)應(yīng)力來改變其可加工性和可開采性的設(shè)備是任一型式的液壓支撐。這種支撐裝置具有放泄比可調(diào)節(jié)的放泄閥，該閥與支柱的副柱塞腔相連。適當(dāng)調(diào)整上述放泄閥，可以獲得最佳支撐力，使得礦層由于頂板作用而產(chǎn)生的應(yīng)力既不大于又不小于理想值。
波蘭書No.121，273方法的缺點(diǎn)是，沿整個(gè)長壁開采區(qū)的應(yīng)力值是固定不變的，而不能顧及到不同位置礦床的不同特性和不同的性質(zhì)。
波蘭書No.121，273所提供設(shè)備的缺點(diǎn)是當(dāng)支柱本身是由一個(gè)其液體介質(zhì)的壓力由另一個(gè)液壓系統(tǒng)供給的液壓系統(tǒng)來提供壓力時(shí)(后一個(gè)系統(tǒng)的壓力往往大于支柱的理想壓力值)，則支柱副一柱塞腔內(nèi)的壓力控制受到液體介質(zhì)排出的影響。
本發(fā)明針對(duì)這種可能性，即可以根據(jù)礦床的特性來任意選擇應(yīng)力和提供的設(shè)備使得支柱壓力與長壁工作面所有工作段支撐的供液管線的壓力值無關(guān)。
本發(fā)明的目的是通過下述方法實(shí)現(xiàn)的，即沿長壁工作面長度方向?qū)⑵浞殖扇舾蓞^(qū)，每個(gè)區(qū)的支撐裝置的支撐性能根據(jù)該區(qū)煤層的特性而各不相同。隨著長壁工作面的掘進(jìn)，每個(gè)區(qū)的寬度也隨著變化，并與礦床特性的局部變化相適應(yīng)。
按照此發(fā)明的特點(diǎn)，液壓支撐的液壓支柱的副柱塞腔通過附加管和放泄閥與主供液管相連。放泄閥的壓力是可調(diào)的，其調(diào)整范圍從0到長壁工作面給定區(qū)最適宜的壓力，該壓力通常小于閥門供給液壓支柱副柱塞腔內(nèi)的壓力。在每個(gè)區(qū)內(nèi)的液壓支撐裝置的一個(gè)工作段具有一個(gè)與裝在管道內(nèi)的閥門相連的控制裝置。該管路將液體供給位于長壁工作面鄰近的工作區(qū)的液壓支柱副柱塞腔室。采掘設(shè)備上裝有傳感元件。
此發(fā)明具體體現(xiàn)在用圖紙表明的實(shí)例上，圖1為分成若干區(qū)的長壁工作面;圖2為支撐裝置的支柱和開采設(shè)備的液壓系統(tǒng)圖;圖3為通過閥門裝置和液壓分配器的支柱的液壓系統(tǒng)。
長壁工作面15以長壁工作面6為界，其兩側(cè)以水平巷道16為界。在長壁工作面6的前面有一個(gè)用于采掘設(shè)備25導(dǎo)向的運(yùn)輸機(jī)24，采掘設(shè)備上裝有傳感元件7。長壁工作面15有支撐裝置工作段3支撐的頂板，該支撐橫向置于長壁工作面6的前端。支撐裝置的工作段3由位于一側(cè)水平巷道16的液壓裝置17提供壓力液體。液壓裝置17通過礦區(qū)給液管路12與支撐裝置工作段3的液壓系統(tǒng)相連。工作段3通過沿長壁工作面15裝設(shè)的排泄管與液壓裝置17相連。管路13將支撐裝置第3段的液體抽到液壓裝置17的槽內(nèi)。工作段3的液壓支柱2具有副柱塞腔1和上柱塞腔19，它們分別與管路14和20相連。管路14和20與閥裝置18相連。閥裝置包括溢流閥21和止回閥22。管路14與予調(diào)壓力為P2的排泄閥5相連，并且與排泄管13相連。閥門裝置18與分配器23相連，分配器通過各自管路依次與管路11、12和13相連。