ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ЗАЛЕГАЮЩИХ В ВИДЕ ПЛАСТОВ ИЛИ МАССИВОВ, И ГОРНОПРОХОДЧЕСКИЙ КОМБАЙН Российский патент 2016 года по МПК E21C27/24 E21C25/10 

Настоящее изобретение относится к горнодобывающей установке для извлечения минералов, залегающих в виде пластов или массивов, содержащей конвейерное устройство для транспортировки добытого материала и горнопроходческий комбайн, который может перемещаться вдоль конвейерного устройства, при этом установка содержит по меньшей мере один барабан, который снабжен инструментами для извлечения материала и может поворачиваться вокруг оси барабана, а также может регулироваться по высоте относительно станины комбайна с помощью поворотной руки. Изобретение также относится, в частности, к горнопроходческому комбайну, используемому для этой же цели.

С целью извлечения минеральных материалов, залегающих в виде пластов, известно на практике использование горнорудной установки с так называемым выемочным комбайном, являющимся горнопроходческим комбайном, который имеет станину, направляемую по дорожному пути конвейера, проложенному для комбайна. На этой станине установлены две поворотные руки, на каждой из которых расположен режущий барабан, который приводится в движение, в частности, с помощью приводного двигателя, расположенного в станине комбайна, и с помощью зубчатой передачи, расположенной в поворотном редукторе. Станина выемочного комбайна перемещается в каждом случае параллельно по отношению к конвейерному устройству или к дорожному пути для комбайна на конвейерном устройстве. Оси барабана режущих барабанов, которые по своей окружности имеют спирально установленные режущие инструменты, перпендикулярны направлению перемещения. Во время работы барабана регулировка по высоте двух режущих барабанов позволяет извлекать материал по всей высоте извлечения залежей полезных ископаемых и загружать на конвейер. Такие выемочные комбайны распространяются, например, заявителем под торговой маркой ELEKTRA®, с разными размерами и мощностью привода.

Горнопроходческий комбайн обычно используется вместе с суппортом, который состоит из множества поддерживающих рам, которые устанавливаются рядом друг с другом и на которые опирается конвейер через передвижные или переключающие цилиндры, для того чтобы или смещать конвейер вперед вместе с дорожным путем для комбайна или, если перемещение передвижных цилиндров израсходовало свой ресурс, протаскивать его вдоль поддерживающих рам индивидуально, как известно специалистам в данной области техники.

В добавление к извлечению залежей полезных ископаемых в виде пластов с помощью разработки длинными забоями, например с помощью выемочных комбайнов, может быть необходимо использовать подходящее оборудование для первой подрубки массовой залежи полезных ископаемых, которые в дальнейшем должны извлекаться способом бункерной разгрузки. Для этой цели возможно использование, например, горнодобывающей установки, такой как описана в документе DE 10046497 C2, для разработки рудных месторождений, которая имеет приспособление для сверления, присоединенное к забойному конвейеру для создания взрывных скважин, и имеет загрузочное приспособление для наполнения забойного конвейера.

Задачей изобретения является создание горнодобывающей установки для извлечения залежей полезных ископаемых в виде пластов или для подрубки массовой залежи полезных ископаемых, с помощью которых может быть достигнута высокая производительность извлечения материала и в то же самое время уменьшенный износ инструмента.

Для решения этой задачи, а также возможности получить дополнительные преимущества предлагается в соответствии с изобретением горнодобывающая установка, в которой ось барабана горного проходческого комбайна, по существуЮ параллельна направлению перемещения этого проходческого комбайна, инструменты для извлечения материала для эффективного удаления материала, установленные группами на инструментальных суппортах, которые располагаются по окружности барабана таким образом, что они могут вращаться вокруг своих осей вращения, расположенных поперечно по отношению к оси барабана.

В отличие от выемочных комбайнов, в которых ось барабана является перпендикулярной к направлению перемещения горного проходческого комбайна, и в котором используются пассивные инструменты для извлечения материала, горнодобывающая установка, выполненная в соответствии с изобретением, предлагает компоновку оси барабана, которая, по существу, параллельна направлению перемещения горного проходческого комбайна, при этом каждый барабан дополнительно снабжен активными инструментами для извлечения материала, а именно инструментами для извлечения материала, расположенными на вращающихся инструментальных суппортах. Использование режущих барабанов, имеющих активные рабочие инструменты, в которых оси вращения инструментальных суппортов располагаются поперечно по отношению к оси барабана, известны, например, из документа US 2010/0001574 A1. За счет наложения поступательного перемещения и вращения режущих барабанов, а также вращения инструментальных суппортов возможно достижение такого результата, в соответствии с которым в любой момент времени только один инструмент для извлечения материала или только чрезвычайно малое количество инструментов для извлечения материала выполняют работу по извлечению материала в забое извлекаемого материала. Таким образом, горнодобывающая установка в комплексе может быть оборудована приводом с уменьшенной мощностью. Особенно большое преимущество достигается в том случае, если во время работы по проходке, хотя ось по меньшей мере одного барабана, по существу, параллельна направлению перемещения, тем не менее существует определенный наклон оси барабана по отношению к направлению перемещения, которое в результате позволяет отдельным рабочим инструментам разрабатывать материал, в то же время поддерживая задний угол резца, в результате чего может быть уменьшен износ на отдельных рабочих инструментах.

