Проходческий комбайн Советский патент 1991 года по МПК E21C27/22 

Изобретение относится к горному делу, а именно к проходческим комбайнам для угольных шахт, и может быть использовано для дистанционной безлюдной проходки штреков по выбросоопасным пластам, например, с помощью средств технического видения,телемеханики и телеуправления.

Цель изобретения - повышение производительности комбайна за счет эффективного распора и самоцентрирования.

На фиг.1 изображен проходческий комбайн, выработка сбоку (для лучшего показа конструкции дан вырыв цилиндрических

баллонов и роликоопор, выработка дана условно прозрачной; на фиг.2 - то же, выработка сверху (для лучшего показа конструкции дан вырыв цилиндрических баллонов и роликоопор вдоль оси, выработка и корпус даны условно прозрачными); на фиг.З - то же, вид сзади; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.З.

Проходческий комбайн включает ходовой механизм 1, например, в виде гусеничного хода, погрузочное устройство 2, конвейер 3, корпус 4, раму 5 и исполнительный орган, например, в виде стрелы 6 с

vl

режущей коронкой 7 и механизмами поворота и подъема. Исполнительный орган установлен на платформе 8, связанной с рамой 5 шарниром 9 и домкратами 10. Механизм поворота стрелы б состоит из оси 11, неподвижно закрепленной на платформе 8, корпуса 12 и домкратов 13, связывающих платформу 8 и корпус 12, и размещается на платформе 8 между шарниром 9 и шарниром 14 механизма подъема стрелы. Механизм подъема стрелы состоит из шарнирного подъема, образованного цапфами, неподвижно закрепленными на стре- ле и входящими в соответствующие отверстия корпуса 12 механизма поворота, и домкратов 15, соединяющих стрелу 6 и корпус 12 механизма поворота.

Проходческий комбайн снабжен К (в приведенном примере их четыре) цилиндрическими баллонами 16, 17, 18 и 19 из эластичного упругого материала (например, из армированной резины), выдвижными штангами 20 (в приведенном примере количество выдвижных штанг равно 65), ролико- опорами, каждая из которых состоит из ролика 21 на подшипниках и U -образной рамки 22, на концах которой закреплен ролик 21, 2К трубопроводами 23 с клапанами 24 (в приведенном примере число трубопроводов 23 с клапанами 24 равно восьми, по два трубопровода с клапанами на каждый цилиндрический баллон), 2К герметичными шарнирными соединителями 25 (в приведенном примере их восемь, по два на каждый баллон), компрессором 26, установленным из раме 5 комбайна.

Выдвижные штанги 20 в р рядов (в приведенном примере их тринадцать) по длине комбайна с возможностью фиксации в требуемом положении по высоте вставлены в корпус 4 комбайна в радиальных по отношению к своду 27 выработки (на фиг.З свод 27 выработки показан в виде полукруга направлениях. На свободных концах выдвижных штанг 20 закреплены роликоопоры в виде рамок 22 с роликами 21 в параллельных к касательным к своду 27 выработки направлениях для поперечного сечения выработки в любом из р рядов штанг. Цилиндрические баллоны 16, 17, 18 и 19 своими торцами 28 через герметичные шарнирные соединители 25 и трубопроводы 23 с клапанами 24 соединены с компрессором 26, установленным на раме 5 комбайна. Цилиндрические баллоны 16, 17, 18 и 19 навешены на роликоопоры (на ролики 21) с возможностью контактирования со сводом 27 выработки и вращения баллонов при осевом перемещении комбайна в выработке. Для этого баллоны 16-19 уложены на роликах 21, как показано, например, на фиг.4: часть роликов 21 находится под баллонами (на фиг.4 показано, что под каждым баллоном находится по дэа ряда роликов по пять

штук роликов в каждом ряду), а вторая часть роликов находится между баллонами и они выдвинуты ближе к своду 27 выработки (на фиг.4 показано, что между каждой парой смежных баллонов установлен один ряд из

0 пяти роликов, и по одному ряду роликов по пять штук в каждом установлено на краях крайних баллонов, причем каждый из этих роликов ближе к своду 27 выработки примерно на диаметр ролика, или на половину

5 диаметра сжатого баллона). Это обеспечивает при движении комбайна к груди забоя вращение баллонов 16-19 и роликов 21 в показанных на фиг.4 направлениях.

