КОМБАЙН Российский патент 1996 года по МПК E21C27/02 

Изобретение относится к горному делу и разработано для механизации выемки вспученных горных пород почвы при восстановлении сечений подготовительных выработок.

Подготовительные горные выработки, пройденные в породах ниже средней крепости или нарушенных крепких породах, при длительной эксплуатации подвергаются деформациям. Сечения их значительно уменьшаются, при этом особенно большие деформации происходят с почвой выработок за счет вспучивания пород. В результате этого размещенные на почве таких выработок шахтные рельсовые пути, ленточные и скребковые конвейеры невозможно использовать по назначению. В этой связи становится необходимым восстановление деформированных выработок. Причем в настоящее время разрушение вспученных пород почвы выработок осуществляется в основном отбойными молотками с последующей уборкой ее погрузочными машинами с передачей на транспортные средства. Для таких работ может быть использована универсальная машина "Штрек", которая используется для поддирки почвы и погрузки горной массы в вагонетки при ремонте выработок [1] Однако применение рассматриваемой машины в указанных условиях неэффективно из-за недостаточных напорных усилий на рабочем органе. Кроме того, при эксплуатации машины "Штрек" рабочие процессы поддирка почвы и погрузка горной массы в вагонетки, выполняемые поочередно с последующей заменой груженой вагонетки на порожнюю приводит к значительным затратам времени и не позволяет получить высокую производительность.

Для поддирки пород почвы при ремонте горных выработок могут быть использованы широко распространенные известные погрузочные машины непрерывного и цикличного действия [2] Эти машины могут осуществлять погрузку пород различной крепости, но предварительно разрушенных буровзрывным или другими способами. Вспученные же породы в деформированных горных выработках обладают сравнительно большой связностью, поэтому рассматриваемые погрузочные машины не могут эффективно осуществлять их поддирку с последующей погрузкой из-за недостаточных напорных усилий и отсутствия разрушающих действий на погрузочных органах.

Известен выемочный комбайн [3] В рассматриваемом изобретении оригинально решен вопрос передачи мощности на шнековый разгружающий орган посредством двухцепного редуктора и значительно улучшены условия погрузки отбиваемого угла за счет размещения поворотного редуктора со стороны забоя.

Поворотный редуктор совместно с закрепленным на нем исполнительным органом перемещается по мощности вынимаемого пласта при помощи гидродомкрата. Рассматриваемый исполнительный орган может быть использован на узкозахватных выемочных комбайнах, работающих "в лоб" уступа при выемке тонких и маломощных пластов. При этом для улучшения условий погрузки отбиваемого угля позади шнека размещен погрузочный щиток, который жестко закреплен на корпусе основного редуктора.

Выемочные комбайны с предложенным исполнительным органом могут осуществлять челноковую схему выемки угля только при размещении двух таких органов по концам комбайна. При этом, длина выемочного комбайна не может быть менее 7 м. Следовательно, выемочный комбайн, оснащенный такими исполнительными органами, не может быть использован для выемки вспученных пород при ремонте горных выработок.

Наиболее близким по принципу поворота исполнительного органа является комбайн [3] он предназначен для выемки угля в длинных очистных забоях в пластах со сложной конфигурацией. Уменьшение комбайна по длине, состоящего из подающей части, основного редуктора, двигателя и поворотной рукоятки со шнеком осуществлено за счет размещения корпуса электродвигателя параллельно основному редуктору.

Механизм поворота рукоятки, на конце которой смонтирован исполнительный орган, и состоящий из высокомоментного гидродвигателя, зубчатой муфты, червячной пары и шестерен, позволяет осуществлять поворот на 360^о. К недостаткам такого механизма следует отнести многоступенчатость его редуктора и сравнительно большие размеры.

Рассматриваемый комбайн несмотря на значительное уменьшение его длины по сравнению с другими выемочными комбайнами не может быть использован при ремонте горных выработок, а также при выемке полезного ископаемого в узком забое, так как минимальная ширина выработок должна составлять 7-8 м, исходя из возможных минимальных размеров комбайна.

На основании вышеизложенного имеется настоятельная необходимость в разработке компоновочной схемы специального комбайна для выемки вспученных пород почвы в подготовительных выработках.

