Способ проходки вертикальных стволов и комплекс для его осуществления Российский патент 2017 года по МПК E21D1/08 

Описание патента на изобретение RU2613999C2

Изобретение относятся к горной промышленности, а именно к проходческому оборудованию, и может быть использовано для сооружения вертикальных стволов.

Известно устройство для проходки вертикальных стволов, содержащее цилиндрический корпус, гидроцилиндры передвижения, расположенные по диаметру, установленное в нижней части опалубки фрезерное приспособление для разработки грунта, имеющее осевую подачу и привод вращения, а также средство для вывозки грунта и подачи бетона (патент RU №2143560, кл. E21D 1/08, опубл. 1999).

Недостатками известного решения являются низкая скорость проходки и недостаточная надежность механизма.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ проходки вертикальных стволов шахт, включающий обуривание массива породы заходками в пределах проектного контура с использованием колонкового бура с трубчатым корпусом и подъем ее на поверхность, установку постоянной тюбинговой или кольцевой крепи по мере выемки породы очередной заходки, возведение бетонной крепи, разрушение породы внутри корпуса бура в каждой заходке перед подъемом буровзрывным способом, извлечение ее на поверхность, осуществление погрузки отбитой породы и обуривание породы очередной заходки одновременно с возведением монолитной бетонной крепи предыдущей заходки.

Реализация известного способа осуществляется посредством устройства для проходки вертикальных стволов шахт, включающего привод вращения, установленный на многоярусном проходческом полке, связанный с цилиндрическим буром, гидродомкраты внедрения бура, приспособление для экскавации извлекаемой породы, тюбингоукладчик (патент РФ №2547851, кл. E21D 1/06, опубл. 10.04.2015).

Недостатком описанного решения является недостаточная скорость проходки и трудоемкость процесса.

Задача изобретения состоит в повышении скорости процесса проходки и снижении трудоемкости процесса.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении скорости проходки ствола и качества крепи за счет обеспечения возможности возведения монолитной крепи внутри ствола, а также снижении трудоемкости процесса проходки.

Указанный технический результат достигается тем, что комплекс для проходки вертикальных выработок, включающий привод вращения, установленный на многоярусном проходческом полке, имеющем телескопические гидродомкраты, и связанный с цилиндрическим буром, гидродомкраты внедрения бура, погрузочную машину для экскавации извлекаемой породы и тюбингоукладчик, согласно изобретению комплекс снабжен кондуктором, по периметру которого размещены подшипники скольжения, и имеющим нижнее и верхнее опорные кольца, нажимным устройством с распорным приспособлением в породу, опалубкой, а цилиндрический бур выполнен с режущей кромкой по нижнему торцу и имеет в средней части опорное кольцо, на котором установлено зубчатое колесо, при этом приводы с шестернями, каждый из которых установлен на нижнем опорном кольце кондуктора с возможностью зацепления с зубчатым колесом, при этом погрузочная машина, установлена на телескопической вертикальной стойке, жестко закрепленной в верхней центральной части кондуктора, причем штоки цилиндров гидродомкратов внедрения бура в породу закреплены на верхнем опорном кольце кондуктора, а штоки телескопических гидродомкратов связаны с нажимным устройством, при этом на верхнем этаже проходческого полка выполнены ниши, в которых размещены прорезиненные надувные элементы для предотвращения протечки бетона.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен проходческий комплекс, смонтированный в стволе, на фиг. 2 изображен проходческий комплекс в работе, на фиг. 3 изображен узел А.

Комплекс для проходки вертикальных выработок, которые проходят по замороженным породам и породам с крепостью f=3÷6 по шкале М.М. Протодъяконова, включает цилиндрический бур 1, выполненный в виде перевернутого стакана с режущей кромкой по нижнему торцу, опорное кольцо 2, выполненное в средней части цилиндрического бура 1, на котором установлено зубчатое колесо 3. Кондуктор 4, по периметру которого размещены подшипники скольжения 5, и опирающийся на опорное кольцо 2 цилиндрического бура 1, приводы 6 с шестернями 7, установленными на нижнем опорном кольце 8 кондуктора 4 и входящие в зацепление с зубчатым колесом 3, погрузочную машину 9, установленную на телескопической вертикальной стойке 10, жестко закрепленной в верхней центральной части кондуктора 4, верхнее опорное кольцо 11 кондуктора 4. Нажимное устройство 12 с распорным устройством 13 в породу, гидродомкраты 14 внедрения бура 1 в породу, штоки 15 цилиндров, закрепленные на верхнем опорном кольце 11 кондуктора 4. Тюбингоукладчик 16 для монтажа сборной крепи, телескопические гидродомкраты 17, штоки которых связаны с нажимным устройством 12, многоярусный проходческий полок 18, гидрораспоры 19 многоярусного проходческого полка 18, ниши 20, выполненные на верхнем этаже 21 многоярусного проходческого полка 18, прорезиненные надувные элементы 22, установленные в нишах 20 во избежание протечки бетона, опалубку 23 для возведения бетонной крепи 24 с внутренней стороны тюбингов 25. Опалубка 23 шарнирно связана с верхней частью многоярусного проходческого полка 18 вертикальной стойкой 26, имеющей распорные приспособления 27.

