КОНВЕЙЕРНЫЙ РЕШТАК С КРОМКОЙ УЛУЧШЕННОЙ ФОРМЫ Российский патент 2013 года по МПК E21F13/08 E21C35/12 E21C27/32 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к узлу конвейерного рештака для скребкового забойного конвейера, используемого для транспортировки угля в системах разработки длинными забоями.

Существует множество различных устройств для добычи угля и других материалов из подземных пластов. Одно из таких устройств представляет собой машину для непрерывной выемки, которая используется при разработки пластов лавами или длинными забоями. В зависимости от формы пласта длина забоев может составлять 100-400 метров и более. Обычно при таком способе добычи пласт разрабатывается параллельными штреками, которые соединяются с одним или несколькими основными коридорами. Такое расположение определяет длинные забои, подлежащие разработке. При разработке «передней поверхности» целика забоя кровля этих коридоров обычно поддерживается передвижными опорами.

Обычно при разработках длинными забоями используется горнодобывающая машина, известная как забойный выемочный комбайн. Выемочный комбайн обычно имеет длинную подвижную раму, установленную на усиленных кровельных опорах, которые расположены рядом с забоем подземной выработки и по существу параллельно ему. На каждом конце рамы на кронштейнах установлены вращающиеся зубчатые барабаны для добычи угля при движении рамы вперед и назад перед забоем. Добытый уголь падает на забойный конвейер, который обычно прикреплен к установленным на полу направляющим и расположен параллельно забою. Забойный конвейер сгружает материал на другие конвейерные устройства для транспортировки материала от пласта. По мере увеличения забоя конвейер и направляющее устройство продвигаются вперед и комбайн продолжает добычу.

Типичный забойный конвейер содержит множество конвейерных рештаков, каждый из которых включает настил из закаленной стали, прикрепленный к литым стальным боковым опорным элементам или направляющим. Множество конвейерных рештаков соединены встык для создания полной конвейерной системы для перемещения угля или другого минерала из подземного забоя, где ведется разработка.

Боковые элементы узла рештака дополнительно поддерживают систему откатки выемочного комбайна. По всей длине конвейерной системы проходит скребковая цепь с установленными с интервалом скребками, предназначенными для перемещения угля по настилу. Прочность скребкового забойного конвейера и его конструктивная целостность имеют первоочередное значение. Для эффективной подземной разработки длинными забоями важно не допустить поломок конвейера и тем самым свести к минимуму простой.

Окружающая среда в шахте крайне неблагоприятна для всех видов механического оборудования. Сам характер работы состоит в вырубке и транспортировке абразивного материала. Более того, абразивный материал разжижается присутствующими влагой и загрязненным маслом. Абразивная смесь истирает поверхности конвейерного рештака, усиливая износ. Дополнительно к абразивному и коррозионному воздействию окружающей среды, оборудование подвергается очень сильным ударам, механическому кручению, поперечной деформации и сосредоточенным напряжениям из-за неровной опорной поверхности.

Боковые элементы рештака известных конвейеров имеют прямоугольные концы с одним скосом или выполнены с возможностью соединения вполунахлест.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одной из целей изобретения является создание усовершенствованного конвейерного рештака для длинных забоев.

Другая цель заключается в том. чтобы задержать передачу нагрузки комбайна от одного рештака к другому и выравнивание этой нагрузки.

Изобретение обеспечивает задержку всей нагрузки комбайна на 100-150 мм от уязвимых концов конвейерных рештаков.

Еще одной целью изобретения является увеличение прочности концов направляющей для башмака выемочного комбайна путем устранения слабых углов этой направляющей.

Следующей целью изобретения является уменьшение уровня напряжений на концах конвейерного рештака.

Кроме того, целью изобретения является повышение наработки конвейерного рештака до усталостного разрушения.

Целью изобретения является также защита концов боковых участков конвейерного рештака от перегрузки.

Еще одной целью изобретения является обеспечение более плавного перехода башмака комбайна с одного рештака на другой.

Следующей целью является уменьшение уплотнения мелких фракций добываемого материала между рештаками.

Следующей целью изобретения является решение проблем, связанных с нарушением выравнивания концевых участков соседних конвейерных рештаков. Согласно изобретению любое нарушение идеального выравнивания легко устраняется.

