ШАГАЮЩИЙ ШАХТНЫЙ ПОЛОК Российский патент 2023 года по МПК E21D5/12 E21D5/10 E21D1/08 

Изобретение относится к области горного дела, а именно к оборудованию для сооружения шахтных стволов.

Известно устройство для перемещения забойной опалубки в стволе [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР SU 560064 A1, 30.05.1977, МПК E21D 5/12, Бюл. №20], включающее гидроцилиндры, закрепленные вертикально на подвижном полке, расположенном между верхним и нижним полком, соединенными между собой, опалубку, подвешенную на канатах, перекинутых через блоки, и выдвижные ригели, установленные на верхнем и подвижном полках.

Известен полок для проходки вертикальных стволов шахт [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР SU 658279 A1, 25.04.1979, МПК E21D 5/12, Бюл. №15], включающий многоэтажную конструкцию полка, механизм шагания, выполненный в виде вертикального силового цилиндра, шток которого шарнирно закреплен на верхнем полке, а корпус - на одном из подвижных полков и выдвижных ригелей.

Известен способ перехода шагающим оборудованием сопряжений вертикальных шахтных стволов шахт [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР SU 800375 A1, 30.01.1981 A1, МПК E21D 5/12, Бюл. №4], включающий перемещение шагающего оборудования по стволу с опиранием ригелей на основания лунок в крепи, в том числе перемещение шагающего оборудования в зоне сопряжения по установленным опорам, жестко закрепленных на основании сопряжения и расклиненных между ним и кровлей свода сопряжения.

К недостаткам всех перечисленных и подобных им технических решений относится необходимость опоры на плоскую горизонтальную поверхность опорных элементов механизма шагания (ригелей). Вместе с тем значительная часть шахтных стволов сооружается с применением тюбинговой крепи, скрепленных между собой крепежными элементами, такими как болты и гайки. Причем, как правило, крепежные элементы выступают над плоскостью ребер тюбингов. Это делает небезопасной эксплуатацию устройств, аналогичных представленным примерам.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение - обеспечение возможности шагания по тюбингам шахтного ствола с учетом выступающих над плоскостью ребер тюбинга крепежных элементов.

Достигаемый технический эффект заключается в повышении безопасности работ при сооружении шахтного ствола с тюбинговой крепью.

Поставленная задача решается за счет того, что, по меньшей мере, к двум этажам полка шарнирно присоединены, по меньшей мере, по два равномерно расположенных относительно оси шахтного ствола опорных элемента механизма шагания, каждый из которых выполнен в виде лапы с выступом в сторону стенки ствола, причем размеры и форма выступа позволяют размещать его между ребрами тюбинга в любом положении лапы, доступном при вращении при помощи шарнирного соединения, а в нижней части выступа имеется основание П-образной формы, причем расстояние между внутренними сторонами ребер П-образного основания лапы больше наибольшей ширины крепежного элемента, толщина ближнего к стенке ствола ребра П-образного основания лапы меньше наименьшей ширины между стенкой тюбинга и крепежными элементами, а длина ребер П-образного основания лапы больше наибольшей хорды между соседними в рамках единой группы расположения крепежными элементами.

Изобретение иллюстрируется двенадцатью фигурами:

- на фиг. 1 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в исходном положении;

- на фиг. 2 изображена схема опирания опорных элементов механизма шагания на ребро тюбинга (вид сбоку);

- на фиг. 3 изображена схема опирания опорных элементов механизма шагания на ребро тюбинга (вид сверху);

- на фиг. 4 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №1;

- на фиг. 5 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №2;

- на фиг. 6 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №3;

- на фиг. 7 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №4;

- на фиг. 8 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №5;

- на фиг. 9 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №6;

- на фиг. 10 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №7;

- на фиг. 11 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №8;

- на фиг. 12 изображена схема расположения шагающего шахтного полка в стволе в фазе шагания №9.

Шагающий шахтный полок включает многоэтажную конструкцию полка, состоящую из верхнего 1, среднего 2 и нижнего 3 этажей, как показано на Фиг. 1. Механизм шагания полка состоит из трех равномерно расположенных относительно оси шахтного ствола вертикальных домкратов 4, связанных с верхним 1 и средним 2 этажами полка, а также опорных элементов 5, шарнирно присоединенных к верхнему 1 и среднему 2 этажам полка. Каждый опорный элемент выполнен в виде лапы с выступом 6 в сторону стенки ствола. В нижней части выступа 6 имеется основание 7 П-образной формы с внутренними ребрами 8. Причем расстояние d₁ между внутренними сторонами ребер 8 больше наибольшей ширины d₂ крепежного элемента 9 тюбингов 10 (на Фиг. 2 крепежный элемент выполнен в виде болта, затянутого гайкой). Кроме того, толщина d₃ ребра 8, ближнего к стенкам ствола, меньше наименьшей ширины d₄ между стенкой тюбинга 10 и крепежными элементами 9, а длина r₁ ребер П-образного основания лапы больше наибольшей хорды r₂ между соседними в рамках единой группы расположения крепежными элементами 9. На фиг. 3 находится две группы расположения крепежных элементов 9 по три крепежных элемента в каждой группе, которые для наглядности выделены пунктирными линиями. Кроме размеров r₁ и r₂, на фиг. 3 показан также размер r₃, представляющий собой хорду между соседними крепежными элементами, не относящимися к одной группе расположения. Специальных требований к величине r₃ нет.

Рассмотрим принцип работы шагающего шахтного полка на следующем примере.

