Устройство взрывозащиты проходческого комбайна избирательного действия Советский патент 1986 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначается для предотвращения воспламенения метана при комбайновом проведении подготовительньпс выработок угольны шахт,

Цель изобретения - повьпиение эффективности предотвращения вспьшек метана.

На фиг.1 изображено устройство взрывозащиты проходческого комбай на избирательного действия, вид в плане; на фиг.2 и 3 - узел 1 на фиг.1, примеры исполнения; на фиг. разрез А-А на фиг.1; на фиг.5-8 - разрез Б-Б на фиг.4, примеры исполнения; на фиг.9 - на фиг.4; на фиг. 10-12 - узел Iji на фиг.9, примеры исполнения; на фиг.13-21 - разрез В-В на фиг,9, примеры исполнения.

Устройство взрывозащиты проходческого комбайна избирательного действия содержит установленный на проходческом комбайне 1 центробежный вентилятор 2 с рабочим колесом и электродвигателем 4, насадок 5 и соединительный трубопровод 6. Центробежный вентилятор 2 установлен на комбайне 1 и располагается так, что обеспечивает забор свежего воздуха 7 со стороны вентиляционного трубопровода непосредственно (фиг.2), или с помощью всасывающего трубопровода 8 для приближения всасывающего отверстия к свежему воздуху 7 (фиг.З). При этом вентилятор 2 может располагаться н левой или правой стороне комбайна, посредине его или на специально оборудованной площадке.

Соединительный трубопровод 6 может быть жестким и вьтолняется из стали или пластмассы, гибким и вьшолняться гофрированным, напрр;- мер из вентиляционной трубм, армированными стальными кольцами, полужестким из резинокордовой структур шш комбинированным. Форма поперечного сечения соединительного трубопровода 6 может быть самой раличной: круглой, квадратной, прямоугольной или другой, а площадь его поперечного сечения - постоянной или переменной по длине. Независимо от конструкции, формы и размеров соединительный трубопровод 6 должен обеспечивать гибк ую гвязь вентилятора 2 с насадком 5

098922

и возможность взаимного изменения положения в пространстве.

Насадок 5 установлен на исполнительном органе 9 комбайна 1 и

, состоит из трубчатого коллектора 10, входной торец 11 которого со стороны вентилятора 2 снабжен трубчатым патрубком 12 с форсункой 13, а выходной торец 14 со стороны коронки 15

0 снабжен соплами 16. Трубчатьй коллектор 10 по форме может быть выполнен в виде дуги (фиг.З, 7 и 8) или в виде трапеции (фиг.6), но может иметь и другую форму. Разме15 ры трубчатого коллектора 10 могут . быть самыми различными и определяются производительностью вентилятора 2, создаваемым им давлением, допустимыми габаритами и газовьщеле2Q нием разрушаемого горного массива. Поперечное сечение трубчатого коллектора, 10 может быть круглым, овальным, прямоугольным, в виде эллипса, трапеции и другим благопри25 ятным с соображений компоновки, удобства размещения- и технологичности изготовления.

Форсунка 13 для подачи воды выполнена общей для всех сопл 16, Она может быть различной по конструкции, форме создаваемого водяного факела, дисперсности создаваемых водяных капель, но обязательно единой на суммарный расход воды и устанавливается в трубчатом патруб ке 12, общем для всех сопл 16,

что позволяет внутренние отверстия в форсунке 13 вьтолнить максимально большими и тем самым предотвратить их засорение изнутри твердыми включениями, имекн11;имися в воде, и повысить надежность устройства взрывозащиты проходческого комбайна избирательного действия.

Сопла 16 насадка 5 могут быть цилиндрическими (фиг.10), коническими (фиг.11), цилиндрическими (фиг.12). Независимо от внутренних формы и размеров и внешнего и конструктивного оформления коллекто ра 10, конструкцииJ размеров и па- . раметров форсунки 13, формы сопл, особенностью насадка 5 является то, что сопла 16 расположены по дуге окружности 17, соосной с ксзронкой 15

55 исполнительного органа .9 комбайна 1„ Цри этом продольные оси 18 сопл 16 направлены к окружности 19 максимального значения среднего

30

40

диаметра D зарубной щели 20 между корпусом 21 коронки 15 и рабочей кромкой ее породоразрушающего инструмента 22. Количество сопл 16 на насадке 5 может быть самым различным. На фиг.5 и 6 показан насадок 5 с тремя, на фиг.7 - с четырьмя, на фиг.8 -с пятью соплами 16. При этом- последние на насадке 5 могут быть расположены симметрично и несимметрично относительно входного патрубка 12. Независимо от конструкции, диаметры выходных отверстий сопл 16 насадка 5 определяются из соотношения

,02-1,12 Dsin4- -2Ltй(

I. Т1LI

где d - диаметр выходного отверстия

сопл, мм;

D - максимальное значение сред- ,. него диаметра, зарубной щели мм;

с( - угол охвата коронки водовоз душной струей, град.; п - количество сопл; К - коэффициент характеризующий степень плотности охвата периметра коронки водовоз- душной струей, равный 0,6-1,4;

L - расс тояние от сопл до коронки, мм.

