PL208847B1 - Układ do zasilania wodą ciśnieniowych systemów zraszania, zwłaszcza sekcji obudowy górniczej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do zasilania wodą ciśnieniowych systemów zraszania, zwłaszcza sekcji obudowy górniczej, znajdujący zastosowanie w szczególności przy urabianiu węgla w górnictwie podziemnym.

Sekcje obudowy górniczej wykorzystywane w górnictwie podziemnym węgla kamiennego już od dawna wyposażane są w dysze zraszające służące do zwalczania groźnego dla zdrowia pyłu węglowego, powstającego w procesie urabiania węgla za pomocą maszyn urabiających, takich jak przykładowo strugi węglowe lub kombajny bębnowe. Zraszanie dyszami realizowane jest zazwyczaj na krótko przed przejazdem maszyny urabiającej w przestrzeni roboczej ściany, przy czym przeważnie każdej sekcji obudowy przyporządkowana jest przynajmniej jedna dysza przynależnego systemu zraszającego. Do włączania lub wyłączania dysz zraszających służy zawór włączający zlokalizowany w bloku zaworów hydraulicznych każdej sekcji obudowy, który włączany jest przez przynależną jednostkę zasterowywania dla danej sekcji obudowy w zależności od pozycji maszyny urabiającej, co umożliwia uruchomienie, bądź zastopowanie funkcji zraszania.

Znane jest, na przykład z niemieckiego opisu patentowego DE 195 37 448 A1 takie rozwiązanie, w którym oprócz zabudowanego na sekcji obudowy zraszania przestrzeni roboczej ściany dodatkowo zabudowane są zestawy zraszania przestrzeni nadstropnicowej, oraz nawilżania przestrzeni zawałowej. Ponieważ zasadniczo tylko system zraszania przestrzeni roboczej ściany musi być zasilany wodą pod wysokim ciśnieniem, pomiędzy centralną magistralą wody pod ciśnieniem, a zaworami włączającymi - przynajmniej dla niektórych zestawów zraszających - zamontowane są reduktory ciśnienia, za pomocą których ciśnienie wody w magistrali wodnej o wartości 150 do 200 bar może zostać obniżone do poziomu około 10 do 40 bar. Zawory włączające uruchamiane są ciśnieniowo przy pomocy tego samego medium hydraulicznego, co wszystkie inne zawory włączające hydraulicznych odbiorników w bloku zaworów hydraulicznych. Do uruchomienia odbiorników hydraulicznych i do włączenia zaworów włączających stosuje się przy tym odpowiednią emulsję, przykładowo płyn HFA, która podawana jest przez oddzielny system hydrauliczny na wszystkie sekcje obudowy w podziemiach kopalni.

Znane jest ponadto, na przykład z niemieckiego opisu patentowego DE 38 02 992 C2 rozwiązanie, w którym zasterowanie zaworu włączającego system zraszania sprzężone jest z określonymi funkcjami roboczymi sekcji obudowy. Dla przykładu urządzenie zaworowe zraszania uruchamia dysze zraszające automatycznie podczas wykonywania kroczenia sekcjami obudowy.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego układu do zasilania wodą ciśnieniowych systemów zraszania, zwłaszcza sekcji obudowy górniczej, który zapewni podniesienie sprawności i bezpieczeństwa działania systemu zraszającego.

Istota wynalazku polega na tym, że wszystkie zawory włączające zespołów zraszających zestawione są w bloku zaworów zraszania, który wyposażony jest w przyłącze dla magistrali wodnej i jako jednostka odseparowana od bloku zaworów hydraulicznych jest, osadzona na sekcji obudowy.

W korzystnym wykonaniu ukł adu zawory włączają ce uruchamiane są wodą pod ciś nieniem podawaną z magistrali wodnej.

Szczególnie korzystnym jest takie wykonanie, w którym zawory włączające są zaworami 2/2-drożnymi, które w pierwszej pozycji włączeniowej łączą magistralę wodną z danym zespołem zraszającym, a w drugiej pozycji włączeniowej odłączają przynależny zespół zraszający od magistrali wodnej.

Dla ciśnieniowego zasterowywania zaworów włączających korzystnie każdemu zaworowi włączającemu przyporządkowany jest elektrycznie, a zwłaszcza elektromagnetycznie uruchamiany zawór zasterowujący zlokalizowany w bloku zaworów zraszania.

Korzystnym jest ponadto, gdy w bloku zaworów zraszania znajdują się cztery zawory włączające i cztery zawory zasterowujące, co pozwala łącznie na oddzielne zasterowywanie i włączenie czterech odrębnych zespołów zraszających.

