КОМПЛЕКС ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ Российский патент 2015 года по МПК E21D1/03 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в шахтном, рудном, горно-химическом и промышленном подземном строительстве в различных горно-геологических условиях.

Известно устройство для сооружения вертикальных стволов, которое включает породопогрузочную машину ковшового типа с механизмом вертикального перемещения, опорную раму, центральную трубу, опалубку для возведения крепи, вертикальные стойки с шаровыми шарнирами в верхней части, периферийные концы элементов опорной рамы, связанные с опалубкой шаровыми шарнирами вертикальных стоек, механизм вертикального перемещения, который выполнен в виде гидродомкрата, а центральная труба выполнена телескопической из двух обойм, внутренняя обойма имеет продольный паз и шарнирно соединена со штоком гидродомкрата, цилиндр гидродомкрата связан с наружной обоймой посредством фланцев, а наружная обойма жестко связана с опорной рамой и имеет шпонку, размещенную в пазу внутренней обоймы. (Патент SU №1390363, кл. Ε21D 1/00, опубл. в 1988 г.).

Недостатками описанного устройства для сооружения вертикальных стволов являются ограниченная область применения, в основном в мягких породах, недостаточная эффективность работы устройства.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является устройство для сооружения вертикальных стволов, включающее двухъярусный проходческий полок с механизмом перемещения, кроме того, устройство содержит подвижную каретку, на которой установлены механизм разработки грунта и механизм погрузки грунта, а механизм укладки тюбингов смонтирован отдельно (Патент RU №2141030, кл. Ε21D 1/08, опубл. в 1999 г.).

Недостатком описанного устройства является загромождение рабочего пространства крупногабаритными механизмами, которые мешают друг другу в процессе работы, что отрицательно влияет на скорость проходки и тем самым и на сроки сооружения ствола и сказывается на качестве производимых работ.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства.

Техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является повышение эффективности работы устройства путем рационального размещения рабочего оборудования и сокращения сроков проходки.

Указанный результат достигается тем, что в устройстве для сооружения вертикальных стволов, включающем двухъярусный проходческий полок с механизмом перемещения, каретку, механизм разработки грунта, механизм погрузки грунта и механизм укладки тюбингов, согласно изобретению комплекс снабжен монтажным кольцом, а механизм перемещения проходческого полка выполнен в виде телескопической системы, состоящей из телескопических домкратов, опирающихся на монтажное кольцо, при этом проходческий полок в своей средней части снабжен наружной обоймой и внутренней обоймой и имеет центральный гидродомкрат, цилиндр которого жестко связан с этажом полка, а штоком шарнирно с внутренней обоймой, причем на внутренней обойме закреплено устройство для размещения механизмов разработки грунта, выполненное в виде поворотного полого цилиндрического колпака, соединенного шарнирно в верхней и нижней частях с внутренней обоймой, при этом на внешней стороне колпака установлены парные проушины для монтажа проходческого оборудования, двигатель вращения с шестерней вращения колпака, которая входит в зацепление с зубчатым колесом, установленным жестко на внутренней обойме, а колпак в нижней части внутренней стороны жестко связан с поддоном, который в центральной части шарнирно связан с внутренней обоймой, причем поворотное устройство установлено с возможностью перемещения по столу посредством роликов.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид комплекса, на фиг. 2 - проходческий полок с забойным оборудованием, на фиг. 3 - поворотная платформа, на фиг. 4 - механизм укладки элементов крепи, на фиг. 5 - сменный рабочий орган для разрушения пород, на фиг. 6 - оборудование для бурения шпуров.

Комплекс состоит из копра 1, скипо-клети 2, жестких направляющих 3, проходческого полка - 4, телескопического подъемного приспособления с домкратами выдвигания 5, связанных с проходческим полком 4, центрального гидродомкрата 7 подачи забойного оборудования 6 на забой. Центральный гидродомкрат 7 подачи забойного оборудования 6 на забой установлен в наружных направляющих 8, связанных с проходческим полком 4, который установлен на телескопических подъемных приспособлениях 5, выполненных в виде домкратов выдвигания. Центральный гидродомкрат 7 подачи забойного оборудования 6 на забой своим цилиндром жестко связан с этажом полка, а штоком шарнирно связан с внутренней обоймой 9. Комплекс также содержит поворотную платформу 10, предназначенную для размещения забойного оборудования 6, например, ковшового механизма погрузки 11. Поворотная платформа 10, смонтирована на внутренней обойме 9, имеющей упор 12. Комплекс имеет монтажное кольцо 13, на которые опираются телескопические подъемные приспособления 5, тюбинги сборной крепи 14, а также сформированная монолитная бетонная крепь 15. На поворотной платформе 10 установлен двигатель 16, на шестеренке 17, взаимодействующей с зубчатым колесом 18, жестко связанным с внутренней обоймой 9, полый поворотный колпак 19, шарнирно связанный с внутренней обоймой 9 в верхней и нижней частях. На поворотной платформе 10 так же установлены ролики 20, связанные с поддоном 21, который в свою очередь жестко связан с колпаком 19. Поворотная платформа 10 имеет стол 22. На поворотной платформе 10 монтируется устройство 23 для захвата тюбингов 24. Для установки тюбингов 24 высвобождают пространство, выдвигая штоки 25 домкратов выдвигания 5, связанных с монтажным кольцом 13. На поворотной платформе 10, наряду с ковшовым механизмом погрузки 11, могут быть смонтированы сменный рабочий орган 26 для разрушения пород с фрезой 27, оборудование для бурения 28 шпуров с буровыми штангами 29.

Описанный комплекс работает следующим образом.

