PL186177B1 - Hydrauliczny układ sterowania regulowaną podpornością roboczą zmechanizowanej obudowy górniczej I sposób sterowania regulowaną podpornośclą roboczązmechanizowanej obudowy górniczej - Google Patents

Abstract

1. Hudrauliczny układ sterowaniaregulowandpodpornoscią roboczą, zmechanizowanej obudowy górniczej, zawierający magistralę zasilającą wysokiego ciśnienia i magistralę spływową z którymi połączone są przestrzenie robocze podpory hydraulicznej oraz magistralę zasilającą regulowanego ciśnienia połączoną z zaworem automatycznego przełączania i zaworem dwudrogowym, znamienny tym, że ma zawór (5) automatycznego przełączania łączący magistralę Z zasilającą wysokiego ciśnienia z urządzeniem (7) rzuwająrn-keołdnlnym.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ hydraulicznego sterowania regulowaną podpornością roboczą zmechanizowanej obudowy górniczej oraz sposób sterowania, regulowaną podpornością roboczą zmechanizowanej obudowy górniczej, a zwłaszcza sposób monitorowania pracy podpory hydraulicznej zestawu obudowy górniczej.

Znany jest np. z polskiego opisu patentowego nr 168 127 układ hydrauliczny zdalnego sterowania podpornością roboczą zestawu obudowy w ścianie, w którym przestrzenie podtłokowa i nadtłokowa podpory hydraulicznej są połączone z magistralą zasilającą wysokiego ciśnienia i magistralą spływową poprzez blok zaworowy i rozdzielacz hydrauliczny. Ponadto, do magistrali zasilającej jest podłączony zawór redukcyjny i dwupołożeniowy rozdzielacz zasilający magistralę ciśnienia regulowanego oraz rozdzielacz zasilający magistralę sterowniczą. Tłok różnicowy zaworu przelewowego bloku zaworowego jest połączony z dwupołożemowym rozdzielaczem progowym, który jest włączany impulsem sterowniczym z magistrali sterowniczej. Przewód spływowy zaworu przelewowego jest połączony równolegle z dwu186 177 drogowym rozdzielaczem i dławikiem. Pomiędzy dławikiem a spływem zaworu przelewowego jest włączony tłoczek sterujący rozdzielacza progowego.

Podczas pracy zestawów obudowy wg znanego układu hydraulicznego z obniżoną podpomością roboczą może nastąpić bardzo powolne przemieszczanie się stropu bezpośredniego, które nie jest monitorowane. To powolne osiadanie skał stropowych wywołane jest zrównoważeniem się lub niewielką różnicą ciśnień medium roboczego za i przed zaworem przelewowym bloku zaworowego osadzonego na podporze hydraulicznej. Temu zjawisku towarzyszy niewielki przepływ medium przez zawór przelewowy, który w danej chwili znajduje się w stanie nie ustalonym. Wówczas ten nieznaczny przepływ w układzie podpomościowym zestawu obudowy spowoduje niepożądany ruch, czyli bardzo powolne, niezauważalne osiadanie podpory hydraulicznej obudowy.

Znany jest też np. z polskiego opisu wynalazku P. 308 402 sposób regulowania podpornością roboczą zestawu obudowy, polegający na sygnalizacji stanu obciążenia podpory hydraulicznej w wyniku zastosowania suwakowych wskaźników ciśnienia w podporze lub wskaźników manometrycznych osadzonych w gnieździe bloku zaworowego a następnie na regulacji wartości ciśnienia upustu na regulowanym zaworze przelewowym. Znany jest też z polskiego opisu patentowego nr 163 414 sposób sterowania podpomością roboczą zmechanizowanej obudowy górniczej ciśnieniem cieczy z magistrali regulowanego ciśnienia, polegający na zmianie siły docisku zamykających elementów zaworów bezpieczeństwa w blokach zaworowych.

Znane dotychczas, lecz sporadycznie stosowane w praktyce sposoby regulowania podpomością roboczą zestawu obudowy zmechanizowanej realizowane w znanych układach hydraulicznych nie gwarantują bezpiecznej pracy układu podpomościowego na obniżonej podpomości roboczej w przypadku gwałtownych zmian ciśnienia w górotworze. Ręczne wyłączanie układu na początku lub końcu ściany wydobywczej wymaga ingerencji operatora. Duże zmiany ciśnienia w górotworze powodują niekontrolowany spadek ciśnienia w komorze roboczej podpory i jego zsuw, a tym samym stwarzają niebezpieczeństwo obwału stropu w strefie przy ociosie wyrobiska.