В соответствии с особенно предпочтительной конструкцией во время работы по проходке ось барабана наклонена по отношению к направлению перемещения, при этом угловое смещение между осью барабана и направлением перемещения предпочтительно равно или меньше чем ±6°, в частности равно или меньше чем приблизительно ±3°. Для того чтобы достичь этого для обоих направлений перемещения, особенно предпочтительно, если выравнивание оси барабана по отношению к направлению перемещения является регулируемым вокруг угла наклона, который предпочтительно равен или меньше чем угол наклона ±6°, в частности равен или меньше чем угол наклона приблизительно ±3°.

В соответствии с особенно предпочтительной конструкцией оси вращения инструментальных суппортов имеют угол наклона по отношению к нормали, проведенной к оси взаимодействующего с ними барабана, при этом угол наклонения предпочтительно равен или меньше чем приблизительно ±6°. В этом случае целесообразно, чтобы угол наклонения и угол наклона соответствовали друг другу, при этом угол наклонения предпочтительно, является большим, чем угловое смещение во время работы по проходке между направлением перемещения и осью барабана, из-за угла наклона.

Наклон осей вращения имеет преимущества, в частности, если пара барабанов устанавливается с возможностью вращения на каждой поворотной руке, при этом оси вращения инструментальных суппортов на первом барабане в этом случае в соответствии с особенно предпочтительной конструкцией будут составлять угол 90° - γ по отношению к оси барабана, а оси вращения инструментальных суппортов на втором барабане будут составлять угол 90° + γ по отношению к оси барабана. В случае угла наклонения в 6° оси вращения одного из инструментальных суппортов будут в результате наклонены на угол в 84°, а оси вращения других инструментальных суппортов будут наклонены на угол в 96°. За счет кольцеобразной двойной компоновки пары барабанов, в которой оси вращения инструментальных суппортов на одном барабане наклонены в одном направлении по отношению к радиальному направлению, а оси вращения инструментальных суппортов на другом барабане наклонены в противоположном направлении, инструментальные суппорты используются таким образом, чтобы описывать конические поверхности вокруг осей барабана, при этом эти конические поверхности являются открытыми в направлении противоположных сторон или в противоположных направлениях относительно нормали к оси барабана. Таким образом, для обоих положений угловых смещений благодаря углу наклона и поэтому для обоих направлений перемещения горного проходческого комбайна возможно достижение оптимального выравнивания рабочих инструментов с удаляемым материалом. Понятно, что в этом случае первый барабан в каждом случае предусматривается только для проходческих работ в одном направлении, а второй барабан в каждом случае предусматривается только для проходческих работ в другом направлении. С целью дополнительной оптимизации является предпочтительным, если инструментальные суппорты на первом барабане вращаются в противоположном направлении по отношению к инструментальным суппортам на втором барабане, при этом в то же самое время оба барабана из пары барабанов имеют одинаковое направление вращения.

Для того чтобы уменьшить требование механического ресурса для привода барабанов в паре барабанов, особенно предпочтительно, если привод вращения и/или трансмиссия для двух барабанов в паре позиционируется или располагается по центру, между первым и вторым барабанами.

В случае особенно предпочтительной конструкции две регулируемые по высоте и способные поворачиваться поворотные руки, каждая из которых поддерживает пару барабанов, располагаются на суппорте комбайна. Две пары барабанов позволяют обеспечить одновременное извлечение материала в двух различных пластах во время одной работы по проходке, или барабан, который является отстающим в направлении перемещения, может использоваться на уровне извлечения или пласта, чтобы уже удалять материал в соседней плоскости глубины резания. Регулирование по высоте поворотных рук предпочтительно производится с помощью сочленений с рычагом коленчато-рычажного механизма, чтобы позволить барабанам позиционироваться стабильным образом, с минимальным возможным перемещением на различных высотах извлечения материала, при этом они должны блокироваться по отношению к реакционным силам во время работы по извлечению материала. Активирующий цилиндр предпочтительно, назначается для каждого сочленения с рычагом коленчато-рычажного механизма. В то же самое время, чтобы гарантировать, что функция наклона каждой пары барабанов осуществляется, по существу, параллельно по отношению к направлению перемещения, особенно предпочтительно, если поворотные руки и сочленения с рычагом коленчато-рычажного механизма вместе с поддерживаемыми ими барабанами, устанавливаются на направляющих, которые удерживаются в направляющих устройствах на суппорте комбайна с возможностью вращения. Особенно предпочтительно, если силовые гидроцилиндры являются сочлененными на одном конце с направляющей, а на другом конце - со средним сочленением рычагов коленчато-рычажного механизма, в результате чего взаимодействующая поворотная рука и ось соответствующего барабана могут регулироваться по высоте относительно направляющей и, следовательно, также и относительно суппорта комбайна.