Конвейерный рештак для использования с выемочным комбайном, имеющим башмак в виде салазок, при разработке длинными забоями, согласно изобретению содержит боковой элемент, имеющий поверхность для контакта с башмаком выемочного комбайна. Эта поверхность образована деталью бокового элемента, проходящей горизонтально по всей его длине и имеющей первый конец и второй конец. Каждый конец имеет верхнюю часть, заднюю часть, переднюю часть и кромку. Кромка первого конца и кромка второго конца расположены под углом 20-60 градусов к вертикальной плоскости, перпендикулярной к горизонтальной плоскости, образованной поверхностью бокового элемента.

Согласно изобретению предложено также устройство для разработки длинными забоями, содержащее выемочный комбайн с башмаком в виде салазок, имеющим длину в направлении своего движения, и узел конвейерного рештака, содержащий множество расположенных рядом друг с другом конвейерных рештаков, выполненных как описано выше. Верхняя часть кромки первого конца имеет два скоса, из которых первый более длинный скос расположен под углом 5-10 градусов к горизонтали, а второй, более короткий скос на кромке детали расположен под углом 15-30 градусов к горизонтали. Верхняя часть кромки второго конца тоже имеет два скоса, из которых первый, более длинный скос расположен под углом 5-10 градусов к горизонтали, а второй, более короткий скос на кромке детали расположен под углом 15-30 градусов к горизонтали. Кромка первого конца и кромка второго конца образуют V-образное углубление, открытое в передней части конца детали и закрытое в задней части конца детали, причем V-образное углубление больше, чем треть длины башмака.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 схематично показан в аксонометрии конвейерный рештак согласно изобретению в разобранном виде;

На фиг.2 показано сбоку устройство для разработки длинными забоями, содержащее выемочный комбайн и конвейерный узел согласно изобретению;

На фиг.3 показан более детально в аксонометрии задний боковой элемент конвейерного рештака, изображенного на фиг.2;

На фиг.4 показан в увеличенном масштабе левый конец бокового элемента, изображенного на фиг.3;

На фиг.5 показан с торца боковой элемент, изображенный на фиг.3;

На фиг.6 показаны сбоку два соседних боковых элемента согласно фиг.3, с выполненным в виде салазок башмаком выемочного комбайна, показанным в виде контура на дорожке бокового элемента, предназначенной для башмака.

При рассмотрении подробного описания одного из вариантов осуществления изобретения нужно иметь в виду, что изобретение не ограничено конструкцией элементов и их расположением, указанными в описании и представленными на чертежах. Изобретение может иметь другие варианты осуществления и может быть реализовано различным образом. Кроме того, использованные в описании фразеология и терминология не ограничивают объем изобретения. Слова "включающий" и "содержащий" и их производные охватывают не только указанные после них элементы и их эквиваленты, но и дополнительные элементы. Выражение "состоящий из" и его производные охватывают только те элементы, которые указаны после них, и эквивалентные элементы. Слова "передний", "задний", "левый", "правый", "верхний", "нижний" и т.д. используются в описании применительно к чертежам, чтобы было проще охарактеризовать положение элементов, и тоже не ограничивают изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 представлен предназначенный для подземной разработки длинными забоями узел 10 рештака конвейера, который особенно подходит для использования в скребковой забойной конвейерной системе для транспортировки угля или подобного материала. Удлиненный настил 11 служит для определения трассы Р подачи угля вдоль продольной оси А конвейерной системы. Обычно уголь подают вдоль рештака 10 скребковой цепью с отдельными скребками 12, один из которых показан штриховыми линиями на фиг.1.

Вдоль настила 11 на его противоположных сторонах расположены две боковые направляющие или два боковых элемента 13 и 14 предпочтительно с сигмавидным сечением, которые дополнительно определяют трассу Р подачи материала. Сигмавидный профиль направляющих является стандартным для получения вогнутых направляющих стенок для скребков 12 скребковой цепи. Верхние стенки находятся в непосредственном контакте с материалом, перемещаемым верхними скребками цепи, а нижние вогнутые стенки направляют и выравнивают возвращающиеся скребки, но не участвуют в транспортировке материала. В других вариантах осуществления изобретения могут использоваться другие формы.

