Установка для бурения вертикальных стволов шахт Советский патент 1961 года по МПК E21D1/06 

Известны установки для комплексного сооружения стволов шахг. в которых предусматривается одновременно с бурением ствола возведение постоянной крепи.

Отличие описываемой установки для бурения вертикальных стволов заключается в том, что она снабжена дифференциальным фрезерно-дробящим исполнительным органом с разрезными штангами, получающими вращение от двух независимых приводов с регулируемым числом оборотов. Наличие такого исполнительного органа дает возможность разрушать породы забоя фрезерованием и дроблением в зависИ мости от их крепости. Особенностью предлагаемой установки является также и то, что она снабжена бетоноукладчиком, состоящим из радиальных домкратов, торцового пресса и вращающейся опалубки, применение,которой позволяет автоматически возводить постоянную крепь гго однозаходной спирали из прессованного монолитного бетона. Кроме того, для автоматического контроля вертикальности бурения ствола установка снабжена двумя реле уровня, расположенными накрест на буровой колонне.

На фиг. 1 изображена описываемая установка в общем виде; на фиг. 2-исполнительный орган; на фиг. 3-бетоноукладчик в двух проекциях; на фиг. 4- реле уровня.

Установка представляет собой конструкцию из трех горизонтальных полков, жесткосоединенных между собой и вмонтированных в цилиндр, образованный скользящими опалубками / и 2, опалубкой - ротором 3 бетоноукладчика и проходческим щитом 4. На верхнем предохранительном полке смонтирована приемная площадка 5 саморазгружающегося скипа-контейнера 6 для- подачи бетона в промежуточный бункер 7, который снабжен индикатором уровня заполнения. Из про№ 137865- 2 -

межуточного бункера бетон вращающимся конвейером 8 перегружается в бункер-дозатор 9 бетоноукладчика.

Полученное в результате винтового движения ротора бетоноукладчика осевое усилие посредством напорных гидродомкратов 10 с регулируемым усилием передается исполнительному органу // с забурником /2. Исполнительный орган с забурником закреплен на колонне /- и представляет собой трехлучевую крестовину, каждый луч которой несет на себе штангу с рабочими дисками (фрезами-шарошками) 14 и приводы /5 этих иланг -гидродвигатели РД-40. Крестовина закреп.чена на главном валу 16, ось которого совпадает с осью буримого ствола. Штанги, на которых закреплены рабочие диски, -разрезные и состоят канадая из трех частей. Две периферийные части штанг приводятся во вращение вокруг своих осей двумя снаренными гидродвигателямп ГД-40 . центральные части трех штанг приводятся во вращение вокруг своих осей четырьмя гидродвигателями ТД-40, которые одновременно приводят во вращение забурник и размещены в центральной части колонны /. Рабочиедиски (фрезы-щарошки) приводятся во вращение вокруг осей штанг и, кроме того, вокруг главной оси, в связи с чем инструменты рабочих дисков получают абсолютное движение по сферическим удлиненным эпициклоидам, при этом петли эпициклоиды обращены к забою. Рабочие диски установлены ;на штангах так, что их инструменты перекрывают весь забой, т. е. концентрических щелей в забое не прорезается, а каждый диск обрабатывает определенную поверхность забоя в виде кольца; эти кольца примыкают друг к другу.

При постоянном давлении подаваемой в гидродвигатель жидкости скорость вращения выходного вала зависит только от количества жидкости, проходящей через турбину двигателя. Изменением количества жидкости, подаваемой в гидролдвигатель водила, достигается плавное изменение соотношения скорости переносного и относительного врапдения водила и фрез-шарошек; фрезы-шарошки при этом вращаются с постоянной скоростью.

Таким образом, если окружная скорость зуба фрезы-шарошки в его относительном вращении превышает его окружную скорость в переносном вращении, то осуществляется режим фрезерования породы; если же окружные скорости зуба фрезы-шарошки в обоих его направлениях уравниваются, то осуществляется свободное качение фрезы-шарон1ки по забою, т. е. дробления породы зубьями щарощки.

