Мобильный породоразрушающий агрегат Российский патент 2024 года по МПК E21C25/08 E21C31/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для увеличения площади поперечного сечения горных выработок на локальных участках, например, при создании ниш для возведения гидроизоляционных перемычек в калийных рудниках.

Известен проходческий комбайн с эксцентриковой фрезой, способный разрушать горную породу по заданной траектории, содержащий гусеничный шагающий механизм, рейку, гидравлическую насосную станцию, блок питания, движительный цилиндр, коробку передач, устройство для поворота и скольжения держателя фрезы, держатель фрезы, низкоскоростной электродвигатель с высоким крутящим моментом, эксцентриковую дискообразную фрезу, коробку управления, загрузочное устройство, транспортное устройство и устройство временной поддержки. Осевое перемещение эксцентриковой фрезы осуществляется за счет движительных цилиндров, в которые подается масло под большим давлением из насосной станции. Круговое перемещение эксцентриковой фрезы, закрепленной на двух держателях, реализуется с помощью гидродвигателя. Вращающий момент на эксцентриковую фрезу передается от низкоскоростного электродвигателя с высоким крутящим моментом. Движение комбайна на забой осуществляется при помощи комбинированного гусеничного шагающего механизма (патент RU № 2777772 от 09.08.2022 г. Е21D 9/10).

К недостаткам известного устройства относится низкая мобильность, обусловленная значительной массой ходовой части и высокими моментами инерции неуравновешенного исполнительного органа – эксцентриковой дискообразной фрезы, закреплённой на держателе. Использование в качестве ходовой части гусеничного шагающего механизма не позволяет обрабатывать нижнюю поверхность (почву) выработки с целью локального увеличения площади поперечного сечения выработки. В противном случае невозможным становится поступательное перемещение проходческого комбайна по почве выработки.

Наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности признаков является подвесной проходческий породоразрушающий агрегат, содержащий раздельную каретку с механизмом перемещения и манипулятором с гидравлическим приводом, систему их управления, и общими для них маслобаком и насосной установкой, подвешенные на несколько параллельных между собой направляющих, распределенных в плоскости, параллельной направлению движения, с возможностью перемещения по ним вдоль проходческой горной выработки. Направляющие закреплены на кровле выработки приспособлениями для крепления, представляющими собой балки с крепёжными анкерами. На манипуляторе расположен породоразрушающий исполнительный орган - гидромолот. Привод манипулятора гидравлический. Механизм перемещения выполнен шагающим: раздельная каретка имеет две части, подвижные друг относительно друга, оснащенные гидравлическими захватами к направляющим. Гидравлические захваты выполнены с возможностью чередования приведения их в действие. Имеется тяговый гидроцилиндр для изменения расстояния между подвижными друг относительно друга частями каретки (патент RU № 210029 от 24.03.2022 г.) - прототип.

При работе известного устройства к кровле выработки посредством приспособлений для крепления закрепляют направляющие, к которым подвешивают каретку с манипулятором, механизмом перемещения, породоразрушающим исполнительным органом - гидромолотом и их

приводом с системой управления.

Позиционирование гидромолота относительно забоя осуществляется манипулятором. С помощью одного из управляющих гидрораспределителей приводят в действие гидромолот и, управляя манипулятором, осуществляют его передвижение вдоль плоскости забоя.

После того, как поверхность забоя разрушена на расстояние максимальной телескопической раздвижности манипулятора, каретку перемещают вдоль направляющих и цикл повторяется.

К недостаткам устройства, принятого за прототип, следует отнести то, что крепление породоразрушающего агрегата осуществляется к кровле выработки. Указанное затрудняет разрушение пород кровли посредством описанного устройства. Таким образом, для создания ниш при возведении гидроизоляционных перемычек потребуется использование дополнительных машин и механизмов, что увеличивает время и стоимость работ по возведению гидроизоляционных перемычек.

Разрушение горной породы гидромолотом определяет создание поверхностей разрушения неправильной формы, характеризующейся наличием техногенных трещин, выколов, высокой шероховатостью. Для строительства гидроизоляционных перемычек такие поверхности разрушения требуется дополнительно обрабатывать, например, с использованием пескоструйной обработки, что увеличивает время и стоимость работ по возведению гидроизоляционных перемычек.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей и снижение трудоёмкости выполнения вспомогательных операций, например, при создании ниш для возведения гидроизоляционных перемычек.