Кроме того, предпочтительно, что пара напорных цилиндров назначается для каждой направляющей, при этом напорные цилиндры сочленяются на одном конце с суппортом комбайна, а на другом конце - с направляющей, таким образом приведение в действие напорных цилиндров создает возможность при необходимости использовать телескопическую направляющую, вместе с поворотной рукой и парой барабанов и, следовательно, производить регулирование глубины резания без смещения конвейерного устройства. Напорные цилиндры могут иметь, в частности, такие размеры, что по меньшей мере одна, а возможно даже две регулировки глубины резания могут производиться без необходимости перемещения конвейерного устройства. В результате этого горнопроходческий комбайн способен выполнять как восходящие проходы, так и нисходящие проходы между головным штреком и вспомогательным штреком в относительно короткое время, и все конвейерное устройство, на котором установлен дорожный путь для горнопроходческого комбайна, перемещается только впоследствии.

Двойное регулирование глубины резания особенно предпочтительно, если два барабана используются для удаления материала на различных пластах или уровнях извлечения. Регулирование глубины резания за счет растягивания силовых гидроцилиндров может осуществляться предпочтительно в точке возврата во вспомогательном штреке, в то время как смещение конвейерного устройства и в то же самое время втягивание силовых гидроцилиндров и направляющей затем осуществляется, в частности, в главном штреке. В случае удаления материала из того же самого пласта двумя барабанами с парой силовых гидроцилиндров или направляющих на различных стадиях растягивания смещение осуществляется после каждого цикла работы по проходке. Для экономии энергии горнопроходческий комбайн может быть выключен на короткий период времени во время операции смещения. Особенно предпочтительно, если силовые гидроцилиндры могут оперировать отдельно и угол наклона оси барабана по отношению к направлению перемещения может регулироваться за счет различной длины вытягивания силовых гидроцилиндров. Поэтому в случае такой конструкции силовые гидроцилиндры могут выполнять двойную функцию, а именно: с одной стороны, регулирование глубины резания, а с другой стороны - наклон направляющей и, следовательно, оси барабана после каждого реверсирования направления перемещения.

Целесообразно оснащение горнопроходческого комбайна ходовыми приводами для перемещения, чтобы действовать совместно с устройством со штоком цевочной зубчатой передачи, прикрепленным к конвейерному устройству, и/или оснащение очищающими элементами, такие как очищающие скребки или щетки, которые располагаются на суппорте комбайна, чтобы очищать траекторию резания от обломков материала, которые были оставлены лежащими и которые не были загружены на конвейер барабанами. Дополнительные жесткие или подвижные очищающие элементы, например очищающие скребки, которые располагаются на обеих торцевых поверхностях суппорта комбайна, также могут использоваться для очистки от обломков скальной породы верхней стороны конвейерного устройства, которая охватывается суппортом комбайна в виде портала. Кроме того, предпочтительно, если высота суппорта комбайна может быть меньше, чем диаметр барабанов, оснащенных инструментами. Чтобы достигнуть высокой производительности извлечения материала, особенно предпочтительно, если каждый из инструментальных суппортов оборудуется множеством инструментов для извлечения материала на множестве круговых сегментов, при этом количество инструментов для извлечения и угловое разнесение между инструментами для извлечения, предпочтительно, являются постоянными на каждом круговом сегменте.

Дополнительные преимущества и конструкции горнодобывающей установки в соответствии с изобретением, приводятся в последующем описании иллюстративного варианта осуществления изобретения, схематически показанного на чертежах, в которых:

фиг.1 показывает схематический боковой вид горнодобывающей установки в соответствии с изобретением, во время использования в операции подземной проходки;

фиг.2 показывает вид в перспективе горного проходческого комбайна, используемого в случае применения горнодобывающей установки в соответствии с фиг.1;

фиг.3 показывает боковой вид горного проходческого комбайна, показанного на фиг.2;

фиг.4 показывает горнопроходческий комбайн, показанный на фиг.3, без передней пары барабанов;

фиг.5A показывает на виде снизу одну из двух пар барабанов, наклонение оси барабана в одном направлении перемещения; и

фиг.5B показывает вид с той же парой барабанов с наклонением оси барабана для противоположного направления перемещения.