附加管11通過閥10與主供液管路12相連。規(guī)定用于一個(gè)工作區(qū)Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ的支撐工作段3與共用的附加管路11相連。因此，在工作面15內(nèi)有支撐裝置所有工作段3的公用管線12和13;而在工作面15內(nèi)的附加管路11的數(shù)量與該工作面的工作區(qū)數(shù)是相等的。每個(gè)附加管11通過各自的閥門10與主供液管相連。每個(gè)區(qū)的范圍內(nèi)在支撐工作段3有一個(gè)與放泄閥5相連的控制裝置4，該放泄閥屬于裝在位于和安裝控制裝置工作區(qū)鄰近的工作區(qū)的液壓支撐的工作段3。分配器23是個(gè)三通、三位的裝置。分配器23的三個(gè)入口分別與管路11、12和13相連。分配器23的二個(gè)出口分別通過管路8與閥裝置18相連，管8通過管14而得到延伸。分配器23的第二個(gè)出口通過管路8與閥裝置18相連，并通過管路20將其延伸與支柱2的腔室19相連。分配器23的中間位置將管路8和9與排泄管13相連。與此同時(shí)，管路8和9與管路11和12斷開。分配器處于23a位置時(shí)，分配器將主供液管12與管9相連，通過管路20與支柱腔室19相通。與此同時(shí)，它同樣將管8與排泄管13相連。另一方面，附加管路11與管8和9斷開。分配器處于23b位置時(shí)，附加管路11與管8相連(管11的壓力由閥10控制)，并通過止回閥22與管路14相連。管路14將液體供給支柱2的副柱塞腔室1。與此同時(shí)，支柱2的上柱塞腔塞19通過管路20、閥裝置18和管路19與排泄管13相連。分配器處于23b位置時(shí)，與主供液管路的聯(lián)接被切斷。
在觀測礦床，特別是觀測沿長壁工作面上的煤的加工性能之后，其可采掘性和大塊煤的產(chǎn)量是按區(qū)劃分的。每個(gè)區(qū)范圍的確定應(yīng)當(dāng)是按照該區(qū)內(nèi)礦床性能基本一致的原則。在每個(gè)區(qū)范圍內(nèi)的支撐工作段3通過附加管路相連，而管路11通過閥10與管路12相連。其次，觀測給定區(qū)礦床性能，在試驗(yàn)性開采時(shí)，調(diào)節(jié)閥門10和5以便得到該區(qū)支撐段的最佳支撐特性，從可加工性，可采掘性和大塊煤產(chǎn)量的角度出發(fā)，該特性是最理想的。將閥門5調(diào)節(jié)至壓力P2的最上限后，鎖緊閥門5。附加管路11的壓力是用閥10調(diào)節(jié)的，其壓力值的選擇應(yīng)使頂板能得到有效的支撐，但另一方面，該壓力也不能超過。頂板必須緊壓長壁工作面6前端的煤層，這樣就可以使該煤層產(chǎn)生應(yīng)力，改善煤層的可加工性和可采掘性以及大塊煤的產(chǎn)量。閥10對(duì)頂板的初始支撐施加影響，而支柱2上柱塞腔1的壓力值，在初始支撐時(shí)，通過閥10的調(diào)節(jié)等于予調(diào)值。支柱支撐好了以后，閥10不再對(duì)腔室1的壓力起作用。隨著頂板支撐壓向支柱2于是產(chǎn)生，特別是增大腔室1的壓力。腔室1全閉合可以使液壓系統(tǒng)壓力達(dá)到最大許可值，而液壓系統(tǒng)由閥裝置中的閥21來調(diào)節(jié)。閥21調(diào)節(jié)的壓力超過最佳值P2。