СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 2017 года по МПК E21C41/26 E21C25/10 E21C47/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при селективной разработке сложноструктурных угольных месторождений с помощью карьерных комбайнов.

Известен исполнительный орган горной машины [1], имеющий корпус, в отверстиях которого подвижно установлены инструменты, взаимодействующие с механизмом для их перемещения, размещенным в полости корпуса. Механизм для перемещения инструмента выполнен в виде коленчатого вала с шатунами, которые кинематически связаны с инструментами для их перемещения вдоль радиуса, находящегося в вертикальной плоскости перпендикулярной оси вращения корпуса.

Данное устройство имеет низкую надежность, высокую энергоемкость и не обеспечивает селективность разработки сложноструктурных месторождений.

Известен реверсивный рабочий орган комбайна [2], включающий барабан со ступицей, кольцом и лопасти с режущим инструментом, установленные с возможностью взаимодействия с кулаками, расположенными на барабане, и соединенные с кольцом с помощью осей, установленных в отверстиях, соосно выполненных в лопастях и кольце.

За счет того, что механизмы для перемещения режущих инструментов расположены на наружной поверхности рабочего органа и могут подвергаться внешнему воздействию - удары, запыленность, снижается надежность устройства. Кроме того, реверс барабана усиливает знакопеременные нагрузки на механизмы рабочего органа.

Наиболее близким по технологической сущности является способ разработки сложноструктурного месторождения и рабочий орган для осуществления способа [3], включающий создание требуемой концентрации напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки и формирование в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с помощью режущих инструментов рабочего органа комбайна в зависимости от прочностных характеристик горной породы, формирование зон разрушения осуществляется с учетом прочностных характеристик породы по ширине обрабатываемой поверхности при изменении функциональных параметров - скорости вращения корпуса рабочего органа и скорости продвижения комбайна при их рациональном сочетании в условиях селективной разработки сложноструктурных месторождений, фиксирование прочностных характеристик породы датчиками регистрации прочности, связанными с системой управления, размещение механизма для перемещения режущих инструментов в полости корпуса, а дисков с режущими инструментами - в пазах корпуса с возможностью вращения относительно шарнирного соединения.

Недостатками данного способа является то, что при работе комбайна происходит переизмельчение добываемого угля с выходом большого количества мелкой и тонкой фракций, снижающих качество и товарную стоимость полезного ископаемого, увеличиваются потери мелких и тонких фракций при транспортировке и перевалке угля, возрастает запыленность на месте ведения работ.

Технический результат заключается в повышении производительности, надежности и расширении технологической эффективности разрушения пород различной степени крепости и связности, а также - экологической эффективности.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки сложноструктурных угольных месторождений, включающем создание требуемой концентрации напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки и формирование в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с помощью режущих инструментов рабочего органа комбайна в зависимости от прочностных характеристик горной породы, формирование зон разрушения с учетом прочностных характеристик породы по ширине обрабатываемой поверхности при изменении функциональных параметров - скорости вращения корпуса рабочего органа и скорости продвижения комбайна при их рациональном сочетании в условиях селективной разработки сложноструктурных месторождений, фиксирование прочностных характеристик породы датчиками регистрации прочности, связанными с системой управления, размещение механизма для перемещения режущих инструментов в полости корпуса, а дисков с режущими инструментами - в пазах корпуса с возможностью вращения относительно шарнирного соединения, селективная разработка с обеспечением снижения переизмельчения угля осуществляется посредством увеличения шага расстановки угольных режущих инструментов по отношению к шагу расстановки породных режущих инструментов в два раза, при этом поворот режущих инструментов с дисками осуществляется в одну сторону посредством вращения валов, на одном из концов которых установлены шестерни, взаимодействующие с гидромотором через редуктор, а фиксация дисков с режущими инструментами в рабочем положении осуществляется упорами автоматически.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

Способ разработки сложноструктурных угольных месторождений изображен на чертежах.

На фиг. 1 - общий вид карьерного комбайна при отработке сложно-структурного угольного месторождения; на фиг. 2 - рабочий орган комбайна, сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2, угольные режущие инструменты в плоскости разреза в рабочем положении; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2, породные режущие инструменты в рабочем положении.

Способ разработки сложноструктурных угольных месторождений включает создание требуемой концентрации напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки 1 и формирование в поверхностном слое 2 обрабатываемого массива 3 зон разрушения 4 с помощью режущих инструментов 5 рабочего органа 6 комбайна 7 в зависимости от прочностных характеристик горной породы. Формирование зон разрушения 4 осуществляется по ширине обрабатываемой поверхности 8. Комбайн 7 снабжен датчиками 9 регистрации прочности, связанными с системой управления 10. Механизм 11 для перемещения режущих инструментов 5 размещен в полости 12 корпуса 13, а диски 14 с режущими инструментами 5 - в пазах 15 корпуса 13 с возможностью вращения относительно шарнирного соединения 16. Шаг 17 расстановки угольных режущих инструментов 18 по отношению к шагу 19 расстановки породных режущих инструментов 20 увеличен в два раза. Поворот режущих инструментов 5 с дисками 14 осуществляется в одну сторону 21 посредством вращения валов 22, на одном из концов 23 которых установлены шестерни 24, взаимодействующие с гидромотором 25 через редуктор 26. Диски 14 с режущими инструментами 5 в рабочем положении фиксируются автоматически упорами 27.