На фиг.1 позиция 1 обозначает, в общем, горнодобывающую установку, в соответствии с изобретением, которая может быть использована для извлечения материалов, например, с помощью разработки длинными забоями, в частности абразивных материалов, при горной разработке или из выемочной стенки 2 в подземном очистном забое 3 или в подобном случае. Чтобы удерживать забой 3 открытым, горнодобывающая установка 1 с помощью известного способа содержит множество поддерживающих рам 4 силовой крепи любой конструкции, чей предохранительный колпак может использоваться для удерживания подземного очистного забоя 3 открытым таким образом, что материал может извлекаться в выемочной стенке 2 с помощью инструментов для извлечения материала на горнопроходческом комбайне 10. Горнопроходческий комбайн 10 может перемещаться самостоятельно вдоль конвейерного устройства 5, которое поддерживается на стороне для заполнения с помощью смещающей штанги 4A на поддерживающей раме 4 силовой крепи, как известно специалистам в данной области техники, чтобы поочередно смещать конвейер 5 вперед, в соответствии с продвижением процесса извлечения во фронте 2 очистных работ или чтобы протаскивать отдельные поддерживающие рамы 4 силовой крепи. В иллюстративном варианте осуществления изобретения показано, что конвейерное устройство 5 состоит из пластинчатого ленточного конвейера относительно плоской конструкции, в котором существует вращающаяся конвейерная лента (не показана), имеющая соединенные между собой конвейерные пластины. Конвейерное устройство 5, с помощью которого материалы, извлеченные из забоя горнопроходческим комбайном 10, могут выноситься наружу, а затем транспортироваться к ленточным конвейерам или подобному оборудованию в штреке, имеет направляющий рельс 6 на стороне выемочной стенки, и направляющий путь 7 на стороне заполнения, а также имеет цевочную зубчатую передачу 8, при этом на горном проходческом комбайне 10 существуют приводы для перемещения, действующие совместно с этой цевочной зубчатой передачей (подробно не показывается), для того чтобы перемещать горнопроходческий комбайн 10 между головным штреком и вспомогательным штреком в очистном забое 3. Как показано на боковом виде фиг.1, используемое здесь пластинчатое ленточное конвейерное устройство 5 требует только чрезвычайно низкой высоты загрузки для материала, удаляемого инструментами для извлечения материала горного проходческого комбайна 10, поскольку конвейерные пластины проходят в сторону 9 перемещения конвейерного устройства 5, открытую на стороне выемочной стенки, при этом конвейерное устройство разграничивается на стороне выемочной стенки погрузочным полком 9A, который выступает только на несколько сантиметров. Однако вместо конвейерного устройства 5, оперирующего здесь с пластинчатыми лентами, также возможно использование других конвейерных устройств, включающих в себя скребковые цепные ленточные конвейерные устройства.

Настоящее изобретение относится, в частности, к структуре горнопроходческого комбайна 10, а также к режиму работы комбайна. Горнопроходческий комбайн 10 имеет продолговатую станину 11, которая параллельна камере горной разработки в направлении перемещения горнопроходческого комбайна 10, и которая имеет длину, приблизительно составляющую, например, от 5 до 7 м, со сравнительно низкой высотой станины, предпочтительно менее чем 1 м. На задней стороне станины 11 комбайна имеется монтажная коробка 12, в которой могут быть размещены, например, приводные двигатели 13 для ходовых приводов 13A. На задней стороне станины 11 комбайна близко к обоим наружным концам расположены направляющие башмаки 14, с помощью которых горнопроходческий комбайн 10 направляется на сторону заполнения направляющего пути (позиция 7 на фиг.1) конвейерного устройства. Приводное зубчатое колесо приводного устройства, которое взаимодействует с цевочной зубчатой передачей (8 на фиг.1), может располагаться, например, централизованно в среднем коробчатом элементе, в центре между двумя направляющими башмаками 14, или альтернативно, как показано на фиг., при этом соответствующий гидравлический ходовой привод 13A может располагаться близко к каждому из направляющих башмаков 14, а насос ходового привода приводится в действие от приводного двигателя 13. С целью направления горнопроходческого комбайна 10 и поддерживания станины 11 комбайна на направляющем рельсе (6 на фиг.1) направляющие ролики (15 на фиг.1) могут располагаться на передней стороне станины 11 комбайна, при этом направляющие ролики устанавливаются, например, на нижней стороне удерживающих кронштейнов 16.

