Устройство для разрушения горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C37/02 

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

Один из безвзрывных способов проведения выработок в крепких породах - использование шарошечных комбайнов.

Однако они обладают большими массами, габаритами, мощностью и предназначе- ны для проведения только длинных прямолинейных выработок большого сечения.

Для проведения других выработок могут быть использованы устройства для шпу- ро-клинового разрушения горных пород.

Однако сейчас практически нет пригодных для этого устройств, допускающих промышленное применение.

Известно клиновое устройство для разрушения горных пород, которое имеет форму цилиндра и состоит из стержня, клина, щек, биметаллических пластин, изоляторов, проводов, требует источника высокого напряжения.

Наличие источника высокого напряжения в стесненных условиях.подземных горных выработок затрудняет использование устройства и является его недостатком,

Известно устройство для разрушения горных пород, которое включает цилиндрический разъемный корпус, распорную щеку с клиновыми поверхностями, клинья, в которые на резьбе входит вал, выходящий хвостовиком из корпуса.

Недостаток устройства заключается в том, что вал испытывает во время работы чрезмерно большие усилия кручения и изгиXI

СП

го ю ю

ба, так как не предусмотрены средства удержания всего устройства в шпуре от проворачивания во время работы,

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет исключения его вращения в шпуре,

Цель достигается тем, что в устройстве для разрушения горных пород, включающем цилиндрический корпус, образованный диаметрально противоположными раздвижными щеками с расходящимися от продольной оси к торцам корпуса концевыми скосами на внутренних поверхностях, клинья, соосно установленные между щеками эксцентрично продольной оси корпуса и прилегающие наклонными поверхностями к концевым скосам раздвижных щек, соос- ный клиньям и связанный с ними резьбой вал, выходящий хвостовиком из корпуса, части клиньев со стороны оснований расположены с выходом за торцы корпуса и выполнены в форме ступенчатых уширений, при этом уширение клина со стороны хвостовика выполнено коническим, а оппозит- ного клина - цилиндрическим, а резьбы связи клиньев с валом выполнены однонаправленными разношаговыми,

На фиг.1 изображено устройство в шпуре; на фиг,2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство для разрушения горных пород монтируют на валу 1, имеющем хвостовик 2 и резьбовые участки 3 и 4.

На участок 3 навернут клин 5 со ступенчатой наружной поверхностью, образованной как конической поверхностью б, промежуточный диаметр которой равен диаметру шпура, м граненой поверхностью 7, составленный плоскостями 8-11, образующими часть пирамиды, так и плоскостями 12, параллельными оси устройства. На резьбовой участок 4 навернут клин 13с наружной ступенчатой поверхностью, часть которой образована граненой поверхностью, аналогичной той, которая имеется у клина 5. а часть - цилиндрической поверхностью.

Щеки 14 и 15 имеют граненые поверхности, соответствующие поверхностям клиньев .5 и 13, охватывают их и стянуты эластичными кольцами 16. Хвостовик 2 может быть выполнен по-разному, При ручной работе - в виде гайки или рукоятки с трещет- кой, При использовании перфоратора хвостовик 2 может быть выполнен так, как показано на фиг,1 - в виде фланца 17 и трех-четырех захватов 18 с выступами на конце по числу продольных выемок на боковой поверхности буровой коронки.

Клинья 5 и 13 имеют эксцентриситет: резьбовое отверстие смещено относительно наружной поверхности, В соответствии с этим щеки 14 и 15 имеют разную толщину.

5 Направления и шаги резьб 3 и 4 должны быть согласованы с направлением вращения вала 1. Например, при вращении вала 1 по часовой стрелке, если смотреть со стороны хвостовика 2 и если резьба 3 правая, то

0 резьба 4 должна быть правой с большим шагом. В этом случае клин 13 при работе будет двигаться к устью шпура, а вал 1 - от него. Такое сочетание движений способствует разрушению горной породы без появ15 ления усилий, выталкивающих устройство из шпура,

Возможны другие сочетания направлений вращения резьб и шагов резьб. При определении направлений вращений и

0 резьб, а также шагов резьб необходимо учитывать, что при вращении стержень 1 перемещается в осевом направлении, так как клин 5 неподвижен. Этим, в частности, рассматриваемые резьбовые соединения отли5 чаются от талрепного соединения, где вращают стержень и перемещают обе гайки, имеющие разнонаправленные резьбы.