Коэффициент К, характеризующий степень плотности охвата периметра коронки водовоздушной струей, представляет собой отношение суммарной длины участков окружности максимального значения среднего диаметра зарубной щели, покрытых водовоз- душными струями, к длине дуги окружности максимального значения сре него диаметра зарубной щели на углу ot .

На фиг.13, 16 и 19 показано расположение водовоздушных струй 23 при значении коэффициента степени плотности охвата периметра коронки 15, равном единице (), при котором окружности поперечных сечений смежных водовоздушных струй 23 при максимальном значении среднего диаметра зарубной щели касаются одна другой, соответственно для насадков 5 с тремя, четырьмя и пятью соплами 16.

На фиг.14, 17 и 20 показано расположение водовоздушных струй 23 при значении коэффициента степени плотности охвата периметра корон10

15

20

209892Л ...

ки 15, большем единицы (КИ) при котором окружности поперечных сечений смежных водовоздушных струй 23 при максимальном значении среднего диаметра зарубной щели перекрываются одна с другой, соответственно для насадков 5 с тремя, четырьмя и пятью соплами 16.

На фиг.15, 18 и 21 показано расположение водовоздушных струй 23 при значении коэффициента степени плотности охвата периметра коронки 15, меньшем единицы (K il), при котором окружности поперечных сечений смежных водовоздушных струй 23 при максимальном значении среднего диаметра зарубной щели находятся в некотором расстоянии одна относительно другой, соответственно для насадков 5 с тремя, четырьмя и пяг тью соплами 16.

Устройство взрывозащиты прохад- ческого комбайна избирательного действия работает следующим обра25

При включении проходческого комбайна 1 избирательного действия обязательно включается устройство взрывозащиты. Под действием разрежения, создаваемого вентилятором 2, отбирается свежий воздух 7 и через соединительный трубопровод 6 подается в насадок 5. В трубчатом патрубке 12 с помощью водяной форсунки 13 в воздух подается

35 распыленная вода: воздух с водой в виде водовоздушного потока подается в трубчатый коллектор 10 насадка 5 и через сопла 16 в виде водовоздушных струй 23 направляется на

зарубную щель вокруг коронки 15. Воздух водовоздушных струй 23 разжижает метан в зоне разрушения горного массива, а воздух и вода охлаждают породоразрушающий инстру 5 мент 22 и след его трения на горном массиве.

Одновременно снижение концентрации метана, являющегося в системе горючий материал - источник воспла50 менения горючим материалом, и предотвращение нагрева породоразрушающего инструмента и следа его трения на горном массиве до температуры вспьш1ки мётана надежно исклю55 чают появление вспьшгек метана и связанных с ними взрывов.

При разрушении напластований угля или породы верхней части забоя,,

30

сопровождающегося большим пылеобра- зованием лри непосредственном разрушении и при падении и соударении отбитой горной массы, вода подается в большом количестве и при большом давлении.

При разрушении среднего и нижнег участков забоя расход и давление воды уменьшаются. При этом умень шается скорость истечения воды из отверстия форсунки 13 и снижается сопротивление водяного факела движению воздуха, в результате чего

увеличивается количество воздуха, проходящего через насадок 5 и выходящего в виде водовоздушных струй 23 из сопел 16. Уменьшение расхода воды в отличие от известных устройств не только не уменьшает количество воздуха в водовоздушной струе, но даже увеличивает его, вследствие чего снижается концентрация метана и охлаждаются породоразрушающий инструмент и его следы на породе, что способствует предотвращению вспьшгки метана.

ф(/.

12 13

15

6-6

6-6

17

В , фи.9

. ш

сриг. 10

Ж

«

X

Фиг. 11

фиг.12

V

8-в

20

а-в

6-в

(Put. 16

Фиг. 17

Фиг. 18

8-в

20

23 I Vf

Ф(/г 20фиг 21

ВНШГ1И Заказ 483/43 Тираж 436 Подписное Филиал ИПП Патент .Ужгород, ул .Проектная, 4

е-в

8-в