Проходческий щитовой агрегат Советский патент 1987 года по МПК E21D9/06 

1

Изобретение относится к горной iipOMbiiu.jifc .iiiuoc j. H,, а именно к проходческим щптО1 ;1 ;.; ги рьгатам, и может быть псполь5она о при проведепгш горных выработок, тоннелей и гидротехнических сооруженийJ

Цель изобретения - повышение эффективности управления агрегатом и сиихение энергоемкости.

На фнг,1 показан, предлагаемый ai-- рел ат, общий вид; на фиг. 2 - фрат - MQHT взаимодейств Ш зи1гговой навивки. с пааом; на фиг.З - агрегат, продольный разрез; па фиг ,4 - сечение А-А на фиГлЗ; на фи1.5 - схема положения оболочек агрегата в иыработке с радиальными смещениями контура.

Агрегат состоит из исполнительного органа 1, оболочки 2, образо.ванной из трек секций А, В, С, в форме усеченных конусов5 основания которых направлены к забою.

32

I

По внутренним поверхностям секций А, В, С на некотором расстоянии ОТ торцов закреплены илтангоуты 3 с двойными шарнирами 4., к соторым крепятся гидродомкраты 5, кинематически увязывающие секции А,, В, С в единую конструкцию.

На наружной noriepxiiocTH оболочка 2 имеет виптоную навивкз () б Секции В и С оснащаются онорными элементами 7 с гидродомкратами 8, Эти же секции выполнены с пазами 9 (фиг,2), в которые входят винтовые навивки 6 сопрягаемых секций, С целью достижения постоянного расположения элемента винтовой навивки 2 в пазу 9 его .длина долж:-;а быт;ь не менее 1,2 окружной длины хода iидродомкратов 5 . В головной секции А агрегат имеет

по внутреннему ее периметру погрузочные ковши 10, Для возможности нормальней paбoтb обслуживающего персоиала при вращении секций агрегат обоудуется платформой 1 горизонтальности, кО1 Орая одной парой катков 12 опирается на типангоут секции В, а другой парой 13 - на рельсовый пульт 14, На платформу ус-г-пнавливается перегружатель 15 тт-лмспортирующий гор- нуп.массу в вагонетки 16,

Проходчески ; агрегат работает еле- gg причем их величина близка общей кон

а проходится с по- n-i i та злив ается ко т- ипжней точке, не-

. 10

;сколько большей диаметра агрегата. Поверхность забоя должна быть пернен дикулярна образующей котлована, В котлован поме.Б1ают агрегат и засыпают , грунтом,

В том случае, когда выработка намечается в подземных условиях, готовится монтажная камера, где монтируется оболочка 2, Для начала вращения головной секции А все гидродомкраты 8 опорных элементов 7 включаются на распор. Затем рабочая жидкость подается в домкраты 5 перемещения. Секция А начинает вращаться и исполнительный орган 1 отделяет стружку от массива. Одновременно с этим винтовая навивка 6 формирует винтовой канал в стенках выработки и подает секцию на забой. Сложноггу пространственному движению гидродомкратов способствуют двойные шарниры 4, При вращении секции А ее строго -гу вьщвижению из секции В способствуют паз 9 и вин- 25 товая навивка 6. По мере перемещения на забой секции А зазор между хвостовой частью ее оболочки и оболочкой В

15

20

увеличиваетсяJ так как они имеют фор-. му усеченных конусов,

0 Благодаря этог-1у каждая секция имеет значительно большие возможности отклонения от продольной оси выработки по сравнению с известным устройством, В результате агрегат может гораздо эффективней отслеживать трассу выработки, а также компенсировать возникающие отклонения. Прочность и жесткость секций обеспечивают шпангоуты 3, которые одновременно служат элеQ ментами крепления парниров 4,

На переднем шпангоуте секции В устанавливаются катки 12 платформы 11 горизонтальности, которая в хвостовой части катками 13 опирается на рельсы

5 14, Загрузка отделенной массы выполняется совмещенно с; процессом разработки забоя ковшами 0 в перегружатель 15 и далее в вагонетки 16, После окончания рабочего цикла осуществляетQ ся приближение промегкуточной и хвостовой секции к головной„ Затем рабочий цикл повторяется

Ввиду того,, что секции от головной к хвостовой имеют меньшие диаметры,

вергенции стенок выработки, агрегат, сохраняя контакт с ними, требует для своего перемещения значительно меньшие (25-30%) энергетические затраты.

и

где

и Вместе с тем управляемость агрегата .значительно улучшается, что позволяет расширить область применения предлагаемой конструкции по сравнению с известной и на выработки с большой кривизной с существенной неустойчивостью окружаюпшх пород.