Celem wynalazku jest układ hydraulicznego sterowania regulowaną podpomością roboczą obudowy zmechanizowanej, zwłaszcza w czasie zwiększonego, gwałtownego nacisku skał stropowych, który zapewnia samoczynne przełączenie układu z pracy o obniżonej podpomości roboczej na pracę układu z nominalną podpomością roboczą. Celem wynalazku jest też sposób sterowania regulowaną podpomością roboczą zmechanizowanej obudowy górniczej, a zwłaszcza sposób monitorowania pracy podpory hydraulicznej zestawu obudowy górniczej w cyklu pracy zsuwu podpory hydraulicznej pracującej w fazie obniżonej podpomości roboczej, gdy następuje bardzo powolna lub gwałtowna zmiana ciśnienia w górotworze. Wynalazek zapewnia bezpieczną pracę załogi w przypadku dowolnych zmian ciśnienia w górotworze.

Hydrauliczny układ sterowania regulowaną podpomością roboczą obudowy zmechanizowanej według wynalazku ma zawór automatycznego przełączania łączący magistralę zasilającą wysokiego ciśnienia z urządzeniem czuwaj ąco-kontrolnym, który ustala położenie rdzennika podpory hydraulicznej. Urządzenie czuwająco-kontrolne osadzone na rdzenniku podpory hydraulicznej ma zawór podtrzymania i wskaźnik zsuwu rejestrujący wielkość zmian położenia rdzennika. Układ hydraulicznego sterowania pomiędzy zaworem automatycznego przełączania a urządzeniem czuwająco-kontrolnym na jego przewodzie zasilania ma zawód dławiący, zaś na zasilaniu przestrzeni roboczej podpory hydraulicznej, ma przełącznik obiegu do wyłączania urządzenia czuwaj ąco-kontrolnego z fazy czuwania w czasie rabowania i rozpierania podpory hydraulicznej, a na magistrali wysokiego ciśnienia sterującej zaworem automatycznego przełączania ma następny przełącznik obiegu do włączania urządzenia czuwaj ąco-kontrolnego. Spływ zaworu przelewowo-upustowego bloku zaworowego jest połączony poprzez przełącznik obiegu, dwudrogowy rozdzielacz i dławik regulowany z magistralą spływową.

Sposób sterowania regulowaną podpomością roboczą obudowy zmechanizowanej, polegający na monitorowaniu przebiegu pracy podpory hydraulicznej zestawu obudowy podczas pracy na obniżonej podpomości roboczej charakteryzuje się tym, że przy zmianie ciśnienia

186 177 w komorze roboczej podpory hydraulicznej poniżej wartości nominalnej włącza się urządzenie kontrolne, które następnie automatycznie wyłącza układ podpornościowy pracujący na obniżonej podporności roboczej. Wyłączenie układu w tej fazie pracy zabezpiecza i uniemożliwia pracę układu poniżej ciśnienia zasilania.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, który obrazuje hydrauliczny układ połączeń poszczególnych zespołów sterowniczych z odbiornikiempodporą hydrauliczną.

Hydrauliczny układ sterowania regulowaną podpornością roboczą obudowy zmechanizowanej według wynalazku stanowi zamocowany w przestrzeni roboczej podpory hydraulicznej 1 blok zaworowy 2. Blok zaworowy 2 ma zawór przelewowy 2a, którego wartość ciśnienia odpowiada wartości podporności roboczej stojaka 1, oraz sterowany zawór zwrotny. Zawór przelewowy 2a zaworowego bloku 2 sterowany jest poprzez sterownik 2b impulsem ciśnienia zadanego w celu obniżenia nominalnej nastawy do żądanej wartości. Wyjścia ze stojakowego bloku zaworowego 2 prowadzą do przestrzeni podtłokowej, nadtłokowej podpory hydraulicznej 1 i do hydraulicznego rozdzielacza 3, a poprzez przełącznik obiegu 12 łączy się z zaworem 5 automatycznego przełączania.

