Тема . Системи гідроприводу механізованого кріплення

Системы гидропривода механизированных

Основным назначением систем гидропривода механизиро­ванных крепей (МК) является обеспечение необходимых пере­мещений элементов подсистем МК с требуемыми усилиями И скоростями с помощью исполнительных гидроцилиндров.

Система гидропривода крепей очистных комплексов вклю­чает подсистему питания МК рабочей жидкостью совместно с исполнительными гидроцилиндрами (в виде гидростоек, гидро­домкратов, гидропатронов) с соответствующей гидроаппарату­рой, входящими в состав других подсистем крепи.

Подсистема питания крепи рабочей жидкостью формирует­ся на основе насосных станций, обеспечивающих питание ис­полнительных гидроцилиндров рабочей жидкостью (эмульсией) с необходимой подачей и заданным давлением.

Основные особенности систем гидропривода следующие:

1. Существенная протяженность нагнетательных и сливных гидрокоммуникаций и большой объем рабочей жидкости в гид­росистеме.

2. Значительное количество исполнительных гидроцилинд­ров, гидроаппаратуры, соединительных элементов гидроком­муникаций и модульная структура основной части гидросисте­мы, когда на всех секциях имеется одинаковый комплект гид­роэлементов.

3. Предохранительные клапаны гидростоек, наряду с тра­диционной функцией защиты соответствующих гидроэлемен­тов от перегрузок, обеспечивают вторую основную функцию - поддержание постоянного сопротивления гидростоек опуска­нию пород кровли.

4. Высокое давление рабочей жидкости в напорных гидро­линиях (20-40 МПа), в замкнутых поршневых полостях штоков I ступени раздвижности (30-40 МПа, что соответствуют давле­нию настройки предохранительных клапанов) и II ступени раз­движности (60-85 МПа).

5. Случайный характер и широкий диапазон скоростей опускания кровли, что приводит к большим колебаниям расхо­да рабочей жидкости, который должен быть пропущен'чер предохранительные клапаны с обеспечением качествен выполнения ими своих основных функций.

- Гидропривод механизированных крепей состоит из насосной станции, исполнительных механизмов (гидростойки, гидродом­краты, вспомогательные гидроцилиндры), управляющей, предо­хранительной и контрольной аппаратуры; гидрокоммуникаций. Из этих элементов (с добавлением при необходимости других) составляется гидравлическая схема механизированной крени, которая определяет взаимосвязь и взаимодействие между эле­ментами гидропривода и показывает его функциональные воз­можности.

- Для гидропривода характерно: применение высокого рабочего давления (в гидросистеме 20—32 МПа, в замкнутой системе гидро­стойкн 32—63 МПа), использование в качес!ве рабочей жидкости негорючей водомаеляной эмульсии; применение большого коли­чества однотипной гидроаппаратуры. Работа гидропривода про­исходит в стесненных и тяжелых условиях очистною забоя. Структурная гидравлическая схема механизированной крепи (рис. 22.6) показывает принципиальное распределение потока ра­бочей жидкости (эмульсии) от двух насосных станций СН1 и СН2 по напорной г

идромагистрали через пульт управления ПУ (раз­мещенный обычно в прилегающей к лаве выработке) к секциям механизированной крепи в лаве и от них через пульт управле­ния ПУ и блок фильтров БФ на слив в баки насосных станций.

- Насосная установка обычно состоит из двух установленных на тележках насосных станций типа СНУ5 (или другого типа), связанных в единую систему и ра­ботающих на одну (или две) на­порную магистраль.В зависимости от требуемого расхода жидкости насосные станции могут работать поочередно и одновременно.

Гидромагистраль состоит из двух (или трех) последовательно соединенных магистральных вы­соконапорных трубопроводов и рукавов — напорного Н и слив­ного С. Они проложены от насос­ных станций до лавы, где уложены в желобе по завальному борту за­бойного конвейера. К магистраль­ным трубопроводам присоединены напорные и сливные отводы от гидрораспределителей, уста­новленных на секциях маханизированной крепи. Проходное се­чение напорной магистрали составляет не менее 20 мм в диа­метре, а сливной — не менее 25 мм. В каждом отводе гидромаги­страли установлен шариковый запорный клапан, автоматически закрывающий отверстие при отсоединении отвода и предотвра­щающий утечку рабочей жидкости. К магистральным трубопрово­дам подключены реле контроля давления РКД, автоматически выключающие насосные станции при порыве трубопроводов и вследствие этого резком падении давления.

Рабочую жидкость, подаваемую от насосной станции к силовым гидроцилиндрам механизированной крепи, необходимо подво­дить в определенной последовательности и одновременно отводить на слив. Для этого предусматриваются гидрораспределители, уста­навливаемые на секции крепи. Аппаратура распределения и управ­ления большинства секций состоит из гидрораспределителя (блока управления секцией крепи) и стоечного блока, объединяющего в одном корпусе предохранительный (типа ЭКП или К.ГУ) и об­ратно-разгрузочный (типа ЭК.ОР) клапаны.

 

рассмотрим особенности работы гидростойки С двойной раздвижное™ секции МК с подключенным к ней стоечным гид­роблоком БС, рис.8.4.1.

