Выемочный агрегат Советский патент 1986 года по МПК E21C25/60 E21C27/00 E21C45/00 

2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что стояк гидромонитора снабжен дополнительными стволами с соплами, при этом часть стволов кинематически соединены между собой с возможностью их одновременного качания в вертикальной плоскости, а остальные стволы закреплены неподвижно на стояке по вертикали, причем сопла этих стволов ориентированы в направлении, поперечном горизонтальной направляюпдей, а перед

Изобретение относится к горному делу, а именно к выемочным агрегатам для отработки пологих угольных пластов с помощью гидромеханизации.

Цель изобретения - повышение эффективности использования агрегата при отработке угольного пласта путем снятия узкой стружки при движении гидромонитора вдоль ограждения.

На фиг. 1 изображен выемочный агрегат, вид сверху в начале прямого хода; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (в исходном положении для обратного хода); на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3.

Выемочный агрегат содержит ограж.аение 1, гидромонитор 2 со стволом 3 и соплом 4 и горизонтальную направляющую 5, параллельную ограждению. Сопло 4 ориентировано вдоль ограждения и является фланговым. Гидромонитор 2 содержит вертикальный стояк 6, с которым через щарнир 7 соединен ствол 3 с возможностью качания его в вертикальной плоскости 8. Ось флангового сопла 4 отклонена в горизонтальной плоскости 9 на острый угол а от оси 10, параллельной направляющей 5.

По вертикали стояка 6 шарнирно закреплены два дополнительных ствола 11 и 12 с фланговыми соплами, аналогичными соплу 4. Стволы 3, 11 и 12 соединены кинематически между собой шарнирными тягами 13. Стволы 11 и 12 оснащены шаровыми щипами 14, которые закреплены на противоположных соплам 4 концах стволов, а именно на обоймах соответствующих шарниров 7. Направляющая 5 имеет волнообразные поверхности 15 в вертика.тьной плоскости 16. С поверхностями 15 контактируют два шипа 14 с возможностью качания стволов 3, 11 и 12 в вертикальной плоскости 8 при перемещении гидромонитора 2 вдоль направляющей 5 (или ограждения 1). Шипы 14 стволов 11 и 12 установлены сверху и снизу направляющей 5. Ствол 3 щипа не имеет.

стволами установлен закрепленный жестко на стояке экран, в котором выполнены сквозные отверстия в точках пересечения с ним осей соответствующих сопел.

3. Агрегат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что стояк гидромонитора установлен с возможностью поворота в плоскости, параллельной экрану, совместно со стволами и экраном.

По высоте стояка 6 соединено неподвижно (жестко) четыре допо;1нительных ствола 17 с соплами 18 и 19. Эти стволы ориентированы вдоль направляющей 5, оси сопел 18 и 19 ориентированы под углом ф, несколько меньшим 90°, к вертикальной плоскости 20, расположенной перед стволами 17 и параллельно им, а сопло 19 дополнительно отклонено вниз и составляет

с горизонтальной плоскостью острый угол р. Аналогично ориентировано и нижнее сопло 4. Сопла 18 и 19 являются фронтальными.

Со стояком 6 жестко соединен экран 21, который установлен перед соплами 18 и 19 в вертикальной плоскости 20. В экране вы5 полнены сквозные отверстия 22 в точках пересечения с экраном осей сопел 18. Диаметр этих отверстий выполнен больше диаметров выходных отверстий соответствующих сопел.

Стояк 6 установлен с возможностью его

0 поворота на угол 180° в вертикальной плоскости 23, параллельной плоскости 20. Ограждение 1 имеет на своих флангах механизмы 24 поворота стояка на 180°. Механизм 24 включает зубчатую рейку 25 с при5 водом от гидроцилиндра 26 и зубчатое колесо 27. Со стояком 6 жестко соединено горизонтальное трубчатое звено 28, фронталь. кое экрану 21.

Дополнительно обозначены: верхняя ветвь 29 направляющей 5, BtJCTyn 30 сто0 яка 6, паз 31 колеса 27, подающий механизм 32 (условно), угол i|; колебаний фланговых сопел 4, отрабатываемый столб уг- лп 33, вентиляционный 34 и аккумулирующий 35 штреки, дуговые фланговые щели 36 общей высотой ft, горизонтальные щели

5 37, подрезная ш,ель 38, толщина стружки /, мощность пласта т, балка 39, бурт 40 выступа 30, паз 41 балки 39.

