БУРОКРЕПЕЗАЧИСТНОЙ МОДУЛЬ Российский патент 1997 года по МПК E21D13/04 

Изобретение относится к горному делу. Оно предназначено для совместной работы с погрузочной машиной непрерывного или циклического действия и размещено на ее корпусе.

При проведении горных выработок буро-взрывным способом затраты времени на бурение шпуров по забою достигают 30 50% продолжительности проходческого цикла, а затраты времени на крепление составляют 20 25% Кроме того, при погрузке породы в забое, особенно с использованием погрузочных машин непрерывного действия, снижение производительности и удлинение продолжительности погрузки связано с необходимостью ручной уборки горной массы у стенок выработки. Значительное время занимают работы при подготовке приямков /лунок/ под стойки крепи и водосточных канавок. Эти работы выполняются в основном вручную.

Применение для бурения шпуров шахтных бурильных установок и для возведения крепи подвесных передвижных крепеустановщиков позволяет сократить продолжительность этих операций. Однако, необходимость последовательной замены машин и оборудования в забое при выполнении технологического процесса проходки, а также операция по наращиванию подвесного монорельса для крепеустановщика, приводят к тому, что продолжительность проходческого цикла практически не уменьшается, а стоимость проходки возрастает.

При проведении горных выработок буро-взрывным способом использование в проходческих комплектах и комплексах буропогрузочных машин типа 1ПНБ2Б и 2ПНБ2Б позволяет совместить на единой базе погрузочный и буровой механизмы. Это приводит к тому, что в забое уменьшается количество необходимого для выполнения технологического процесса оборудования. Вместе с тем, в таких комплектах и комплексах работы по креплению выработок осуществляются или при помощи подвесных крепеустановщиков или вручную с применением простейших приспособлений. Работы, связанные с зачисткой породы у стенок проводимых выработок и образованию лунок под стойки крепи, всегда выполняются вручную. Большие трудности в создании и применении машин и оборудования для механизации вышеуказанных работ возникают при проведении однопутевых, сравнительно небольших по сечению и длине горных выработок.

Известна универсальная машина "Штрек", предназначенная для механизации работ по монтажу шахтного оборудования, возведению деревянной и железобетонной сборной крепей, поддирки почвы и погрузки горной массы и вагонетки, установки опережающей крепи /"Машины и оборудование для угольных шахи". Справочник. / Под ред. Хорина В.Н. М: Недра, 197, с. 300/. Машина "Штрек" на колесно-рельсовом ходу. В зависимости от вида выполняемых работ на машине могут быть установлены: экскаваторный или погрузочный ковш, клещевой захват элементов крепи, грейфер, крановая подвеска, устройство для установки опережающей крепи.

Широкий набор рабочего оборудования дает возможность для выполнения различных видов работ, связанных в основном с ремонтом и поддержанием выработок. Машина мало пригодна при проведении горных выработок, т.к. при использовании рельсового транспорта по доставке горной массы из забоя и доставке материалов в забой в однопутевой выработке она препятствует выполнению этих работ. При работе непосредственно в забое проводимой горной выработки необходима отгонка на некоторое расстояние из забоя погрузочной или буропогрузочной машины, что практически невозможно при проведении выработок сравнительно малого сечения /однопутевых/ и приводит к загромождению призабойной части выработок различного сечения и усложнению организации работ.

Известен проходческий комплекс "Сибирь" по "Машины и оборудование для угольных шахт". Справочник. /Под ред. Хорина В.Н. М: Недра, 1987, с. 208, 209. Комплекс предназначен для проведения наклонных выработок буро-взрывным способом сечением в свету от 12 до 22 м². Он состоит из платформы на колесно-рельсовом ходу, подвешенной на канате лебедки, встроенных в платформу двух гидравлических погрузочных ковшей с боковой загрузкой, перегружателя с бункером, двух бурильных машин и крепеустановщика. Комплекс не самоходный. Наличие в комплексе погрузочных органов, бурильных машин и крепеустановщика позволяет достигнуть высокого уровня механизации работ. Возможность применения для проведения горизонтальных горных выработок практически отсутствует. Кроме того, он может быть использован только для проведения капитальных наклонных выработок сравнительно больших сечений и длины.

Известны подвесные крепеустановщики, например, КПМ8 /"Машины и оборудование для угольных шахт". Справочник./ Под ред. Хорина В.Н. М: Недра, 197, с. 289 291/. КПМ8 предназначен для механизации возведения постоянной металлической крепи и выполнения передового предохранительного крепления в подготовительных наклонных и горизонтальных горных выработках, проводимых буро-взрывным и комбайновым способами.

К недостаткам подвесных крепеустановщиков следует отнести то, что они перемещаются по подвесным монорельсам, закрепленным к верхнякам крепи, которые периодически необходимо наращивать.

Наиболее близким по техническому и конструктивному решению является "Шахтных самоходный манипулятор", известный по а.с. СССР N 1724883, E 21 D 13/04. Этот манипулятор состоит из грузоподъемной стрелы, размещенной на раме ходовой тележки с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и продольного перемещения по раме. На конце стрелы смонтирована опора, которая снабжена гидродвигателями, осуществляющими ее поворот в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно продольной оси стрелы.