В состав БС входит: 1 - предохранительный клапан, 2 - ин­дикатор давления, 3 - обратный разгрузочный клапан или гид­розамок. Гидролинии 4 и 5 предназначены для соединения стоечного гидроблока с соответствующим гидрораспределите­лем.

Гидрозамок 3 обеспечивает герметизацию поршневой по­лости гидростойки или ее соединение с линией нагнетания или слива в соответствии с заданным режимом работы гидростой­ки. Индикатор давления 2 позволяет визуально контролировать оценочную величину давления эмульсии в поршневой полости гидростойки. Предохранительный клапан 1 ограничивает вели­чину максимального давления рабочей жидкости, которое мо­жет сформироваться в поршневой полости гидростойки под воздействием горного давления на МК.

В шток 6 I ступени раздвижности гидростойки С встроен об­ратный клапан 8 с подпружиненным шариком и стержнем 9.

Работа стойки осуществляется следующим образом.

В исходном положении гидростойка сложена. При подаче эмульсии в поршневую полость (ПП) штока 6 I ступени шарик клапана 8 прижат пружиной к седлу и закрывает подачу рабо­чей жидкости в ПП штока 7 II ступени. Происходит выдвижка штока 6 совместно со штоком 7. При упоре штока 6 в грундбук- су прекращается его выдвижка, давление в ПП штока 6 повы­шается, что приводит к открытию клапана 8. Через открывшей­ся клапан эмульсия попадает в ПП штока 7 и этот шток выдви­гается до упора в свою грундбуксу, что соответствует полной раздвижности стойки С.

Для складывания стойки рабочая жидкость подается в што- ковые полости штоков 6 и 7. ПП штока 6 с помощью гидрозамка 3 соединена со сливом. Т.к. обратный клапан 8 закрыт, то вна­чале происходит складывание штока 6 совместно со штоком 7 до упора штока 6 в дно цилиндра 10. При контакте шарика кла­пана 8 со стержнем 9 обратный клапан открывается и эмульсия из ПП штока 7 через ПП штока 6 уходит на слив. Шток 7 скла­дывается до упора в

К системам гидропривода МК предъявляются следующие основные требования.

1 Независимая несущая способность каждой гидростойки секции с тем, чтобы при потере герметичности одной из них со­хранялась несущая способность остальных стоек.

2. Необходимость обеспечения высокой герметичности всех гидроэлементов; при этом гидроцмлиндры должны быть герметичными при давлении рабочей жидкости не менее 1,25 номинального рабочего давления, а предохранительные кла­паны при давлении от 0 до 0,9 р_к.

3. Для предохранительных клапанов должны обеспечивать­ся следующие условия:

а) минимальные (не более 5 % от р_к) отклонения мгновен­ных значений давления Др, (рис.8.4.2) при монотонном опуска­нии кровли и при изменении расхода через клапан от нуля до номинальной пропускной способности;

б) превышение давления Др_тах по сравнению с р_к при им­пульсном режиме нагружения гидростоек не должно быть бо­лее 25 %;

в) высокая надежность в течение времени отработки вы­емочного поля протяженностью 800-1500 м;

г) патронное компактное исполнение, приспособленное для легкой замены в шахтных условиях.

4. Должны обеспечиваться разгрузка и распор забойного и завального рядов стоек одновременно и раздельно.

5. Возможность постоянного контроля давления в поршне­вых полостях штоков I ступени раздвижности каждой гидро­стойки.

6. Возможность отключения каждой секции или комплекта от гидромагистралей для ремонтных работ без остановки на­сосных станций.

7. Гидравлические рукава, не расположенные под перекры­тиями, должны быть защищены от механических повреждений.

8. Позиции гидравлических распределителей должны иметь четкие поясняющие надписи, обозначения или символы, соот­ветствующие выполняемым операциям.

9. Рукоятки гидравлических распределителей должны быть снабжены фиксаторами, исключающими возможность их само­произвольного или случайного включения и переключения.

10. Трущиеся рабочие поверхности штоков и плунжеров должны иметь износостойкое антикоррозионное металлическое

покрытие.

11. Гибкие рукава высокого давления, трубопроводы для внутрисекционной разводки должны иметь безрезьбовые со­единения.

к рабочим жидкостям систем гидропривода механизиро­ванных крепей предъявляются следующие основные требова­ния: негорючесть, нетоксичность, стабильность свойств при температурах от 5° до 60°; стойкость противокоррозионная и к воздействию бактерий; инертность по отношению к материа­лам уплотнений из резиновых смесей и полимерных материа­лов; смазывающая, противозадирная и противоизносная спо­собности; высокая теплопроводность и малая удельная тепло­емкость; отсутствие стойкого пенообразования; низкая стои­мость.

В качестве рабочей жидкости для механизированных кре­пей очистных комплексов и агрегатов применяют водомасля- ные эмульсии типа «эмульсол в воде». Эмульсолы (присадки) представляют собой экстракты (вытяжки) селективной очистки минерального масла с добавлением противокоррозионных, противозадирных и других активных веществ. Например, в на­стоящее время широко используется водомасляная эмульсия на базе присадки типа ФМИ-РЖ, которая смешивается по соот­ветствующей технологии с водой, отвечающей определенным требованиям. Содержание присадки в эмульсии составляет 2,5-3 %.