Wzdłuż kompletu obudowy prowadzone są następujące magistrale główne: magistrala Z zasilająca doprowadzająca emulsję pod ciśnieniem i magistrala S spływowa, oraz magistrala Zr doprowadzająca emulsję pod niskim ciśnieniem zredukowanym, i magistrala Zst sterująca wysokim ciśnieniem.

Medium pod ciśnieniem przewodem Z zasilającym podawane jest do rozdzielacza 4, który chwilowym impulsem ciśnieniowym załącza zawór automatycznego przełączania, który powoduje, że urządzenie 7 czuwająco-kontrolne włącza się w stan czuwania. Urządzenie 7 czuwająco-kontrolne stanowi zawór 7a podtrzymania i wskaźnik 7b zmiany zsuwu podpory hydraulicznej. Na przewodzie zasilania zaworu 7a podtrzymania urządzenia 7 ma dławiący zawór 6. Wyłączanie tego stanu następuje przy pomocy rozdzielacza 3. Ponadto, chwilowy impuls ciśnieniowy zadany z magistrali Zst sterującej załącza w każdym zestawie obudowy zawór 9 automatycznego przełączania, który powoduje przepływ medium z magistrali Zr ciśnienia zredukowanego do sterownika 2b zaworu przelewowego w bloku zaworowym 2 oraz na tłok sterujący zaworu dwudrogowego 8. Impuls ciśnieniowy z magistrali Zst sterującej zaworem 5 automatycznego przełączania podawany jest poprzez przełącznik 15 obiegu do włączania urządzenia 7 czuwająco-kontrolnego. Magistralą Zr doprowadzana jest emulsja pod ciśnieniem zredukowanym do zaworu 9 automatycznego przełączania, który oddziaływuje na zawór 8 dwudrogowy i sterownik 2a zaworu przelewowego bloku 2 zaworowego.

Zasada działania układu hydraulicznego według wynalazku przedstawia się następująco.

Hydrauliczny układ sterowania według wynalazku pracuje z regulowaną podpornością roboczą obudowy tj. z obniżoną podpornością roboczą i z nominalną podpornością roboczą. To, jaką pracę układ w danej chwili zapewnia, uzależnione jest od nacisku skał stropowych podczas eksploatacji wyrobiska na zestawy obudowy. Przełączenie układu podpornościowego zestawu obudowy w ścianie na pracę z obniżoną podpornością roboczą wymaga przesterowania rozdzielacza magistrali sterującej, który znajduje się w chodniku pod lub nadciśnieniewym. Zadany chwilowy impuls ciśnieniowy ze sterującej magistrali Zst spowoduje przesterowanie w każdym zestawie obudowie zawory 9 i 5 automatycznego przełączania. W prawym położeniu zawór 9 automatycznego przełączania łączy magistralę Zr ciśnienia regulowanego, o zadanej wartości ciśnienia, ze sterownikiem 2b zaworu przelewowego 2a bloku zaworowego 2. W związku z czym obniży się próg ciśnienia otwarcia zaworu przelewowego o żądaną wartość. Jednocześnie wartość ciśnienia z magistrali Zr ciśnienia regulowanego podana jest na tłok sterujący dwudrogowego zaworu 8, przełączając go w dolne położenie. W tym położeniu przepływ medium przez zawór 8 jest odcięte, a zawór przelewowy 2a w bloku zaworowym 2 jest połączony z przewodem S spływowym poprzez przełącznik obiegu 10 oraz regulowany zawór dławiący 11.

Równoczesne przesterowanie rozdzielacza magistrali sterującej powoduje doprowadzenie medium pod ciśnieniem zasilania poprzez przełącznik obiegu 15 do zaworu 5 automatycznego przełączania i do zaworu 7a podtrzymania oraz wskaźnika 7b zmian zsuwu urządzę186 177 nia 7 czuwająco-kontrolnego. Doprowadzenie w stan czuwania urządzenia 7 czuwającokontrolnego następuje również w wyniku przełączania sekcyjnego rozdzielacza 4 wprawę położenie przez zadanie chwilowego impulsu ciśnieniowego, co powoduje załączenie zaworu 5 automatycznego przełączania w górne położenie i zasilanie zaworu 7a podtrzymania oraz wskaźnika zsuwu 7b. W tym położeniu zawór 5 łączy magistralę Z zasilającą wysokiego ciśnienia z urządzeniem 7 czuwająco-kontrolnym.

