УГОЛЬНЫЙ КОМБАЙН Российский патент 2001 года по МПК E21C25/60 

Изобретение относится к комбайнам для гидромониторной разработки пологих, наклонных и крутых угольных пластов.

Конструкции комбайнов для гидромониторной разработки угля известны. Наиболее близким к изобретению является угольный комбайн гидромониторного типа, перемещающийся вдоль лавы, с установленным на корпусе вращающимся исполнительным органом, снабженным рабочими инструментами с насадками (авт. св. СССР N 968384, кл. E 21 C 25/60, опубл. 23.10.82, бюлл. 39). К недостаткам этого комбайна следует отнести сложность конструкции, обусловленную наличием вращающегося исполнительного органа, а также недостаточную эффективность, так как водяные струи при вращении исполнительного органа частично работают вхолостую.

Задача изобретения заключается в том, чтобы упростить конструкцию комбайна за счет исключения вращения исполнительного органа и повысить эффективность использования энергии водяных струй.

Эта задача решается тем, что в угольном комбайне, включающем корпус, имеющий возможность перемещения вдоль забоя, и смонтированный на корпусе исполнительный орган гидромониторного типа, снабженный режущими головками, соединенными с водоподводящей магистралью, исполнительный орган неподвижно установлен на корпусе, а режущие головки закреплены на жестких трубках различной длины, являющихся каналами для подвода воды, и расположены так, чтобы оси формируемых ими струй были направлены параллельно плоскостям пласта и груди забоя под углом 45-90^oдруг к другу, при этом по меньшей мере две головки размещены в одной плоскости, а головка, формирующая струю, параллельную груди забоя, вынесена на шаг выемки в направлении подвигания забоя относительно головки, формирующей струю, параллельную плоскости пласта.

Исполнительный орган комбайна может быть снабжен дополнительной режущей головкой, расположенной на уровне границы пласта с почвой.

Режущие головки могут быть снабжены камерами смешения воды и абразивного материала, соединенными с каналами подачи абразива.

Режущие головки могут быть соединены с водоподводящей магистралью через гидромультипликаторы, расположенные в корпусе комбайна.

На фиг. 1 изображен предлагаемый комбайн, вид сзади (по ходу движения), на фиг. 2 - то же, вид сверху, на фиг. 3 - предлагаемый комбайн с другим вариантом исполнительного органа.

Предлагаемый угольный комбайн содержит корпус 1, перемещающийся, например, на роликах 2 по конвейерному ставу 3. На корпусе 1 жестко установлен исполнительный орган гидромониторного типа, снабженный режущими головками 4 и 5, которые расположены так, чтобы оси формируемых ими струй были направлены параллельно плоскостям пласта и груди забоя под углом 45-90^o друг к другу.

Режущие головки 4 и 5 расположены на одном уровне по верхней границе вынимаемой пачки угля (в одной плоскости) и закреплены на жестких трубках 6, являющихся также каналами для подвода воды под сверхвысоким (до 300 МПа) давлением, например, от гидромультипликаторов 7, находящихся в корпусе 1 комбайна и связанных с напорной гидромагистралью.

Режущая головка 4 (передняя по ходу комбайна) формирует горизонтальную струю, параллельную плоскости пласта, и предназначена для прорезания в угольном массиве горизонтальной щели, отделяющей нижнюю (вынимаемую) пачку угля от массива. Задняя режущая головка 5 вынесена в сторону забоя относительно головки 4 на шаг выемки и закреплена на жесткой трубке 6 таким образом, чтобы формируемая ею струя была направлена параллельно груди забоя вниз под углом к струе, формируемой головкой 4. Величина угла определяется конкретными условиями (например, наклоном груди забоя) и находится в пределах от 45 до 90^o. С помощью головки 5 прорезается вертикальная или наклонная щель, отделяющая вынимаемую пачку угля от остального массива.

Исполнительный орган комбайна может иметь дополнительную режущую головку 8, расположенную на уровне границы пласта с почвой и формирующую горизонтальную струю, которая прорезает горизонтальную щель, отделяющую вынимаемую пачку угля от почвы пласта.

Перемещение комбайна осуществляется с помощью известных средств (например, лебедкой 9 с электроприводом 10).

Комбайн работает следующим образом.