Целью изобретения является создание малогабаритной конструкции комбайна для осуществления механизации выемки вспученных пород почвы и достижения высокой производительности труда при восстановлении подготовительных горных выработок.

Достигается это тем, что комбайн, включающий установленный с возможностью поворота относительно корпуса комбайна редуктор исполнительного органа, механизм для поворота редуктора исполнительного органа, закрепленный на редукторе шнековый исполнительный орган, привод исполнительного органа и механизм подачи, отличающийся тем, что редуктор исполнительного органа выполнен с погрузочным щитом, при этом последний шарнирно соединен с корпусом редуктора исполнительного органа, а механизм для поворота редуктора исполнительного органа выполнен в виде зубчатой реечной передачи с двумя гидроцилиндрами. Гидроцилиндры используются для привода зубчатой рейки. Исполнительный орган комбайна установлен с возможностью поворота вокруг продольной оси корпуса комбайна, при этом продольна ось комбайна расположена перпендикулярно к направлению его перемещения.

Погрузочный щит установлен с возможностью ограниченного поворота относительно корпуса редуктора исполнительного органа. Поворот погрузочного щита осуществляется при помощи гидродомкрата.

Перемещение комбайна по прямому участку изогнутого скребкового конвейера осуществляется при помощи гидродомкратного механизма с цепным или канатным удвоителем хода. Гидродомкратный механизм подачи, размещенный на прямом участке конвейера, за счет удвоителя хода обеспечивает перемещение комбайна при челноковой схеме выемки по всей ширине выработки.

Предлагаемая компоновочная схема комбайна, состоящего из основного и поворотного редукторов, исполнительного органа, погрузочного щита и гидродомкратного механизма подачи позволяет достигнуть компактности конструкции и маневренности при челноковой схеме выемки вспученных пород почвы восстанавливаемых подготовительных горных выработок.

Существенными отличиями являются:
Комбайн для выемки вспученных пород подготовительных горных выработок, состоящий из корпуса комбайна, привода исполнительного органа, редуктора исполнительного органа, установленного с возможностью поворота относительно корпуса комбайна, шнекового исполнительного органа и механизма подачи, скомпонован так, что на редукторе исполнительного органа шарнирно закреплен погрузочный щит. Механизм для поворота редуктора исполнительного органа выполнен в виде зубчатой реечной передачи с двумя гидроцилиндрами для привода. При этом, редуктор совместно с исполнительным органом установлен с возможностью поворота вокруг продольной оси корпуса комбайна, а продольная ось комбайна перпендикулярна к направлению его перемещения.

Погрузочный щит, шарнирно закрепленный на редукторе исполнительного органа и установленный с возможностью ограниченного поворота относительно корпуса редуктора, имеет гидродомкрат для его поворота. Погрузочный щит устанавливается: при зарубке исполнительного органа для выемки очередной заходки параллельно прямому участку изогнутого скребкового конвейера, а при выемке в рабочее положение.

Комбайн имеет механизм подачи, который выполнен в виде гидродомкрата с цепным или канатным удвоителем хода. Механизм подачи смонтирован на прямом участке изогнутого скребкового конвейера.

На фиг. 1 представлена общая компоновочная схема комбайна для выемки вспученных пород почвы подготовительных горных выработок в плане, состоящего из корпуса комбайна 1, шнекового исполнительного органа 2, размещенного на поворотном редукторе 3, погрузочного щита 4, закрепленного на направляющей 5. Поворот погрузочного щита 4 относительно оси шарнира производится гидродомкратом 6, а поворот редуктора исполнительного органа 3 в вертикальной плоскости вокруг продольной оси основного редуктора 1 осуществляется при помощи зубчатой реечной передачи с двумя гидроцилиндрами 7. Корпус комбайна 1 состоит из основного редуктора 8 и электро- или гидродвигателя 9. Комбайн 1 опирается на раму скребкового конвейера 10 четырьмя опорными лыжами, две из них забойные 11, а две другие завальные 12. На фиг. 1 изображено два положения исполнительного органа 2, поворотного редуктора 3 и погрузочного щита 4: положение I при движении комбайна от правой стенки выработки; II при движении комбайна в обратном направлении.

На фиг. 2 изображено размещение комбайна 1 с конвейером 10 в поперечном сечении подготовительной горной выработки. Для перемещения комбайна 1 по рештачному ставу конвейера 10 предназначен гидродомкратный механизм подачи 13, смонтированный на раме скребкового конвейера 10.

