203803. lajstromszámú szabadalom • Biztosító berendezés bányabeli térség biztosításához
1 HU 203 803 B 2 A találmány tárgya biztosítóberendezés bányabeli térség biztosításához. A találmány a biztosítóberendezések olyan csoportját érinti, amely elsősorban frontfejtéseknél alkalmazható pajzsberendezés gyanánt jöhet szóba. Az ilyen ismert pajzsberendezéseknél a feküre támaszkodó talp, a talphoz közvetlenül vagy közvetve kapcsolt pajzshát, a pajzsháthoz csukló révén kapcsolt tető, továbbá rendszerint a talp és a pajzshát közé épített, rendszerint két teherhordó hidraulikus tám, valamint a berendezésnek a fronthomlokkal átellenes hátsó részénél a talp és pajzshát közé iktatott legalább két mozgást határozó támasz ismerhető fel. Ismeretes, hogy a mélyművelési! bányák termelési folyamatának alaptevékenysége a fejtésekben, többnyire frontfejtésekben valósul meg. Ezek az úgynevezett tömegtermelő munkahelyek biztosítják az ásványi nyersanyagtermelés döntő részét. Minden más bányászati tevékenységet a fejtés céljai határozzák meg. A fejtéseket az ásványi nyersanyag kitermelése céljából és annak következményeként folyamatos, illetve szakaszos helyváltoztatás jellemez. Többé-kevésbé folyamatos helyváltoztatás a fejtés előre haladása, szakaszos valamely fejtési terület megszüntetése és az azt pótló új terület termelésbe vonása. A fejtés helyszíne hosszabb időszakot tekintve, a tapasztalatok szerint általában egyre kedvezőtlenebb természeti feltételek közé kerül, mert egyrészt az új bányaterületek a régebbieknél általában kedvezőtlenebb természeti adottságúak, másrészt egy bányaterületen belül a fejtési sorrend a viszonylag kedvezőbb adottságú területektől idővel a viszonylag kedvezőtlenebb felé tart. A természeti adottságokhoz a bányászatban alkalmazkodni kell. Ehhez a feladathoz a bányászat több kipróbált módszerrel és eszközzel rendelkezik, amelyek egyike a fejtésbiztosítás. A fejtésbiztosítás feladata egyebek mellett a megfelelő szabad fejtési térség - munkahely - kialakítása, a fejtés előrehaladásának biztosítása. Az általában egyre kedvezőtlenebb természeti feltételek között a gazdaságos és biztonságos fejtési tevékenység egyebek mellett - de főként - a fejtésbiztosító berendezések folyamatos fejlesztését teszi szükségszerűvé. A fejtésbiztosítás legkorábbi eszköze a fa volt. Napjaink legkorszerűbb fejtésbiztosítása nemzetközi vonatkozásban is a különféle biztosítópajzsokban nyilvánul meg, amelyek acélszerkezetűek. A biztosítópajzsokat szokás páncélpajzsoknak is nevezni. Az ismert páncélpajzsokat, vagyis az acélszerkezetű biztosítóberendezéseket általában teherbírásuk és/vagy működési rendszerük szerint lehet csoportosítani. Más, például statikai szempontok szerint is rendszerezhetők az ismert pajzsberendezések. Statikai szempontokból a pajzsberendezések lehetnek statikailag határozottak, vagy statikailag határozatlanok. A biztosítóberendezések statikailag túlhatározottak - labilisak - nem lehetnek. A teherbírás szempontja szerint az adott megoldás meghatározható egyrészt a beépített tárnok és támaszok teherbírásával - reakcióerőkkel - ezen belül is a berendezésbe beépített hidraulikus tárnok teherbírásával, másrészt azzal a kN/m2-ben kifejezett, felülről ható kőzetterheléssel, amelyet a berendezés még üzemszerűen képes elviselni, és/vagy azzal a megosztó terheléssel, amelyet a felülről ható előbbi kőzetterhelés a berendezésen keresztül a berendezés alsó felületén az úgynevezett talplemezen keresztül a kőzetfelületnek közvetít. A biztosítóberendezés mozgásviszonyai szerint az ismert megoldások lehetnek köríves működésűek, vagy lemniszkátás működésűek. Ezektől eltérő megoldások is ismertek, amelyek azonban nem tekinthetők önálló rendszereknek, mert mindegyikük köríves vagy lemniszkátás rendszerre vezethető vissza. Ilyen az úgynevezett ellipszispajzs (0. Jacobi: Praxis der Gebirgsbeherrschung, pp. 216. Verlag Glückauf GMBH, Essen. 1976), amely egy olyan köríves pajzs, amelyben a hát forgáspontjának helyzete változtatható. A fejlődés során először kialakult pajzsos biztosítóberendezések - a páncélpajzsok - köríves működésűek voltak. A köríves működési rendszer sajátossága abban áll, hogy a talphoz mereven csatlakoztatott bak van alkalmazva, és ehhez síkbeli csuklóval csatlakozik a pajzshát, amelyet a talppal még általában két hidraulikus tám köt össze. A pajzsháthoz ugyancsak síkbeli csuklóval csatlakozik a tető. A köríves működési rendszer hátránya nagyrészt az, hogy a tetőre és a pajzshátra ható kőzetterhelés nagyobb része a hidraulikus tárnokra hárul, ami a berendezés teherbírását korlátozottá teszi, kisebbrészt pedig az, hogy a pajzshát és tető köríves mozgása miatt mindig van olyan kőzetfelület, amely a tető által alátámasztatlan. A kőzetfelület teljes alátámasztására a köríves pajzsok fejlesztése során találtak ugyan megoldásokat, mint például a kitolható süveg, vagy a tető megosztása újabb síkbeli csuklóval, de ezek egyike sem bizonyult teljes értékű megoldásnak. A köríves működési rendszer legújabban kimutatott hátrányos tulajdonsága még az, hogy az ilyen biztosítóberendezés magasítása, előfeszítése közben a fedükőzetet horizontálisan húzásra veszi igénybe, ami gyakran a kőzet tönkremenetelét fokozza. A lemniszkátás működési rendszert a köríves működési rendszer előbb ismertetett hiányosságai miatt fejlesztették ki. A lemniszkátás működési rendszernél a talphoz síkbeli csuklóval csatlakoznak a hátsó lemniszkátakarok és az elülső lemniszkátakarok. Az elülső és hátsó lemniszkátakarok síkbeli csuklóval csatlakoznak a pajzsháthoz, amelyhez a tető ugyancsak síkbeli csuklóval kapcsolódik, A pajzshát és a talp között hidraulikus tárnok biztosítják a statikai határozottságot. A lemniszkátás működési rendszerű pajzsoknál a pajzshát és a tető mozgás közben nem köríves pályát ír le, a két említett elem közös csuklója a talpra megközelítőleg merőlegesen mozdul el. Ezzel a kőzetfelület alulról való alátámasztása jobban biztosítható, a berendezés ter-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
