Устройство взрывозащиты проходческого комбайна Советский патент 1986 года по МПК E21F5/00 E21C35/22 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения вспышек и взрывов метана и пыли в зоне работы исполнительного органа проходческого комбайна при проведении подготовительных выработок угольных шахт.

Цель изобретения - повышение эффективности предотвраш,ения вспышек и взрывов метана в зоне разрушения горного массива и повышение экономичности при работе тяжелых комбайнов со стреловидным исполнительным органом корончатого и барабанного типа.

На фиг. 1 изображена система взрывозашиты проходческого комбайна, вид сбоку, пример исполнения па проходческом комбайне с двухбарабанным исполнительны.м Органом при разрушении горного массива снизу вверх; на фиг. 2 - то же, при разрушении горного массива сверху вниз; на фиг. 3 - то же, с корончатым исполнительным органом; на фиг. 4 - вид А на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 4; на фиг. 9 - разрез Е-Е на фиг. 4; на фиг. 10 - разрез Ж-Ж на фиг. 4; на фиг. 11 - узел Г на фиг. 6; на .фиг. 12 - узел II на фиг. 7; на фиг. 13 - узел III на фиг. 8; на фиг. 14 - узел IV на фиг. 9; на фиг. 15 - узел V на фиг. 10; на фиг. 16 - вид 3 на фиг. 3; на фиг. 17 - разрез И-И на фиг. 16; на фиг. 18 - разрез К-К на фиг. 16; на фиг. 19 - разрез Л-Л на фиг. 16; на фиг. 20 - разрез М-М на фиг. 16; на фиг. 21 - разрез Н-Н на фиг. 16; на фиг. 22 - разрез О-О на фиг. 16; на фиг. 23 - разрез П-П на фиг. 16.

Система взрывозашиты проходческого комбайна избирательного действия содержит установленный на проходческом комбайне 1 в подготовительной выработке 2 нагнетательный вентилятор 3, соединительный трубопровод 4 и укрепленный на стреле 5 проходческого комбайна 1 водовоздушный насадок 6. Нагнетательный вентилятор 3 может быть осевым (фиг. 1, 2 и 16), однако он может быть также центробежным с радиальными, загнутыми назад и загнутыми вперед лопатками рабочего колеса с обычной компановкой со спиральным корпусом. Возможно также применение нагнетательного центробежного вентилятора с прямоточной компановкой с цилиндрическим корпусом, когда всасываюш.ее отверстие для входа воздуха в рабочее колесо вентилятора и отверстие для выхода воздуха из корпуса вентилятора расположены на продольной оси рабочего колеса. Соединительный трубопровод 4 может быть выполнен упругим из резинотехнических или пластмассовых материалов, может быть

стальным или комбинированным, ни, независимо от этого, конструкция соединительного трубопровода 4 должна обеспечивать перемещение водовоздушного насадка 6

вместе со стрелой 5 относительно нагнетательного вентилятора 3 при работе проходческого комбайна 1.

Стрела 5 проходческого комбайна 1 содержит исполнительный орган 7 с породоразрущающим инструментом 8, образующим при работе зарубную щель 9. Исполнительный орган 7 проходческого комбайна 1 может быть корончатого типа (фиг. 3, 16 и 22) с осью вращения, расположенной вдоль продольной оси 10 стрелы 5, или двухбарабанного типа (фиг. 1, 2, 4 и 5) с осями вращения, расположенными перпендикулярно продольной оси 10 стрелы 5. Исполнительный орган 7 двухбарабанного типа может вращаться по направлению против часовой стрелки (фиг. 1) или по направлению вращения часовой стрелки (фиг. 2). Независимо от типа исполнительного органа, типа породоразрущающего инструмента и направления вращения исполнительного органа особенностью системы взрывозащиты проходческого комбайна избирательного действия является то, что водовоздушный насадок 6 выполнен в виде двух плоских каналов 11 и 12, расположенных симметрично относительно продольной оси 10 стрелы 5 исполнительного органа 7 проходческого

комбайна 1, и сопел 13, выполненных в виде труб, соединенных с плоскими каналами 11 и 12 для прохода воздуха из плоских каналов 11 и 12 и сопла 13. Внутри плоских каналов 11 и 12 напротив каждого из сопел 13 установлены форсунки 14 для подачи

распыленной воды в воздушный поток, проходящий через сопла 13. Плоские каналы 11 и 12 содержат верхние 15 и нижние 16 стороны, между которыми установлены задние 17 и расположенные со стороны забоя 18 подготовительной выработки 2, фронтальные стороны 19 с соплами 13. Фронтальные стороны 19 выполнены закрученными с переменным углом установки 0 (позиция 20), увеличивающимся от продольной оси 10 стрелы 5 проходческого комбайна 1 к периферии водовоздушного насадка. Так, например, для проходческого комбайна 1 избирательного действия с двухбарабанным исполнительным органом 7 (фиг. 4) угол установки Э фронтальной сопловой стороны 19 равен 01, 6г, 0j , 0, и 05 соответственно

(фиг. 6-15). При этом угол установки ©2 больще угла 0 , угол установки 0j больше каждого из углов 0i и ©а,, угол установки 04 больше каждого из углов 0i, вг и 6j, угол установки 05 больше каждого из углов 01, 0г, 03 и 04 .