Для более надежной передачи крутящего момента позади буровой коронки на

0 штангу мо;хет быть напрессована втулка с более глубокими выемками на боковой поверхности, чем на боковой поверхности буровой коронки. Это позволит надежнее фиксировать захваты в выемках, Наружный

5 диаметр втулки должен быть не больше диаметра буровой коронки, чтобы втулка не мешала при бурении,

Для более надежного предотвращения проворачивания устройства в шпуре во вре0 мя работы на щеках 14 и 15 могут быть выполнены невысокие заостренные продольные выступы.

Устройство для разрушения горных пород работает следующим образом.

5 В исходном положении клинья 5 и 13 раздвинуты так, что щеки 14 и 15 упираются друг в друга по всей длине, как показано на фиг.З. Вводят устройство в нужном угловом положении в заранее пробуренный шпур до

0 заклинивания клина 5 в устье шпура. С помощью перфоратора на пониженной частоте вращения или вручную приводят вал 1 во вращение, например, по часовой стрелке, Если используют перфоратор, то его вводят

5 в хвостовик 2 так, чтобы захваты 18,прощел- кнув выступами на концах, вошли в профильные выемки на боковой поверхности буровой коронки или в выемки на боковой поверхности специальной втулки, которая мажет быть напрессована на штангу позади

буровой коронки. Клин 5 заклинен и не может вращаться или перемещаться. Усилие заклинивания должно быть достаточно для того, чтобы устройство не могло вращаться как одно целое в начале работы, до тех пор пока щеки 14 и 15 не создадут усилия распора. Кроме того, клинья 5 и 13 не могут вращаться относительно вала 1 из-за эксцентриситета. Если резьба 3 правая, а резьба 4 - правая с большим шагом, то вал 1, вращаясь, перемещается вправо, а клин 13, не вращаясь, движется по валу 1 влево, щеки 14 и 14 раздвигаются, скользя гранями 8-11 по клиньями 5 и 13. Возникает распорное усилие, отламывающее объем породы. По мере раздвигания щек 14 и 15 возрастает момент, стремящийся повернуть устройство в шпуре, однако растет и момент сил, препятствующий этому. Этот момент возникает за счет сил трения щек о стенки шпура и за счет сил внедрения в породу продольных заостренных выступов, которые могут быть выполнены на щеках 14 и 15.

После окончания работы устройство выдвигают из шпура, фиксируют в специаль- ном зажиме, который может быть предусмотрен на бурильном устройстве, или упором в забой и возвращают части устройства в исходное положение.

13 17 5, 6 -Н7

1Т

Редактор Н.Яцола

фиг. 2

Составитель О.Попов Техред М.Моргентал

Отличаясь простотой, устройство позволяет механизировать работу, не требуя специального привода.

Формула изобретения Устройство для разрушения горных пород, включающее цилиндрический корпус, образованный продольными диаметрально противоположными раздвижными щеками с расходящимися от продольной оси к торцам корпуса концевыми скосами на внутренних поверхностях, клинья, соосно установленные между щеками эксцентрично продольной оси корпуса и прилегающие наклонными поверхностями к концевым скосам раздвижных щек, соосный клиньям и связанный с ними резьбой вал, выходящий хвостовиком из корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет исключения его вращения в шпуре, части клиньев со стороны оснований расположены с выходом за торцы корпуса и выполнены в форме ступенчатых уширений, при этом уширение клина со стороны хвостовика выполнено коническим, а оппозитного клина - цилиндрическим, а резьба связи клиньев с валом выполнены однонаправленными раз- ношаговыми.

14 13

6 1

Фиг.З

Корректор Н.Слободяник

Использование: в горном деле и строительстве для безвзрывной отбойки горных пород. Устройство содержит цилиндрический корпус, образованный продольными диаметрально противоположными раздвижными щеками с расходящимися к торцам концевыми скосами на внутренних поверхностях. Соосно и эксцентрично продольной оси корпуса между щеками с прилеганием к скосам установлены клинья, с клиньями связан резьбой соосный вал, выходящий хвостовиком из корпуса. Части клиньев у оснований расположены, с выходом за торцы корпуса и выполнены, соответственно, в форме конического ступенчатого уширения со стороны хвостовика и цилиндрического ступенчатого расширения со стороны, оппозитной хвостовику. Резьбы связи клиньев с валом выполнены однонаправленными разношаговыми. 3 ил.