ГОРНЫЙ КОМБАЙН Российский патент 2002 года по МПК E21C27/24 

Изобретение относится к горно-рудной промышленности, в частности к средствам механизированной проходки горных выработок с анкерным креплением с помощью горных комбайнов, область и диапазон применения которых расширяется посредством применения на них навесного бурильного оборудования.

Известен проходческий комбайн по а.с. 1097788, Е 21 С 27/22 от 03.03.88 г., включающий корпус, стрелу исполнительного органа, поворотную опору, шарнирно установленную на ней, бурильную машину с податчиком и транспортную систему, смонтированную посредством неподвижных опор на стреле и корпусе проходческого комбайна, причем транспортная система выполнена в виде поворотного в горизонтальной плоскости водила, ось поворота которого размещена на корпусе комбайна, при этом поворотная опора установлена на свободном конце водила.

Недостатком данного технического решения является то, что транспортная система выполняет только транспортную функцию и не позволяет регулировать положение бурильной машины в вертикальном направлении, выполнять оперативные малые манипулирующие перемещения с настройкой по кровле выработки и обеспечением предварительного распора. Использование для этих целей рабочего органа комбайна приводит к излишним затратам времени и не желательно, т.к. может вызвать поломку навесного оборудования из-за больших усилий перемещения исполнительного органа.

Кроме этого, область применения комбайна с таким навесным оборудованием в значительных сечениях выработок ограничивается из-за перемещения водила с бурильной машиной за габариты комбайна по ширине выработки, а также не позволяет использовать два комплекта бурильных машин.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является проходческий комбайн по 1361333 от 23.04.86 г., включающий раму, на которой закреплен исполнительный орган с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, буровое оборудование, закрепленное посредством установочного механизма на колонке, одним концом шарнирно закрепленной на исполнительном органе, установочный механизм выполнен в виде траверсы с шарнирно закрепленным гидроцилиндром поворота, шарнирно установленной на другом конце колонки посредством жестко закрепленного на ней механизма поворота, при этом буровое оборудование связано с траверсой посредством вертикального шарнира, а колонка дополнительно связана с исполнительным органом посредством горизонтального гидроцилиндра, при этом другой конец гидроцилиндра поворота траверсы прикреплен к буровому оборудованию посредством вертикального шарнира, а шарнир крепления колонки к исполнительному органу расположен горизонтально.

Однако недостатком данного проходческого комбайна являются небольшая производительность буровых работ, т.к. используется одна бурильная машина, а также большая габаритность бурильного оборудования по высоте в рабочем положении. Это вызвано тем, что бурильная машина расположена на траверсе на другом конце колонки на значительном расстоянии от шарнира подсоединения колонки к исполнительному органу. Кроме этого, конструкция является сложной, т.к. для поворота бурильной машины в вертикальной плоскости используются два гидроцилиндра.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности буровых работ, расширение области применения горного комбайна за счет уменьшения габаритности бурильного оборудования по высоте в рабочем положении, а также упрощение конструкции.

В горном комбайне, включающем корпус, на котором закреплен исполнительный орган с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, колонку, одним концом шарнирно закрепленную на исполнительном органе с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством гидроцилиндра разворота, траверсу, связанную с колонкой, и шарнирно установленную на ней бурильную машину с возможностью поворота вокруг шарнира гидроцилиндром поворота, содержащую основание, вращатель, штангу, механизм подачи штанги, плиту механизма подачи и механизм распора, колонка выполнена в виде рамы коробчатого сечения, в верхней своей части образующей монтажную площадку и являющейся одновременно защитным кожухом исполнительного органа, а горный комбайн снабжен второй дополнительной бурильной машиной, шарнирно установленной на дополнительной траверсе на свободной стороне рамы, при этом траверсы с каждой стороны рамы выполнены в виде проушин, жестко связанных с рамой и расположенных в передней ее части в месте шарнирного соединения рамы с исполнительным органом на расстоянии от него, обеспечивающем свободное расположение бурильных машин, при повороте их вокруг шарниров, образующихся проушинами рамы и бурильных машин, причем вращатель шарнирно установлен на плите механизма подачи с возможностью отклонения его вокруг шарнира в любую сторону бурильной машины и фиксацией вращателя в рабочем положении посредством фиксатора.