В исходном положении все вертикальные домкраты 4, связывающие верхний 1 и средний 2 этажи, немного выдвинуты. Выступы 6 опорных элементов 5, связанных и с верхним 1 и со средним 2 этажами полка, опираются на ребра тюбингов 10 так, что крепежные элементы 9 находятся между внутренними ребрами 8 П-образного основания 7.

Для начала шагания вертикальные домкраты 4 втягиваются, поднимая средний 2 и нижний 3 этажи вместе с закрепленными на нем опорными элементами 5. При этом опорные элементы 5, связанные со средним этажом 2, больше не опираются на тюбинги 10, в то время как опорные элементы 5 верхнего этажа 1 продолжают опираться на тюбинги 10, как показано на Фиг. 4. Затем опорные элементы 5 среднего этажа 2 за счет шарнирного соединения складываются в положение, препятствующее потенциальному контакту опорных элементов 5 среднего этажа 2 с тюбингами 10 в процессе вертикального перемещения среднего этажа 2, как показано на Фиг. 5. На Фиг. 2 указанное положение опорного элемента 5 показано пунктирной линией. Далее вертикальные домкраты 4 выдвигаются на величину высоты тюбингов 10, опуская при этом средний 2 и нижний 3 этажи, как показано на Фиг. 6. После этого опорные элементы 5 среднего этажа 2 разворачиваются в сторону стенок ствола за счет шарнирного соединения, как показано на Фиг. 7. Затем вертикальные домкраты 4 выдвигаются до контакта опорных элементов 5 среднего этажа 2 с тюбингами 10. При этом выступы 6 опорных элементов 5 опираются на ребра тюбингов 10 так, что крепежные элементы 9 находятся между внутренними ребрами 8 П-образного основания 7, как показано на Фиг. 8. После этого вертикальные домкраты 4 выдвигаются, поднимая верхний этаж 1. При этом опорные элементы 5, связанные с верхним этажом 2, больше не опираются на тюбинги 10, как показано на Фиг. 9. Затем опорные элементы 5 верхнего этажа 1 за счет шарнирного соединения складываются в положение, препятствующее потенциальному контакту опорных элементов 5 верхнего этажа 1 с тюбингами 10 в процессе вертикального перемещения верхнего этажа 1, как показано на Фиг. 10. Далее вертикальные домкраты 4 втягиваются на величину высоты тюбингов 10, опуская при этом верхний этаж 1, как показано на Фиг. 11. После этого опорные элементы 5 верхнего этажа 1 разворачиваются в сторону стенок ствола за счет шарнирного соединения, как показано на Фиг. 12. Затем вертикальные домкраты 4 втягиваются до контакта опорных элементов 5 верхнего этажа 1 с тюбингами 10. При этом шагающий полок все элементы шагающего полка возвращаются в исходное положение, как на Фиг. 1, но контактируют с другими тюбингами 10. Для осуществления следующего шага весь цикл повторяется.

Указанный пример демонстрирует шагание полка по тюбингам в направлении вниз. Шагание вверх осуществляется аналогичным образом, но в обратном порядке.

В результате использования изобретения обеспечена возможность шагания по тюбингам шахтного ствола с учетом выступающих над плоскостью ребер тюбинга крепежных элементов, за счет чего повышена безопасность работ при сооружении шахтного ствола с тюбинговой крепью.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к оборудованию для сооружения шахтных стволов. Шагающий шахтный полок включает многоэтажную конструкцию полка и механизм шагания. Механизм шагания состоит из по меньшей мере двух равномерно расположенных относительно оси шахтного ствола вертикальных домкратов, связанных с этажами полка, и расположенных по меньшей мере на двух этажах полка по меньшей мере двух на каждом этаже равномерно расположенных относительно оси шахтного ствола опорных элементов. Опорные элементы механизма шагания присоединены к этажам полка шарнирно. Каждый опорный элемент выполнен в виде лапы с выступом в сторону стенки ствола. Размеры и форма выступа позволяют размещать его между ребрами тюбинга в любом положении лапы, доступном при вращении при помощи шарнирного соединения. В нижней части выступа имеется основание П-образной формы, причем расстояние между внутренними сторонами ребер П-образного основания лапы больше наибольшей ширины крепежного элемента. Толщина ближнего к стенке ствола ребра П-образного основания лапы меньше наименьшей ширины между стенкой тюбинга и крепежными элементами. Длина ребер П-образного основания лапы больше наибольшей хорды между соседними в рамках единой группы расположения крепежными элементами. Техническим результатом является повышение безопасности работ при сооружении шахтного ствола с тюбинговой крепью. 12 ил.

Шагающий шахтный полок, включающий многоэтажную конструкцию полка и механизм шагания, состоящий из, по меньшей мере, двух равномерно расположенных относительно оси шахтного ствола вертикальных домкратов, связанных с этажами полка, и расположенных, по меньшей мере, на двух этажах полка, по меньшей мере, двух на каждом этаже равномерно расположенных относительно оси шахтного ствола опорных элементов, отличающийся тем, что опорные элементы механизма шагания присоединены к этажам полка шарнирно, причем каждый опорный элемент выполнен в виде лапы с выступом в сторону стенки ствола, а размеры и форма выступа позволяют размещать его между ребрами тюбинга в любом положении лапы, доступном при вращении при помощи шарнирного соединения, а в нижней части выступа имеется основание П-образной формы, причем расстояние между внутренними сторонами ребер П-образного основания лапы больше наибольшей ширины крепежного элемента, толщина ближнего к стенке ствола ребра П-образного основания лапы меньше наименьшей ширины между стенкой тюбинга и крепежными элементами, а длина ребер П-образного основания лапы больше наибольшей хорды между соседними в рамках единой группы расположения крепежными элементами.