Рассматриваемый манипулятор может быть использован для выполнения различных операций, осуществляемых как при проведении, так и при ремонте горных выработок. Вместе с тем, необходимо отметить, что для выполнения отдельных проходческих и ремонтных операций требуются специальные переходные приспособления для размещения на его опорной части или бурильной машины, или погрузочного /зачистного/ ковша, или установочных вилок для элементов крепи и т. п.

Целью настоящего изобретения является повышение уровня механизации основных и вспомогательных работ и производительности труда при проведении сравнительно небольшого сечения подготовительных горных выработок, путем создания компактного навесного подвижного буро-крепе-зачистного модуля со сменным оборудованием, расположенного на корпусе базовой погрузочной машины. Предлагаемый модуль позволяет одновременно выполнять основные операции проходческого цикла: погрузку горной массы погрузочной машиной и крепление выработки, а также погрузку горной массы с зачисткой породы у стенок, образование лунок под крепь и проведение водосточной канавки. Кроме того, предлагаемый модуль позволяет осуществлять бурение шпуров по забою после окончания проходческих операций по погрузке и креплению горной выработки при помощи двух бурильных машин.

Согласно изобретению поставленные цели достигаются тем, что буро-крепе-зачистной модуль, смонтированный подвижно на корпусе базовой погрузочной машины непрерывного или циклического действия, состоит из стреловидного манипулятора, размещенного на подвижной каретке, перемещающейся вдоль корпуса погрузочной машины; рукояти, шарнирно закрепленной на конце стрелы манипулятора, бурильных машин; ковша и рамы с установочными вилками для верхняков крепи с затяжками, отличающийся тем, что на конце стрелы смонтирована равноплечая рукоять с возможностью поворота ее в двух плоскостях посредством двух силовых гидродомкратов. Гидродомкраты шарнирно присоединены одним своим концом к стреле манипулятора, а другим к рукояти посредством карданновых шарниров. На концах рукояти, в зависимости от выполняемых операций, поочередно устанавливаются или две съемные бурильные машины, или рама с установочными вилками для верхняков с затяжками, или ковш для разрушения стенки отвала отбитой горной массы, зачистки породы у стенок проводимой выработки, образования лунок под стойки крепи и водосточной канавки.

Рукоять модуля, служащая для размещения на ней съемных:бурильных машин, ковша и рамы с установочными вилками, выполнена телескопически раздвижной в двух противоположных направлениях. Такая конструкция рукояти позволяет изменять расстояние между шпурами и осуществлять бурение нескольких шпуров с одного положения манипулятора. Кроме того, при установке крепи окончательное поджатие верхняков с затяжками к кровле выработки производится домкратом раздвижки.

Существенными отличиями являются:
1. Буро-крепе-зачистной модуль, представляющий собой стреловидный манипулятор, смонтированный на подвижной каретке, перемещающейся вдоль корпуса погрузочной машины, имеет на конце стрелы шарнирно закрепленную равноплечую рукоять с возможностью поворота в двух плоскостях посредством двух силовых гидродомкратов, присоединенных к ней карданновыми шарнирами. На концах рукояти поочередно устанавливается сменное оборудование: две бурильные машины, ковш или рама с установочными вилками для верхняков крепи с затяжками.

2. Равноплечая рукоять выполнена телескопически раздвижной в двух противоположных направлениях, что позволяет изменять расстояние между бурильными машинами и увеличивать вылет ковша при зачистке, разрушению откоса и образованию лунок под стойки крепи и водосточной канавки.

3. Раздвижность рукояти в двух противоположных направлениях осуществляется посредством двух силовых гидродомкратов, размещенных внутри рукояти и выдвигающих ее внутренние части.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена компоновочная схема модуля 1, размещенного на корпусе погрузочной машины 2 непрерывного действия. Буро-крепе-зачистной модули 1 состоит из стрелы 3 манипулятора, шарнирно смонтированного на подвижной каретке 4, перемещающейся по направляющей, расположенной на корпусе погрузочной машины 2. На стреле 3 манипулятора шарнирно закреплена равноплечая телескопически раздвижная рукоять 5, на выдвижных концах 6 которой могут поочередно устанавливаться: ковш 7 и др. оборудование. Поворот рукояти 5 относительно продольной оси стрелы 3 осуществляется посредством двух силовых гидродомкратов 8, которые соединены с рукоятью 5 при помощи карданных шарниров 9.

На фиг. 2 представлены передняя часть стрелы 3 манипулятора, рукоять 5, на выдвижном конце 6 которой закреплена крепежная рама 10 с установочными вилками 11, на которых размещены верхняки 12 с затяжками 13.

На фиг. 13 представлена компоновочная схема модуля 1 с установленными на нем бурильными машинами 14. Поворот рукояти 5 вокруг вертикальной оси осуществляется силовыми гидродомкратами 8 с помощью плоского шарнирного соединения 15.

