СТВОЛОПРОХОДЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2012 года по МПК E21D1/03 

Стволопроходческая машина - изобретение, предназначенное для создания требуемых в горном деле типоразмеров машин для ведения проходки стволов различных сечений и глубин, сопряжений с камерами водосборников, электроподстанций, околоствольных дворов на запланированных горизонтах с высокими скоростями проходки, т.к. выдача породы из ствола осуществляется непрерывно одним или двумя двухконцевыми подъемами и скорость проходки будет ограничена техническими возможностями подъемов.

В восьмидесятые годы среднемесячная проходка стволов в СССР, реальная и планируемая, была 50-70 м/мес, в отдельных случаях 100 м/мес, проходка в 150 м/мес считалась скоростной проходкой. Среднегодовая же проходка была 30-50 м/мес, т.к. много времени уходило на проведение работ по возведению водосборников, подстанций.

Проводя патентные исследования, автор не обнаружил каких-либо существенно принципиальных изменений в способах и методах ведения механизированной проходки стволов.

В настоящее время проходка стволов различного сечения и глубин организациями «ДОНЕЦКШАХТОПРОХОДКА», «СОЮ3-СПЕЦСТРОЙ», ОАО «ЕВРАЗРУДА» и др. проводятся на БВР - буровзрывные работы со средними скоростями 60-100 м/мес.

Для сравнения устройств механизированной проходки стволов являются предлагаемые «ЦНИИПОДЗЕММАШЕМ» проходческие комбайны СК и ПД-2, а также патенты SU 1735590,1372046, 137865,118127, RU 1814827 и многие др. с исполнительными рабочими органами планетарного типа имеют сложную кинематику передачи вращения рабочим органам, очень энергозатратны, т.к. предназначены для перемалывания породы в пульпу и доставки пульпы пневмоэлеваторами (эрлифтами) в бадью. Наиболее близким к решению проблем проходки стволов является SU 1694909: конструктивно, с применением трехлучевого гусеничного хода, передовая кинематика рабочего органа, выдача породы в специальный самовыгрузочный сосуд центральным шнеком, автономность - без канатной связи, связь энергетическая и отнята функция крепления ствола, но имеющего недостатки; планетарный рабочий орган в два диска, расположенных перпендикулярно оси ствола - большие углы скольжения шарошек и увеличение энергозатрат, вызывает сомнение способность специального загрузочного устройства загружать центральный шнек разрушенной породой, с применением специального саморазгружающегося сосуда по оси ствола возможно применение одноконцевого подъема - резкое запланированное снижение скорости проходки. Сама конструкция таких рабочих органов предусматривает углы скольжения шарошек от 3 до 12 градусов в зависимости от скорости вращения рабочих роторов и водил, а это уже запланированный увеличенный износ шарошек, подшипников и, соответственно, увеличение энергозатрат.

Настоящее изобретение направлено на создание компактного, мобильного, простого по конструкции устройства.

Технический результат заключается в повышении производительности устройства, в увеличении скорости проходки 500 м/мес и выше, т.к. конструктивно предназначено для разборки породы на крупные фракции 50-60-100 мм и выдачи крупнокусковой фракции центральным шнеком. Установка рабочих органов роторов на рукавах водил под углом к забою в строго согласованном движении машины вниз с вращением водил с роторами конструктивно сводит к 0 угол скольжения шарошек, что сводит работу шарошек к прямому перекатыванию, уменьшению их износа и уменьшению энергозатрат. Роторы, как штопор, ввинчиваются в забой по шагу наклона роторов. Управление устройством осуществляется с пульта управления, расположенного на нижней части корпуса. При прохождении обводненных участков или участков с неустойчивыми пластами породы перфораторами на гидроманипуляторах производится забуривание шпуров и через них насосом большего давления производится тампонаж.

В сравнении с роторами по всему сечению забоя, установка рабочих органов-роторов на рукавах водил под углом позволяет снять осевые нагрузки устройства, придав вращение меньшему водилу и его роторам, противодействующие силы разрушения забоя будут стараться развернуть устройство в противоположную сторону, но подключив в нагрузку второе (большое) водило с его роторами, противодействующие силы первого водила будут полностью компенсированы (вращение водил в разные стороны) и потребуются усилия только на разрушение породы по образующим роторов. Поскольку у роторов малого водила в работе принимают участие 50% рабочих инструментов, нагрузки на них будут 0-МАХ-0, то и значение нагрузки будет мало. У роторов большого водила принимают участие ¹/₄ часть шарошек, следовательно, тоже нагрузки будут малы.

Предлагаемое устройство свободно от вышеперечисленных недостатков и имеет ряд преимуществ:

1. Компактность.

2. Простота и легкость конструкции.

3. Ремонтопригодность, надежность, меньший износ шарошек.

4. Маневренность - проходка ствола, сопряжений.

5. Оснастка манипуляторами (перфораторами, гидромолотами).