Устройство работает следующим образом.

Производят обуривание забоя в пределах проектного контура ствола с использованием цилиндрического бура с режущей кромкой по нижнему торцу и выполняют щели на глубину заходки, затем внутри образованного щелью пространства бурят шпуры и для увеличения свободной поверхности при взрывании заполняют взрывчатым веществом лишь часть шпуров. Количество заполняемых взрывчатым веществом шпуров определяют крепостью взрываемых пород. Освобождают призабойную часть от оборудования и производят взрывание шпуров. Затем погрузочной машиной производят разработку и выемку породы. Далее возводят сборную крепь из железобетонных блоков или чугунных тюбингов в средней части забойного пространства, а затем возводят монолитную бетонную крепь 24 по внутренней поверхности тюбингов 25 заходками сверху вниз.

После проходки первых 15 м ствола обычным способом (устья ствола) диаметром, равным внешнему диаметру цилиндрического бура 1, его монтируют в стволе на забое, затем в него вставляют кондуктор 4 с нажимным устройством 12, с гидродомкратами 14 внедрения бура в породу и тюбингоукладчиком 16, после этого в устье ствола опускают проходческий полок 18 и соединяют штоки телескопических домкратов 17 многоярусного проходческого полка 18 с нажимным устройством 12. На этажах многоярусного проходческого полка 18 располагаются насосные станции, набор оборудования для бурения шпуров и т.д.

После монтажа комплекса и его опробования начинают проходку ствола.

Многоярусный проходческий полок 18 и нажимное устройство 12 гидрораспорами 19 распирают в породу, затем гидроприводами 6 с шестернями через цевочное или зубчатое колесо 3 приводят во вращение цилиндрический бур 1 со скоростью 1÷2 оборота в минуту, одновременно включают гидродомкраты 14 для внедрения цилиндрического бура 1. Бурение щели в породе осуществляют на глубину заходки (в замороженных породах это 2,5 м).

После обуривания контура на величину заходки начинают бурение шпуров на глубину заходки, заряжают взрывчатым веществом часть шпуров и производят взрывание их, затем производят проветривание забоя. Количество заполняемых взрывчатым веществом шпуров определяют крепостью взрываемых пород. Одновременно с бурением тюбингоукладчиком 16, установленным наверху нажимного устройства 12, монтируют железобетонные блоки или тюбинги 25.

После проветривания забоя гидрораспоры 13 и 19 убирают и нажимное устройство 12 вместе с многоярусным проходческим полком 18 опускаются на кондуктор 4. С глубиной горное давление увеличивается и может потребоваться возведение комбинированной крепи (тюбинги и монолитный бетон). Тогда комплекс доукомплектовывается опалубкой 23, установленной на верхнем этаже 21 многоярусного проходческого полка 18 и шарнирно закрепленной его центральной части, причем в боковых поверхностях полка 18 сформированы ниши 20, в которых размещены прорезиненные надувные элементы 22 для предотвращения протечки бетона. Далее цикл повторяется.

Похожие патенты RU2613999C2

название год авторы номер документа
КОМПЛЕКС ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ 2014
  • Паланкоев Ибрагим Магомедович
  • Бузов Геннадий Семёнович
RU2556764C1
Способ проходки и крепления вертикальных и наклонных выработок и щитовой комплекс для его осуществления 2015
  • Бузов Геннадий Семенович
  • Семенов Александр Николаевич
  • Паланкоев Ибрагим Магомедович
RU2607824C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ 1997
  • Зайцев А.А.
  • Кривоконев Е.В.
  • Полозов В.П.
  • Васильков А.И.
  • Христофоров С.Л.
RU2141030C1
СПОСОБ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОХОДКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ ШАХТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2014
  • Паланкоев Ибрагим Магомедович
RU2547851C1
СТВОЛОПРОХОДЧЕСКИЙ КОМБАЙН 2015
  • Антипов Виктор Васильевич
  • Смычник Евгений Анатольевич
  • Антипов Юрий Васильевич
  • Наумов Юрий Николаевич
RU2600807C1
СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ШАХТНОГО СТВОЛА, СТВОЛОПРОХОДЧЕСКИЙ КОМБАЙН, ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ АГРЕГАТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ АРМИРУЮЩЕЙ КРЕПИ (ВАРИАНТЫ) 2015
  • Антипов Виктор Васильевич
  • Антипов Юрий Васильевич
  • Наумов Юрий Николаевич
RU2592580C1
Устройство для анкерного крепления вертикальных стволов 1983
  • Мякшин Анатолий Дмитриевич
  • Смирнов Константин Иванович
  • Нудьга Иван Петрович
SU1141198A1
СТВОЛОВАЯ БУРОПОГРУЗОЧНАЯ УСТАНОВКА 2010
  • Хребто Иван Филиппович
  • Хазанович Григорий Шнеерович
  • Хребто Елена Святославна
  • Хребто Святослав Иванович
  • Шемшура Елена Анатольевна
RU2449127C1
СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ СБОРНО-МОНОЛИТНОЙ КРЕПИ СТВОЛА ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2016
  • Антипов Виктор Васильевич
  • Антипов Юрий Васильевич
  • Наумов Юрий Николаевич
  • Абрамчук Владимир Павлович
  • Педчик Александр Юрьевич
  • Костенко Виталий Вячеславович
RU2631061C1
Способ возведения монолитной бетонной крепи 1990
  • Федотов Игорь Викторович
SU1723332A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 613 999 C2

Реферат патента 2017 года Способ проходки вертикальных стволов и комплекс для его осуществления

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к проходческому оборудованию, и может быть использовано для сооружения вертикальных стволов. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении скорости проходки ствола и качества крепи за счет обеспечения возможности возведения монолитной крепи внутри ствола. Комплекс для проходки вертикальных выработок включает привод вращения, установленный на многоярусном проходческом полке, имеющем телескопические гидродомкраты, и связанный с цилиндрическим буром, гидродомкраты внедрения бура, погрузочную машину для экскавации извлекаемой породы и тюбингоукладчик. Комплекс снабжен кондуктором, по периметру которого размещены подшипники скольжения, и имеющим нижнее и верхнее опорные кольца, нажимным устройством с распорным приспособлением в породу, опалубкой. Цилиндрический бур выполнен с режущей кромкой по нижнему торцу и имеет в средней части опорное кольцо, на котором установлено зубчатое колесо, при этом приводы с шестернями установлены на нижнем опорном кольце кондуктора с возможностью зацепления с зубчатым колесом. Погрузочная машина установлена на телескопической вертикальной стойке, жестко закрепленной в верхней центральной части кондуктора, причем штоки цилиндров гидродомкратов внедрения бура в породу закреплены на верхнем опорном кольце кондуктора, а штоки телескопических гидродомкратов связаны с нажимным устройством, при этом на верхнем этаже проходческого полка выполнены ниши, в которых размещены прорезиненные надувные элементы, для предотвращения протечки бетона. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 613 999 C2

Комплекс для проходки вертикальных выработок, включающий привод вращения, установленный на многоярусном проходческом полке, имеющем телескопические гидродомкраты, и связанный с цилиндрическим буром, гидродомкраты внедрения бура, погрузочную машину для экскавации извлекаемой породы и тюбингоукладчик, отличающийся тем, что комплекс снабжен кондуктором, по периметру которого размещены подшипники скольжения, и имеющим нижнее и верхнее опорные кольца, нажимным устройством с распорным приспособлением в породу, опалубкой, шарнирно связанной с верхней частью шагающего многоярусного проходческого полка вертикальной стойкой, имеющей распорные приспособления, а цилиндрический бур выполнен с режущей кромкой по нижнему торцу и имеет в средней части опорное кольцо, на котором установлено зубчатое колесо, при этом приводы с шестернями установлены на нижнем опорном кольце кондуктора с возможностью зацепления с зубчатым колесом, при этом погрузочная машина установлена на телескопической вертикальной стойке, жестко закрепленной в верхней центральной части кондуктора, причем штоки цилиндров гидродомкратов внедрения бура в породу закреплены на верхнем опорном кольце кондуктора, а штоки телескопических гидродомкратов связаны с нажимным устройством, при этом на верхнем этаже многоярусного проходческого полка выполнены ниши, в которых размещены прорезиненные надувные элементы, для предотвращения протечки бетона.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2613999C2

Комбинированная крепь шахтного ствола 1985
  • Топорков Анатолий Васильевич
  • Мишедченко Анатолий Данилович
  • Борисов Олег Петрович
SU1321822A1
Установка для бурения вертикальных стволов шахт 1960
  • Архангельский А.С.
  • Гордиенко Б.И.
SU137865A1
Подвесной проходческий полок 1990
  • Данильченко Олег Иванович
  • Казанцев Дмитрий Яковлевич
SU1739038A1
Комплекс для сооружения горных выработок в мягких породах 1986
  • Бузов Геннадий Семенович
  • Демин Николай Николаевич
  • Яковлев Игорь Игоревич
SU1390363A1
СПОСОБ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОХОДКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ ШАХТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2014
  • Паланкоев Ибрагим Магомедович
RU2547851C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОКЛАДКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ ШАХТ 1997
  • Каляев Е.И.
RU2143560C1
WO 2014206688 A2, 31.12.2014
ПРАВДИВЦЕВ Б.Б., Совершенствование БВР при строительстве капитальных горных выработок, Молодежь и наука: сборник материалов Х Юбилейной Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 80-летию образования Красноярского края [Электронный ресурс]
— Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2014.

RU 2 613 999 C2

Авторы

Бузов Геннадий Семенович

Паланкоев Ибрагим Магомедович

Даты

2017-03-22Публикация

2015-07-16Подача