Способ комбинированной гидромеханизированной выемки преимущественно твердого минерального сырья и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК E21C25/60 E21C27/32 

подключения сцепляющей штанги поворотного привода.

7,Устройство по п. 6, отличающееся тем, что на приводе поворота расположен второй сцепляющий элемент передачи поворотного движения сцепляющей штанге.

8.Устройство по п. 6, о т л ичающееся тем, что поворотная трубка и привод поборота посред ством опорньгх элементов закреплены на плите, соединенной с основанием корпуса дробящей головки.

48569

9.Устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что расположенный по обеим сторонам форсунки поворотньй клин в дробящей головке снабжен закрепленным на корпусе дробящих головок приводным устройством поворота вокруг оси дробления.

10,Устройство по пп. 2 и 9, отличающееся тем, что оно имеет искробезопасное реле времени для регулирования включения форсунки с опережением дробящей головки.

1. Способ комбинированной гид.ромеханизированной выемки преимущественно твёрдого минерального сьфья, включающий последователь-ное разрушение минерала жидкостной струей высокого давления и механическими разрушающими инструментами, взаимодействующими с жидкостной струей, о тличающий. ся тем, что, с целью повышения эффективности и снижения затрат энергии, жидкостную струю постоянно качают вверх и вниз в вертикальной плоскости, причем плоскость качания располагают под острым углом относительно забоя, а механические разрушающие инструменты одновременно выполняют горизонтальные качающиеся движения и установлены на регулируемом расстоянии за жидкостной струей. 2.Устройство для комбинированной гидромеханизированной выемки, преимущественно твердого минерального сьфья, содержащее установленные на струге дробящие головки, в корпусах которых установлены форсунки с соплами, при этом дробящая головка вьтолнена в :виде клина, отличающееся тем, что дробящая головка установлена с возможностью поворота, а форсунки снабжены поворотными трубками, на концах которых выполнены сопла, при этом струг снабжен приводом, связанным с дробящими головками через элеi менты перемещения головок вперед в горизонтальном направлении и через (Л элементы перемещения в вертикальном направлении. 3. Устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что трубка форсунки установлена с возможностью поворота вокруг своей оси и связана с приводом поворота, при этом сопло 4 00 1установлено на поворотной трубке под углом. сд 4.Устройство по пп. 2-3, о т-9д личающееся тем, что угол :о между соплом и осью трубки равен 90180°. 5.Устройство по пп. 2-3, отличающееся тем, что трубка форсунки на своем верхнем конце установлена с возможностью поворота. 6.Устройство по пп. 2, 3 и 5, отлича ющееся тем, что между поворотной трубкой и приводом предусмотрен расположенный на опоре соединительный элемент, имекнций подключение для приема трубопровода жидкости, и сцеппяющий элемент для

