Рабочий орган для открытой разработки нефтебитуминозных пород Советский патент 1992 года по МПК E21B7/24 

Изобретение относится к области горного производства, для ведения работ открытым способом и может быть использовано при разработке липких пород, например, нефтебитуминозных пород с высоким содержанием битума или для отбора проб на рыхлых техногенных месторождениях.

Известно устройство для добычи липких пород, рабочий орган которого - ковш, содержащий днище с режущей частью, боковые и заднюю стенки, выполнен с защитным листом из секций, установленным перед задней стенкой. При загрузке ковша этот лист защищает нижнюю часть задней стенки от налипания и намерзания грунта, а при разгрузке ковша, секции защитного листа за счет собственного веса выталкивают грунт из ковша.

Недостатком такой конструкции ковша является ограниченная область применения - только на породах с небольшой липкостью, а на породах с большой липкостью,

например, нефтебитуминозных породах с высоким содержанием битума (более 18%), секции защитного листа сами приливают к ковшу, что приводит к его неработоспособности.

Известно также устройство для добычи липких пород, рабочий орган которого - ковш содержит днище с режущей кромкой, боковые и заднюю стенки и защитный лист, закрепленный в месте стыка задней стенки с днищем ковша при помощи подпружиненной опоры и защищающий нижнюю часть задней стенки ковша от налипания и намерзания породы.

Однако, ограниченный радиус действия защитного листа не обеспечивает полного очищения ковша от налипшей породы, а при разработке пород с повышенной липкостью, например, нефтебитуминозных пород с высоким содержанием битума, такая конструкция ковша создает благоприятные условия для налипания породы, тем самым

(Л

С

о

о

CJ

ел

ухудшая эксплуатационные характеристики устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, частично устраняющее недо- статки вышеназванных аналогов, содержащее вращающийся относительно своей продольной оси стакан с отверстием в дне и режущей частью на открытом торце, который заострен и утолщен с наружной сторо- ны, а на внешней стороне дна стакана закреплен гидроцилиндр, шток которого введен внутрь стакана через отверстие в дне и снабжен пятой.

Недостатками этого устройства являют- ся относительно большая металлоемкость, обусловленная наличием гидродвигателя для вращения стакана и гидроцилиндра, закрепленного на две стакана, для его очистки от породы, а также относительно большие энергозатраты на внедрение стакана в массив породы, обусловленные тем, что во время работы вся внутренняя поверхность вращающегося стакана постоянно трется по уже срезанной породе, находящейся внутри стакана.

Цель изобретения - снижение металлоемкости рабочего органа при одновременном уменьшении энергозатрат на разработку массива породы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для открытой разработки нефтебитуминозных пород, включающем цилиндрический корпус с режущим башмаком, утолщенным с наружной сторо- ны, и размещенным внутри корпуса поршнем и источник рабочего тела, режущий башмак снабжен лопатками и соединен с корпусом с возможностью вращения относительно его продольной оси, а в корпусе на дне и стенках выполнены каналы, при этом каналы дна и стенок корпуса связаны с источником рабочего тела, каналы стенок имеют сопла, направленные на лопатки режущего башмака, а каналы дна связаны с полостью поршня, соединенного с дном посредством гибкой связи. Длина гибкой связи не превышает высоты корпуса с режущим башмаком.

На фиг. 1 показан общий вид экскавато- ра с рабочим органом; на фиг. 2 - общий вид рабочего органа в разрезе; на фиг. 3 - соединение режущего башмака с корпусом,

Рабочий орган содержит корпус 1 в виде стакана, открытый торец которого оканчи- вается режущим башмаком 2 (фиг. 2), а внутри корпуса 1 установлен поршень 3 с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса 1. Поршень 3 крепится к дну 4 корпуса 1 с помощью гибкой связи