Zawory zasterowujące mogą być wykonane najlepiej jako zawory 3/2-drożne, które w pierwszej pozycji włączeniowej łączą przewód zasterowujący przynależnego zaworu włączającego ze spustem spływowym wody w bloku zaworów zraszania, a w drugiej pozycji włączeniowej łączą magistralę wodną z przewodem zasterowującym w celu włączenia zaworu wyłączającego. Dzięki temu woda wykorzystywana do ciśnieniowego uruchamiania zaworów włączających, pozostająca w przewodzie zastePL 208 847 B1 rowującym podczas zamknięcia zaworów włączających, może swobodnie wypłynąć spustem spływowym, nie powodując zanieczyszczeń w ścianie mogących zagrażać środowisku.

Ponadto korzystnym jest, gdy zawory włączające osadzone są w gniazdach zaworowych w bloku zaworów zraszania ustawionych prostopadle w stosunku do gniazd dla zaworów zasterowujących.

Dobrze jest również, jeżeli w bloku zaworów zraszania zlokalizowany jest przynajmniej jeden reduktor ciśnienia na wypadek, gdyby któryś z zespołów zraszających powinien być zasilany wodą o niższym ciś nieniu, i/lub filtr do filtrowania wody wykorzystywanej do zasterowywania zaworów włączających.

Zasadniczą zaletą układu według wynalazku jest to, że realizuje całkowite rozdzielenie instalacji do obiegu medium hydraulicznego zasilającego funkcje obudowy, które to medium hydrauliczne jest szkodliwe dla środowiska i zdrowia ludzkiego. Równocześnie dzięki blokowi zaworów zraszania przewidzianemu w układzie według wynalazku stwarza się możliwość zastosowania oddzielnie zasterowywanego zaworu włączającego na sekcji obudowy dla każdego zespołu zraszającego, bez dodatkowych wymagań przestrzennych dla montażu, czy też ponoszenia kosztów specjalnego wykonania bloku zaworów hydraulicznych. Zgodnie z wynalazkiem w dodatkowym, oddzielnym bloku zaworów zraszania umieszczone są zawory włączające dla każdego zespołu zraszającego, a blok zaworów zraszania i blok zaworów hydraulicznych są przestrzennie rozdzielone. Zasterowywanie zaworów włączających ciśnieniem wody zraszającej ma również tą zaletę, że nie ma potrzeby instalowania jakiegokolwiek przyłącza dla medium hydraulicznego w bloku zaworów zraszania. Ponadto korzystnie ciśnienie wody w magistrali wodnej wynosi około 150 bar i jest wyraźnie niższe od ciśnienia medium hydraulicznego, wynoszącego około 300 bar, co przekłada się na mniejsze obciążenie zarówno zaworów włączających, względnie zasterowujących w bloku zaworowym, jak i na podniesienie trwałości zainstalowanych uszczelnień.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia uproszczony widok z boku sekcji obudowy górniczej z zaznaczonymi dyszami zraszającymi, fig. 2 - schemat poglądowy rozdzielonych obiegów medium hydraulicznego i wody, fig. 3 - blok zaworów zraszania w uproszczonym widoku bocznym, a fig. 4 - schemat zasterowania zaworów włączających w bloku zaworów zraszania w oparciu o uproszczony diagram włączeniowy.

Sekcja obudowy 1 stanowiąca zabezpieczenie przestrzeni roboczej nie narysowanego urządzenia urabiającego, przykładowo struga węglowego lub kombajnu bębnowego, posiada jak wiadomo dwie spągnice 2, osłonę odzawałową 3, cięgna układu lemniskatowego 4 zaznaczone tylko schematycznie, przynajmniej jedną stropnicę 5, a także dwa hydraulicznie uruchamiane stojaki podporowe 6 podpierające stropnicę 5 (fig. 1). Na czołowej, zwróconej ku nie narysowanemu ociosowi stronie stropnicy 5 znajdują się dwie dysze zraszające 7 zespołu zraszającego 8 służące do zraszania przestrzeni roboczej w ścianie, oraz dwie dysze zraszające 9 służące do zraszania przestrzeni nadstropnicowej 10. Na osłonie odzawałowej 3 znajduje się wiele dysz zraszających 11 zespołu zraszającego przestrzeni zawałowej 12, a oprócz tego na pobocznicach sekcji obudowy 1 znajdują się kolejne dysze 13 do zraszania przestrzeni po bokach 14 sekcji obudowy 1. Każdy z zestawów zraszających 8,10,12,14 połączony jest poprzez oddzielny przewód wodny zasilający 15,16,17,18 do własnego przyłącza odbiornika W1,W2,W3,W4 w bloku zaworów zraszania 19, przy czym każdemu z przyłączy odbiornika W1,W2,W3,W4 w bloku zaworów zraszania 19 przyporządkowany jest własny, ciśnieniowo uruchamiany zawór włączający 20,21,22,23. Poza tym blok zaworów zraszania 19 wyposażony jest w schematycznie przedstawione (fig. 1) przy łącze wodne 24 dla magistrali wodnej 25 dostarczają cej wodę pod ciśnieniem przykładowo 150 bar, oraz w otwór spływowy 26.