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу для осуществления комбинированной гндромеханизированной выемки преимущественно твердого минерального сырь и устройству для его осуществления. Известен способ гидромеханизированной выемки угля, основанный на разрушении угля посредством режушрх сопел без использования режущего стругового инструмента СООднако когда сопла работают с большими количествами и низким напором воды, уголь выходит в виде шлама если струг при относительно низком напоре воды вообще способен к выемке Достаточного количества угля. Уголь можно извлечь в достаточном количестве с помощью высокого напора воды в соплах, но это вызывает нерен табельное высокое потребление энерги для получения высокого напора воды. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту явдяётся способ комбинированной гид.ррмёханизированной выемки преимущественно минерального сьфья заключающийся в последовательном разруше НИИ минерала жидкостной струей высокого давле:ния и механическими разрушающими инструментами, взаимодействующими с жидкостной струей. Устройство для осуществления данного способа включает дробящие головки, в корпусах которых установлен форсунки с соплами, при этом дробящая головка вьшолнена в виде клина С2 Недостатком данного способа и устройства является невозможность приспособления к твердости полезного ископаемого так, чтобы общий процесс обеспечивал максимальное количество извлеченного угля и минимальное потребление энергии. Целью изобретения является повышение эффективности разрушения и снижения затрат энергии. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу комбинированной гидромеханизйрованной выемки преимущественно твердого минерального сырья, включающему последовательное разрушение минерала жидкостной струей высокого давления и механическими разрушающими инструментами, взаимодействующими с жидкостной струей, жидкую струю постоянно качают вверх и вниз в вертикальной плоскости, причем плоскость качания располагают под острым углом относительно забоя, а механические разрушающие инструменты одновременно выполняют горизонтальные качающиеся движения И установлены на регулируемом расстоянии за жидкостной струей. Б устройстве для осуществления способа, включающем установленные на струге дробящие головки, в корпусах которого установлены форсунки с соплами, при этом дробящие головки выполнены в виде клина и установлены с возможностью поворота, а форсунки снабжены поворотными -трубками, на концах которых вьшолнены сопла, при этом струг снабжен приводом, связан ным с дробящими головками через эле менты перемещения головок вперед в горизонтальном направлении и через элементы перемещения в вертикальном направлении. Кроме того, трубка форсунки уста новлена с возможностью поворота вок руг своей оси и связана с приводом поворота, при этом сопло установлен на трубке под углом. Кроме того, угол между соплом и осью трубки форсунки равен 90-180. Поворотная трубка установлена на своем верхнем конце с возможностью поворота на опоре. Между поворотной трубой форсунки и приводом предусмотрен расположенный на опоре соединительный элемен имеющий подключение для приема трубопровода жидкости, и сцепляющий элемент для подключения сцепляющей штанги поворотного привода. На приводе поворота расположен второй сцепляющий элемент для перед чи поворотного движения сцепляющей штанге. Поворотная трубка и привод повор та посредством опорных элементов за креплены на плите, соединенной с корпусом каждой дробящей головки. Расположенньй по обеим сторонам форсунки поворотньй клин дробящей головки снабжен закрепленным на кор пусе каждой дробящей головки приводны устройством поворота вокруг оси дробления. Кроме того, устройство имеет искробезопасное реле времени для регулирования включения форсунки с опережением включения дробящей голо ки. В основу изобретения положена задача создания способа гидромехани зированной выемки преимущественно твердого полезного ископаемого и устройства для осуществления способ посредством перестройки и усовершен ствования известных основных элемен тов. с- При этом гидравхгический режущий инструмент взаимодействует с механи зированным дробящим инструментом та ким образом, что процесс выемки, состоящий из резания и дробления, приспособлен к твердости полезного ископаемого так, что общий процесс дает максимальное количество извлеченного угля и минимальное потребление энергии. При этом данный результат должен достигаться без дополнительных затруднений выемки, без дополнительных процессов в дальнейшей переработке добытого материала и без дополнительных затрат на рабочую силу. Согласно предлагаемому способу комбинированной гидромеханизированной выемки полезное ископаемое в твердом агрегатном состоянии непрерывно разрезают с помощью добычной машины с водяной струей максимального напора; рассекают из агрегатного состояния с помощью дробящего инструмента, жестко закрепленного в добычной машине,и направляют на транспортные средства и отправляют из забоя., Для достижения поставленной задачи необходимо новое сочетание частей процесса выемки, а именно временное согласование процессов: резания и дробления. Это обеспечивается тем, что непрерывная выемка производится таким образом, что резание материала осуществляется с регулированным опережением относительно дробления. Часть процесса разрезания зависит от твердости материала, поэтому выемка должна производиться таким образом, чтобы при резании напор и количество воды регулировались в соответствии с твердостью полезного ископаемого. Для согласования способа выемки и твердости материала резание материала осуществляется посредством только одной форсунки с максимальным напором жидкости или при очень твердом nor лезном ископаемом посредством нескольких форсунок. Часть процесса дробления также зависит от твердости материала и дополнительно от сил сцепления минерального агрегата. Поэтому выемка должна соответствовать этим условиям. Согласно предлагаемому способу дробление разрезанного полезного ископаемого произйодится посредством клиновидного дробящего инструмента ударного или поворотного действия с регулируемой силой удара и поворота. Часть процесса откатки добытого полезного ископаемого осуществляется известным образом обычными транспортными средствами. Способ выемки по изобретению можн согласовать с поставленным планом добычи тем, что выемка полезного ископаемого производится только в одном направлении. Благодаря произво ДИМОЙ в обоих направлениях выемке можно добиться добычи почти удвоенно го количества полезного ископаемого с относительно незначительным дополнительным оборудованием. Согласование способа выемки с мощ ностью полезного ископаемого Вцелике осуществляется тем, что выемка полезного ископаемого в целике с меньщей мощностью производится посредством одноэтажной и выемка полезного ископаемого в целике с большей мощностью - посредством многоэтажной добычной машины. Способ выемки для комбинированной гидромеханизированной добычи должен также удовлетворять дополнительным условиям, т.е..требованиям безопасности и здоровья обслуживающего персонала и следующих за добычей дальнейшей обработки и применения полезного ископаемого. Предлагаемьш способ выемки предупреждает взрывы в газоопасньк забоях тем что при резании полезного ископаемого напор и количество воды выбираются такими и регулируются так, что устраняется возможность искрообразования. Высоконапорная струя жидкости эффективно препятствует воспламен-ению газа, выходящего при резании полезно го ископаемого. Существенное улучшение условий труда персонала .