6. Простая и надежная кинематика движения взаимосвязанных узлов и деталей.

7. Малая энергоемкость.

8. Малая стоимость.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство включает в себя сборный из трех частей корпус 7 с шаровыми гидроуправляемыми соединениями 6, собранными на нижней части корпуса большого 4 и малого 3 водил с роторами 1 и 2 и гидроприводами роторов, имеющих наклон в сторону вращения водил, которые вращаются в разные стороны, загрузочные шнеки 8 вертикального шнека 10 с редуктором 10, блоками танковых и автомобильных колес 5 с гидроприводами и домкратами для распора и установки устройства по оси ствола, для создания более жесткого контакта нижней части корпуса с боковой поверхностью ствола, снижения вибраций от работы роторов на передвижных блоках нижней части корпуса устанавливаются танковые обрезиненные колеса, на средней и верхней частях корпуса устанавливаются автомобильные колеса с шинами, накачанными пористой резиной (микропорка) под давлением для данной модели шины. С целью безопасности устройства (самопроизвольное скольжение по поверхности ствола вниз, изменение веса устройства - посадка бадьи в загрузочный стакан, заполнение накопительного бункера породой, ремонт какого-либо блока колес, проведение сопряжений) каждая часть корпуса оснащается 5 блоками колес, упорные домкраты оснащаются ГПА -гидропневматическими аккумуляторами с устройством автоматической поддержки заданного давления.

Для запуска машины в работу производят сборку ее в устье ствола, производят подключение по требуемым коммуникациям, производят испытания узлов и механизмов, затем машина вводится в работу. Рабочие органы (роторы 1, 2 на водилах 3, 4) при постоянной согласованной подаче на забой блоками колес 5, приводимых в движение гидромоторами с червячными передачами, запитанными каждый от своей маслостанции, как штопор, ввинчиваются в забой, разрушенная порода подхватывается шнеками 8 для загрузки вертикального шнека 10 с приводом 10. Вертикальный шнек 10 выдает породу через разгрузочные окна и течку 11 в бункер 12, откуда загрузочным устройством (на чертеже не показано) порода подается в бадью, поданную подъемом через раструбы 9 верхней части корпуса в бадьевые стаканы 13 средней части корпуса 7. При появлении крупных (250 мм и более) фракций загрузочные шнеки отсеивают их, и они могут быть разрушены гидромолотом на мониторе. Передвижение машины самостоятельное.

При сборке цельного корпуса (без шаровых гидроуправляемых соединений) производят только проходку ствола. Для проведения сопряжений камер водосборников, электроподстанций, запланированных горизонтов и околоствольного двора требуется применение сборного корпуса.

На фиг.1 обозначены:

1. Роторы малого водила.

2. Роторы большого водила.

3. Малое водило.

4. Большое водило.

5. Блоки колес.

6. Шаровые гидроуправляемые соединения частей корпуса.

7. Части корпуса.

8. Загрузочные шнеки.

9. Бадьевые раструбы.

10. Вертикальный шнек с редуктором.

11. Разгрузочные окна с течкой.

12. Сборник породы верхней части корпуса.

13. Бадьевой стакан для загрузки бадьи.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к стволопроходческой машине. Техническим результатом является повышение производительности устройства и увеличение скорости проходки. Стволопроходческая машина состоит из корпуса, рабочего органа, устройства для передвижения машины вверх-вниз и создания требуемых усилий при подаче рабочего органа на забой, шнекового устройства загрузки центрального вертикального шнека, вертикального шнека выдачи породы в бункер верхней части корпуса, бадьевых раструбов и бадьевых стаканов для загрузки бадей породой, загрузочных устройств, гидроманипуляторов с перфораторами и гидромолотом, насоса большего давления для тампонажа. Корпус машины с шаровыми гидроуправляемыми соединениями собран из трех частей, с поддомкраченными блоками танковых и автомобильных колес с гидроприводами. Рабочий орган собран на нижней части корпуса и состоит из малого и большого водил, рабочие роторы установлены под углом к забою и оснащены шарошками. 1 ил.

Стволопроходческая машина - устройство, включающее в себя корпус, рабочий орган, устройство для передвижения машины вверх-вниз и создания требуемых усилий при подаче рабочего органа на забой, шнековые устройства загрузки центрального вертикального шнека, вертикальный шнек выдачи породы в бункер верхней части корпуса, бадьевые раструбы и бадьевые стаканы для загрузки бадей породой, загрузочные устройства в бадьи, гидроманипуляторы с перфораторами и гидромолотом, насос большего давления для тампонажа, отличающаяся тем, что корпус с шаровыми гидроуправляемыми соединениями собран из трех частей, с поддомкраченными блоками танковых и автомобильных колес с гидроприводами, рабочий орган собран на нижней части корпуса и состоит из малого и большего водил с рабочими роторами под углом к забою, оснащенными шарошками.