Blok zaworów zraszania 19 stanowi samodzielną jednostkę, która może być oddzielnie, korzystnie w przestrzennym oddzieleniu od bloku zaworów hydraulicznych 27 montowana i mocowana na sekcji obudowy 1. Schemat poglądowy rozdzielonych obiegów medium hydraulicznego i wody (fig. 2) przykładowo obejmuje cztery zawory włączające 20, 21, 22, 23 bloku zaworów zraszania 19 z podłączonymi odpowiednio poprzez przewody wodne zasilają ce 15,16,17,18 zespołami zraszają cymi 8,10,12,14, jak również oddzielny blok zaworów hydraulicznych 27, tutaj łącznie z ośmioma hydraulicznymi zaworami włączającymi 28 do zasterowywania różnych hydraulicznych odbiorników, jak na przykład stojaki podporowe 6 sekcji obudowy 1, siłowniki sterujące stropnic 5, siłowniki układu kroczenia. Blok zaworów zraszania 19 podłączony jest wyłącznie do magistrali wodnej 25, podczas gdy do bloku zaworów hydraulicznych 27, poprzez przewód hydrauliczny 29 odprowadzone jest medium hydrauliczne, na przykład emulsja HFA. Jedynie elektryczne zasterowanie bloku zaworów

PL 208 847 B1 zraszania 19 oraz bloku zaworów hydraulicznych 27 następuje poprzez wspólny sterownik elektroniczny 30, połączony schematycznie zaznaczonymi przewodami elektrycznymi 31, 32 z elektrycznymi elementami wykonawczymi w bloku zaworów zraszania 19 i bloku zaworów hydraulicznych 27.

Zlokalizowane w bloku zaworów zraszania 19 zawory włączające 20,21,22,23 zasterowywane są nie bezpośrednio elektrycznie, lecz ich zasterowanie przebiega w efekcie zadziałania ciśnienia poprzez zawory zasterowujące 33,34,35,36, z których każdy przyporządkowany jest odpowiedniemu zaworowi włączającemu 20,21,22,23 (fig. 4). Blok zaworów zraszania 19 wykonany jest przy tym jako element wieloczęściowy i obejmuje pierwszy blok mocujący 37 dla zaworów włączających 20,21,22,23, oraz drugi blok obudowy 38 dla zaworów zasterowujących 33,34,35,36 i ich elektrycznie uruchamianych elementów wykonawczych, zwłaszcza elektromagnesów (fig. 3). Gniazda dla zaworów włączających

21,23 i gniazda dla zaworów zasterowujących 34,36 są przy tym ustawione prostopadle w stosunku do siebie (fig. 3).

Zawory włączające 20,21,22,23 (fig. 4) wykonane są jako zawory 2/2-drożne z suwakiem przesuwanym za pomocą sprężyny. W przedstawionej na schemacie pozycji zawory włączające

20,21,22,23 oddzielają przewód magistrali wodnej 25 od przyłączy odbiorników W1,W2,W3,W4, natomiast zmiana stanu włączenia spowoduje połączenie przyłączy odbiorników W1,W2,W3,W4 z systemem magistrali wodnej 25. Zasterowanie ciśnieniowo uruchamianych zaworów włączających