Технический результат обеспечивается за счет того, что в мобильном породоразрушающем агрегате, содержащем продольные направляющие с приспособлениями для крепления в горной выработке, установленную на продольных направляющих каретку с манипулятором, на котором расположен породоразрушающий исполнительный орган с возможностью позиционирования относительно поверхности выработки посредством гидроцилиндра распора, механизм перемещения каретки вдоль направляющих с приводом, а также привод манипулятора, и систему их управления, в соответствии с изобретением приспособления для крепления продольных направляющих выполнены в виде соединенных между собой радиально ориентированных гидравлических стоек с возможностью раздвижки до упора в стенки выработки и расположенных в перпендикулярной продольным направляющим плоскости, а каретка установлена на продольных направляющих между гидравлическими стойками с обеспечением совершения вращательных движений манипулятора с породоразрушающим исполнительным органом вокруг направляющих посредством закрепленного на каретке привода, при этом система управления включает в себя насосную станцию, выполненную с возможностью подачи рабочей жидкости к приводам механизма перемещения каретки и вращения манипулятора, а также гидроцилиндру его распора.

Породоразрушающий исполнительный орган выполнен в виде резцовой коронки. Это позволяет осуществлять разрушение горных пород резанием, получая поверхность разрушения цилиндрической формы с минимумом техногенных трещин и высоким качеством подготовки, подходящим для возведения гидроизоляционных перемычек.

Выполнение приспособлений для крепления продольных направляющих в виде радиально ориентированных гидравлических стоек с возможностью раздвижки до упора в стенки выработки и расположенных в перпендикулярной продольным направляющим плоскости позволяет осуществить крепление продольных направляющих вдоль оси выработки, тем самым обеспечивая возможность воздействия породоразрушающего исполнительного органа на поверхность горной выработки по всему периметру.

Установка каретки на продольных направляющих между гидравлических стоек с обеспечением совершения вращательных движений манипулятора с породоразрушающим исполнительным органом вокруг направляющих с одновременным передвижением каретки по ним позволяет разрушать горные породы по всему сечению выработки, а также вдоль направления выработки. Таким образом, обеспечивается увеличение обрабатываемой площади сечения выработки на локальном участке работы мобильного породоразрушающего агрегата.

Предлагаемое устройство иллюстрируется схемами:

фиг. 1 - схема мобильного породоразрушающего агрегата, вид спереди;

фиг. 2 - схема мобильного породоразрушающего агрегата, разрез по А-А фиг.1.

Мобильный породоразрушающий агрегат содержит продольные направляющие 1, как минимум, с двумя приспособлениями для крепления 2.

Каждое приспособление для крепления 2 выполнено в виде конструкции из гидравлических стоек 3, которые размещены и закреплены друг относительно друга в плоскости, перпендикулярной продольным направляющим, с возможностью раздвижки в радиальном направлении до упора в стенки выработки 4.

На продольных направляющих между гидравлическими стойками установлена каретка 5 с возможностью перемещения вдоль направляющих 1. На каретке установлен манипулятор 6 с закрепленным на нем породоразрушающим исполнительным органом 7, выполненном в виде резцовой коронки, с возможностью совершения вращательных движений вокруг продольных направляющих 1 и позиционирования относительно поверхности горной выработки посредством гидроцилиндра распора 8.

Механизм перемещения 9 с приводом 10 обеспечивает поступательное перемещение каретки 5 с закрепленным манипулятором 6 и породоразрушающим исполнительным органом 7 вдоль направляющих 1. Вращение манипулятора 6 с породоразрушающим исполнительным органом 7 вокруг каретки 5 и направляющих 1 осуществляется приводом 11. Гидравлическая энергия для привода 10 механизма перемещения 9, гидроцилиндра распора 8 манипулятора 6 и привода 11 вращения манипулятора 6 подается насосной станцией 12 с системой управления 13.

Механизм перемещения 9 с приводом 10 может представлять собой, например, цепной податчик, состоящий из приводной цепи 14, жестко закрепленной на каретке 5, ведущей 15 и ведомой 16 звездочек.

Предлагаемый мобильный породоразрушающий агрегат работает следующим образом.

При необходимости локального увеличения площади поперечного сечения горной выработки, например, для возведения гидроизоляционной перемычки в выработке 4 устанавливают мобильный породоразрушающий агрегат. Для этого на выбранном участке монтируют гидростойки 3 приспособлений для крепления 2. Штоки гидростоек 3 перемещаются в радиальном направлении до упора в стенки выработки 4. Между приспособлениями для крепления 2, сонаправленно выработке 4, устанавливаются продольные направляющие 1. На продольные направляющие 1 устанавливается каретка 5 с закрепленным на ней манипулятором 6 и породоразрушающим исполнительным органом 7.