Перед монтажом комплекса формируют опорный воротник, бетонируют его и проходят устье ствола на глубину 8-10 м с возведением крепи из монолитного бетона и сборных тюбингов известными способами.

Затем на забое под тюбингами сборной крепи 14 монтируют монтажное кольцо 13, состоящее из отдельных секций, и соединяют их между собой.

После этого на поверхности монтируют проходческий полок 4 (двух или больше этажей). Телескопическое подъемное устройство с домкратами выдвигания 5, забойное оборудование 6, подъемный кран опускается в ствол и соединяется с монтажным кольцом 13. Параллельно на поверхности монтируется копер 1, жесткие направляющие 3 для спуска скипо-клети 2 в ствол.

По глубине ствола, как правило, геологические условия меняются от четвертичных до коренных пород. Так, в верхней части ствола на глубину 10-60 метров встречаются пески, супеси, суглинки, глины с крепостью f до 1,2 по шкале М.М. Протодьяконова, затем идут коренные породы с f до 4-5, а далее породы с f>6.

Таким образом, зная геологический разрез по стволу, комплекс оснащается полным набором механизмов для разработки, погрузки и выемки породы, который расположен на полке.

В четвертичных отложениях на поворотной платформе монтируется ковшовый механизм погрузки 11 с принудительным внедрением в породу, который обеспечивает погрузку породы в скипо-клеть 2, которая по жестким направляющим 3 поднимается на поверхность, по направляющим роликам входит в заходные кривые, и порода выгружается в бункер-накопитель, а затем вывозится.

При встрече пород с f 1,4-5 на поворотной платформе 10 дополнительно устанавливается породоразрушающий рабочий орган 26 с фрезой 27, который разрушает горную породу, а затем погрузочным механизмом 11 грузят в скип.

При встрече пород с f>5 работы ведут с помощью буровзрывных работ, для чего заменяют оборудование на буровое оборудование 28, обуривают забой, заряжают шпуры и взрывают породу, но перед взрывом проходческий полок 4 вместе с забойным оборудованием поднимают 6 на безопасную высоту с помощью телескопического подъемного приспособления с домкратами выдвигания 5 и распирается в сборную крепь штоками 25 домкратов выдвигания 5.

После взрыва забой проветривают и проходческий полок 4 вместе с забойным оборудованием 6 опускают на забой, меняют буровое оборудование 28 на погрузочный механизм 11 и производят выемку породы на заходку. После этого телескопическое подъемное приспособление с домкратами выдвигания 5 посредством штоков 25, которые связаны с проходческим полком 4, опускают на забой монтажное кольцо 13, на стрелу погрузочного механизма 11 устанавливают устройство 23 для захвата тюбингов 24 и на монтажном кольце 13 устанавливают по порядку тюбинги 24, сбалчивают их между собой и также телескопическим подъемным приспособлением с домкратами выдвигания 5, посредством штоков 25 поднимают тюбинговое кольцо к предыдущему уложенному кольцу и соединяют его с ним. После установки 1-2 тюбинговых колец производят бетонирование заблочного пространства. Далее цикл повторяется.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в шахтном, рудном, горно-химическом и промышленном подземном строительстве в различных горно-геологических условиях. Техническим результатом является повышение эффективности работы устройства путем рационального размещения рабочего оборудования и сокращения сроков проходки, Комплекс включает двухъярусный проходческий полок с механизмом перемещения, каретку, механизм разработки грунта, механизм погрузки грунта и механизм укладки тюбингов. Согласно изобретению снабжен монтажным кольцом, а механизм перемещения проходческого полка выполнен в виде телескопической системы, состоящей из телескопических домкратов, опирающихся на монтажное кольцо. При этом проходческий полок в своей средней части снабжен наружной обоймой и внутренней обоймой и имеет центральный гидродомкрат, цилиндр которого жестко связан с этажом полка, а штоком шарнирно с внутренней обоймой. Причем на внутренней обойме закреплено устройство для размещения механизмов разработки грунта, выполненное в виде поворотного полого цилиндрического колпака, соединенного шарнирно в верхней и нижней частях с внутренней обоймой. На внешней стороне колпака установлены парные проушины для монтажа проходческого оборудования, двигатель вращения с шестерней вращения колпака, которая входит в зацепление с зубчатым колесом, установленным жестко на внутренней обойме, а колпак в нижней части внутренней стороны жестко связан с поддоном, который в центральной части шарнирно связан с внутренней обоймой. Причем поворотное устройство установлено с возможностью перемещения по столу посредством роликов. 6 ил.

Комплекс для сооружения вертикальных горных выработок, включающий проходческий полок с механизмом перемещения, устройство для размещения механизмов разработки грунта, отличающийся тем, что комплекс снабжен монтажным кольцом, а механизм перемещения проходческого полка выполнен в виде телескопической системы, состоящей из телескопических домкратов, опирающихся на монтажное кольцо, при этом проходческий полок в своей средней части снабжен наружной обоймой и внутренней обоймой и имеет центральный гидродомкрат, цилиндр которого жестко связан с этажом полка, а шток шарнирно с внутренней обоймой, причем на внутренней обойме закреплено устройство для размещения механизмов разработки грунта, выполненное в виде поворотного полого цилиндрического колпака, соединенного шарнирно в верхней и нижней частях с внутренней обоймой, при этом на внешней стороне колпака установлены парные проушины для монтажа проходческого оборудования, двигатель вращения с шестерней вращения колпака, которая входит в зацепление с зубчатым колесом, установленным жестко на внутренней обойме, а колпак в нижней части внутренней стороны жестко связан с поддоном, который в центральной части шарнирно связан с внутренней обоймой, причем поворотное устройство установлено с возможностью перемещения по столу посредством роликов.