20,21,22,23 zachodzi pod ciśnieniem wody z magistrali wodnej 25, co każdorazowo poprzedzone jest uruchomieniem przez zawór zasterowujący 33 poprzez zaznaczony linią przerywaną przewód zasterowujący 37,38,39 lub 40 suwaka zaworowego odpowiedniego zaworu włączającego 20,21,22,23. Zawory zasterowujące 33,34,35,36 wykonane są jako zawory 3/2-drożne i służą do połączenia magistrali wodnej 25, a więc znajdującej się w niej uprzednio przefiltrowanej wody natryskowej do przewodu zasterowującego 37,38,39,40 przynależnego zaworu włączającego 20,21,22,23 tylko wówczas, gdy elektryczny element wykonawczy, względnie elektromagnes odpowiedniego zaworu zasterowującego 33,34,35,36 został uruchomiony, przez co suwak tego zaworu zasterowującego 33,34,35,36 został przesunięty z pokazanej pozycji włączającej, w której przewód zasterowujący 37 połączony jest z przyłączem spływowym 26, na pozycję, w której magistrala wodna 25 podłączona jest do odpowiedniego przewodu zasterowującego 37,38,39,40. Zaraz po powrocie zaworu zasterowującego 33,34,35,36 do jego pozycji wyjściowej, woda stojąca w danym przewodzie zasterowującym 37,38,39,40 może spłynąć do przyłącza spływowego 26, a zawór włączający 20,21,22,23 dzięki sile cofającej sprężyny powraca do swej pozycji zamknięcia.

W ramach przedstawionego wynalazku mogą występować liczne modyfikacje, mieszczące się w granicach okreś lonych zastrzeż eniami zależ nymi. Blok zaworów zraszania moż e być wyposaż ony w wię kszą ilość zaworów włączają cych, przeznaczonych dla dalszych funkcji zraszania sekcji obudowy. Blok zaworów zraszania i blok zaworów hydraulicznych korzystnie montowane są na sekcji obudowy oddzielnie i w przestrzennym odstępie od siebie. Dla rozdzielenia obydwóch obiegów mediów wystarczającym będzie również, gdy stanowiący oddzielną jednostkę blok zaworów zraszania zostanie zamocowany na boku bloku zaworów hydraulicznych z zastosowaniem odpowiedniego kołnierza łączącego, jako że wówczas również nie będzie zachodzić niebezpieczeństwo przedostawania się mediów do nie przeznaczonych dla nich obiegów.

Claims (8)

1. Układ do zasilania wodą ciśnieniowych systemów zraszania, zwłaszcza sekcji obudowy górniczej, z przynajmniej jednym zespołem zraszającym dla przestrzeni roboczej, przynajmniej jednym kolejnym zespołem zraszającym dla zraszania przestrzeni zawałowej, przestrzeni nadstropnicowej i/lub przestrzeni po bokach sekcji obudowy, z centralną magistralą wodną do zasilania wodą dysz zraszających tych zespołów zraszających i z zestawionymi w blok zaworowy zaworami włączającymi dla każdego zespołu zraszającego, znamienny tym, że wszystkie zawory włączające (20,21,22,23) zespołów zraszających (8,10,12,14) zestawione są w bloku zaworów zraszania (19), który wyposażony jest w przyłącze (24) dla magistrali wodnej (25) i jako jednostka oddzielona od bloku zaworów hydraulicznych (27) jest osobno osadzona na sekcji obudowy (1).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawory włączające (20,21,22,23) uruchamiane są ciśnieniem wody podawanej z magistrali wodnej (25).

PL 208 847 B1

3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawory włączające (20,21,22,23) są zaworami 2/2-drożnymi, które w pierwszej pozycji włączeniowej łączą magistralę wodną (25) z danym zespołem zraszającym (8,10,12,14), a w drugiej pozycji włączeniowej odłączają dany zespół zraszający (8,10,12,14) od magistrali wodnej (25).

4. Układ według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że każdemu zaworowi włączającemu (20,21,22,23) przyporządkowany jest zlokalizowany w bloku zaworów zraszania (19) elektrycznie uruchamiany zawór zasterowujący (33,34,35,36).

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że w bloku zaworów zraszania (19) znajdują się cztery zawory włączające (20,21,22,23) i cztery zawory zasterowujące (33,34,35,36).

6. Układ według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że zawory zasterowujące (33,34,35,36) są zaworami 3/2-drożnymi, które w pierwszej pozycji włączeniowej łączą przewód zasterowujący (37,38,39,40) przynależnego zaworu włączającego (20,21,22,23) ze spustem spływowym (26) w bloku zaworów zraszania (19), a w drugiej pozycji włączeniowej łączą magistralę wodną (25) z przewodem zasterowującym (37,38,39,40).

7. Układ według jednego z zastrz. 4 do 6, znamienny tym, że zawory włączające (20,21,22,23) osadzone są w gniazdach zaworowych w bloku zaworów zraszania (19) ustawianych prostopadle w stosunku do gniazd zaworowych dla zaworów zasterowujących (33,34,35,36).

8. Układ według jednego z zastrz. 1 do 7, znamienny tym, że w bloku zaworów zraszania (9) znajduje się przynajmniej jeden reduktor ciśnieniowy i/lub filtr wody zraszającej.