Настил 11 соединен с боковыми элементами 13, 14 известным образом, например путем приваривания выступов 20, входящих в ответные прорези 21 в элементах 13, 14. В других вариантах осуществления изобретения соединение настила 11 с боковыми элементами 13, 14 может быть выполнено иначе.

Каждый узел 10 конвейерного рештака является одним из нескольких модулей, соединенных между собой гантелевидными планками 17, как показано на фиг.6. Центровочные пальцы 15 (см. фиг.1), выступающие на одном конце каждого бокового элемента 13,14, входят в соответствующие гнезда (не показаны), выполненные на противоположном конце каждого бокового элемента. Гантелевидные планки 17 вставлены в углубления 16 с сохранением требуемого продольного зазора, чтобы удерживать соседние узлы в пределах требуемой близости друг к другу в продольном направлении и обеспечивать требуемую глубину вставки центровочных пальцев 15 в соответствующие гнезда.

На фиг.2 показан выемочный комбайн 110 для разработки длинными забоями. Комбайн 110 имеет удлиненную подвижную раму 112 с выполненным в виде салазок башмаком 117, установленным с возможностью перемещения по дорожке 114, по существу параллельной забою. К каждому концу подвижной рамы 112 с помощью стреловидных элементов 116 прикреплены с возможностью поворота вращающиеся барабаны 118, на которых закреплено множество врубовых резцов 119. Работа выемочного комбайна 110 хорошо известна и поэтому здесь подробно не рассматривается. Специалистам понятно, что комбайн 110 движется по дорожке 114 вперед и назад и врубовые резцы 119 на барабанах 118 входят в контакт с забоем для вырубки из него материала. По мере того как забой увеличивается, дорожка 114 и комбайн 110 продвигаются в нем для продолжения выработки. Обслуживающий персонал обычно находится в конце комбайна 110.

Согласно фиг.1-6, устройство 30 для разработки длинными забоями содержит узел 10 конвейерного рештака и выемочный комбайн 110 с башмаком 117 в виде салазок, имеющим длину L в направлении его движения (см. фиг.6). Узел 10 содержит множество расположенных рядом друг с другом рештаков, каждый из которых имеет боковой элемент 13, поверхность 32 (см. фиг.3) которого предназначена для контакта с башмаком 117 выемочного комбайна. Поверхность 32 бокового элемента расположена так, что поверхности соседних рештаков образуют плоскую дорожку или направляющую 114 для башмака, по которой он может двигаться.

Как показано на фиг.3-6, поверхность 32 образована плоским фланцем или полоской деталью 34 бокового элемента 13, проходящим (проходящей) от вертикальной направляющей стенки горизонталыно по всей длине бокового элемента. Каждая плоская деталь 34 имеет первый конец 36 и второй конец 38. Как показано на фиг.6, первый конец 36 плоской детали одного бокового элемента расположен рядом со вторым концом 38 плоской детали другого бокового элемента. Каждый конец плоской детали имеет верхнюю часть, заднюю часть у направляющей стенки, переднюю часть и кромку, проходящую от задней части у вертикальной направляющей стенки к передней части. Кромка первого конца и кромка второго конца расположены рядом друг с другом и образуют между собой сочленение дорожки между двумя соседними конвейерными рештаками.

Более конкретно, кромка первого конца и кромка второго конца образуют V-образное углубление 40, открытое в передней части конца плоской детали и закрытое в задней части конца плоской детали. Каждая кромка, образующая V-образное углубление, расположена под углом 20-60 градусов к вертикальной плоскости, перпендикулярной к горизонтальной плоскости дорожки. В предпочтительном варианте осуществления изобретения V-образное углубление образовано кромками, расположенными под углом 45 градусов к вертикальной плоскости 42 (см. фиг.4), перпендикулярной к горизонтальной плоскости, образованной поверхностью 32, к направляющей стенке и к продольной оси А конвейерной системы. Передняя часть V-образного углубления больше одной трети длины L башмака 117.