Величина углов а, |3, ф и ij:i определяется опытным путем, фаза волн поверхностей 15 направляющей 5 зависит от ряда

- факторов, в том числе от соотношения скорости подачи механизмом 32 и скорости

прорезания щелей 36 фланговыми струями, механизм 24 поворота стояка может иметь иное исполнение. В качестве ограждения 1 может выступать не крепь, а разобщитель. Ветвей 29 типа направляющей 5 может быть и меньще и больше двух в вертикальной плоскости 16. Количество фланговых и фронтальных стволов может быть иным, а их изгиб также может быть иным. Направляющая 5 может быть замкнута в плос- ти 16 на флангах лавы и может быть пред- ставлена в виде разобщенных ветвей. Шипы 14 могут быть не только щаровым, но и иной формы, например в виде ролика. Направляющая 5 может иметь волнообразные поверхности 15 не снаружи, а изнутри, при этом достаточно иметь один щип 14 на каком-либо одном фланговом стволе. Нара щипов 14 может принадлежать не нижней паре стволов 11 и 12, а верхней 3 и 11. Шарнирные тяги 13 могут быть расположены между шарнирами 7 и соп лами 4. Механизм 24 поворота стояка на 180° может быть установлен отдельно от балки 39. Шипы 14 могут быть регулируемы по дальности расположения от осей щарниров 7, чем можно изменить угол качания фланговых стволов в вертикальной плоскости 8. Расстояние по вертикали между ветвями направляющей 5 можно выполнить регулируемым для выемки угля из пластов различной мощности. Подвод воды к стояку 6 может быть осуществлен различными путями. Подающий механизм 32 также может иметь различное исполнение; гибкий элемент, гидроцилиндры, жестко-гибкий трубопровод.

Выемочный агрегат работает следующим образом.

Прямым ходом пласт подрабатывается понизу, на фланге исполнительный орган разворачивается на 180° и обратным ходом доразрушает верхнюю часть пласта. По окончании снятия стружки угля исполнительный орган разворачивается в исходное положе- ние, а агрегат в целом подвигается на забой для снятия новой стружки угля. При этом имеет место следующее взаимодействие частей агрегата.

Подающим механизмом 32 перемещают вдоль ограждения 1 многосопловый гидро- монитор 2. Стояк 6 ориентирован вниз и не может отклоняться в плоскости 23, так как плоский выступ 30 его горизонтального патрубка 28 движется вдоль паза 31 в балке 39, стоящей на почве и соединенной с ограждением, в частности гидроцилиндрами фронтальной подачи (не показаны). Стояк 6 не может смещаться фронтально забою, чему препятствует положение буртов 40 в пазу 41 балки 39. При движении гидромонитора 2 вертикальная ось стояка 6 не может изменить своего положения и в плоскости, перпендикулярной забою, поскольку патрубок 28 установлен в обойме 42, име

о

0

5 g

ющей плоские поверхности скольжения по полозьям балки 39. Вода под давлением подводится через обойму 42 и патрубок 28 к стояку 6, где распределяется по соответствующим стволам, т. е. стояк 6 является коллектором.

Шипы 14 фланговых стволов 11 и 12 скользят по волнообразным поверхностям 15 направляющей 5, а именно по ее нижней ветви, жестко соединенной с балкой 39, и совершают колебательные движения в вертикальной плоскости 8. Благодаря тягам 13 фланговые стволы 3, II и 12 вслед за шипами 14 совершают колебательные движения относительно щарниров 7. При этом фланговые сопла 4 колеблются в пределах угла i|; и прорезают с фланга столба 33 дуговые щели 36, которые из-за отклонения сопел 4 в горизонтальных плоскостях 9 на острый угол а ориентированы вглубь столба 33. Этим в отличие от известного агрегата уменьщается вероятность «зализывания забоя в направлении ограждения 1. Сопло 4 ствола 12, дополнительно отогнутое вниз на угол, примерно равный углу р, прорезает щель 36 до почвы пласта. Общая высота h дуговых фланговых щелей 36 соответствует примерно половине мощности пласта т, высота h может быть выбрана и меньше 0,5 /п и больше. Для качания фланговых стволов не требуется другой , кроме механизма 32 продольной подачи исполнительного органа, что более надежно, особенно при отработке пласта без постоянного присутствия людей в забое или при безлюдной выемке угля. Фланговая щель 36 прорезается на расстоянии / от груди забоя и характеризует ширину стружки (полосы), вынимаемой гидромонитором 2 за один проход.