Для позиционирования породоразрушающего исполнительного органа 7 и введения его в контакт с забоем подают рабочую жидкость в поршневую полость гидроцилиндра распора 8 манипулятора 6. Затем включают подачу рабочей жидкости к приводу вращения 11, за счет чего осуществляется вращение манипулятора 6 вокруг каретки 5 и продольных направляющих 1.

Путем подачи рабочей жидкости к приводу 10 механизма перемещения 9 осуществляется поступательное перемещение каретки 5 с закрепленным манипулятором 6 и породоразрушающим исполнительным органом 7 вдоль направляющих 1. Сочетание двух движений - вращения манипулятора вокруг каретки и поступательного перемещения каретки вдоль направляющих - позволяет породоразрушающему исполнительному органу совершать движение по траектории пространственной спирали, тем самым разрушать горные породы, локально увеличивая площадь сечения выработки 4, например, для создания ниши при возведении гидроизоляционной перемычки.

После того, как каретка 5 с манипулятором 6 и исполнительным органом 7 продвинулась на расстояние, ограниченное длиной продольных направляющих 1, осуществляют демонтаж мобильного породоразрушающего агрегата.

Погрузка горной массы 17, отбитой в процессе создания ниши для возведения гидроизоляционной перемычки, может осуществляться известными устройствами, например, пневмопогрузчиком, состоящим из всасывающего трубопровода, приемного циклона и центробежного вентилятора с приводом. Центробежный вентилятор создает разряжение в приемном циклоне пневмопогрузчика, вследствие чего происходит всасывание отбитой горной массы в приемный циклон.

Применение заявляемого устройства позволяет расширить технологические возможности и снизить трудоёмкость выполнения работ при создании ниш для возведения гидроизоляционных перемычек в целях перекрытия пройденных горных выработок в калийных рудниках.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для увеличения площади поперечного сечения горных выработок на локальных участках, например при создании ниш. Техническим результатом является расширение технологических возможностей и снижение трудоемкости выполнения вспомогательных операций. Заявлен мобильный породоразрушающий агрегат, содержащий продольные направляющие с приспособлениями для крепления в горной выработке, установленную на продольных направляющих каретку с манипулятором, на котором расположен породоразрушающий исполнительный орган с возможностью позиционирования относительно поверхности выработки посредством гидроцилиндра распора, механизм перемещения каретки вдоль направляющих с приводом, а также привод манипулятора, и систему их управления. При этом приспособления для крепления продольных направляющих выполнены в виде соединенных между собой радиально ориентированных гидравлических стоек с возможностью раздвижки до упора в стенки выработки и расположенных в перпендикулярной продольным направляющим плоскости. А каретка установлена на продольных направляющих между гидравлическими стойками с обеспечением совершения вращательных движений манипулятора с породоразрушающим исполнительным органом вокруг направляющих посредством закрепленного на каретке привода. При этом система управления включает в себя насосную станцию, выполненную с возможностью подачи рабочей жидкости к приводам механизма перемещения каретки и вращения манипулятора, а также гидроцилиндру его распора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Мобильный породоразрушающий агрегат, содержащий продольные направляющие с приспособлениями для крепления в горной выработке, установленную на продольных направляющих каретку с манипулятором, на котором расположен породоразрушающий исполнительный орган с возможностью позиционирования относительно поверхности выработки посредством гидроцилиндра распора, механизм перемещения каретки вдоль направляющих с приводом, а также привод манипулятора, и систему их управления, отличающийся тем, что приспособления для крепления продольных направляющих выполнены в виде соединенных между собой радиально ориентированных гидравлических стоек с возможностью раздвижки до упора в стенки выработки и расположенных в перпендикулярной продольным направляющим плоскости, а каретка установлена на продольных направляющих между гидравлическими стойками с обеспечением совершения вращательных движений манипулятора с породоразрушающим исполнительным органом вокруг направляющих посредством закрепленного на каретке привода, при этом система управления включает в себя насосную станцию, выполненную с возможностью подачи рабочей жидкости к приводам механизма перемещения каретки и вращения манипулятора, а также гидроцилиндру его распора.

2. Мобильный породоразрушающий агрегат по п. 1, отличающийся тем, что исполнительный орган выполнен в виде резцовой коронки.