Высота винтовой навивки увеличивается на величину

Т и (1-е ), (1)

- некоторый постоянный эмпирический коэффициент, ,3; протяженной части выработки (на значительном удалении от забоя); радиус выработки; расстояние до забоя, совершенствовании конструкции вращающегося агрегата установлено, что целесообразно вьшолнять секции конусообразными. Однако произвольная конусность мало что дает. Важно увязать размеры диаметров меньших оснований конусов с естественным смещением контура выработки. Наиболее полно такое смещение описывается Э1-тири- ческой зависимостью (1). Выполнение .

R

I

При

секций агрегата в форме увеченных ко- зо правляющих паза секций. Исходя из

нусов5 большие основания которых направлены к забою, а размер меньших выполнен с учетом (1), значительно уменьшает величину сил горного давления, действующих на крепь- агрегата, и, следовательно, величину сил трения, возникающих между оболочкой секции агрегата и вмещающей породой. Величина изменения радиальных размеров

оболочки конусов .л р5 нести соответствовать

так как при

о5

и„ чительные силы горного давления, а при Aj,5 и возможно отслаивание вмещающих пород под собственным не- . сом и, как следствие,, образование вывалов. Винтовая навивка (лопасти) доляша выступать над торцами секций на 1,2 окружной длины хода гидродомкратов Вращения, что вытекает из следующего. Окружная длина, под которой понимается путь, который проходит некоторая точка на оболочке щита при единичном вьщвижении штока гидродомкратовJ отличается от длины хода гидроцилиндра. Эту величину можно определять через центральный угол, т.е. величину, на к ;торую переместится точка в градусной мере за подвижку

2

arcsin --

где Н, - ход гидродомкратов (гидроцилиндров) вращения; RH - радиус закрепления проушины гидроцилиндров к щарнирам шпангоутовi

Зная центральный угол, окружную длину хода гидроцилиндра определяют по выражен;по

0

Кщ(2))о,

5

0

5

где - радиус оболочки щита.

При ходе цилиндров 0,6 м окруншая длина (путь) шарнира составляет величину, несколько большую 0,7 м (при ,5 м). Тогда выступающая часть винтовой лопасти 41 К1с, 0,14 м, , где К - коэффициент захвата; I - окружная длина хода гидроцилиндра. При значениях К 0,2 наблюдается слабое отслеживание проворота секций согласно шагу подъема винтовой линии, так как происходит на такой длине лишь выбор зазоров между боковыми гранями лопасти и прорезью в оболочке. При К i 0,2 за счет переноса секций винтовая лопасть выходит из на

изложенного рекомендуется принимать К 0,2. Большее значение этого параметра ослабляет лопасть ( растет консоль ) и затрудняет монтаж и де- . Имеется большая вероятность и ее изгиба цри спуске в шахту и транспорте по выработкам.

Формула изобретения

40

Проходческий щитовой агрегат, включающий исполнительный орган, оболочку из кольцевых секций с винтовой навивкой на ее наружной поверхности,

45 которые связаны с гидродомкратами перемещения , расположенными под острым углом к оси оболочки, опорные элементы, соединенные с оболочкой, и средства уборки отделенной горной массы,

50 отличающийся тем, что, а целью повьш1ения эффективности управ- ления агрегатом и снижения энергоемкости, концевые секции вьшолнены в форме усеченных ко-нусов, основания

55 которых направлены к Забою, причем радиальные размеры каждого конуса, расположенного со стороны забоя, больше соответствующих размеров следую- . щей за ним секции, а высота винтовой

513285316

навивки уменьшается к забою, при этом угол наклона которьгх равен углу подъе- оболочки секции выполнены с пазами, ма винтовой навивки.

фиг. 2

Изобретение относится к оборудованию для проходки горных выработок, повьшает эффективноCTI- управления агрегатом и снижает энергоемкость. Агрегат включает исполнительны орган 1 и оболочку 2 из кольцевых секций с винтовой навивкой (ВН) 6 на ее наружной поверхности. Концевые секции В, С выполнены в форме усеченных кону- . сов, основания которых направлены к забою. Радиальные размеры каждого конуса, расположенного со стороны забоя, больше соответствующих размеров следующей за ним секции. Высота ВН 6 уменьшается к забою. Секции В, С имеют опорные элементы 7 с гидродомкратами и выполнены с пазами, в которые входят ВН 6 сопрягаемых секций. При вращении секции А ее направленному выдвижению из секции В способствуют паз и ВН 6. За счет того, что оболочки секции имеют форму усеченных конусов, они имеют возможность отклонения от продольной оси выработки и эффективного отслеживания трассы выработки. Это снижает энергетические затраты на перемещение секций и улучшает управляемость агрегата. 5 ил. ш (Л А в 5 в 72 4 7 J . №JH со to сх ел 00

аг.З

11 /J /4

/7 -/1

иг.

Фиг. 5

Редактор И.Николайчук

Составитель Н.Кононова

Техред И.Верес Корректор А.Зимокосов

Заказ 3465/37Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул. Проектная, 4