Способ разрушения горных пород выемочной машиной Советский патент 1988 года по МПК E21D9/00 E21C27/00 

/

.

Jlii

СО

4:

СП

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к способам разрушения горных пород очистными 1 проходческими комбайнами с барабанными или шнековыми исполнительными органами.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения горных пород.

На фиг. I изображен комбайн, осу ществляющий способ, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 - последовательные положения исполнительного органа при одновременном перемещении вдоль забоя и подаче комбайна на забой; на фиг. 4 - последовательные положения исполнительного органа по высоте выработки при опускании вниз с одновременной подачей комбайна на забой.

Комбайн содержит шнековый исполнительный орган I, приводимый во враш,е- ние электродвигателями 2 через редукторы 3, режущие цепи 4, ходовую часть 5, конвейер 6 и узел качания исполнитель- 1 ного органа 1, состоящий из платформы 7 с жестко закрепленными на ней редуктора- ; ми 3, подвешенной на оси 8 между кронш- I теинами 9 и перемещаемой гидродомкрата- I ми 10 с переменной скоростью.

Способ осуществляют следующим образом.

Исполнительный орган 1, поднятый гид- I родомкратами Ю к кровле И выработки I (фиг. 3) и вращающийся от электродвига- I телей 2 через редукторы 3, подают ходовой частью 5 на забой 12 с постоянной ско- I ростью подачи У„ (направление подачи „ на фиг. 1 и 3 показано стрелкой) и одновременно с переменной скоростью УК пере- ; мешают вдоль забоя 12 вниз из положения а в положение б. отделяют при этом слой 13 горной породы и таким образом формируют забой 14. В результате двух движений исполнительного органа 1 (на забой и вдоль забоя) забой 14 у почвы 15 выработки смещен по отношению к забою 14 у кровли 11 выработки на величину перемещения комбайна за время опускания исполнительного органа 1. Как только исполнительный орган I приходит в положение б к почве 15 выработки, его гндродомкратами 10 поднимают к кровле 11 выработки в положение в (фиг. 3) с переменной скоростью v« и одновременно подают на забой 14 со скоростью Vn. При этом от забоя 14 отделяют слой 16 горной породы и формируют забой 17, который у кровли 11 выработки см ;йен по отношению к забою 17 у почвы 15 выработки на величину перемещения комбайна за время подъема исполнительного органа 1. Далее исполнительный орган перемещают из положения в в положение г.

Поскольку исполнительный орган 1 совершает два движения (подача на забой и перемепюние вдоль забоя), то отделяемые от забоев 12 и 14 слои 13 и 16 горной

породы имеют переменную толщину 1 (фиг. 3 и фиг. 4), изменяющуюся oj нуля до некоторой величины, обусловленной скоростью подачи комбайна п и временем отбойкн. Аналогично изменяется глубина захвата 1; (фиг. 4), с которой работает исполнительный орган 1, и, следовательно, изменяется угол его контакта с разрушаемым массивом (fti (фиг. 4). Срез шнекового или барабанного исполнительного органа имеет серповидную форму (толщина среза изменяется от нуля до максимума, зависящего от скорости качания v, затем снова до нуля), текущее значение толщины которого (фиг. 4) определяется величиной угла контакта испол- нительного органа с массивом по выражению h Нмакс sin фк, см,()

где h и Нмакс - соответственно текущее и максимальное значения толщины среза, см;

ф4 - текущий угол контакта испол- нительного органа с массивом,

град.

Максимальное значение толщины среза зависит от скорости качания v, (м/мин) и частоты вращения исполнительного органа пи.о. (об/мин)

lOOvft

Пи.о.

СМ.

(2)

Ограничивающим фактором для толщины среза является радиальный вылет резца 1р, поэтому можно записать это условие математически в следующем виде:

(3)

35 либо после подстановки (1) и (2) в (3)

(4)

12211 Sin ф.1.,

0 где IP - радиальный вылет резца, см.

Заменив в (4) sin ф через т/ 1 - получим

45

lOOv

(5)

Wi-cosV lp

Так как

cos ф -т т

50

где г - радиус исполнительного органа, то

100vtVl(2r-l), пио .

откуда скорость качания v, при которой толщина среза не будет превышшь вылет резца, опреде.,1пгся по выражению

I,- Пи о

lOOv ItZr-1)

После опускания исполнительного органа I от кровли II к почве 15 (фиг. 3) забой у почвы 15 выраГютки по отношению к забою кровли И выработки смещен в направлении движения комбайна. Величина смещения равна перемещению комбайна за время опускания исполнитгльнок) органа -1, поэтому при подъеме испо/инпельмого органа I от почвы 15 к KpoB.ie И текущая глубина захвата равна удвоенному текущему перемещению комбайна. После подъема исполнительного органа 1 от почвы 15 к кровле II . у кровли 11 выработки по отношению к забою у почвы 15 выработки смещен в направлении движения комбайна. Величина смещения равна перемещению комбайна за время подъема исполнительного органа I (фиг. 3), поэтому при опускании испол нительного органа 1 от кровли II к почве 15 текущая глубина захвата равна удвоенному текущему перемещению комбайна. Отсюли следует, что

, м,(8)

где tft - к кущее время качания исполнительного органа в одном напранлеННП, МИН

л - скорость перемещения комбайна,

м/мин.