При установке комбайна в горной выра0 ботке предварительно под форму и размеры выработки устанэвпивают в требуемое положение и фиксируют выдвижные штанги 20 с роликоопорами на концах. При этом исходят из следующего: роликоопоры, находя5 щиеся между цилиндрическими баллонами и на краях баллонов, устанавливают на расстояние от свода кровли до верха роликоопоры около 1/3 от диаметра цилиндрического баллона. Если, например, диаметр

0 цилиндрического баллона равен 0,8 м, то верхние части промежуточных и крайних ро- ликоопор в пяти рядах устанавливают на расстояниях около 0,27 м от свода выработки. Роликоопоры, находящиеся под цилинд5 рическими баллонами (восемь рядов роликоопор по пять штук в ряду), устанавливают на расстоянии от свода примерно 2/3 от диаметра цилиндрического баллона, или в приводимом примере равном 0,54 м. За0 тем включают компрессор 26 и создают в цилиндрических баллонах 16-19 избыточное давление. Так, например, при радиусе свода 27 выработки, равном 2,5 м, длина цилиндрических баллонов составит окрло

5 7,8 м, а площадь соприкосновения каждого баллона со сводом выработки при его расплющивании, как показано на фиг.4, составит около 3,9 м2, Если в каждый баллон обеспечить компрес0 сором избыточное давление 1,5 эти, то сила давления баллона на свод кровли, а следовательно, и сила давления свода выработки через баллон и десять выдвижных штанг с роликоопорами составит 19,5 т, т.е. сила,

5 передаваемая каждой выдвижной штангой, равна около 1,95 т. Суммарная сила распора комбайна в выработке при использовании четырех баллонов составит около 78 т. Изменяя давление от компрессора в цилиндрические баллоны от 1,1 эти до 3 ати (при

этом баллоны могут быть выполнены из армированной резины с толщиной стенки 4 мм), можно изменить усилие распора комбайна в выработке от 15,6 т до 312 т. При этом нагрузка на каждую несущую выдвижную штангу будет изменяться от 0,78 т до 15,6 т. Эта особенность конструкции обеспечивает эффективный распор и самоцентрирование комбайна в выработки независимо от формы выработки (роликоо- поры прикреплены к штангам в соответствии с формой свода выработки) без локальных нарушений свода выработки при одновременном исключении обрушений кровли.

Комбайн работает следующим образом.

Режущая коронка 7 внедряется в забой в заданном месте при неподвижном комбайне с помощью гидродомкратов 29. Положение стрелы 6 при внедрении коронки в забой выбирается в зависимости от принятой схемы отработки забоя и от конкретных геологических условий путем подьема, опускания или поворота стрелы 6 домкратами 10,13,15 привода 30 механизма поворота и подьема. Обработку забоя производят режущей коронкой 7 при перемещении стрелы 6 домкратами 13 и 15 в горизонтальном или вертикальном направлениях.

По мере необходимости производят изменение расстояния от почвы выработки шарнира 14 механизма 30 подьема стрелы путем подъема или опускания платформы 8 домкратами 10. Эта операция выполняется для наиболее эффективной (с наименьшими потерями) отработки пропластков полезного ископаемого при селективной выемке, а также для ликвидации неровностей и уступов на кровле и почве проводимой выработки. Отбитая горная масса убирается с почвы погрузочным устройством 2 с нагребными лапами и с помощью контейнера 3 перегружается в транспортные средства.

Работа самого проходческого комбайна зависит от его конструкции и может выполняться и по другому. Для изобретения важно, чтобы при любой конструкции комбайна он содержал ходовой механизм для продольного перемещения по выработке, погрузочное устройство и конвейер для перемещения отбитой горной массы через себя за комбайн, корпус, раму и исполнительный механизм для разрушения массива.

После обработки всей площади забоя комбайн передвигается вперед на величину зарубки в массив коронки 7. При передвижке комбайна компрессором 26 трубопроводами 23 с клапанами 24 уменьшают давление в цилиндрических баллонах (например, до 1,05 эти), снижая суммарное усилие распора комбайна (например, до 7,8 т) Даже при таком усилии распора в процессе передвижки комбайн не сможет 5 сместиться от оси выработки. После передвижки комбайна цикл его работы повторяется.

В начале следующего цикла машинист дистанционно или непосредственно откры10 вает клапаны 24 и включает компрессор 26, увеличивая давление в цилиндрических баллонах до требуемого значения. В качестве флюида для изменения давления в цилиндрических баллонах 16-19 может применять15 ся воздух, инертный газ (для обеспечения автоматического пожаротушения) или любая подходящая жидкость (вода, эмульсия, антипироген и т.п.). Затем начинается новый цикл проходки. При передвижке ком0 байна баллоны и ролики опор вращаются, как показано стрелками на фиг.4.