Извлечение материалов в рабочей камере 2 осуществляется с помощью отдельных инструментов 17 для разработки материала, предпочтительно в виде резцов с цилиндрическим хвостовиком, при этом множество предпочтительно идентичных инструментов для извлечения материала располагаются на вращающемся инструментальном суппорте 18, и дополнительно множество инструментальных суппортов 18 идентичной структуры располагаются по окружности барабана 19, который может вращаться вокруг оси W барабана. В показанном иллюстративном варианте осуществления изобретения восемь инструментальных суппортов 18, например, располагаются на каждом барабане 19, и каждый из инструментальных суппортов 18 оборудован тремя резцами, такими как инструменты 17 для извлечения материала, на каждом из трех круговых сегментов вокруг оси вращения инструментального суппорта 18. Наложение вращения барабана 19 на вращение инструментальных суппортов 18 позволяет обеспечить разработку материала из выемочной стенки 2 с помощью активированных инструментов 17 для извлечения материала, при этом каждый отдельный резец вырезает или извлекает раздробленный материал из выемочной стенки. В этом случае вращение инструментального суппорта 18 дополнительно продвигает резец в направлении его действия, и в то же время вращение барабана 19 в этом случае приводит к тому, что другой резец на том же инструментальном суппорте 18 или на последующем инструментальном суппорте в круговом направлении вращения барабана 19 разрабатывает материал. Режим работы соответствующего барабана описывается, например, в документе US 2010/001574 A1.

Горнопроходческий комбайн 10 в соответствии с изобретением для горнодобывающей установки 1, согласно изобретению проектируется для разработки длинными забоями минеральных материалов, залегающих в виде пластов или для подземного массового месторождения, в которых горнопроходческий комбайн 10 перемещается вдоль конвейерного устройства 5, с помощью которого добытые материалы транспортируются из зоны разработки. Поэтому путь перемещения горного проходческого комбайна 10 определяется положением конвейерного устройства 5, и хотя станина 11 комбайна направляется с динамическим свободным ходом на конвейерном устройстве 5 с помощью направляющих башмаков 14 и направляющего ролика 15, с другой стороны не существует степени свободы между станиной 11 комбайна и конвейерным устройством 5.

Для предпочтительного варианта извлечения материала в обоих направлениях перемещения горного проходческого комбайна 10 в каждом случае иллюстративного варианта осуществления изобретения показано два барабана 19, составляющие пару барабанов, которые имеют ось W, при этом каждая пара 20 барабанов является регулируемой по высоте относительно станины 11 комбайна с помощью поворотной руки 21. Для того чтобы в этом случае достичь желательных или предпочтительных условий извлечения для горнопроходческого комбайна 10, имеющего активированные рабочие инструменты 17 для обоих направлений перемещения, положение оси W барабана, вокруг которой соответствующий барабан 19 может вращаться, может быть немного изменено на несколько угловых градусов относительно направления перемещения станины 11 комбайна, при этом направление перемещения станины 11 комбайна в целом является параллельным выравниванию по прямой линии конвейерного устройства 5. Две слегка наклоняемые пары 20 барабанов с соответствующими поворотными руками 21 имеют ту же структуру и эта структура пары 20 барабанов будет пояснена со ссылками, в частности, на фиг.5A и 5B.