當(dāng)?shù)V床正在開采時(shí)，而控制系統(tǒng)又處于傳感元件7的工作范圍內(nèi)，閥5由控制系統(tǒng)4驅(qū)動(dòng)。然而，這僅僅是關(guān)系到屬于工作段3的閥門5，此工作段3所在的區(qū)與控制系統(tǒng)所在的區(qū)相鄰近。因此閥門4和5是隨著各自工作區(qū)內(nèi)采掘機(jī)械(25)位置的前移而被啟動(dòng)的。當(dāng)頂板作用在支柱2上時(shí)，由于閥門5，支柱2的副柱塞腔1保持最佳壓力。如果腔室1的壓力，由于頂板的作用超過最佳壓力P的上限值時(shí)，則閥門5打開。閥門5與排泄管13相通，閥5壓力P2必須調(diào)節(jié)到高于閥10給定的壓力P是可以理解的。如果不是這樣，則由裝在附加管路的閥10控制的腔室1的壓力P就不能獲得。就可以出現(xiàn)這種情況，即長壁工作面掘進(jìn)過程中，沿長壁工作面的工作條件改變。在此種情況下，有必要調(diào)節(jié)閥5和閥10。也可能出現(xiàn)沿工作面條件變化，則新的區(qū)域劃分是必要的。
權(quán)利要求
1.通過改變液壓支撐的支撐特性來改變煤礦床的可加工性和可采掘性的方法是將長壁工作面沿其長度方向分成若干個(gè)工作區(qū)，而每個(gè)工作區(qū)支撐的支撐性能取決于該區(qū)礦床的特性，而且每個(gè)工作區(qū)的寬度隨著長壁工作面的前移而變化并與礦床特性的局部變化相適應(yīng)。
2.通過改變液壓支撐的支撐性能來改變煤礦床的可加工性和可采掘性的設(shè)備是將該支撐裝置通過主給液管線和排液管線與液壓系統(tǒng)相連，并具有一個(gè)放泄比可調(diào)的放泄閥，該閥與供給液壓支柱副柱塞腔室液體的管路相連，其特點(diǎn)是支撐工作段3的液壓支柱2的副一柱塞腔室，通過附加管11與主供液管路12相連，通過壓力可以從0調(diào)到P值(該壓力通常小于2P)的放泄閥10通過閥門5與管路14相連，以供給液壓支柱2副柱塞腔1壓力液體。
3.按照權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特點(diǎn)在于工作面一個(gè)區(qū)范圍內(nèi)的液壓支撐的工作段3有一個(gè)與閥5相連的控制系統(tǒng)4，閥5屬于與工作區(qū)相鄰近區(qū)域內(nèi)的液壓支撐的工作段3，而且采掘設(shè)備25上裝有一個(gè)傳感元件7。
專利摘要
本發(fā)明主要用于煤的開采，也可以用于煤的長壁工作面。本發(fā)明解決了可以根據(jù)礦床特性自由選擇礦床應(yīng)力的問題。方法是將長壁工作面沿長度分為若干區(qū)，每個(gè)區(qū)的支撐工作段根據(jù)該區(qū)的礦床特性具有不同的支撐特性。該設(shè)備具有一根附加管路11，一側(cè)通過具有放泄比可調(diào)的放泄閥與主液壓管路12相連，另一側(cè)與液壓支柱2的副柱塞腔1相連。
文檔編號(hào)E21D23/00GK85105216SQ85105216
公開日1986年5月10日 申請日期1985年7月8日
發(fā)明者米羅斯勞·梅約爾, 沃茨米爾·西科拉, 沃西克·斯科辛斯基, 茨吉蒙特·扎羅明, 亨里克·吉爾, 安托尼·肯德茨亞, 沃西克·哈勞塔, 斯塔尼薩·奧凱爾 申請人:森特·米克尼薩吉·格尼克瓦·科馬格導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan