ГОРНЫЙ КОМБАЙН Российский патент 2017 года по МПК E21C27/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к горным комбайнам непрерывного действия, и предназначено для проведения горных выработок при добыче полезных ископаемых подземным способом.

Уровень техники

Известен проходческо-очистной комбайн (патент US №2770448 (А)), включающий раму, гусеничный ход, исполнительный орган, выполненный в виде двух роторов, а также верхнюю и нижнюю буровые штанги.

Недостатком данного решения является невозможность получения равномерно-вертикальных стен выработки, а также направленность на формирование профиля выработки, исключительно близкого к прямоугольному.

Также известен тоннельный экскаватор (патент US №6305754 (В1)), включающий ходовую часть, опорный корпус, пару центральных резцов и расположенные горизонтально за ними пару винтовых резцов, установленных в верхней и нижней частях комбайна. Данное устройство принято за прототип.

Недостатком прототипа является получение только овальной формы выработки, что обусловлено конструкцией опорного корпуса. Кроме того, из-за длины нижнего винтового резца не удается обеспечить вертикальных боковых стен, что приводит к неполной выемки вырабатываемой горной массы.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом настоящего изобретения является формирование овально-арочной формы выработки с максимально возможными вертикальными стенами без козырьков и, следовательно, максимальной выемкой полезного ископаемого.

Это достигается тем, что длина барабана L₁ верхнего отбойного устройства находится в интервале 0,9-1,1L межцентрового расстояние между вращающимися исполнительными органами, а его диаметр соответствует неравенству:

При этом барабаны нижнего отбойного устройства выполнены составными, а их концевые части снабжены бермовыми фрезами, диаметр d₂ которых зависит от длины барабана L₂. При этом диаметр фрезы определяется соотношением:

Для придания кровле выработки формы равномерной арки, без переходов от криволинейного к прямолинейному, рекомендуется дополнительное улучшение, при котором диаметр верхнего отбойного барабана переменный и увеличивается к центру комбайна.

Сопоставление заявляемого горного комбайна с прототипом, позволяет сделать вывод об отсутствии в последнем признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого изобретения.

Также изобретение не следует явным образом из уровня техники, поэтому авторы считают, что объект является новым и имеет изобретательский уровень, поскольку при устранении такого технического решения, как длина верхнего отбойного устройства предпочтительно находится в интервале 0,9-1,1L, а его диаметр соответствует неравенству:

,

при этом барабан нижнего отбойного устройства выполнен составным, концевые части которых снабжены бермовыми фрезами, диаметр d₂ которых зависит от длины барабана L₂ нижнего отбойного устройства и определяется соотношением:

,

что позволяет получить максимально возможные вертикальные стенки без козырьков и, следовательно, максимальной выемкой полезного ископаемого.

Кроме того, для достижения дополнительного улучшения в виде переменного диаметра верхнего отбойного устройства, увеличивающегося к центру, будет невозможно обеспечить кровле выработки формы равномерной арки, а следовательно, исчезнет и технический результат.

Описание чертежей

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где изображено:

Фиг. 1 - Общий вид горный комбайн;

Фиг. 2 - Вид сечения горной выработки, проходимый горным комбайном с параметрами выработки;

Фиг. 3 - Горный комбайн с роторным исполнительным органом;

Фиг. 4 - Горный комбайн с планетарно-дисковым исполнительным органом.

Осуществление изобретения

Горный комбайн содержит ходовую часть (1), раму (2), два вращающихся исполнительных органа (3) с межцентровым расстоянием L и радиусом R описываемого контура при вращении одним исполнительным органом, верхнее отбойное устройство (4), нижнее отбойное устройство (5), бермовые фрезы (6).

Изобретение работает следующим образом. Горный комбайн ходовой частью 1 (Фиг. 1) подается на забой до соприкосновения исполнительного органа 3 (фиг. 1) с забоем. При этом идет обработка забоя по контуру R, описываемого при вращении одним исполнительным органом (Фиг. 2). Верхнее отбойное устройство 4 (Фиг 2) при этом удаляет целик, образованный двумя исполнительными органами, параметры отбойного органа при этом соответствуют указанным соотношениям, и обеспечивает плоскую кровлю выработки. Целик в нижней части выработки обрабатывается нижним отбойным устройством 5 (Фиг. 2), выполнен составным, концевые части которого снабжены бермовыми фрезами 6 (Фиг. 2). При этом диаметр d₂ бермовой фрезы определяется по представленной формуле исходя из заданной ширины проходимой выработки L₂ во избежание образования козырька между описываемым контуром при вращении одним исполнительным органом и вертикальной составляющей контура выработки. Таким образом, размеры бермовой фрезы позволяют получить оптимальные параметры проходимой выработки с обеспечением ее устойчивости.

Кроме того, для достижения дополнительного улучшения профиля выработки верхнее отбойное устройства может быть выполнено с переменным диаметром, увеличивающимся к центру.

Следует отметить, что приведенная конфигурация горного комбайна и ее элементы являются частным случаем и могут быть исполнены по-другому. Существенными являются сами возможности, которые такая конфигурация дает и которые, тем не менее, могут быть достигнуты рядом других конструктивных особенностей. Например, если ширина выработки по основанию будет равна L₂=L+2R, то для получения вертикальной составляющей контура выработки диаметр d₂ должен быть равным радиусу R. Также формулой изобретения не ограничивается использование в конструкции горного комбайна исполнительных органов различных исполнений, в том числе роторных (Фиг. 3), планетарно-дисковых (Фиг. 4) и т.п.

Также для заявленного горного комбайна в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, существует возможность изготовления и применения с помощью известных до даты подачи заявки средств и методов.

Заявляемое изобретение может найти широкое применение в горной промышленности для проведения выработок породы, в частности проходческих комбайнов непрерывного действия, используемых при добыче полезных ископаемых подземным способом.

Изобретение относится к горным комбайнам. Техническим результатом является формирование оптимальной формы выработки. Горный комбайн включает ходовую часть, раму, два вращающихся исполнительных органа с межцентровым расстоянием и радиусом описываемого контура при вращении одним исполнительным органом, два отбойных устройства, расположенные в нижней и верхней частях. Длина барабана верхнего отбойного устройства находится в интервале 0,9-1,1 межцентрового расстояния между вращающимися исполнительными органами. Барабаны нижнего отбойного устройства выполнены составными, концевые части снабжены бермовыми фрезами. Диаметр бермовых фрез зависит от длины барабана нижнего отбойного устройства. Диаметр барабана верхнего отбойного устройства и диаметр бермовых фрез соответствуют определенным математическим выражениям. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Горный комбайн, включающий ходовую часть, раму, два вращающихся исполнительных органа с межцентровым расстоянием L и радиусом R описываемого контура при вращении одним исполнительным органом, два отбойных устройства, расположенные в нижней и верхней частях соответственно, отличающийся тем, что длина барабана L₁ верхнего отбойного устройства находится в интервале 0,9-1,1L межцентрового расстояния между вращающимися исполнительными органами, а его диаметр соответствует неравенству:

при этом барабаны нижнего отбойного устройства выполнены составными, а концевые части снабжены бермовыми фрезами, диаметр d₂ которых зависит от длины барабана L₂ нижнего отбойного устройства и определяется соотношением:

2. Горный комбайн по п. 1, отличающийся тем, что диаметр верхнего отбойного барабана переменный и увеличивается к центру комбайна.