Чтобы лучше различать барабаны, на фиг.5A и 5B один барабан из пары 20 барабанов обозначается позицией 19A, а другой барабан обозначается позицией 19B. Два барабана 19A, 19B пары 20 барабанов устанавливаются с возможностью вращения на передних концах вилкообразной поворотной руки 21, а привод 22 вращения для одновременного приведения во вращение обоих барабанов 19A, 19B в том же направлении вращения располагается центрально между двумя барабанами 19A, 19B, но смещенным к стороне заполнения между задними концами поворотной руки 21. Выходной вал привода 22 вращения может быть присоединен через муфту 23 к трансмиссии, расположенной в корпусе 24 трансмиссии центрально между двумя барабанами 19A, 19B. Фиг.5A показывает пару 20 барабанов в рабочем положении во время прохождения горной разработки в направлении F перемещения справа налево. Ось W барабана (или нормаль N к оси W барабана) наклонена на угол + α наклона относительно направления F перемещения, в результате которого инструменты 17 для извлечения материала на инструментальных суппортах 18 барабана 19A располагаются ближе к фронту работ, чем инструменты на барабане 19B. Поэтому на фиг.5A во время прохождения горной разработки в направлении F только активированные рабочие инструменты 17 на барабане 19A осуществляют работу по разработке материала, в то время как барабан 19B вращается свободно и не имеет контакта с удаляемым материалом. В то же время ни одна из осей R вращения инструментальных суппортов 18 на барабанах 19A, 19B не является перпендикулярной оси W барабана, вместо этого оси R вращения наклонены относительно нормали N к оси W барабана на угол - γ в случае барабана 19A и на угол + γ в случае барабана 19B. Поэтому две оси R вращения образуют между собой конус, а два барабана 19A, 19B с их инструментальными суппортами образуют кольцеобразное расположение. Угол γ наклонения может быть равен по величине углу α наклона и приблизительно составлять 6°, как в показанном иллюстративном варианте осуществления изобретения, но, в частности, он также может быть больше, чем угол наклона. Благодаря кольцеобразному расположению осей R вращения инструментальных суппортов 18 на барабане 19A относительно оси барабана 19B, с дополнительным наклонением оси W барабана относительно направления F перемещения или относительно противоположного направления F′ перемещения (фиг.5B) возможно достижение благоприятного коэффициента перекрытия между отдельными резцами на инструментальных суппортах 18 и материалом, который должен удаляться из фронта работ во время прохождения горной разработки, при этом каждый отдельный резец инструмента 17 для извлечения материала имеет существенный задний угол резца во время контакта с материалом, чтобы отбивать обломки раздробленного материала из выемочной стенки. Когда горнопроходческий комбайн 10 продвигается в противоположном направлении F′ перемещения, ось W барабана соответственно наклонена на угол - α наклона относительно направления F′ перемещения. Таким образом, в случае этого направления перемещения только инструменты 17 на барабане 19B выполняют работу по проходке горной разработки, в то время как инструменты на барабане 19A не имеют никакого контакта с материалом. Для того чтобы в то же время также гарантировать, что материал, разработанный отдельными рабочими инструментами 17 на инструментальных суппортах 18, разрушается в каждом случае в том же направлении, а также то, что создаваемые условия извлечения являются одинаковыми для обоих направлений перемещения, направления вращения инструментальных суппортов 18 на барабане 19A противоположны направлению вращения на барабане 19B.

В показанном варианте осуществления изобретения в том случае, когда горнопроходческий комбайн 10 имеет наклонение оси W барабана относительно направления F перемещения, или относительно противоположного направлении F′ перемещения достигается то, что пары 20 барабанов вместе с поворотной рукой 21 и поворотным устройством для поворотных рук 21 устанавливаются на направляющей 30, которая взаимодействует и направляется поперечно наклоняемым способом в соответствующих направляющих устройствах 31 скольжения, которые фиксированно присоединяются к станине 11 комбайна. С целью регулирования или наклона направляющей 30 внутри направляющего устройства 31 два силовых гидроцилиндра 32 установлены для каждой пары 20 барабанов или для каждой направляющей 30, при этом силовые гидроцилиндры сочленяются на их переднем конце 33 с направляющей 30, а на заднем их конце 34 - со станиной 11 комбайна. Задний конец 34 силовых гидроцилиндров 32 устанавливается таким образом, что он мог вращаться вокруг оси, проходящей вертикально из станины 11 комбайна, а два силовых гидроцилиндра 32 могут управляться таким образом, что их штоки 35 цилиндра имеют различные длины выдвижения, создавая возможность достигать наклона направляющей 30 относительно станины 11 комбайна. Длина направляющего устройства скольжения для направляющей 30 на станине 11 комбайна и длина хода силовых гидроцилиндров 32 предпочтительно выбираются таким образом, что не только направляющая 30 может поворачиваться относительно станины 11 комбайна, но по меньшей мере одна регулировка глубины резания также может быть произведена в это же самое время, по той причине, что телескопирование обоих силовых гидроцилиндров 32 вызывает то, что вся направляющая 30 вместе с поворотной рукой 21 и парой 20 барабанов должна продвигаться вперед относительно станины 11 комбайна и, таким образом, также относительно направления транспортировки в направлении материала стенки. Поэтому телескопическое выдвижение направляющей 30 и, следовательно, продвижение оси W барабана становится возможным, например, для обратного хода (перемещение вверх) без перемещения конвейерного устройства, для материала, который снова должен удаляться во время обратного хода по всей длине конвейерного устройства, и, следовательно, из всей выемочной стенки, на той же самой глубине резания, как во время работы с перемещением вниз. Смещение конвейерного устройства 5 предпочтительно осуществляется только в том случае, когда весь горнопроходческий комбайн 10 поддерживается в главном штреке. Поскольку направляющая 30 может быть телескопической, также возможно во время работы по извлечению материалов выполнять повторное удаление материала в том же самом уступе пласта с помощью активного барабана 19 последующей пары 20 барабанов, таким образом, во время одного прохода при разработке месторождения дважды выбирается глубина резания. Вариант способа, в котором как проход вниз из главного штрека к вспомогательному штреку, так и проход вверх от вспомогательного штрека к главному штреку осуществляется с удалением материала, без перемещения конвейерного устройства горнодобывающей установки, или вариант способа, в котором удаление материала осуществляется в том же уступе пласта с помощью различных телескопических пар барабанов или барабанов, может быть самостоятельным изобретением.