Если в процессе работы или при передвижке комбайн начнет смещаться относительно оси выработки, то одни роликоопоры

5 будут прижимать участок баллона к своду выработки, а другие роликоопоры будут отходить от свода выработки и снижать давление на другой участок баллона. В таких случаях из-за неодинаковых сил взаимодей0 ствия роликоопор с баллонами через роликоопоры и штанги на корпус комбайна будет действовать результирующая сила, которая начнет возвращать комбайн в положение по оси выработки. Результирующая сила в лю5 бой момент времени будет возникать в обратную к смещению комбайна сторону, а величину результирующей силы в любой момент времени будет прямо пропорциональной к величине смещения комбайна от оси

0 выработки. При этом разные силы взаимодействия баллонов с поддерживающими их роликоопорами будут сводить к нулю плоскопараллельное смещение комбайна вправо или влево от оси или сводить к нулю угол

5 тангажа или крена комбайна.

Кроме этого, предложенная конструкция комбайна исключает вывалы из свода выработки, а также исключает локальные нарушения свода выработки (если бы ком0 байн распирался любым другим приспособлением), так как предложенный комбайн обеспечивает одинаковое давление на свод выработки по большой площади, а упругость цилиндрических баллонов и их взаи5 модействие без трения со сводом выработки позволяет приспосабливаться даже к неровностям в своде выработки. Формула изобретения Проходческий комбайн, включающий гусеничное ходовое устройство с рамой, установленный на нем корпус со стреловидным органом, перекрытие над комбайном с выдвижными штангами, отличающий- с я тем, что, с целью повышения производительности за счет эффективного распора и самоцентрирования, он снабжен компрессором, установленным на раме, а выдвижные штанги установлены на корпусе комбайна рядами по длине комбайна, в каждом ряду штанги установлены в радиальных по отношению к продольной оси комбайна направлениях с возможностью фиксации в требуемом положении по высоте, и выполнены с роликоопорами на свободных концах, расположенными перпендикулярно продольным осям выдвижных штанг, а перекрытие выполнено в виде

цилиндрических баллонов из эластичного упругого материала, заполненных флюидом, при этом цилиндрические баллоны соединены с компрессором посредством трубопроводов с клапанами и герметичных шарнирных соединителей и навешены на роликоопоры с возможностью вращения при осевом перемещении комбайна.

Изобретение относится к горному оборудованию, а именно к проходческим комбайнам, и может быть использовано для дистанционной безлюдной проходки штреков по выбросоопасным пластам. Цель - повышение производительности комбайна за счет эффективного распора и самоцентрирования. Проходческий комбайн включает гусеничный ходовой механизм 1 с рамой 5, установленный на нем корпус 4 с исполнительным органом в виде стрелы 6 и перекрытие. Последнее выполнено в виде цилиндрических баллонов (ЦБ) 16-19 из эластичного упругого материала, заполненных флюидом. При этом ЦБ 16-19 соединены с компрессором посредством трубопровода 23 с клапанами и герметичных шарнирных соединителей. Перекрытие имеет выдвижные штанги (Ш), которые установлены на корпусе подлине комбайна. В каждом ряду Ш установлены в радиальных по отношению к продольной оси комбайна направлениях с возможностью фиксации в требуемом положении по высоте. При этом Ш выполнены с роликоопорами в виде ролика 21 и рамки 22. На ролики 21 навешены ЦБ 16-19 с возможностью контактирования со сводом 27 выработки и вращения ЦБ 16-19 при осевом перемещении комбайна. Обработку забоя производят режущей коронкой 7 при перемещении стрелы 6 с домкратами 13 и 15 в горизонтальном или вертикальном направлениях. При передвижке комбайна компрессором уменьшают давление в ЦБ 16-19, снижая суммарное усилие распора комбайна. Затем цикл повторяется. 4 ил. (Л С

ч N

271S 71 11 17 21 78 21 19

У ,4J. 4N/;

т W И И PS

///I ///7 /// я/ /// //А /// т м ///ytf /// ////// /// /// 1 11 W 13 9 8 5 Фиг1

15 1 I8 Г /13

//////////////////////// ////////////v/ty//// /////////&///////////// S/////f///////Л//////УЛ

- s , f V / 7 S г S/

Ж WW/2Z 21

J JJJ J,J Ш 1 H ,„ ,„ ,„ „ „, ft,-,,V-J... ,.; ...... С

/// //////////// ///////////у 7/7я/т ///////// /// ////////////////// //////r///у//////////////

(p(

/// /// //

(p(