Промывку забоя проводят комбинированным способом. Вода, пОлТ,анаемая с поверхности для питания гидродвигателей, пройдя через турбины, попадает под фрезы шарошки и смывает буровой ш.пам. При noMouin реле уровня в забое постоянно поддерживается уровень воды на высоте 3 л от его центра. Пульна, содержан,ая буровой шлам и более крупные куски породы, поступает к центру забоя, откуда углесосом выдается на поверхность.

Механизм возведения постоянной крепи - бетоноукладчик состоят из вращающейся опалубки - ротора 3, опирающейся на кольцо, по которому она вращается. На наружной поверхности опалубки имеется спиральный выступ 17, предназначенный для ее упора в торец крени; Бетоноукладчик состоит из бункера-дозатора 9, радиального 18 и торцового J9 прессов.

Бетон из камеры дозатора поступает в рабочую камеру, гидродомкрать радиального пресса включаются на передний ход и спрессовывают очередную его порцию; при этом бетон находится в замкнуто пространстве: вертикальными стенками служат - с одной стороны пуансон торцового пресса, с другой - породная стенка и далее, торец предыдущей порции бетона. В нижней части бетон упирается в спиральный упор вращающейся опалубки, а вверху ограничен ранее уложенным бетоном. Затем давление в цилиндрах радиального пресся сбрасывается и положение его строго фиксируется. Включается на рабочий ход торцовой пресс, приводимый в работу цилиндром 20.

В связи с тем, что бетон уже больще несжимаем, торцовой пресс служит в основном для поворота вращающейся опалубки. За время поворота опалубки ее спиральный торцовой упор, имеющий винтовую поверхность, скользит по торцу уложенного бетона, при этом создается осевое давление, передаваемое нижнему венцу, на который опираются гидродомкраты, подающие исполнительные органы на забой. После полного выдвижения щтока цилиндра 20 вся система (оба пресса) возвращается в исходное положение и цикл повторяется.

По мере проходки вращающаяся опалубка опускается и за ней следом на бетон надвигается скользящая опалубка.

Управление гидродомкратами, а также механизмом укладки бетона осуществляется автоматически при помощи гидравлических схем регулирования.

В связи с тем, что ствол щахты при проходке описываемой установкой не заполнен жидкостью, контроль вертикальности ствола осуществляется обычными маркшейдерскими методами. Для постоянного контроля за направленностью бурения применено реле уровня, представляющее собой полую трубку 21 из латуни с загнутыми концами, на которые навернута латунная бобышка 22. В бобышку ввернута пробка 23 из диэлектрика, в верхнюю часть которой запрессована латунная гайка 24 с ввернутым латунным электродом 25. В нижней части электрод проходит сквозь вторую пробку 26. К латунной ггйке подсоединен проводник 27, пропущенный сквозь резиновое уплотнение в крыщке 28. Трубка заполнена ртутью. В колено трубки вставлена пластмассовая трубка 29. Снаружи на латунную трубку навита катущка провода, заключенная в футляр из пластмассы 30. Реле уровня установлены на колонне накрест.

При отклонении агрегата от оси проходки ртуть по колену трубки поднимается вверх и замыкает цепь между электродом и трубкой и передает команду соленоидам, управляющим домкратами исполнительного органа.

Предмет изобретения

1.Установка для бурения вертикальных стволов niaxT с одновременным возведением постоянной крепи, отличающаяся тем, что, с целью осуществления разрущения пород забоя фрезерованием и дроблением, она снабжена дифференциальны.м фрезерно-дробящим исполнительным органом с разрезными штангами, которые получают врапл,ение вокруг собственной оси и оси ствола от двух независимых приводов, благодаря чему зубья шарошки относительно забоя как в центральной части, так и на периферии получают примерно одинаковую скорость.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью механизации возведения крепи и укладки монолитного нрессованного бетона но спирали, она снабжена бетоноукладчиком, состоящим из радиальных домкратов, торцового пресса и вращающейся опалубки, при этом уложенный бетон служит одновременно упором для подачи исполнительного органа на забой.

3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью автоматического контроля вертикальности бурения ствола, она снабжена двумя реле уровня, установленными накрест на буровой колонне, передающих электрические сигналы соленоидам, управляющим домкратами .исполнительного органа.

- 3 -№ 137865

Фиг 2

:fe

Фиг А