Каждый барабан 19 имеет такие пространственные размеры, что диаметр барабана 19, оборудованного инструментальными суппортами 18 и инструментами 17, больше, чем высота станины 11 комбайна, как видно на фиг.1, 3 и 4. Горнопроходческий комбайн 10 может, в принципе, быть снабжен только одной парой 20 барабанов, расположенной таким образом, чтобы она могла наклоняться на направляющей, поскольку в этом случае уже возможно удаление материала в обоих направлениях перемещения активизированными инструментами 17 на каждом барабане 19. Однако для того чтобы также могла быть достигнута гибкость в отношении высоты извлечения материала, особенно предпочтительной является компоновка, в которой две пары 20 барабанов располагаются на станине 11 комбайна, при этом каждая пара 20 барабанов является регулируемой по высоте с помощью отдельной поворотной руки 21, независимо от другой пары барабанов. Во время прохождения горной разработки поворотные руки 21 для пары 20 барабанов устанавливаются таким образом, что в каждом случае пара 20 барабанов, являющаяся ведущей в направлении перемещения, располагается выше, чем задняя пара 20 барабанов, таким образом, задняя пара барабанов может также дополнительно принимать на себя загрузочную функцию и проталкивание материала, удаляемого ведущей парой 20 барабанов через погрузочный полок и на конвейерную ленту конвейерного устройства 5.

Фиг. с 2-4 показывают горнопроходческий комбайн 10 при перемещении барабана слева направо или в плоскости чертежа, поскольку соответствующая задняя поворотная рука 21 вместе с взаимодействующей с ней парой 20 барабанов находится выше, чем передняя поворотная рука 21. Вращение поворотных рук 21 осуществляется с использованием рычажного механизма 40, при этом нижнее плечо 41 рычажного механизма 40 соединяется с направляющей 30 с возможностью поворота вокруг горизонтальной поворотной оси; второе плечо 42 рычажного механизма 40 является сочлененным с поворотной рукой 21 таким образом, чтобы оно могло поворачиваться вокруг горизонтальной оси, при этом первое плечо 41 и второе плечо 42 соединены шарниром 43, с которым также связан силовой гидроцилиндр 44 для опускания или подъема поворотной руки 21 за счет выдвижения или втягивания силового гидроцилиндра 44 и одновременного поворота плеч 41, 42 рычажного механизма 40. Поворотная рука 21 в этом случае поворачивается вокруг точки поворота поворотной руки 21 в заднем конце относительно направляющей 30. Каждая поворотная рука 21 в этом случае поддерживается на обеих сторонах привода 22 вращения с помощью соответствующего рычажного механизма 40 и его плеч 41, 42, а также снабжена на обеих сторонах силовыми гидроцилиндрами 44, которые действуют на шарнир 43 рычажного механизма 40. Задний конец 45 каждого силового гидроцилиндра 44 поддерживается на монтажной детали 39 направляющей 30, как показано на фиг.4.

Кроме того, на передней стороне или на стороне выемочной стенки станина 11 комбайна снабжена очищающими щетками 46 для обоих направлений перемещения. Эти очищающие щетки присоединяются к станине 11 комбайна через консольные рычаги и могут быть вращающимися.

Изобретение не ограничивается показанным иллюстративным вариантом осуществления изобретения, и специалистам в данной области техники ясно, что многочисленные модификации подразумеваются включенными в защищенный объем прилагаемой формулы изобретения, которая следует из приведенного выше описания. Описание первоначально базировалось на использовании горного проходческого комбайна при разработке длинными забоями для извлечения материалов, залегающих в виде пластов, при этом длина забоя также является по выбору любой по величине длиной. Однако комбайн также может использоваться для вскрытия или для подрубки массового месторождения, которое в дальнейшем будет извлекаться способом бункерной разгрузки, особенно в том случае, когда найден, например, высокоабразивный материал.