Jeżeli zsuw podpory 1 hydraulicznej zestawu obudowy przekroczy nastawiony bezpieczny zakres, to nastąpi zamonitorowanie przez urządzenie 7 czuwająco-kontrolne w postaci ciągłego impulsu ciśnieniowego. Impuls ten spowoduje w przewodzie 13 przyrost ciśnienia przed zaworem dławiącym 11, który oddziaływając na tłok sterujący zaworu 9 automatycznego przełączania spowoduje jego wyłączenie. W wyniku czego w przewodzie 14 nastąpi zanik impulsu ciśnieniowego i odciążenie sterownika 2b zaworu przelewowego 2a bloku zaworowego 2, a tym samym nastąpi przełączenie zaworu przelewowego z powrotem na nominalną podporność roboczą. Równocześnie nastąpi przełączenie zaworu dwudrogowego 8 w górne położenie, w wyniku czego upust zaworu przelewowego bloku 2 połączony zostanie bezpośrednio z magistralą S spływową.

Układ według wynalazku gwarantuje dwukrotne, działające automatycznie zabezpieczenie załogi w wyrobisku ścianowym podczas pracy układu na obniżonej podporności roboczej zarówno przed: bardzo wolnym zsuwem podpór hydraulicznych spowodowanym statycznym naciskiem stropu bezpośredniego, które monituje urządzenie 7 czuwaj ąco-kontrolne jak i przed zwiększonym naciskiem lub nagłym odprężeniem stropu, które monitoruje zawór przelewowy 2a bloku zaworowego 2 przełączając w obu przypadkach układ podpornościowy zestawów obudowy na pracę z nominalną podpornością roboczą.

Sposób sterowania podpornością roboczą zestawu obudowy polegający na monitorowaniu przebiegu pracy podpory hydraulicznej w czasie eksploatacji obudowy na obniżonej podporności roboczej charakteryzuje się tym, że przy zmianie ciśnienia w komorze roboczej poniżej wartości nominalnej następuje włączenie urządzenia 7 kontrolno-czuwającego, które z kolei podaje sygnał na wyłączenie układu sterowania pracującego na obniżonej podporności roboczej.

186 177

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Hydrauliczny układ sterowania regulowaną podpornością roboczą, zmechanizow^anej obudowy górniczej, zawierający magistralę zasilającą wysokiego ciśnienia i magistralę spływową z którymi połączone są przestrzenie robocze podpory hydraulicznej oraz magistralę zasilającą regulowanego ciśnienia połączoną z zaworem automatycznego przełączania i zaworem dwudrogowym, znamienny tym, że ma zawór (5) automatycznego przełączania łączący magistralę Z zasilającą wysokiego ciśnienia z urządzeniem (7) czuwająco-kontrolnym.
2. 2. Układ według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że urządzenie (7) czuwająco-kontrolne ma co najmniej jeden zawór (7a) podtrzymania i wskaźnik (7b) zsuwu rdzennika podpory hydraulicznej.
3. 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że pomiędzy zaworem (5) automatycznego przełączania a urządzeniem (7) czuwająco-kontrolnym, na jego przewodzie zasilania ma dławiący zawór (6).
4. 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na zasilaniu przestrzeni roboczej podpory (1) hydraulicznej, ma przełącznik obiegu (12) do wyłączania urządzenia (7) czuwającokontrolującego z fazy czuwania.
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na magistrali sterującej (Zst) zaworem (5) automatycznego przełączania ma przełącznik obiegu (15) do włączania na czuwanie urządzenie (7) czuwająco-kontrolne.
6. 6. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że spływ zaworu przelewowo-upustowego bloku zaworowego (2) jest połączony poprzez przełącznik obiegu (10), dwudrogowy rozdzielacz (8) i dławik (11) z magistralą spływową (S).
7. 7. Sposób sterowania regulowaną podpornością roboczą obudowy zmechanizowanej, polegający na monitorowaniu przebiegu pracy podpory hydraulicznej zestawu obudowy podczas pracy na obniżonej podporności roboczej, znamienny tym, że przy zmianie ciśnienia w komorze roboczej stojaka hydraulicznego poniżej wartości nominalnej następuje zsuw rdzennika podpory hydraulicznej do wartości dopuszczalnej, a następnie włącza się urządzenie kontrolno-czuwające, które wyłącza układ podpornościowy pracujący na obniżonej podporności roboczej i przełącza go na podporność nominalną