Верхняя часть первой кромки имеет два скоса (см. фиг.4), из которых первый, более длинный скос 46 расположен под углом 5-10 градусов к горизонтали, а второй, более короткий скос 48 расположен под углом 15-30 к горизонтали. Верхняя часть второй кромки имеет два таких же скоса, проходящих под такими же углами к горизонтали. В предпочтительном варианте осуществления изобретения первый, более длинный скос 46 каждой кромки расположен под углом 7,5 градусов к горизонтали, а второй более короткий скос 48 каждой кромки расположен под углом 20 градусов к горизонтали.

Представленное выше описание предпочтительного варианта осуществления изобретения служит только для его иллюстрации и не ограничивает его объем, в пределах которого возможны различные модификации или изменения. Описанный вариант осуществления изобретения лучше всего поясняет его принципы и практическое применение, чтобы специалист мог использовать изобретение в том варианте или модификации, которая больше подходит для конкретного применения. Все такие модификации и варианты находятся в пределах объема изобретения, определенного его формулой. Другие особенности и преимущества изобретения будут понятны из его формулы.

Изобретение относится к узлу конвейерного рештака для скребкового забойного конвейера, используемого для транспортировки угля в системах разработки длинными забоями. Техническим результатом является усовершенствование конвейерного рештака, задержка передачи нагрузки комбайна от одного рештака к другому и выравнивание этой нагрузки. Конвейерный рештак для использования с выемочным комбайном с башмаком в виде салазок при разработки длинными забоями содержит боковой элемент, имеющий поверхность для контакта с башмаком, образованную деталью бокового элемента, проходящей горизонтально по всей его длине. Эта деталь имеет первый конец и второй конец, каждый из которых имеет верхнюю часть, заднюю часть, переднюю часть и кромку. Кромка на первом конце и кромка на втором конце расположены под углом 45 градусов к вертикальной плоскости, перпендикулярной к горизонтальной плоскости, образованной поверхностью бокового элемента. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Узел конвейерного рештака для использования с выемочным комбайном, имеющим башмак в виде салазок, при разработке длинными забоями, содержащий: множество расположенных рядом друг с другом конвейерных рештаков, каждый из которых включает боковой элемент, имеющий поверхность для контакта с указанным башмаком, расположенную так, что поверхности соседних рештаков образуют дорожку, по которой может перемещаться башмак комбайна, причем указанная поверхность бокового элемента образована деталью бокового элемента, проходящей горизонтально от вертикальной направляющей стенки по всей его длине, каждая деталь имеет первый конец и второй конец, первый конец детали одного бокового элемента расположен рядом со вторым концом детали другого бокового элемента, каждый конец детали имеет верхнюю часть, заднюю часть у вертикальной направляющей стенки, переднюю часть и кромку, проходящую от задней части у вертикальной направляющей стенки к передней части, кромка первого конца расположена рядом с кромкой второго конца, образуют между собой сочленение дорожки между двумя соседними рештаками, кромка первого конца и кромка второго конца образуют V-образное углубление, открытое в передней части конца детали и закрытое в задней части конца детали, при этом V-образное углубление образовано указанными кромками, каждая из которых расположена под углом 20-60° к вертикальной плоскости, проходящей перпендикулярно к горизонтальной плоскости, образованной дорожкой, и к вертикальной направляющей стенке.

2. Узел конвейерного рештака по п.1, в котором верхняя часть кромки первого конца имеет два скоса, из которых первый более длинный скос расположен под углом 5-10° к горизонтали, а второй более короткий скос на кромке детали расположен под углом 15-30° к горизонтали, и верхняя часть кромки второго конца имеет два скоса, из которых первый более длинный скос расположен под углом 5-10° к горизонтали, а второй более короткий скос на кромке детали расположен под углом 15-30° к горизонтали.

3. Узел конвейерного рештака по п.2, в котором верхняя часть на первом более длинном скосе кромок первого и второго концов расположена под углом 7,5° к горизонтали.

4. Узел конвейерного рештака по п.2, в котором верхняя часть на втором более коротком скосе кромок первого и второго концов на кромке детали расположена под углом 20° к горизонтали.

5. Узел конвейерного рештака по п.1, в котором кромка первого конца и кромка второго конца расположены под углом 45° к вертикальной плоскости, перпендикулярной к горизонтальной плоскости, образованной дорожкой.

