Устройство для проходки шахтных стволов Советский патент 1988 года по МПК E21D1/06 

Г5

В ид А

(Л

оо с

4 vj

О) 4

27

Изобретение относится к горной и строительной технике и м. б. использовано при про.ходке шахтных стволов, шурфов и колодцев большого диаметра в горнорудной и- угольной пром-ти, а также при возведении свайных опор мостов, зданий и др. сооружений преимушественно в кренких породах.

Фиг.2

1Дель изобретения - повышение ско})остй проходки шахтных стволов большого диаметра. Буровой орган устройства состоит из неподвижного цилиндрического корпуса 6, приводов 3 с приводными валами 4 и долб- тами 5. Последние размеш,ены диаметрально по отношению друг к другу и кинематически связаны с установленными в корпусе 6 со взаимным перекрытием в плане породо- разрушаюш,ими инструментами (ПРИ) 8. В верхней части корпуса 6 с возможностью вращения в противоположные стороны друг под другом размешены кольцевые расширители (.КР) 10 и 17 с режущими элементами (РЭ) и дополнительными приводами 12 и 18 с приводными валами 13 и 19 и долотами 15 и 21. Последние кинематически связаны с КР 10 и 17. На КР 10 разметены РЭ на наружной боковой поверхности, а на КР 17 - на внутренней боковой

К ,

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть использовано при проходке шахтных стволов, шурфов и колодцев большого диаметра в горнорудной и угольной промы.шленности, а также при проведении геологоразведочных шурфов и при строительстве колодцев для возведения свайных опор мостов, зданий и др. сооружений преимущественно в крепких породах.

Цель изобретения - повышение эффективности проходки шахтных стволов большого диаметра.

На фиг. I представлено устройство для проходки шахтных стволов, общий вид; на фиг. 2 -г- вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема расширения кольцевой щели; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - врешний расширитель, развертка; на фиг. 6 - внутренний расширитель, развертка.

Устройство для проходки шахтных стволов состоит из рамы 1, на которой на высоте, достаточной для размещения внутри рамы керна 2, смонтированы диаметрально противоположно основные приводы 3 бурового органа с приводными валами 4 и закрепленными на концах валов 4 долотами 5.

На приводных валах 4 установлен цилиндрический корпус 6, внутри которого расположен редуктор с выходными валами 7 для породоразрушающих инструментов 8, которые в плане перекрывают друг друга. Над цилиндрическим корпусом б на подшипниковых опорах 9 смонтирован кольцевой расши- ритель 10 с расположенными на его наружной боковой стотороне режущими элеповерхности. С валами 4, 13 и 19 взаимодействует своими обоймами керноприемник. При этом РЭ м. б. выполнены в виде дисковых шарошек, оси вращения которых наклонены в сторону, противоположную на- правлению вращения КР Ю и 17. При выбу- ривании забоя по кольцевой щели ПРИ 8, выполненными уступом вниз в обе стороны от долот 15 и 21 и смещенными по высоте относительно, друг друга, образуются выступы. Для скалывания этих выступов включают в работу приводы 12 и 18. По валам 13 и 19 подают буровой раствор, который омывает все выступы и выносит буровую мелочь к долотам 5. По валам 4

буровой раствор вместе со шламом откачивают из ствола. Расположенные по винтовой линии РЭ постепенно расширяют кольцевую щель, сбивая выступы. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

ментами 11, дополнительным приводом 12, приводным валом 13, редуктором 14 и долотом 15. Над кольцевым расширителем 10 на подшипниковых опорах 16 смонтирован кольцевой расширитель 17 с дополнительным приводом 18, приводным валом 19, редуктором 20 и долотом 21. Кольцевой расширитель 17 снабжен также режущими элементами 22, расположенными на его внутренней боковой стороне. Режущие элементы на

обоих кольцевых расширителях установлены по винтовой линии. В кольцевой проем рамы 1 свободно проходит керноприемник 23, имеющий приводной и исполнительный механизмы (не показаны). Породоразрушающие элементы 8 закреплены на корпусе 6 и

установлены уступом вниз по обе стороны от

дополнительных долот 15 и 21.

Керноприемник 23 в своей верхней части

. снабжен силовыми гидроцилиндрами 24,

штоки которых имеют возможность взаимо0 действовать с керном по касательной. Для удержания его от проворота вокруг продольной оси керноприемник 23 снабжен обоймами 25, которые взаимодействуют с приводными валами 4, 13 и 19.