Одновременно с прорезанием фланговой щели прорезаются горизонтальные щели 37, одна из которых, а именно нижняя 38, является подрезной. Горизонтальные щели прорезаются струями, истекающими из фронтальных сопел 18 и 19. Благодаря отклонению вниз сопла 19 на угол р пласт подрезается у почвы пласта. Стружка угля шириной / и высотой h разделяется на три блока, которые и обрущаются на почву, освобождая пространство для прохода фланговых стволов вперед. Расстояние между фронтальными стволами 17 по высоте может быть выбрано равным плечу естественного обрушения разрезанного горизонтальными щелями угля, в этом случае вообще будет исключен эффект недоразрущения угля в стружке. Экран 21 уменьшает вероятность преждевременных вывалов угля из зоны его разрушения, что облегчает условия гидротранспорта и не позволяет фланговым струям преждевременно отжать стружку в сторону ограждения 1, т. е. вероятность «зализывания забоя при наличии экрана 21 дополнительно снижается. Плоскость 20 экрана желательно приблизить к груди забоя. Наличие отверстий 22 в экране, размер которых превышает диаметр фронтального сопла, обеспечивает свободный проход через экран соответствующих струй. Экран также способствует повышению техники безопасности при обслуживании агрегата, так как перекрывает область разрушения угля струями. Угол ф расположения сопел 18 и 19 может быть равен 90° или несколько отличаться от 90°. На чертеже показан угол Ф 90°, что способствует получению наклонных, т. е. опережаюших щелей 37 и более поздней встрече фронтальных струй с фланговыми в плоскости щелей 37, а это, в свою очередь, должно способствовать сохранению целостности фланговой струи на ее большей длине, т. е. увеличению производительности гидровыемки.

В конце прямого хода гидромонитора 2, а именно на штреке 34 плоский выступ 30

торец забоя со стороны штрека 34 на высоте т-Л, бывшее прежде нижним соплом 4 теперь становится верхним и прорезает фланговую щель до кровли пласта, фронтальные сопла 18 продолжают быть фронтальными на новой высоте, а сопло 19, бывшее ранее нижним, теперь становится верхним и служит для подрезки пласта по кровле. При повороте стояка шипы 14 обкатываются по дуге направляющей 5, кото- 10 рая в пределах этой дуги волнообразных поверхностей 15 не имеет, и переходят на верхнюю ветвь 29 в плоскости 16. Экран 21 устанавливается впереди стояка 6. В конце поворота на 180° элемент гидромонитора контактирует с другим концевым переключателем: включается подающий механизм 32 в режиме реверса.

Движ.ение гидромонитора обратным ходом и характер разрущения угля в верхней части пласта аналогичны описанным.

15

патрубка 28 входит в паз 31 зубчатого 2о Стружка высотой m-h не имеет снизу опоколеса 27 и одновременно с этим элемент гидромонитора входит в контакт с концевым переключателем (не показан) - подающий механизм 32 отключается, зубчатая рейка 25 гидроцилиндром 26 перемещается и поворачивает вместе с колесом 27 на угол в вертикальной плоскости 23 стояк 6 с закрепленными, на нем стволами и экраном. Этот поворот обеспечивает установку фланговых и фронтальных сопел на новом уровне по мощности т пласта, фланговые сопла 4 устанавливаются в

25

ры и должна поддаваться гидровыемке с большей производительностью. При этом скорость продольной подачи гидромонитора может быть увеличена.

При выходе гидромонитора на штрек 35 описанным путем с помощью механизма 24 поворота происходит автоматический поворот стояка 6 на 180° в исходное положение, подающий механизм 32 отключается, а механизм передвижки агрегата на шаг / включается. Далее описанный цикл по отработке стружки на высоту т повторяется.

торец забоя со стороны штрека 34 на высоте т-Л, бывшее прежде нижним соплом 4 теперь становится верхним и прорезает фланговую щель до кровли пласта, фронтальные сопла 18 продолжают быть фронтальными на новой высоте, а сопло 19, бывшее ранее нижним, теперь становится верхним и служит для подрезки пласта по кровле. При повороте стояка шипы 14 обкатываются по дуге направляющей 5, кото- рая в пределах этой дуги волнообразных поверхностей 15 не имеет, и переходят на верхнюю ветвь 29 в плоскости 16. Экран 21 устанавливается впереди стояка 6. В конце поворота на 180° элемент гидромонитора контактирует с другим концевым переключателем: включается подающий механизм 32 в режиме реверса.

Движ.ение гидромонитора обратным ходом и характер разрущения угля в верхней части пласта аналогичны описанным.

ры и должна поддаваться гидровыемке с большей производительностью. При этом скорость продольной подачи гидромонитора может быть увеличена.

При выходе гидромонитора на штрек 35 описанным путем с помощью механизма 24 поворота происходит автоматический поворот стояка 6 на 180° в исходное положение, подающий механизм 32 отключается, а механизм передвижки агрегата на шаг / включается. Далее описанный цикл по отработке стружки на высоту т повторяется.

-8 36

Фиг,3

Вид б

///////// ///////// /// ///У// ///////// //////

26 2 0

//./ W

31

/////// /// /// W /7/n .y/ ////////////

Фи.2.1