Изобретение относится к горнодобывающей установке для извлечения минеральных материалов, залегающих в виде пластов или массового месторождения, содержащей конвейерное устройство для вынесения добытого материала, также содержащей горнопроходческий комбайн. Технический результат - высокая производительность извлечения материала и в то же время уменьшенный износ инструмента. Комбайн содержит по меньшей мере одну пару барабанов, снабженных инструментами для разработки материала и соосно установленных на поворотной руке с возможностью вращения и регулировки по высоте относительно станины комбайна с помощью поворотной руки. Ось указанной пары барабанов, по существу, параллельна направлению перемещения горнопроходческого комбайна. Инструменты для разработки материала установлены группами на инструментальных суппортах, которые расположены по окружности каждого барабана из указанной пары барабанов с возможностью вращения вокруг осей, расположенных поперечно по отношению к оси указанной пары барабанов. При этом оси вращения инструментальных суппортов на первом из указанной пары барабанов расположены под углом 90°-γ по отношению к оси первого барабана, а оси вращения инструментальных суппортов на втором из указанной пары барабанов расположены под углом 90°+γ по отношению к оси второго барабана. 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Горнопроходческий комбайн для извлечения минеральных материалов, залегающих в виде пластов или массива, содержащий
конвейерное устройство для транспортировки добытого материала,
станину, установленную с возможностью перемещения вдоль конвейерного устройства,
по меньшей мере одну пару барабанов, снабженных инструментами для разработки материала и соосно установленных на поворотной руке с возможностью вращения и регулировки по высоте относительно станины комбайна с помощью поворотной руки, при этом
ось указанной пары барабанов, по существу, параллельна направлению перемещения горнопроходческого комбайна,
инструменты для разработки материала установлены группами на инструментальных суппортах, которые расположены по окружности каждого барабана из указанной пары барабанов с возможностью вращения вокруг осей, расположенных поперечно по отношению к оси указанной пары барабанов, так, что
оси вращения инструментальных суппортов на первом из указанной пары барабанов расположены под углом 90°-γ по отношению к оси первого барабана, а оси вращения инструментальных суппортов на втором из указанной пары барабанов расположены под углом 90°+γ по отношению к оси второго барабана.

2. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что ось барабана, по существу, параллельна направлению перемещения горнопроходческого комбайна.

3. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что во время проходки при горной разработке ось барабана наклонена по отношению к направлению перемещения с угловым смещением между осью барабана и направлением перемещения, предпочтительно равным или меньше чем ±6°.

4. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что положение оси барабана относительно направления перемещения является регулируемым на угол (α) наклона.

5. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что оси вращения инструментальных суппортов расположены под углом (γ) наклонения по отношению к нормали к оси взаимодействующего с ними барабана, при этом угол (γ) наклонения приблизительно равен или меньше угла ±6°.

6. Горнопроходческий комбайн по п. 5, характеризующийся тем, что угол (γ) наклонения и угол (α) наклона соответствуют друг другу, при этом угол (γ) наклонения предпочтительно является большим, чем угловое смещение, вызванное углом (α) наклона.

7. Горнопроходческий комбайн по п. 6, характеризующийся тем, что оси вращения инструментальных суппортов первого барабана и второго барабана обращены в направлении друг к другу.

8. Горнопроходческий комбайн по п. 6, характеризующийся тем, что привод вращения для двух барабанов расположен центрально между первым барабаном и вторым барабаном пары барабанов.

9. Горнопроходческий комбайн по п. 6, характеризующийся тем, что инструментальные суппорты на первом барабане установлены с возможностью вращения в противоположном направлении по отношению к инструментальным суппортам второго барабана.

10. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что на станине комбайна расположены две регулируемые по высоте и наклоняемые поворотные руки, каждая из которых поддерживает пару барабанов.

11. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что поворотные руки являются регулируемыми по высоте с помощью рычажного механизма.

12. Горнопроходческий комбайн по п. 11, характеризующийся тем, что с рычажным механизмом связан силовой гидроцилиндр.

13. Горнопроходческий комбайн по п. 12, характеризующийся тем, что поворотные руки и рычажный механизм установлены на направляющих, которые установлены с возможностью наклона в направляющих устройствах на станине комбайна.

14. Горнопроходческий комбайн по п. 13, характеризующийся тем, что силовые цилиндры связаны одним концом с направляющей, а другим - с шарниром рычажного механизма для обеспечения регулировки по высоте поворотной руки и оси взаимодействующего с ней барабана.

15. Горнопроходческий комбайн по п. 13, характеризующийся тем, что на каждой направляющей установлена пара силовых гидроцилиндров, связанных одним концом со станиной комбайна, а другим - с направляющей.

16. Горнопроходческий комбайн по п. 15, характеризующийся тем, что силовые гидроцилиндры выполнены с возможностью раздельного функционирования, так что угол наклона оси барабана относительно направления перемещения является регулируемым за счет различных длин выдвижения силовых гидроцилиндров.

17. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что снабжен ходовыми приводами, взаимодействующими с цевочной зубчатой передачей, закрепленной к конвейерному устройству, и чистящими элементами, расположенными на станине комбайна.

18. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что высота станины комбайна меньше, чем диаметр барабанов, оборудованных инструментами.

19. Горнопроходческий комбайн по п. 1, характеризующийся тем, что каждый инструментальный суппорт снабжен множеством инструментов для разработки материала, расположенных на нескольких круговых сегментах, при этом количество инструментов для разработки материала и их относительное угловое расположение предпочтительно является постоянным на каждом круговом сегменте.