5 Основные 3 и дополнительные 12 и 18 приводы закреплены на раме 1. Приводные валы 4, 13 и 19 выполнены составными из отдельных звеньев. Режущие элементы 11 и 22 кольцевых расширителей выполнены в виде дисковых шарошек оси вращения кото0

рых направлены в сторону, противоположную направлению вращения кольцевого расширителя, на котором они установлены. На раме 1 закреплены податчики 26 и направляюшие 27, а в кольцевых расширителях выполнены проемы 28.

Устройство для проходки ишхтных стволов работает следующим образом.

В исходном положении над устьем ство- ла монтируют раму 1 с основными и дополнительными приводами, податчиками 26, направляю(цими 27.

Включают основные приводы 3, которые приводят во вращение приводные валы 4 и выходные валы 7 редуктора, размещенного в корпусе 6. От выходных валов 7 вращение передается породоразрущающим инструментам 8. Податчиком 26 производят подачу к забою корпуса 6, создают достаточное и регулируемое-осевое усилие для эффективной работы всех породоразрушающих инструментов и долот, выбуривающих забой по кольцевой щели. Так как породораз- рушающие инструменты 8 смещены по высоте относительно друг друга, Б кольцевой щели образуется ступенчатый забой. Каждый из породоразрушающих инструментов 8 вращается э противоположную сторону относительно рядом стоящего породоразруо ающе- го инструмента. Цилиндрической корпус бурового органа не вращается относительно своей продольной оси и cтaбилизиpyetcя за счет вращения в противоположные стороны породоразрущающих инструментов 8. После формирования кольцевой щели на длину звена приводных валов, равную длине направляющих 27 податчика 26, приводы отсоединяют от приводных валов и поднимают по направляющим 27 в исходное положение. Затем вставляют новые звенья во все приводные валы и продолжают бурение.

Для скалывания выступов на стенке ствола и керна 2 включают в работу дополнительные приводы 12 и 18 с приводными валами 13 и 19 кинематически через редукторы 14 и 20, связанные с кольцевьши расширителями. По валам 13 и 19 подают также буровой раствор, который омывает все ступени ступенчатого кольцевого забоя и выносит буровую мелочь вниз к долотам 5 основных приводных валов 4. По приводным валам 4 буровой раствор вместе со щла- мом- откачивают из ствола.

Кольцевые расщирители 10 и 17 вращаются в противоположные стороны, что способствует более равномерной работе устройства. Режущие элементы II и 22 кольцевых расщирителей, расположенные по винтовой линии, постепенно расширяют кольцевую щель, сбивая породные выступы. Для этого шаг вылета режущих элементов постепенно увеличивается к верхней части расширителя. Замену изношенных режущих элементов производят через проемы 28. Образующаяся при скалывании породных выступой

на керне и стенке ствола разрушенная Но- рода проваливается в кольцевую щель, попадает на забой и оттуда выносится буровым раствором на поверхность. Над кольцевым расширителем 17 постепенно образуется керн 2. Как только высота выступающего над кольцевыми расширителями керна будет достаточна, не прекращая обуривания керна, посредством индивидуального приводного механизма опускают керноприемиик 23 и

включают в работу его исполнительный механизм, который получает энергию по кабелю с поверхности. Посредством исполнительного механизма керн отделяют от массива горной породы например, подрезанием. После част,

тичной подрезки керна его отделяют окончательно от массива породы путем отрыва.

, Отрыв керна производят скручиваниеМ его вокруг продольной осн. Гидроцилиндры 24 включают в работу. После отрыва керна 2 0 от массива породы, не отводя исполнительный механизм в исходное положение, производят подъем керна на поверхность. В процессе подъема керн удерн ивается в керно- приемнике.

Формула изобретения

5 шахтных стволов большого диаметра, оно снабжено двумя кольцевыми расширителями с режущими элементами и дополнительными приводами с приводными валами и долотами, кинематически связанными с кольце„ выми расширителями,- при этом породораз- рушающие инструменты установлены в корпусе с взаимным перекрытием в плане и уступом вниз в обе стороны от дополнительных долот, кольцевые расширители размещены друг под другом в верхней части

5 корпуса с возможностью вращения в противоположные стороны, при этом режущие элементы размещены по винтовой линии и на одном расщирителе иа- наружной боковой поверхности, а на другом - на внутренней боковой поверхности.

0 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что режущие элементы выполнены в виде дисковых шарошек, оси вращения которых установлены с наклоном в сторону, противоположную направлению вращения расшири теля.

13

Фиг /

Выступи на стене ствола

г.3

Фиг.

-ю