Устройство для разрушения горной породы Советский патент 1993 года по МПК E21C37/02 

Изобретение относится к средствам разрушения горных породи предназначено преимущественно для использования при проведении подготовительных выработок в крепких породах безвзрывным способом. Один из безвзрывчых способов проведения выработок в крепких породах - использование шарошечных комбайнов. Однако они обладают большими массами, габаритами, мощностью и предназначены для проведения только длинных прямых выработок большого сечения. Для проведения других выработок могут быть использованы различные механизированные устройства для шпуро-клинового разрушения горных пород. .

Известно устройство для разрушения пород а.с. 1006749, Е 21 С 37/02. Оно включает направляющую раму, бурильную машину с податчиком, клиновой элемент, состоящий из разъемных частей клина и вкладышей, механизма переключения устройства с бурения на отламывание. Механизм переключения состоит из пневматического цилиндра, захватов с лапами, которые находятся в зацеплении с кулаками, разъемной штанги, обоймы. Большое число двигателей, отдельный привод усложняют устройство, делают его неэффективным, в чем заключается его недостаток.

Прототипом является устройство для разрушения горных пород по а.с. 1033730, Е 21 С 37/02. Устройство включает бурильную машину ударно-вращательного действия с люнетом, буровую штангу с коронкой, ударно-клиновой элемент в виде клина-ска- лывателя на буровой штанге и разрезной съемной втулки между клином скалывате- лем и упорным буртом клина. На время бурения разрезную втулку снимают, и перфоратор наносит удары по штанге, причем клин-скалыватель постоянно находится на штанге. Пробурив шпур, устанавливают разрезную втулку на штангу, причем

XJ 00 Ю

00

перфоратор наносит удары по втулке и кли- ну-скалывателю. Недостатки устройства заключаются в ручной перестройке с одного режима работы на другой, а также в возможности бурить только вниз.

Целью предлагаемого решения является повышение производительности устройства за, счет механизированного изменения режима1 работы.

Это достигается тем, что устройство, снабжено электромагнитным съемником втулки, установленным на бурильном механизме, на наружной поверхности втулки вы.-. ролнены две параллельные лыски, расположенные вдоль разреза втулки, внут- ренняя поверхность втулки выполнена конической и имеет лыски, перпендикулярные лыскам по наружной поверхности, а буровая штанга со стороны корбнМвыполнена с коническим утонени ём, поверхность кото- рого сопряжена с внутренней поверхностью втулки. Электромагнитный съемник втулки состоит из электро магнита, закрепленного над штангой, и постоянного магнита, установленного под штангой. Электромагнит- ный съемник втулки также может быть выполнен в виде линейного асинхронного двигателя с поперечным сечением, соответствующим форме цилиндрической части втулки. .-. .На фиг. 1 показано устройство для разрушения горной породы с .электромагнитным съёмником втулки, состоящее из электромагнита и постоянного магнита; на фиг.2-4 - вид втулки для устройства (см. фиг.1.) соответственно снизу, сбоку, спереди; на фиг.5 - вид в плане устройства для разрушения горной породы с электромагнитным съемником, выполненным в виде линейного асинхронного двигателя; на фиг.б - поперечное сечение втулки для устройства (см. фиг.5); на фиг.7 - сечечие А-А на фиг. 5, : . - ; . Устройство состоит из буровой штанги 1, имеющей бурт 2, конический 3 и сужен- ный 4 участки. Штанга может опираться на манипулятор 5 фиг.1 (на фиг.5 не показано). На манипуляторе 5 установлен электромагнитный съемник втулки 6. Электромагнитный съемник может быть смонтирован на неподвижном люнете 7 (фиг.1,7) или непосредственно на манипуляторе 5 (на фиг.б ма- ни.пулятор 5 выполнен с уширением), который имеет электромагнит 8 (фиг.1) или электромагнит в виде линейного асинхрон- ного двигателя (ЛАД) 9 (фиг.5) специальной формы. Ударно-клиновой элемент а виде разрезной съемной втулки б может зани- мать два положения. Втулка б может быть притянутой к электромагнитув (фиг.1) и располагаться на подставке 10 (фиг.1). Подставка 10 (фиг.1). Подставка 10 прикреплена к манипулятору 5 и имеет упор со скосом 11 (фиг.1) для более точной установки втулки б на подставке 10. Секции силовой обмотки ЛАД (фиг.5) уложены так, что в поперечном сечении повторяют форму цилиндрической поверхности (фиг.б) втулки 6 фиг.7, а в продольном сечении имеют вид двух участков, один из которых параллелен буровой штанге 1, а другой отклонен от нее на определенный угол. Этотугол, размеры электромагнита и его расположение относительно штанги таковы, что разрезная втулка 6 может располагаться как на штанге, так и в нее, не выходя за габариты электромагнита (фиг.5). Силовые линии электромагнитного поля на части длины направлены вдоль штанги, а на части длины - под углом к ней. Якорем ЛАД служит втулка б (фиг.5).