На фиг. 4 представлена передняя часть модуля 1 /вид по А фиг. 3/. На телескопически выдвижных концах 6 рукояти 5 размещены две съемные бурильные машины 14. Исходное 1 рабочее положение при бурении шпуров. При увеличении расстояния между шпурами, а также при бурении очередных шпуров по горизонтали при одном и том же положении стрелы 3 манипулятора посредством домкратов раздвижки /на фиг. 4 не изображены/ осуществляется выдвижение концов 6 - положение 11.

Принцип работы предлагаемого модуля следующий.

В процессе выгрузки горной массы из забоя погрузочной машиной 2 модуль 1, на одном из концов 6 рукояти 5 которого смонтирован ковш 7, осуществляет подгребание /зачистку/ породы, оставшейся у стенок выработки к погрузочному органу машины. При устойчивом откосе отвала с целью устранения возможного резкого обрушения горной массы на погрузочный стол производится разрушение устойчивости откоса /стенки отвала/. Образование приямков /лунок/ под стойки крепи и водосточной канавки осуществляется одновременно с выгрузкой горной массы из забоя.

После завершения выгрузки породы из забоя или в последней ее фазе на втором конце 6 рукояти 5 монтируется рама 10 с установочными вилками 11, а ковш 7 демонтируется. Погрузочная машина 2 подается назад к месту складирования элементов крепи. Манипулятор модуля 1 перемещается по корпусу машины 2 в заднее положение и опускается вниз. На установочных вилках размещаются два верхняка 12 с затяжками 13. После этого, погрузочная машина 2 и модуль 1 перемещаются вперед. Стрела 3 манипулятора поднимается вверх и поджимает верхняки с затяжками к вновь образованной кровле выработки. Окончательное поджатие верхняков к кровле осуществляется домкратом раздвижками рукояти. После этого, вручную устанавливаются стойки крепи под верхняки и производится соединение элементов.

Следующей операцией проходческого цикла является бурение шпуров. Для ее выполнения необходимо снять с рукояти 5 раму 10. Рукоять 5 устанавливается в горизонтальное положение. После этого, при опущенной в крайнее нижнее положение стреле 3 манипулятора устанавливают на выдвижные концы 6 рукояти 5 две бурильные машины 14 /в нашем варианте это колонковые электросверла типа ЭБГП-1/. Погрузочная машина 2 подается к забою на необходимое расстояние и при помощи модуля 1 осуществляется обуривание забоя по всей площади.

Перечень представленных фигур.

Фиг. 1 Компоновочная схема буро-крепе-зачистного модуля, оснащенного ковшом и размещенного на корпусе погрузочной машины непрерывного действия.

Фиг. 2. Передняя часть модуля /стрела и рукоять/, оснащенная рамой с расположенными на ней верхняками и затяжками.

Фиг. 3 Компоновочная схема буро-крепе-зачистного модуля, оснащенного бурильными машинами и размещенного на погрузочной машине.

Фиг. 4 Передняя часть модуля /вид А фиг. 3/, с размещенными на выдвижных концах рукояти бурильными машинами.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для выполнения операций по зачистке породы у стенок проводимой выработки, образованию водосточной канавки, лунок под крепь, и разрушению откоса отвала одновременно с выгрузкой горной массы погрузочной машиной, возведения крепи и бурения шпуров по забою. Сущность изобретения заключается в том, что модуль, смонтированный на корпусе погрузочной машины с возможностью перемещения вдоль ее оси, состоит из стреловидного манипулятора, шарнирно закрепленного на подвижной тележке, равноплечей рукояти, смонтированной на конце стрелы манипулятора, зачистного ковша, рамы с установочными вилками, для верхняков крепи с затяжками и двух бурильных машин. Равноплечая рукоять выполнена телескопически раздвижной в двух противоположных направлениях. Выдвижение концов рукояти осуществляется посредством двух силовых гидродомкратов раздвижки, размещенных внутри рукояти. На выдвижных концах рукояти поочередно монтируется навесное оборудование. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Бурокрепезачистной модуль, включающий стрелу, на конце которой размещена рукоять с возможностью закрепления на ней сменного оборудования в виде бурильной машины, ковша и рамы с крепеустановочными вилками, отличающийся тем, что рукоять выполнена равноплечей с возможностью поворота в двух плоскостях при помощи силовых гидродомкратов, присоединенных к ней карданными шарнирами, и установки сменного оборудования на обоих ее концах, при этом в комплект сменного оборудования дополнительно входит вторая бурильная машина, а бурокрепезачистной модуль смонтирован на корпусе погрузочной машины. 2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что равноплечая рукоять выполнена с возможностью изменения расстояния между бурильными машинами посредством телескопической раздвижности в двух противоположных направлениях. 3. Модуль по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что телескопическая рукоять имеет механизм раздвижки, выполненный в виде двух силовых гидродомкратов, размещенных внутри рукояти и выдвигающих ее телескопические части в двух противоположных направлениях.