На фиг. 3 представлен возможный вариант кинематической схемы комбайна 1 с гидродомкратным механизмом перемещения 13 с цепным удвоителем хода. Передача вращения шнековому исполнительному органу 2 через поворотный 3 и основной 8 редукторы от электро- или гидродвигателя 9 осуществляется по цепи 14-15-16-17-18-19 и на шестерню 20 поворотного редуктора. Поворот корпуса редуктора 3 с исполнительным органом 2 и погрузочным щитом 4 (фиг. 1) производится при помощи зубчатой реечной передачи с приводом от двух гидродомкратов 21 и шестерни 22. Шестерня 22 жестко закреплена на горловине 23 корпуса поворотного редуктора 3.

Принцип работы предлагаемого комбайна для выемки вспученных пород почвы подготовительных горных выработок следующий.

В исходном положении комбайн 1 располагается на конце прямого участка изогнутого скребкового конвейера 10, а его исполнительный орган 2 у стенки подготовительной горной выработки. Погрузочный щит 4 повернут и расположен вдоль конвейера 10. При помощи гидро- или пневмодомкратов скребковый конвейер подается вперед и в это же время исполнительный орган 3 зарубывается фронтально в массив вспученной горной породы почвы выработки. После зарубки комбайн 1, осуществляя выемку, перемещается по раме скребкового конвейера 10 при помощи гидродомкратного механизма подачи 13 с цепным удвоителем хода. Перемещение комбайна 1 осуществляется на расстояние равное двум радиусам поворота исполнительного органа 2 относительно продольной оси корпуса комбайна 8. После этого, комбайн 1 подается назад, а погрузочный щит 4 устанавливается в рабочее положение. Осуществляется поворот редуктора 3 совместно с исполнительным органом 2 и погрузочным щитом 4 вокруг продольной оси корпуса комбайна 8 на угол примерно 180^о, т. е. редуктор 3, исполнительный орган 2 и погрузочный щит 4 переводятся из положения l в положение ll (фиг. 1). После завершения этих маневровых операций комбайн 1 осуществляет выемку почвы до противоположной стенки выработки. Погрузочный щит 4 устанавливается вдоль рамы скребкового конвейера 10. Приступают к выполнению нового цикла у противоположной стенки выработки.

Использование: комбайн предназначен для механизации выемки вспученных горных пород почвы при восстановлении сечений подготовительных выработок. Сущность изобретения: комбайн содержит установленный с возможностью поворота относительно корпуса комбайна редуктор исполнительного органа, механизм для поворота редуктора исполнительного органа, закрепленный на редукторе шнековый исполнительный орган, привод исполнительного органа и механизм подачи, при этом редуктор исполнительного органа выполнен с погрузочным щитом, который шарнирно соединен с корпусом редуктора исполнительного органа, а механизм для поворота редуктора исполнительного органа выполнен в виде зубчатой реечной передачи с двумя гидроцилиндрами для привода зубчатой рейки. Исполнительный орган установлен с возможностью поворота вокруг продольной оси корпуса комбайна, а продольная ось комбайна расположена перпендикулярно к направлению перемещения комбайна. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. КОМБАЙН, включающий установленный с возможностью поворота относительно корпуса комбайна редуктор исполнительного органа, механизм для поворота редуктора исполнительного органа, закрепленный на редукторе шнековый исполнительный орган, привод исполнительного органа и механизм подачи, отличающийся тем, что редуктор исполнительного органа выполнен с погрузочным щитом, который шарнирно соединен с корпусом редуктора исполнительного органа, а механизм для поворота редуктора исполнительного органа выполнен в виде зубчатой реечной передачи с двумя гидроцилиндрами для привода зубчатой рейки, при этом исполнительный орган установлен с возможностью поворота вокруг продольной оси корпуса комбайна, а продольная ось комбайна расположена перпендикулярно к направлению перемещения комбайна. 2. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что погрузочный щит, установленный с возможностью ограниченного поворота относительно корпуса редуктора исполнительного органа, имеет гидродомкрат для его поворота. 3. Комбайн по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что механизм подачи выполнен в виде гидродомкрата с цепным или канатным удвоителем его хода.