Сопоставление заявляемого горного комбайна с прототипом позволяет сделать вывод об отсутствии в последнем признаков, сходных с существенными отличительными признаками с заявляемым горным комбайном.

- Колонка выполнена в виде рамы коробчатого сечения, в верхней своей части образующей монтажную площадку и являющейся одновременно защитным кожухом исполнительного органа.

- Горный комбайн снабжен второй дополнительной бурильной машиной, шарнирно установленной на дополнительной траверсе на свободной стороне рамы.

- Траверсы с каждой стороны рамы выполнены в виде проушин, жестко связанных с рамой и расположенных в передней ее части в месте шарнирного соединения рамы с исполнительным органом на расстоянии от него, обеспечивающем свободное расположение бурильных машин при повороте их вокруг шарниров, образующихся проушинами рамы и бурильных машин.

- Вращатель шарнирно установлен на плите механизма подачи с возможностью отклонения его вокруг шарнира в любую сторону бурильной машины и фиксацией вращателя в рабочем положении посредством фиксатора.

Совокупность признаков заявляемого технического решения имеет отличия от прототипа и известных аналогов и не следует явным образом из изученного уровня техники, поэтому авторы считают, что объект является новым и имеет изобретательский уровень и в связи с тем, что сочетание признаков, а именно:
- колонка выполнена в виде рамы коробчатого сечения, в верхней своей части образующей монтажную площадку и являющейся одновременно защитным кожухом исполнительного органа;
- горный комбайн снабжен второй дополнительной бурильной машиной, шарнирно установленной на дополнительной траверсе на свободной стороне рамы;
- траверсы с каждой стороны рамы выполнены в виде проушин, жестко связанных с рамой и расположенных в передней ее части в месте шарнирного соединения рамы с исполнительным органом на расстоянии от него, обеспечивающем свободное расположение бурильных машин при повороте их вокруг шарниров, образующихся проушинами рамы и бурильных машин;
- вращатель шарнирно установлен на плите механизма подачи с возможностью отклонения его вокруг шарнира в любую сторону бурильной машины и фиксацией вращателя в рабочем положении посредством фиксатора;
решает поставленную задачу изобретения "Повышение производительности буровых работ, расширение области применения горного комбайна за счет уменьшения габаритности бурильного оборудования по высоте в рабочем положении, а также упрощение конструкции".

Эти признаки связаны между собой так, что при устранении одного из них исчезает добываемый изобретением технический результат. Изобретение также представляет собой определенный шаг в развитии техники и является прогрессивным, так как позволяет повысить производительность буровых работ, расширить область применения горного комбайна, а также упростить конструкцию.

Горный комбайн, в котором заявлено данное изобретение, может найти широкое применение в горно-добывающей отрасли и других отраслях народного хозяйства, т.е. является промышленно-применимым техническим решением.

Достижение технического результата при работе горного комбайна обеспечивается тем, что:
- Колонка выполнена в виде рамы коробчатого сечения, в верхней своей части образующей монтажную площадку и являющейся одновременно кожухом исполнительного органа. Такое техническое решение позволяет разместить две бурильные машины по одной с каждой стороны рамы, сделать раму более жесткой, а также использовать ее для проведения необходимых монтажных работ и для защитных функций исполнительного органа.

- Горный комбайн снабжен второй дополнительной бурильной машиной, шарнирно установленной на дополнительной траверсе на свободной стороне рамы.

Выполнение данного технического решения позволяет вдвое повысить производительность буровых работ, упростить процесс бурения шпуров под анкерное крепление, например балками, за счет использования балок в качестве установленных шаблонов, путем установки их на бурильные машины и поджатия к кровле выработки, а затем последующего бурения через отверстия в балках.

- Траверсы с каждой стороны рамы выполнены в виде проушин, жестко связанных с рамой и расположенных в передней ее части в месте шарнирного соединения рамы с исполнительным органом на расстоянии от него, обеспечивающем свободное расположение бурильных машин при повороте их вокруг шарниров, образующихся проушинами рамы и бурильных машин. Эта конструкция обеспечивает понижение габаритов бурильных машин в рабочем положении за счет подсоединения их в непосредственной близости к исполнительному органу, дает возможность использовать горный комбайн в выработках малых сечений. А также позволяет упростить конструкцию, при этом использовать один гидроцилиндр для манипуляции бурильных машин в вертикальной плоскости.