достигается тем, что напор и количество жидкости в высоконапорной струе при резании отрегулированы так, что в процессе резания образуется минимально возможное количество пылеобразного ископаемого. Тем самым способ выемки способствует борьбе с пылью, которая более эффективна по сравнению с обычно . прИменяемьси способом увлажнения пласта. Комбинированная гидромеханизированная добыча позволяет оказать значительное влияние на необходимые для обогащения добытого ископаемого важные свойства, а именно на зернистость и содержание воды. Это.преимущество способа; особенно важно для добычи и дальнейшей обработки полезного ископаемого угля, так как угольный щлам и угольная пыль требует больших затрат в переработке в реализуемый кусковой продукт. Кусковатость добытого продукта согласно изобретению достигается тем, что при резании толщина отделяемой заходки полезного ископаемого регулируется в соответствии с желаемой крупностью зерен продукта. Для предотвращения образования больших количеств тонкозернистого шламовидного продукта при резании напор и количество высоконапорной жидкости регулируют так, чтобы содержание воды в добытом продукте не превышало величины, допустимой для последующего обогащения. Для осуществления способа выемки необходима добычная мащина, содержащая согласно изобретению на одной или обеих торцовых сторонах режущую и дробящую головку, в которой размещены комплект форсунок в качестве режущего инструмента для резания и Дробящий инструмент для дробления, добываемого продукта. Для эффективности способа выемки важно, чтобы процесс резания опережал по времени процесс дробления, Для этого включение комплекта форсу|Нок с помощью искробезопасного реле (времени отрегулировано с опережением относительно включения дробящего инструмента. Необходимый для резания добываемого продукта комплект форсунок по изобретению содержит установленную на поворотной трубе форсунку, опорный элемент для поворотной трубы, уста- . новленный между поворотной трубой и ее приводом соединительньй .элемент, установленньй на нем со стороны поворотной трубы сцепляющий элемент, соединительную тягу, соединительный элемент со стороны привода, привод механизма поворота с опорой и систему подвода жидкости. Вследствие возвратно-поступательного движения поворотной трубы по св.оей оси форсунка с. помощью струи жидкости рассекает вертикальную щель в добьшаемом.продукте. Эта режущая струя, перемещающаяся верх и вниз, образуется благодаря тому, что ось установленной на поворотной трубе форсунки имеет относительно продоль1ной оси поворотной трубы угол наклон от 90 до 180, Эффективность высоконапорной стру из форсунки в значительной мере зависит от достаточного напора жидкости, который согласно изобретенгао можно регулировать и подрегулировать с помощью регулирующего устройства насоса. Часть процесса дробление производится в.след за резанием добываемого продукта согласно изобретению с помощью ударного клина, совершающего качающие движения, или с помощью поворотного клина, совершающего движение поворота. Добычная машина долж на также обеспечивать возможность установки и Сохранения требуемой толщины добычной заходки, т.е. подвигание очистного забоя и положение режз/тдей и дробящей головки по высоте между кровлей и подошвой. В добычной машине установлено устройство управления как для регулировки подвигания очистного забоя с помощью горизонтально перемещаемых подаюш 1х элементов, так и для регулировки высоты режущих и дробящих головок между кровлей и подошвой с помощью регулиРУЮ1ЦИХ элементов. На фиг. 1 изображено добычное устройство в выемочном поле, вид сверху; на фиг.2 - то же, с ударным клином в качестве дробящего органа; на фиг 3 - то же, с поворотным клином в качестве дробящего органа; на фиг.4 - режущая и дробящая головка с ударным клином, вид сверху по стрелке на фиг.2; на фиг.5 - режущая и дробящая головка с поворотным кли; ном; на фиг 6 -.сечение комплекта форсунок, вид сверхуi на фиг. 7 форсунка,, на фиг. 8-- добычная машина с элементом подачи; на фиг. 9 добычная машина при двухэтажном рас положении режущих и дробяш1их голово с установочными элементами,вид сбоку I . ..: Добычная машина 1 установлена в выемочном поле 2, имеет режущие дробящие головки 3 и 4 и расположена tHa конвейере 5 для транспортировки разрушенного минерального сырья (в направлении, указанном стрелкой на фиг. 1 На режуще-дробящих головках установлены форсунки 6 и механические разрушаюш 1е инструменты 7. 9 Работа устройства осуществляется следующим образом. Посредством форсунок 6 рассекается забой в виде -щели Вис помощью механических инструментов 7 откаль:вает его от массива минерального сырья и подает на конвейер. В выемочном поле 1 добычная машина 2 в первой заходке с помощью форсунок 6, установленных в режущей и дробящей головках 3,4, рассекает добываемый продукт в виде щели 8 и с помощью дробящего инструмента 7, также установленного в режущей и дробящей головке, вываливает его из массива минерального сырья и подает на конвейер для транспортировки. После окончания первой заходки добычная машина 1 продвигается в направлении очистного забоя и посредством режущей головки 4 проводит следующую очистную заходку, в противоположном направлении. При этом транспортировка добытого продукта производится конвейером 5. Данный процесс выемки производят добычной машиной до полного извлечения массива выемочного поля 2. При этом добычная машина 1 перемещается с помощью каната 9 канатной лебедки (не изображена) и направляется вдоль конвейера 5. Расположение форсунок 6 ji дробящего инструмента 7 в виде ударного клина 10 или поворотного клина 11 в. режущей и дробящей головке 3 показано на фиг.3 - 4. На фиг.З изображена режущая и дробящая головка 4, выполненная симметрично и одинаково с головкой 3, в корпусе 12 которой установлена форсунка 6 и ударный клин 10 с приводящим его в действие элементом 13 и его направляющей 14. На фиг.4 изображена режущая головка 4, в корпусе 12 которой установлены форсунка 6 и поворотный клин 11, снабженный приводящим его в действие элементом 13 и вращающийся вокруг своей оси 15. Отдельные элементы форсунки показаны на фиг. 5-7. . Она содержит укрепленное на поворотной трубке 16 сопло 17, опорный элемент 18 для поворотной трубки 16, соединительный элемент 19, установенный между поворотной трубкой и е приводом, сцепл5пощий элемент 20, 911 . установленный на нем со стороны поворочНой трубки, соединительную тягу 21, сцепляющий элемент 22 со стороны привода, привод механизма поворота 23 с опорой 24 и системой 25 подвода жидкости. Вследствие поворота поворотной трубки 16 высоконапорная струя жидкости из сопла рассекает забой вертикально в пределах угла 90-180. Этот процесс возможен благодаря тому, что ось закрепленного на поворотной трубке 16 сопла 6 установлена под углом между 90-180°относительно продольной оси поворотной трубки 16. Необходимьй для эффективного действия высоконапорной струи жидкос ти напор жидкости в сопле. 6 поддерживается регулирующим устройством на соса. Процесс отвала добываемого продукта из массива минерального сырья производится вслед за резанием с помощью ударного клина 10, осуществля ющего качающие движения, или поворот ного клина 11, совершающего движения поворота.