6. Конвейерный рештак для использования с выемочным комбайном, имеющим башмак в виде салазок, при разработке длинными забоями, содержащий боковой элемент, имеющий поверхность для контакта с указанным башмаком, причем указанная поверхность бокового элемента образована деталью бокового элемента, проходящей горизонтально от вертикальной направляющей стенки по его длине и имеющей первый конец и второй конец, каждый конец детали имеет верхнюю часть, заднюю часть у вертикальной направляющей стенки, переднюю часть и кромку, проходящую от задней части у вертикальной направляющей стенки к передней части, кромка первого конца и кромка второго конца расположены каждая под углом 20-60° к вертикальной плоскости, перпендикулярной к горизонтальной плоскости, образованной поверхностью бокового элемента, и к вертикальной направляющей стенке.

7. Конвейерный рештак по п.6, в котором верхняя часть кромки первого конца имеет два скоса, из которых первый более длинный скос расположен под углом 5-10° к горизонтали, а второй более короткий скос на кромке детали расположен под углом 15-30° к горизонтали, и верхняя часть кромки второго конца имеет два скоса, из которых первый более длинный скос расположен под углом 5-10° к горизонтали, а второй более короткий скос на кромке детали расположен под углом 15-30° к горизонтали.

8. Конвейерный рештак по п.7, в котором верхняя часть на первом более длинном скосе кромок первого и второго концов расположена под углом 7,5° к горизонтали.

9. Конвейерный рештак по п.7, в котором верхняя часть на втором более коротком скосе кромок первого и второго концов на кромке детали расположена под углом 20° к горизонтали.

10. Конвейерный рештак по п.6, в котором кромка первого конца и кромка второго конца расположены под углом 45° к вертикальной плоскости, перпендикулярной к горизонтальной плоскости, образованной дорожкой.

11. Устройство для разработки длинными забоями, содержащее выемочный комбайн с башмаком в виде салазок, имеющим длину в направлении своего движения, и узел конвейерного рештака, содержащий: множество расположенных рядом друг с другом конвейерных рештаков, каждый из которых включает боковой элемент, имеющий поверхность для контакта с указанным башмаком, расположенную так, что поверхности соседних рештаков образуют дорожку, по которой может перемещаться башмак комбайна, причем указанная поверхность бокового элемента образована деталью бокового элемента, проходящей горизонтально от вертикальной направляющей стенки по его длине, каждая деталь имеет первый конец и второй конец, первый конец детали одного бокового элемента расположен рядом со вторым концом детали другого бокового элемента, каждый конец детали имеет верхнюю часть, заднюю часть у вертикальной направляющей стенки, переднюю часть и кромку, кромка первого конца расположена рядом с кромкой второго конца и образуют между собой сочленение дорожки между двумя соседними рештаками, кромка первого конца и кромка второго конца образуют V-образное углубление, открытое в передней части конца детали и закрытое в задней части конца детали, при этом V-образное углубление образовано указанными кромками, каждая из которых расположена под углом 20-60° к вертикальной плоскости, проходящей перпендикулярно к горизонтальной плоскости, образованной дорожкой, и к вертикальной направляющей стенке, верхняя часть кромки первого конца имеет два скоса, из которых первый более длинный скос расположен под углом 5-10° к горизонтали, а второй более короткий скос на кромке детали расположен под углом 15-30° к горизонтали, верхняя часть кромки второго конца имеет два скоса, из которых первый более длинный скос расположен под углом 5-10° к горизонтали, а второй более короткий скос на кромке детали расположен под углом 15-30° к горизонтали, а V-образное углубление больше, чем треть длины башмака.

12. Устройство по п.11, в котором верхняя часть на первом более длинном скосе кромок первого и второго концов расположена под углом 7,5°.

13. Устройство по п.11, в котором верхняя часть на втором более коротком скосе кромок первого и второго концов на кромке детали расположена под углом 20°.

14. Устройство по п.11, в котором кромка первого конца и кромка второго конца расположены под углом 45° к вертикальной плоскости, перпендикулярной к горизонтальной плоскости, образованной дорожкой.