Способ разработки сложноструктурных угольных месторождений осуществляется следующим образом.

Создается требуемая концентрация напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки 1. Формируются в поверхностном слое 2 обрабатываемого массива 3 зоны разрушения 4 с помощью режущих инструментов 5 рабочего органа 6 комбайна 7 в зависимости от прочностных характеристик горной породы. Формирование зон разрушения 4 осуществляется с учетом прочностных характеристик породы по ширине обрабатываемой поверхности 8 при изменении функциональных параметров - скорости вращения корпуса 13 рабочего органа 6 и скорости продвижения комбайна 7 при их рациональном сочетании в условиях селективной разработки сложноструктурных месторождений. Фиксируются прочностные характеристики породы датчиками 9 регистрации прочности, связанными с системой управления 10. Селективная разработка с обеспечением снижения переизмельчения угля осуществляется посредством увеличения шага 17 расстановки угольных режущих инструментов 18 по отношению к шагу 19 расстановки породных режущих инструментов 20 в два раза. Поворот режущих инструментов 5 с дисками 14 осуществляется в одну сторону 21 посредством вращения валов 22, на одном из концов 23 которых установлены шестерни 24, взаимодействующие с гидромотором 25 через редуктор 26. Размещение механизма 11 для перемещения режущих инструментов 5 производится в полости 12 корпуса 13, а дисков 14 с режущими инструментами 5 - в пазах 15 корпуса 13 с возможностью вращения относительно шарнирного соединения 16. Фиксация дисков 14 с режущими инструментами 5 в рабочем положении осуществляется автоматически посредством упоров 27.

Способ снижает переизмельчение угля при добыче его карьерным комбайном, уменьшает запыленность в зоне ведения работ и снижает потери мелких и тонких фракций при транспортировкой перегрузке угля.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1149006 Исполнительный орган горной машины / Бреннер В.А., Зысманов Л.Г., Кавыршин И.П., Павлин В.Я. Опубликовано 07.04.1985. Бюл. №13.

2. Авторское свидетельство №1204727 Реверсивный рабочий орган комбайна / Бут В.А., Клиновский А.А., Муравьев В.П., Литовченко Н.А. Опубликовано 15.01.1986. Бюл. №2.

3. Патент РФ №2539479 Способ разработки сложноструктурного месторождения и рабочий орган для осуществления способа / Чебан А.Ю., Шемякин С.А., Хрунина Н.П. Опубликовано 20.01.2015. Бюл. №2.

Изобретение может быть использовано при селективной разработке сложноструктурных угольных месторождений с помощью карьерных комбайнов. Способ повышает производительность, надежность и расширяет технологическую эффективность разрушения пород различной степени крепости и связности, а также - экологическую эффективность. Способ включает создание требуемой концентрации напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки и формирование в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с помощью режущих инструментов рабочего органа комбайна в зависимости от прочностных характеристик горной породы, формирование зон разрушения с учетом прочностных характеристик породы по ширине обрабатываемой поверхности. Селективная разработка осуществляется с обеспечением снижения переизмельчения угля посредством увеличения шага расстановки угольных режущих инструментов по отношению к шагу расстановки породных режущих инструментов в два раза. Поворот режущих инструментов с дисками осуществляется в одну сторону посредством вращения валов, на одном из концов которых установлены шестерни, взаимодействующие с гидромотором через редуктор, а фиксация дисков с режущими инструментами в рабочем положении осуществляется упорами автоматически. 4 ил.

Способ разработки сложноструктурных угольных месторождений, включающий создание требуемой концентрации напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки и формирование в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с помощью режущих инструментов рабочего органа комбайна в зависимости от прочностных характеристик горной породы, формирование зон разрушения с учетом прочностных характеристик породы по ширине обрабатываемой поверхности при изменении функциональных параметров - скорости вращения корпуса рабочего органа и скорости продвижения комбайна при их рациональном сочетании в условиях селективной разработки сложноструктурных месторождений, фиксирование прочностных характеристик породы датчиками регистрации прочности, связанными с системой управления, размещение механизма для перемещения режущих инструментов в полости корпуса, а дисков с режущими инструментами - в пазах корпуса с возможностью вращения относительно шарнирного соединения, отличающийся тем, что селективная разработка с обеспечением снижения переизмельчения угля осуществляется посредством увеличения шага расстановки угольных режущих инструментов по отношению к шагу расстановки породных режущих инструментов в два раза, при этом поворот режущих инструментов с дисками осуществляется в одну сторону посредством вращения валов, на одном из концов которых установлены шестерни, взаимодействующие с гидромотором через редуктор, а фиксация дисков с режущими инструментами в рабочем положении осуществляется упорами автоматически.