- Вращатель шарнирно установлен на плите механизма подачи с возможностью отклонения его вокруг шарнира в любую сторону бурильной машины и фиксацией вращателя в рабочем положении посредством фиксатора. Данное техническое решение позволяет увеличить длину шпура без изменения габарита бурильной машины за счет использования штанг разной длины и замены их в процессе бурения, это дает возможность использовать комбайн в малогабаритных выработках.

Сущность заявляемого изобретения поясняется прилагаемыми чертежами.

На чертежах изображено:
Фиг.1 - общий вид горного комбайна (вид сбоку),
Фиг.2 - общий вид горного комбайна (вид сверху),
Фиг.3 - рама коробчатого сечения (вид сбоку),
Фиг.4 - рама коробчатого сечения (вид сверху),
Фиг.5 - бурильная машина (вид сбоку),
Фиг.6 - бурильная машина (вид сверху),
Фиг.7 - Бурильная машина с отклоненным вращателем при замене штанги,
Фиг. 8 - шарнирное соединение вращателя на плите механизма подачи (сечение А-А, фиг.6).

Горный комбайн содержит (фиг.1 и 2) корпус 1, на котором закреплен исполнительный орган 2 с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, колонку 3, одним концом шарнирно закрепленную на исполнительном органе 2 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством гидроцилиндра разворота 4, траверсу 5, связанную с колонкой 3 и шарнирно установленную на ней бурильную машину 6 с возможностью поворота вокруг шарнира 7 гидроцилиндром 8, содержащую (фиг.5 и 6) основание 9, вращатель 10, штангу 11, механизм подачи штанги 12, плиту механизма подачи 13 и механизм распора 14. Колонка 3 выполнена в виде рамы коробчатого сечения 15 (фиг.3, 4), в верхней своей части образующей монтажную площадку 16 и являющейся одновременно защитным кожухом исполнительного органа 2. Горный комбайн снабжен второй дополнительной бурильной машиной 17 (фиг.1 и 2), шарнирно установленной на дополнительной траверсе 18 на свободной стороне рамы 15. При этом траверсы 5 и 18 с каждой стороны рамы 15 выполнены в виде проушин 19 (фиг.3 и 4), жестко связанных с рамой 15 и расположенных в передней ее части в месте шарнирного соединения рамы 15 с исполнительным органом 2 на расстоянии от него, обеспечивающем свободное расположение бурильных машин 6 и 17 при повороте их вокруг шарниров 7, образующихся проушинами 19, 20 рамы 15 и бурильных машин 6, 17 (фиг. 1, 2, 5, 6), причем вращатель 10 (фиг.7 и 8) шарнирно установлен на плите механизма подачи 13 с возможностью отклонения его вокруг шарнира 21 в любую сторону бурильной машины 6 и фиксацией вращателя 10 в рабочем положении посредством фиксатора 22.

Работа горного комбайна осуществляется следующим образом. После обработки забоя исполнительным органом 2 последний выводится в положение, обеспечивающее бурение кровли по высоте и ширине выработки. Затем гидроцилиндром разворота 4 рама 15 совместно с бурильными машинами 6 и 17 перемещается в направлении забоя вокруг шарнирного соединения на исполнительном органе 2. По достижении необходимого угла разворота бурильные машины 6 и 17 механизмом распора 14 поджимают к кровле. Далее подается сигнал на вращатель 10 и механизм подачи штанги 12 производит бурение шпуров. При необходимости удлинения глубины шпура производят замену штанги на более длинную, для чего:
1. Выводят рабочую штангу 11 из шпура механизмом подачи штанги 12.

2. Вынимают штангу из вращателя 10 поднятием ее вверх.

3. Снимают вращатель 10 с фиксатора 22 с любой удобной стороны бурильной машины.

4. Отклоняют вращатель 10 на сторону бурильной машины, перемещая его вокруг шарнира 21, и вынимают рабочую штангу 11.

5. Производят замену штанг 11 на более длинные путем установки их в бурильные машины 6 и 17 и частично в шпур.

6. Устанавливают вращатель 10 в рабочее положение и фиксируют его фиксатором 22.

7. Устанавливают штангу 11 во вращатель 10 опусканием ее вниз.

8. Производят добуривание шпура на необходимую глубину шпура.