После подстановки (8) в (7) зависимость скорости качания исполнительного органа от текущего времени качания одном направлении примет вид

200VvlMr-v«tJ / -

10

Таким образом, при условии равенства текущего значения толщины среза радиальному вылету резца из полученной занк симости следует, что скорость качнния щ- полнительного органа уменьщается с у пели- чением текущего времени качания исполнительного органа.

В табл. 1 в зависимости от текущего времени качания в одном направлении приведены значения скорости качания V4 текущих углов контакта ф, глубины захвата 1, максимальных Ь-акс и средних толщин cjuMOB для исполнительного органа с часто- U)H вращения Пно 53 об/мин и диамет- ром D 1 м, оснащенного резцами Д6.22 с радикальным вылетом 2,5 см и переметаемого со скоростью п 13,5 м/ч.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения горных пород. Способ разрушения горных пород выемочиой машиной заключается в периодическом внедрении в забой исполнительного органа (ИО) 1. Поднятый к кровле 1 гидродомкратами ИО 1 подают на забой 12 с постоянной скоростью подачи Vn. Одновременно с переменной скоростью VK перемещают ИО I вниз, отделяют слой 13 горной породы и формируют забой 14. Отделяемые от забоев 12 и 14 слои 13 и 16 имеют переменную толш,ину за счет того, что ИО t совершает два движения (подачу на забой-и перемеш.ение вдоль забоя). Скорость перемещения ИО 1 в одном правленни изменяют по зависимости v Ь 4- Пи.о.г/200 л/ VnU(r-VntK); м/мин, где VK - скорость перемещения, м/мин; 1р - радиальный вылет резца, см; пно. - частота вращения ИО, об/мин; v, - скорость подачи комбайна, м/мин; (« - время перемещения в одном направлении, мин; г - радиус ИО, М. 4 ил, 2 табл. (Л с

Из таблицы I следует, что скорость качания исполнительного органа при перемещении в одном направлении, например сверху вниз, изменяется нелинейно. Поэтому для определения средней скорости

качания исполнительного органа нсобхолнмо интеграл зависимости (9) в П1 еяел;| or О до tt отнести к времени качания н о.ч- ном направлении

В табл. 2 приведены установленные но ляпнсимостн (10) значения средних скоростей качании исполнительного органа и высоты проходимой выработки при различных скоростях нодачи комбайна и времени, за

Проходящий в настоящее время испытания экспериментальный образец комбайна ПКЦ работает по схеме прототипа: зарубка, отбойка сверху вниз с постоянной глубиной захвата и постоянной скоростью, подъем исполнительного органа вверх для зарубки. Общее время цикла tu складывается из времени на зарубку 1з, отбойку to и холостой подъем tn исполнительного органа: tu 1з -f to -}- in, из чего следует, что затраты времени на добычу единицы объема горной массы значительны, поэтому эксплуатационная производительность комбайна снижена. При работе по предлагаемому способу циклический комбайн становится комбайном непрерывного действия, при этом устраняются операции зарубки и холостого подъема исполнительного органа, а эксплуатационная производительность повышается примерно на 15%.

Формула изобретения

Способ разрушения горных пород выемочной машиной, заключающийся в периодическом внедрении исполнительного органа в забой в крайнем верхнем положении при

которое KONiOaini переместик я на кмвори. диаметр;) .1иигчмьно1) оргаи-ч, чтоЛи обеспечить yio.i его ксштпкга с :uifioe i. равный 90, ;) лубину I. IVMTIH, ранмук tio- .ювине ди;) luji . икп.и.ного opiiiii.i

передвижении комбайна, перемещении испол нительного органа вниз по всей ширине выработки с одновременной отбойкой горной породы при остановленном комбайне и возврате исполнительного органа в верхнее начальное положение, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения горных пород, исполнительный орган подают на забой с постоянной скоростью передвижения комбайна и с переменной скоростью перемещения от кров.чи к почве выработки и обратно, причем скорость перемещения исполнительного органа в одном направлении изменяют по зависимости

40

V

1р. Пи о

20(Vv tHr-v,tt) м/мин.

где V - скорость перемещения, м/мин: IP - радиальный вылет, резца, см; пио.-частота вращения исполнительного

органа, об/мин;

Vn - скорость подачи комбайна, м/мин; t/, - время перемещения в одном направлении, мин; г - радиус исполнительного органа, м.

11

.

.

л V/ u/ 1 У/ Л У/ ЛwЛW/ NУ/лo.

15

Фие.1

Фиг, 2

/У

gSfUQ.