Устройство для разрушения горной породы Советский патент 1992 года по МПК E21C37/02 

Изобретение относится к средствам разрушения горных пород и предназначено преимущественно для использования при проведении подготовительных выработок в крепких породах безвзрывным способом.

Один из безвзрывных способов проведения выработок в крепких породах - использование шарошечных комбайнов. Однако они обладают большими массами, габаритами, установленной мощностью двигателей и предназначены для проведения только длинных прямолинейных выработок большого сечения, Для проведения других подготовительных выработок могут быть использованы устройства для шпуро- клинового разрушения горных пород. Однако сейчас практически нет пригодных для этого устройств, допускающих промышленное применение.

Известно устройство для разрушения горных пород, включающее вращательный привод, преимущественно ручной, шток, от- рывник, содержащий клинья, направленные один к другому и расположенные между раздвижными щеками. Клинья и щеки коак- сиально установлены на буровой штанге. Одна рукоять соединена с верхним клином, другая - со штоком. При вращении рукоятей клинья сдвигаются, распирают щеки, которые отламывают объем породы.

Наиболее близким к изобретению является устройство для разрушения горной породы, включающее бурильную установку, на штанге которой между буровой машиной и буровой коронкой размещен отрывник в виде соосного штанге вала с концевыми разнонаправленными резьбами, пары клиньев, установленных на концевых резьбах вала с возможностью упора большими основания- ми соответственно с буровую коронку и штангу при работе устройства в режиме бурения, раздвижных щек, прилегающих к рабочим граням клиньев, и механизм перевода работы устройства из режима бурения в режим отрыва.

Недостатками известного устройства является сложность конструкции и трудоемкость эксплуатации вследствие необходимости ручного переключения режимов работы устройства.

Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных свойств устройства.

Цель достигается тем, что в устройства для разрушения горной породы, включающего бурильную установку, на штанге которой между буровой машиной и буровой коронкой размещен отрывник в виде соосного штанге вала с концевыми разнонаправленными резьбами, пары клиньев, установленных на концевых резьбах вала с возможностью упора большими основаниями соответственно в буровую коронку и штангу при работе устройства в режиме бурения, раздвижных щек, прилегающих к рабочим граням клиньев, и механизм перевода работы устройства из режима бурения в режим отрыва, вал жестко связан концами со штангой и буровой коронкой, а механизм перевода работы устройства из режима бурения в режим отрыва выполнен в виде храповых колес с противонаправленными зубьями, коаксиальных штанге, жестко и последовательно установленных на большем основании клина, обращенном к буровой машине, и храповых собачек установленных на бурильной установке на расстоянии друг от друга по длине штанги и с возможностью раздельного зацепления каждой с соответствующим храповым колесом при продольном перемещении штанги с отрывником.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - щека; на фиг. 6 - устройство н манипуляторе шахтной бурильной установки; на фиг, 7 - схема угловых положений устройства относительно своей оси на забое подготовительной выработки; на фиг, 8 - схема обуривания забоя подготовительной выработки; на фиг. 9 - сечение Г-Г на фиг. 8.

Устройство для разрушения горной породы, включающее отрывник 1 и механизм перевода работы устройства из режима бу- рения в режим отрыва, монтируют на специ- альной буровой штанге 2 (фиг. 6), имеющей участки 3 и 4 (фиг. 1) с разнонаправленными резьбами. На участок 3 навернут клин 5 с граненой конической поверхностью и хра- повыми колесами 6 и 7 с противонаправленными зубьями. На участок 4 навернут клин 8 с граненой конической поверхностью. Щеки 9 имеют граненые конические поверхности, охватывают клинья 5 и 8 и стянуты эластичными кольцами 10.

Резьбовые участки 3 и 4 могут быть выполнены не на специальной штанге, а на валу, который соосно соединяется муфтой или резьбой со штангой и несет буровую коронку 11. В таком случае штанга может быть стандартной. На манипуляторе или аналогичной по назначению конструкции бурильной установки закреплены две противонаправленные собачки 12 и 13, образу- ющие совместно с храповыми колесами 6 и

7механизм перевода работы устройства из режима бурения в режим отрыва. Щеки 9 могут иметь по всей длине спиральную канавку (фиг, 1).

Направления резьб 3 и 4, зубьев храповых колес 6 и 7, спиральной канавки на поверхности щек, вращения вала (штанги) 2 должны быть согласованы. При вращении вала в процессе отламывания против часо- вой стрелки, если смотреть со стороны перфоратора, зубья храпового колеса 7 направлены против часовой стрелки, зубья храпового колеса 6 - противоположно им, резьба 3 - правая, резьба 4 - левая, нарезка спиральной канавки щек 9 - правая. При вращении вала в процессе отламывания по часовой стрелке указанные направления меняются на обратные, в частности зубья храпового колеса 7 направлены по часовой стрелке (фиг. 4).

Устройство для разрушения горной породы работает следующим образом.