Для производства бурения боковых сторон выработки поворачивают бурильные машины 6 или 17 гидроцилиндром поворота 8 в ту или иную сторону в зависимости от необходимости бурения какой-либо стороны выработки. Выставление буровой машины 6 или 17 по высоте бурения боковой стороны выработки осуществляет положением исполнительного органа 2 по высоте, а при необходимости и разворотом бурильных машин 6 и 17 гидроцилиндром разворота 4. Бурение шпуров осуществляется аналогично бурению шпуров кровли выработки, описанному выше. По окончании бурения производят укладку бурильных машин 6 и 17 на исполнительный орган 2 гидроцилиндром разворота 4 и гидроцилиндром поворота 8. В исходном положении бурильных машин 6 и 17 на исполнительном органе 2 монтажную площадку 16, образованную рамой коробчатого сечения 15, можно использовать для производства монтажных работ на кровле или боковых сторонах выработки. При этом горизонтальное положение монтажной площадки 16 в зависимости от угла наклона исполнительного органа 2 устанавливается гидроцилиндром разворота 4. Горный комбайн за счет выполнения рамы коробчатого сечения, установки на ней дополнительной бурильной машины, выполнения траверсы в виде проушин, жестко связанных с рамой, шарнирного монтажа вращателя на плите механизма подачи штанги с возможностью отклонения его в любую сторону бурильной машины и фиксацией вращателя в рабочем положении позволяет повысить производительность буровых работ, расширить область применения горного комбайна, а также упростить конструкцию горного комбайна.

Изобретение относится к горно-рудной промышленности, в частности к средствам механизированной проходки горных выработок с анкерным креплением с помощью горных комбайнов, область и диапазон применения которых расширяется посредством применения на них навесного бурильного оборудования. Задачей изобретения является повышение производительности буровых работ, расширение области применения горного комбайна за счет уменьшения габаритности бурильного оборудования по высоте в рабочем положении, а также упрощение конструкции. Горный комбайн включает корпус, на котором закреплен исполнительный орган с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, колонку, одним концом шарнирно закрепленную на исполнительном органе с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством гидроцилиндра разворота, траверсу, связанную с колонкой, и шарнирно установленную на ней бурильную машину с возможностью поворота вокруг шарнира гидроцилиндром поворота, содержащую основание, вращатель, штангу, механизм подачи штанги, плиту механизма подачи и механизм распора. Колонка выполнена в виде рамы коробчатого сечения, в верхней своей части образующей монтажную площадку и являющейся одновременно кожухом исполнительного органа. Горный комбайн снабжен второй дополнительной бурильной машиной, шарнирно установленной на дополнительной траверсе на свободной стороне рамы. Траверсы с каждой стороны рамы выполнены в виде проушин, жестко связанных с рамой и расположенных в передней ее части в месте шарнирного соединения рамы с исполнительным органом на расстоянии от него, обеспечивающим свободное расположение бурильных машин при повороте их вокруг шарниров, образованных проушинами рамы и бурильных машин. Вращатель шарнирно установлен на плите механизма подачи с возможностью отклонения его вокруг шарнира в любую сторону бурильной машины и фиксацией вращателя в рабочем положении посредством фиксатора. 8 ил.

Горный комбайн, включающий корпус, на котором закреплен исполнительный орган с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, колонку, одним концом шарнирно закрепленную на исполнительном органе с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством гидроцилиндра разворота, траверсу, связанную с колонкой, и шарнирно установленную на ней бурильную машину с возможностью поворота вокруг шарнира гидроцилиндром поворота и содержащую основание, вращатель, штангу, механизм подачи штанги, плиту механизма подачи и механизм распора, отличающийся тем, что колонка выполнена в виде рамы коробчатого сечения, в верхней своей части образующей монтажную площадку и являющейся одновременно защитным кожухом исполнительного органа, а горный комбайн снабжен второй дополнительной бурильной машиной, шарнирно установленной на дополнительной траверсе на свободной стороне рамы, при этом траверсы с каждой стороны рамы выполнены в виде проушин, жестко связанных с рамой и расположенных в передней ее части в месте шарнирного соединения рамы с исполнительным органом на расстоянии от него, обеспечивающем свободное расположение бурильных машин при повороте их вокруг шарниров, образующихся проушинами рамы и бурильных машин, причем вращатель шарнирно установлен на плите механизма подачи с возможностью отклонения его вокруг шарнира в любую сторону бурильной машины и фиксацией вращателя в рабочем положении посредством фиксатора.