AVX VVAWvvVVXVyX 9 Посредством добычной машины 1 также возможно соответственно устанавливать и сохранять необходимую толщину выработки, т.е. подвигание очистного забоя и также положение режущих и дробящих головок 3, 4 между кровлей и подошвой. Регулировка толщины выработки в минеральном сырье производится (фиг.8) с помощью установленного в добычной машине 1 управляющего устройства 26, которое перемещает горизонтально элементы подачи 27 и 28 в необходимое положение и удерживает их в этом положении. Управляющее устройство 26 также направляет режущие и дробящие головки 3 и 4 на соответствующую высоту между кровлей и подошвой, и удерживает их в необходимом положении. На фиг.9 эту задачу выполняют установочные элементы 29, которые вдвигает и выдвигает управляющее устройство 26. Предложение позволяет повысить эффективность способа комбинированной гидромеханизированной выемки преимущественно твердого минерального сырья и снизить затраты энергии.

Фи. 7

VIII- /1|-

Д .ri..i.,i.

//fy/,

//syz.

Ч- S 28 ys.x

21 26

28 зе

дзиг.8 (риг. 3 292S 2329 /XXX XXX/XNnyXXX/XXXXXKX/OvXX/aiLXX/XVVOOOC/X mi ns4 . ill- r 5i-№ ii3l5llP J- :;:±x4 3x«%.i±rL, J .. I ,у1Д. L . -J f-T-3j r: -|xr-i-ICT p&t --jxfcWS - it-I- J -bT atH:r§z-Jihr 4 gL Д b&T t rdiinj::-:i :b:::Jj4:hr--i:i O.LiSA--}--cr: j iI I