УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ВООСТАЮЩИХ Российский патент 1996 года по МПК E21D3/00 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к расширению восстающих выработок.

Известно устройство для расширения восстающих выработок, содержащее механический орган с шарошками, механизмы вращения и подачи его на забой [1]
Недостатком данного устройства является возможность использования его при расширении восстающих выработок в породах с прочностью не выше средней.

Известно устройство для расширения восстающих выработок, содержащее механический орган разрушения породы с шарошками, штангу, передающую вращение механическому органу, и генераторы электромагнитного излучения, установленные между шарошками [2]
Недостатком этого устройства является то, что в процессе одновременного нагрева и механического воздействия на забой происходит выкол породы с высокой энергоемкостью и низкой производительностью. Кроме того, шарошки находятся в зоне прямого нагревания.

Целью изобретения является обеспечение возможности разрушения пород в режиме скола при снижении энергоемкости и повышении производительности расширения восстающих выработок.

Цель достигается тем, что устройство для расширения восстающих выработок, содержащее механический орган разрушения породы с шарошками, штангу, передающую вращение механическому органу, и генераторы электромагнитного излучения, снабжено экраном с возможностью осевого перемещения в пилот-скважине, при этом экран выполнен в виде надетой на штангу втулки с установленным на ее торце со стороны, противоположной шарошкам, диском, а генераторы жестко соединены с экраном и установлены снаружи втулки на расстоянии от шарошек, равном
H h где V скорость расширения восстающей выработки, м/с;
L толщина отбиваемого слоя породы, м;
a температуропроводность породы, м²/с;
h высота генератора, м.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство для расширения восстающих выработок включает механический орган 1 разрушения породы с шарошками 2 и ступицей 3, штангу 4, передающую вращение механическому органу от привода (на чертеже не показан), генераторы 5 электромагнитного излучения, установленные в пилот-скважине 6 и жестко соединенные с экраном, выполненном в виде втулки 7 с диском 8 и подвешенным на тросе 9. При этом внутри втулки 7 находится штанга 4, а снаружи втулки установлены генераторы 5 на расстоянии от шарошек 2, равном
H h где V скорость расширения восстающей выработки, м/с;
L толщина отбиваемого слоя породы, м;
a температуропроводность породы, м²/с;
h высота генератора, м.

Экран с генераторами 5 посредством троса 9 и штанга 4 соединены с механизмом подачи (на чертеже не показан) механического органа на забой.

Энергию к генераторам подают по силовому кабелю 10. Направляющие ролики 11 создают устойчивое положение механическому органу 1 в восстающей выработке 12.

Устройство работает следующим образом.

К генераторам 5 подают по кабелю 10 энергию. При этом порода облучается электромагнитным излучением и нагревается. Наличие экрана в виде втулки 7 с диском 8 обеспечивает эффективную передачу электромагнитной энергии от генераторов 5 породе и предотвращает нагрев устройства. В результате этого порода переходит в напряженное состояние, при котором уменьшается ее прочность. Размещение генераторов на расстоянии от шарошек, равном
H h где V скорость расширения восстающей выработки м/с;
L толщина отбиваемого слоя породы, м;
a температуропроводность породы, м²/с;
h высота генератора, м, позволяет осуществить передачу тепловой энергии с поверхностного слоя на толщину отбиваемого слоя породы L, после чего этот слой породы разрушают шарошками 2 механического органа 1. Подъем генераторов 5 с механическим органом 1 осуществляют синхронно. Таким образом, механическое разрушение слоя породы L осуществляют в режиме скола при минимальных затратах энергии с высокой скоростью проходки выработки.

Использование: в горном деле, в частности в конструкции устройств для расширения восстающих. Сущность изобретения: устройство для расширения восстающих включает механический орган для разрушения породы с шарошками, штангу, передающую вращение механическому органу, и генераторы электромагнитного излучения. Устройство снабжено экраном с возможностью его осевого перемещения в пилот-скважине, при этом экран выполнен в виде надетой на штангу втулки с установленным на ее торце со стороны, противоположной шарошкам, диском. Генераторы жестко соединены с экраном и установлены снаружи втулки на расстоянии от шарошек, равном
H = v•L²/π•a-h,
где v - скорость расширения восстающей выработки, м/с; L - толщина отбиваемого слоя породы, м; a - температуропроводность породы, м²/с; h - высота генератора, м. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ВООСТАЮЩИХ, содержащее механический орган разрушения породы с шарошками, штангу, передающую вращение механическому органу, и генераторы электромагнитного излучения, отличающееся тем, что оно снабжено экраном с возможностью его осевого перемещения в пилот-скважине, при этом экран выполнен в виде надетой на штангу втулки с установленным на ее торце со стороны противоположной шарошкам, диском, а генераторы жестко соединены с экраном и установлены снаружи втулки на расстоянии от шарошек, равном

где v - скорость расширения восстающей выработки, м/с;
L - толщина отбиваемого слоя породы, м;
a - температуропроводность породы, м²/с;
n - высота генератора, м.