Для проходческого комбайна 1 избирательного действия с корончатым исполнительным органом 7 (фиг. 16) угол установки

© фронтальной стороны 19 соответственно равен Эг, вя, 03, 0-1 и 65 (фиг. 17-21). При этом каждый последующий угол установки разреза фронтальной стороны 19, более удаленного от нродольной оси 20 стрелы 5, больше угла установки 0 разреза, расположенного ближе к продольной оси 20. Сопла 13 фронтальной стороны 19 установлены с переменным углом установки Т и ориентированы их продольными осями на зарубную щель 9. Угол установки сопел 13 увеличивается по мере увеличения расстояния сопла 13 от продольной оси 20 стрелы 5. Так, например, углы установки сопел двухбарабанного исполнительного органа соответственно равны 3 , y;i,.3j- , и JiV (фиг. 6-15). При этом угол установки TZ больще У угол установки у, больще каждого из углов У и У, угол установки у больще каждого из углов Т, Уг. и Pj, угол установки ITs больше каждого из углов Т, , з

з;.

Углы установки If сопел 13 проходческого комбайна 1 с корончатым исполнительным органом (фиг. 3, 16-21) увеличиваются с увеличением расстояния сопла от продольной оси 20 стрелы 5. Угол установки Тг сопла 13 (фиг. 18) больше угла установки (фиг. 17), угол установки Уз (фиг. 19) больще каждого из углов If и 2Гд, соответственно (фиг. 17 и 18), угол установки У (фиг. 20) больще каждого из углов if, 2(j и Tfi соответственно (фиг. 17-19). Угол установки 5 сопла 13 (фиг. 21) больше каждого из углов Tj, З, y,ii Т (фиг. 17- 20), расположенных ближе к продольной оси 20 стрелы 5.

Систе.ма взрывозащиты проходческого комбайна работает следуюш,им образом.

Перед началом разрушения горного массива забоя 18 подготовительной выработки 2 исполнительным органом 7 проходческого комбайна 1 включается нагнетательный вентилятор 3 и подводится под

давлением вода к форсункам 14 перед соплами 13. Нагнетательным вентилятором 3 засасывается свежий воздух 21 со стороны воздушной струи, выходящей из вентиляционного трубопровода для подачи свежего воздуха в забой, и через соединительный трубопровод 4 подается в водовоздушный насадок 6. Воздух в водовоздушном насадке 6 проходит в плоские каналы 11 и 12, из которых поступает в сопла 13. Здесь

0 воздух смешивается с диспергированной водой 22, выходящей из форсунок 14, и в виде водовоздушных струй 23 выбрасывается из сопел 13 в зарубную ш,ель 9. Воздух водовоздушных струй 23 вытесняет метан

5 из зарубной щели 9. разжижает .метан до взрывобезопасной концентрации и создает вокруг исполнительного органа 7 изолирующую оболочку, препятствующую распространению вспышек, в случае их возникновения. Вода и воздух водовоздушной струи 23

0 охлаждают породоразрушающий инструмент исполнительного органа 7 и нагретый след трения породоразрушающего инструмента о горный массив, чем исключается появление источника воспламенения метана.

В результате разжижения метана, вы5теснения его из зарубной щели, образования изолирующей обаючки вокруг исполнительного органа и предотвращения возникновения источника воспламенения из-за охлаждения породоразрушающего инстру0 мента и следа трения породоразрушающих инструментов о горный массив забоя исключаются вспышки метана и обеспечивается эффективная взрывозащита исполнительного органа проходческого комбайна. При перемещении стрелы 5 проходческого комбайна 1 по мере обработки забоя происходит перемещение исполнительного органа 7 и водовоздушного насадка 6, в результате чего разрушение горного массива происходит всегда в безопасных условиях.

Ч Х Ч Ч Ч К //////////// /// /// У// /// /// W/ /// /// 777 /// /// Фиг.З ВидА Фиг. Фиг. б

фиг. 7

УСТРОЙСТВО ВЗРЫВОЗАЩИТЫ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА, включающая установленные на комбайне нагнетательный вентилятор, соединительный трубопровод и водовоздушный насадок с соплами и с форсунками, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности предотвращения вспышек и взрывов метана в зоне разрушения горного массива и повышения экономичности при работе тяжелых комбайнов со стреловидным исполнительным органом корончатого и барабанного типа, водовоздушный насадок выполнен в виде двух, расположенных симметрично относительно продольной оси стрелы исполнительного органа, плоских патрубков, имеющих со стороны забоя фронтальные стенки, состоящие из участков, наклоненных под различными углами к продольной оси стрелы исполнительного органа, увеличивающимися к периферии, при этом сопла установлены на фронтальных стенках с различным углом установки, увеличивающимся по мере уве(Л личения расстояния сопла от продольной оси стрелы. го Oi СП СО

00о о

Фиг.д -Е

«-

.10 22 n 16 Фиг. 7J

W

Фаг. 15 Фиг.1

J п ,

hН чг) Ifi /2

Фи.16

Itaffs- 20

Фиг. 22

Фиг.гъ