Устройство для образования горных выработок Советский патент 1985 года по МПК E21B7/24 

ел

СП

Изобретение относится к горному и строительному делу, а более конк ретно к устройствам для проходки профильных шурфов и неглубоких скважин различного назначения в мя ких грунтах. Известен способ проходки профил ных В1УРФОВ с сеч2нием в виде пересекающихся окружностей и устройство для его осуществления, включающее привод, шнековый буровой став с рабочим органом и обсадную трубу серповидного сечения. По известному способу горную выработку проходят в несколько стадий: сначала пр ходят шурф круглого сечения, обсаживают его серповидной трубой, затем на расстоянии от оси пройден ного шурфа, меньшим чем наружный диаметр шнекового бурового става, бурят следующий шурф, образуя выработку с сечением в виде пересеканщихся окружностей С JК недостаткам данных способа и устройства относятся многостадийность проходки горной выработки и, как следствие, низкая производител ность работы. Наиболее близким к предлагаемом является устройство для образования горных выработок, включающее привод и параллельно расположенные шнеки с породоразруюающюш наконеч никами 12. Недостатком известного устройст ва является невозможность получени с его помощью горных выработок с поперечным сечением в виде пересекакицихся окружностей. Цель изобретения - получение горных выработок с поперечным сече нием любого ПРИ бурении в одну фазу. Поставленная цель до ::тигается тем, что в устройстве для образова ния горных выработок, включающ ем привод и параллельно расположенные анеки с породоразрушаюощми наконеч никами, рядом расположенные шнеки смонтированы друг от друга на расстоянии меньше суммы их наружных радиусов, при этом шнеки имеют оди наковый oiar и выполнены с одинаковьо4 направлением навивки для шнеков одинакового направления вращения и с разным направлением навивки с противоположным направлением вращения. 07 2 При этом один из рядом расположенных шнеков установлен с опережением и породоразрушающий наконечник другого, вьпперасположенного, шнека, выполнен в виде лезвия, закрепленного на шнековой спирали с размещением в межвитковом пространстве ниже расположенного шнека. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, разрез по осям шнеков на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1-, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - устройство для бурения шурфов трехгранного профиля, поперечш |й разрез. Устройство для образования горных выработок включает привод 1, направЛякицую раму 2 и буровую каретку 3 . со смонтированными в ее полости ведущем шпинделем 4 с закрепленной на нем шестерней 5 и ведомьвш шпинделями 6 и 7 с шестернями 8 и 9. Шестерни 5, 8 и 9 имеют одинаковый по величине диаметр, т.е. передаточное отношение между ведущим шпинделем 4 и ведомыми шпинделями 6 и 7 равно 1:1. К ведущему шпинделю 4 при гюмощи патрона 10 подсоединен буровой став 11 со шнековой спиралыо 12 и многолезвийным долотом 13, а к ведомым шпинделям 6 и 7 - буровые ставы 14 и 15 со шнековыми спиралями 16 и 17, укрепленными на с спиралях лезвиями. 18 и 19 и забурниками 20 и 21 соответственно. Лезвие 19 выполнено сменнь, т.е. закрепленным болтами 22 (фиг. 3) к лемеху 23 с ребром жесткости 24, жестко установленным на буровом ставе. Аналогичное крепление имеет лезвие 18. Возможен вариант установки лезвий на всех буровых ставах (шнеках), однако предпочтительнее исполнение устройства с опережением одного шнека по отношенюо к рядом расположенному и установка на опережающем шнеке многолезвийного долота; При сборке устройства обращенные друг к другу реборбы спиралей смежных шнеков устанавливают в межвитковое пространство рядом расположенного шнека, т.е. обеспечивая таким образом расстояние между осями рядом расположенных щнеков меньше суммы их наружных радиусов. Указанное взаимное положение шнековых спи ралей 12, 16 и 17 фиксируют с помо3

щью шестерен 5, 8 и 9. Все шнековые спирали устройства имеют одикаковый по величине шаг навивки, а направление навивки спиралей 16 и 17 одинаково между собой, но противоположно направлению навивки спирали 12. В случае, если вращение от ведущего к ведомым шпинделям передается без изменения направления (например, цепной передачей), спирали 12, 16 и 17 имеют одинаковую по направлению навивку.

Устройство для образования горных выработок работает следующим образом.

Установленное на базовой машине (не показана) устройство с приводом 1 опускают на забой по направляющей раме 2 и буровым ставам 11, 14 и 15 придают вращение, осуществляя осевую подачу либо под собственньв4 весом устройства либо с прирузкой. Долото 13 и лезвия 18 и 19 разрушают породу, которая поступает в межвитковое пространство спиралей 12, 16 и 17. После заполнения межвиткового пространства разрушенной породой устройство поднимают на дневную поверхность и шнеки очмцают, например, при вращении на повышенных оборотах.

В дальнейшем цикл бурения повторяется.

При работе устройства на забое многолезвийные долота 13, установленые на опережакяцих шнеках, образуют в плоскости забоя одну или несколько опережающих пилот-скважин, поражая большую.часть плоскости забоя и ослабляя тфиродную связь в породе

5707. 4

перемычек между пилот-скважинами. Образующиеся перемычки между пилотскважинами или серповидные участки, прилегающие к пилот-скважинам, легко разрушаются лезвиями, которые

при своем вращении размещаются поочередно в межвитковом пространстве смежных шнеков.

Наружный диаметр установленных

10 в устройстве шнеков может быть различен по величине, а оси шнеков могут располагаться в пересекающихся между собой плоскостях (фиг; 2). Для образования шурфов трехгранS ного профиля приводные шестерни

25, 26 и 27 в буровой каретке 3 рас- полагают, как показано на фиг. 4, а в межвитковое пространство шнековой спирал(1 28 размещают смещенные

0 одна относительно другой на одну треть шага ребордал шнековых спиралей 29 и 30.

Преимущество данного устройства заключается в возможности однофазS ного бурения шурфов и неглубоких скважин любого профиля, образованного пересекакнцимися меязду собой окружностями. С помощью устройства возможна проходка траншей для установки фундаментов стена в грунте, так как количество шнеков в устройстве определяется только мощностью привода. Вскрытие забоя выработки долотами, установленными на опережаювопс шнеках, ослабляет природные связи в массиве перемычек, образующихся меящу полученными пилот-скважинами, увеличивая тем самьм эффективность работы лезвий и устройства в целом.

Фиг. i

А-А

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающее привод и параллельно расположенные шнеки с породоразрушакщими наконечниками, отличающееся тем, что, с целью образования выработки любого профиля при бурении в одну фазу, рядом расположенные шнеки смонтированы друг от друга на расстоянии меньше суммы их наружных радиусов, при этом шнеки имеют одинаковый шаг и выполнены с одинаковым направлением навивки для шнеков одинакового направления вращения и с разным направлением навивки с противоположным направлением вращения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один из рядом расположенных шнеков установлен с опережением и породоразрушающий наконечник другого, вьпперасположенного, шнека, выполнен в виде (Л лезвия, закрепленного на шнековой спирали с размещением в межвитковом пространстве ниже расположенного шнека.