При бурении шпура ударно-вращательным способом штангу и вал 2 вращают по часовой стрелке, если смотреть от перфора- тора, клинья 5 и 8 стремятся раздвинуться, поскольку у клина 5 правая нарезка у клина

8- левая нарезка. Раздвигание клиньев ограничивается для клина 5 нерезьбовым участком вала или штанги 2, а для клина 8буровой коронкой 11 Буровая мелочь удаляется по зазору у стенки шпура и, возмож- но, по спиральной канавке. После пробуривания шпура на такую глубину, чтобы храповое колесо 7 пришло в зацепление с собачкой 13, бурение прекращают. Собачка 13 прощелкивает по храповому колесу 7 с момента начала зацепления до момента, когда зацепление установится полностью. Включают вращение вала 2 в обратном направлении - против часовой стрелки. Клин 5 не ожет врайЦаться, так как стопорится собач кой 13, поэтому начинает перемещаться вправо (фиг. 1). Клин 8 также не может вращаться, так как стопорится щеками 9, связанными граненными поверхностями с клиньями 5 и 8. Поэтому кликР8 начинает перемещаться влево. Щеки 9 раздвигаются, объем породы отламывается.

Для приведения отламывающего устройства в исходное состояние включают обратную подачу до зацепления храпового колеса 6 с собачкой 12 (фиг. 6). Затем включают вращение вала 2 по часовой стрелке. Клин 5 не может вращаться, так как храповое колесо б стопорится собачкой 12, поэтому клин 5 перемещается влево. Клин 8 также не может вращаться, потому что стопорится щеками 9, поэтому клин 8 начинает перемещаться вправо. Клинья расходятся, щеки сдвигаются под действием эластичных колец 10. Буровая установка готова к бурению следующего шпура.

При использовании устройства на очистных работах отламывание возможно в сторону очистного пространства. При использовании устройства на проходческих работах для начала отламывания необходима начальная полость. Ею может служить заранее пробуренная скважина вдоль направления выработки или один из шпуров, расширенный с помощью предлагаемого устройства. Для этого щеки на заднем конце можно оснастить заостренным кольцевым выступом с тем, чтобы при раздвигании щек выступы воздействовали на стенки шпура и отламывали объем породы в свободное пространство. Примерная форма шпура, расширенного таким образом за два приема, показана на фиг. 8 и 9. Сплошными линиями изображена примерная форма полости после отламывания, а штрихпунктирными с двумя точками - исходная форма шпура и форма полости после первого отламывания. Затем забой обуривают шпурами и отламывают породу, прикладывая силы отламывания в направлении стрелок, указанных на фиг. 8. Там же показаны примерные границы отломов.

На фиг. 7 забой разделен условно на восемь секторов и для каждого сектора показаны примерные положения отламывате- ля относительно своей оси и относительно

манипулятора, условно представленного прямоугольником.

Описание составлено применительно к размещению перфоратора на манипуляторе шахтной бурильной установки. Вместо манипулятора возможно использование другой аналогичной по назначению конструкции. В случае использования перфоратора при бурении пользуются вращением и возвратно-поступательным движением, а при отламывании - вращением,

По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повысить производительность, так как устраняет ручную установку отламывателя в шпуре и не требует отдельного привода, что упрощает устройство и расширяет область применения.

Формула изобретения

Устройство для разрушения горной породы, включающее бурильную установку, на штанге которой между буровой машиной и буровой коронкой размещен отрывник в виде соосного штанге вала с концевыми разнонаправленными резьбами, пары клиньев,

0

5

0

5

установленных на концевых резьбовых вала с возможностью упора большими основаниями соответственно в буровую коронку и штангу при работе устройства в режиме бурения, раздвижных щек, прилегающих к рабочим граням клиньев, и механизм перевода работы устройства из режима бурения в режим отрыва, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения эксплуатационных свойств устройства, вал жестко связан концами со штангой и буровой коронкой, а механизм перевода работы устройства из режима бурения в режим отрыва выполнен в виде храповых колес с противонаправленными зубьями, коаксиальных штанге, жестко и последовательно установленных на большем основании клина, обращенном к буровой машине, и храповых собачек, установленных на бурильной установке на расстоянии друг от друга по длине штанги и с возможностью раздельного зацепления каждой с соответствующим храповым колесом при продольном перемещении штанги с отрывником.

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для отбойки горных пород статическими нагрузками. Цель изобретения - упрощение конструкции и улучшений эксплуатационных свойств устройства. Устройство включает бурильную установку, на штанге 2 которой между буровой машиной и буровой коронкой 11 размещен отрывник в виде соосного штанге2 вала с концевыми разнонаправленными резьбами (Р) 3 и 4, пары клиньев (К) 5 и 8, установленных на Р 3 и 4 с возможностью упора больших оснований соответственно в штангу 2 и коронку 11 при работе в режиме 6voe- ния, раздвижных щек( Щ) 9, прилегающих к раоочим граням К 5 и 8, механизм перевода работы устройства из режима бурения в режим отрыва в виде храповых колес 6 и 7 с противонаправленными зубьями, коаксиальных штанге 2, жестко и последовательно (Л

А-А

13

Фиг. 2

5-5

8-6

9

Фиг.З

Фиг.1

Фиг. 5

13

Фиг. 6

(г

с

Фт.7

,Г

ФаЈ 3