5, например тросика, длина которого не больше общей высоты корпуса с режущим башмаком. Режущий башмак 2 соосно соединен с корпусом 1 посредством опорных 6 и упорных 7 тел качения (шарики, ролики и т.п.), установленных в соответствующих кольцевых канавках, выполненных в корпусе 1 и режущем башмаке 2 (фиг. 3). Напротив кольцевой канавки для упорных 7 тел качения в режущем башмаке 2 выполнено загрузочное окно 8 с заглушкой 9. Кроме того, режущий башмак 2 снабжен лопатками 10. Напротив лопаток 10 режущего башмака 2, в корпусе 1 выполнены сопла 11, которые через каналы 12 в стенках корпуса 1 и воздухопровод 13 пневматически связаны с источником сжатого воздуха (не показан), установленным на экскаваторе 14. С источником сжатого воздуха через воздухопровод 15 также пневматически соединена внутренняя полость 16 корпуса 1 с размещенным в ней поршнем 3. Рабочий орган закреплен на подъемной стреле 17 и приводится в действие с помощью силовых гидро- цилиндров 18, 19 и 20. Стрелками на чертежах показано направление движения сжатого воздуха.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. С помощью подъемной острелы 17 и силовых гидроцилиндров 18, 19 и 20 рабочий орган опускают на край уступа разрабатываемой породы и начинают вдавливать его в массив залежи. Одновременно, от источника сжатого воздуха через пульт управления (не показан) по воздухопроводу 13 и каналам 12 к соплам 11 корпуса 1 подают сжатый воздух, струи которого, воздействуя на лопатки 10 режущего башмака 2 вращают его относительно продольной оси корпуса 1, облегчая внедрение рабочего органа в массив разрабатываемой породы. При этом, внутреннюю полость 16 корпуса 1 через воздухопровод 15 и пульт управления пневматически соединяют с атмосферой, чтобы при заполнении ее породой воздух в ней не создавал дополнительного сопротивления внедрению рабочего органа в породу. При внедрении рабочего органа в массив породы режущий башмак 2 опирается на открытый торец корпуса 1 посредством опорных 6 тел качения (фиг. 3), перекатываясь по ним. По мере внедрения в залежь, рабочий орган заполняется породой вырезая из уступа цилиндрический брикет (керн). После заполнения стакана 1 породой, когда поршень 3 упрется в уступы на дне 4 (фиг. 1), подачу сжатого воздуха к соплам 11 прекращают, а рабочий орган с помощью подъемной стрелы 17 и гидроцилиндров 18, 19 и 20 наклоняют в сторону от вертикального положения, надламывая брикет у основания (линия отрыва брикета показана на фиг. 1 пунктирной линией), и отрывают его от массива породы. После чего, производят выгрузку брикета породы из рабочего органа в транспортное средство. Для этого от источника сжатого воздуха через пульт управления и воздухопровод 15 в полость 16 корпуса 1 подают сжатый воздух, который воздейст- вуя на поршень 3 выталкивает брикет породы из рабочего органа. При этом тросик 5 ограничивает ход поршня 3, предотвращая его вывал из рабочего органа за пределы режущего башмака 2 (фиг. 2). Продольное смещение режущего башмака 2 относительно корпуса 1 при его разгрузке предотвращается упорными 7 телами вращения, которые вставляются в соответствующие кольцевые канавки через загрузочное окно 8 и запираются там заглушкой 9 (фиг. 3). После выгрузки брикета породы из рабочего органа все операции повторяются снова.

Предлагаемая конструкция рабочего органа для открытой разработки нефтебиту- минозных пород позволяет значительно снизить его металлоемкость (на 35-40%) и уменьшить энергозатраты на внедрение в массив породы, особенно при разработке

пород с повышенной липкостью, например, нефтебитуминозных пород с высоким содержанием битума (более 20%) или при отборе проб на рыхлых техногенных месторождениях.

Формула изобретения

1.Рабочий орган для открытой разработки нефтебитуминозных пород, включающий цилиндрический корпус с режущим башмаком и размещенным внутри корпуса поршнем и источник рабочего тела, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости рабочего органа при одновременном уменьшении энергозатрат на разработку, режущий башмак снабжен лопатками и соединен с корпусом с возможностью вращения, а в корпусе на дне и стенках выполнены каналы, при этом каналы дна и стенок корпуса сообщены с источником рабочего тела, каналы стенки имеют сопла, направленные на лопатки режущего башмака, а каналы дна сообщены с полостью поршня, соединенного с дном посредством гибкой связи.

2.Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что длина гибкой связи не превышает высоты корпуса с режущим башмаком.

Использование: для разработки пород с высоким содержанием битума и отбора проб в липких грунтах. Сущность: режущий башмак снабжен лопатками и соединен с корпусом с возможностью вращения. Рабочее тело через каналы от источника может поступать на лопатки и в полость рабочего органа над помещенным в нем выталкивающим поршнем. При этом происходит принудительное вращение режущего башмака или движение поршня вниз вместе с заполняющим корпус рабочего органа липким грунтом. 1 з.п, ф-лы, 3 ил.

17

20

.f

f2