Комбайн перемещается вдоль забоя по конвейерному ставу 3. При этом струя, формируемая передней режущей головкой 4, прорезает в угольном пласте горизонтальную щель на уровне верхней границы вынимаемой пачки угля, отделяя ее от вышележащей пачки. В эту щель входит задняя режущая головка 5, расположенная на одном уровне с головкой 4. Струя, формируемая головкой 5, отделяет от массива вынимаемую пачку, которая разрушается под действием собственного веса и при передвижке конвейера подсекается по почве пласта погрузочным лемехом 11 и грузится на конвейер.

В исполнительном органе комбайна может быть предусмотрена дополнительная режущая головка 8, расположенная на уровне границы пласта с почвой и формирующая горизонтальную струю. Прорезаемая этой струей горизонтальная щель пересекается с щелью, прорезанной головкой 5, благодаря чему достигается полное отделение вынимаемой пачки от массива. После этого уголь грузится на конвейер.

Режущая головка 5 может иметь дополнительное сопло, формирующее струю, направленную вверх и прорезающую вертикальную или наклонную щель по верхней пачке угля, как показано на фиг. 1. В этом случае облегчается выемка верхней пачки, например, при обратном ходе комбайна.

После отработки нижней пачки угля по всей длине лавы исполнительный орган, описанный выше, заменяют его модификацией (фиг. 3), предназначенной для отработки верхней пачки. Исполнительный орган, показанный на фиг. 3, также содержит две режущие головки 12 и 13, формирующие струи, направленные, например, под прямым углом друг к другу, благодаря чему верхняя пачка полностью отделяется от массива.

Для усиления режущего эффекта в водяную струю может быть добавлен абразивный материал. Для этого режущие головки снабжаются камерой смешения воды и абразивного материала, подводимого по специальному каналу.

Конструктивно режущие головки могут быть выполнены различным образом. Например, можно использовать многосопловые головки, вращающиеся под действием реактивных сил, создаваемых струями.

Предлагаемый комбайн по сравнению с известными обладает более простой конструкцией (отсутствие вращающегося исполнительного органа) и значительно эффективнее в работе, так как энергия водяных струй полностью используется для резания угля. Кроме того, он имеет практически неограниченную область применения как по мощности пласта, так и по углу падения (от горизонтально залегающих до крутопадающих).

Изобретение относится к комбайнам для гидромониторной разработки угольных пластов. Задача изобретения заключается в упрощении его конструкции и повышении эффективности работы. Угольный комбайн включает корпус, имеющий возможность перемещения вдоль забоя, и смонтированный на корпусе исполнительный орган гидромониторного типа, снабженный режущими головками, соединенными с водоподводящей магистралью. Исполнительный орган установлен неподвижно. Режущие головки закреплены на жестких трубках различной длины, являющихся каналами для подвода воды, и расположены так, чтобы оси формируемых ими струй были направлены под углом 45-90^o друг к другу параллельно плоскостям пласта и груди забоя. По меньшей мере две головки размещены в одной плоскости. Головка, формирующая струю, параллельную груди забоя, вынесена на шаг выемки в направлении подвигания забоя относительно головки, формирующей струю, параллельную плоскости пласта. Исполнительный орган может быть снабжен дополнительной режущей головкой, расположенной на уровне границы пласта с почвой. Режущие головки могут быть снабжены камерами смешения воды и абразивного материала, соединенными с каналами подачи этого материала. Режущие головки могут быть соединены с водоподводящей магистралью через гидромультипликаторы, расположенные в корпусе комбайна. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Угольный комбайн, включающий корпус, имеющий возможность перемещения вдоль забоя, и смонтированный на корпусе исполнительный орган гидромониторного типа, снабженный режущими головками, соединенными с водоподводящей магистралью, отличающийся тем, что исполнительный орган установлен неподвижно, а режущие головки закреплены на жестких трубках различной длины, являющихся каналами для подвода воды, и расположены так, чтобы оси формируемых ими струй были направлены параллельно плоскостям пласта и груди забоя под углом 45-90° друг к другу, при этом по меньшей мере две головки размещены в одной плоскости, а головка, формирующая струю, параллельную груди забоя, вынесена на шаг выемки в направлении подвигания забоя относительно головки, формирующей струю, параллельную плоскости пласта. 2. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что исполнительный орган снабжен режущей головкой, расположенной на уровне границы пласта с почвой. 3. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что режущие головки снабжены камерами смешения воды и абразивного материала, соединенными с каналами подачи этого материала. 4. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что режущие головки соединены с водоподводящей магистралью через гидромультипликаторы, расположенные в корпусе комбайна.