Втулка 6 имеет разрез, ширина которого не меньше малого диаметра участка 4, а также внутреннюю 13 и наружную 14 конические поверхности (фиг.б, 2, 4). Конусность внутренней поверхности втулки 6 и конического участка 3 равны. На внутренней поверхности втулки предусмотрены лыски 15, фиг.З, такие же лыски 16 имеются на коническом участке 3 фиг,1. Наружная поверхность 8 втулки 6 выполнена конической фиг.2 или цилиндрическо-конической фиг.б, и имеет лыски 17, параллельные оси, со стороны разреза и с противоположной стороны (фиг.З, 4, 7). Если устройство фиг.1 предназначено для работы под углом, между электромагнитом 7 и подставкой 3 устанавливают направляющие (на фиг, не показаны) с возможностью перемещения втулки 6 в них. Подставка 6 может выполнять роль постоянного магнита, особенно, если предусматривается работа под углом.

Устройство работает следующим образом.

Во время ударно-вращательного .бурения буровая штанга 1, опирающаяся на манипулятор 5, с помощью люнетов 7 располагается в шпуре. Электромагнит 8 фиг.1 включен, и втулка 6 притянута к нему. Она контактирует с ним верхней лыской 17, и обращена разрезом вниз, а меньшими диаметрами внутренней 13 и наружной 14 конических поверхностей - к забою. На фиг.5 разрезная втулка 6 удерживается стянутым концом ЛАД 9 вне штанги (пунктирная линия фиг.5). В катушке ЛАД втулка б располагается так, как показано на фиг.7, разрезом в ту же сторону, что и раструб электромагнита цилиндрической частью 12 (фиг.б) наружной поверхности втулка контактирует с катушкой ЛАД, а ее ось направлена также, как

отогнутая часть электромагнита. После окончания бурения шпура штангу 1 выдвигают из него и располагают участком малого размера 4 под втулкой б в фйг.1, или как показано на фиг.5, Выключают электромаг- 5 нит 4 фиг.1, втулка 6 падает на подставку 10 (на фиг.1 пунктирными линиями), возможно скользя в направляющих (при бурении наклонных скважин), контактируя с подставкой 10 нижней лыской 17 и надевается на 10 лыски 16 штанги 1 и лыски 15 втулки 6. Фиксации втулки б на подставке 10 могут способствовать упор со скосом 11 и небольшая намагниченность подставки установленной на люнете 10. Во втором случае 15 фиг.5 включают ЛАД с тем, чтобы втулка 1 перемещалась к другому ее концу, (на фиг.5... сплошными линиями). Своим разрезом) втулка б обращена в сторону штанги 1 над- евается на нее и удерживается в этом поло- 20 жении электромагнитом ЛАД. Затем штангу подают вперед, и насаживают втулку б на конический участок 3 штанги 1, перемещают втулку так, чтобы лыски 17 располагались перпендикулярно плоскости ожидаемого 25 отрыва. Штангу 1 подают вперед, до упора наружной конической поверхности 13 втулки 6 в устье шпура. Включают перфоратор на удары без вращения и ударами откалывают объем породы на забое или разрушают ЗЭ валун. После разрушения породы вытягивают штангу из шпура. В первом случае - фиг.1 штангу 1 поворачивает так, чтобы втулка 6 располагалась разрезом вниз. Подают штангу 1 от забоя, втулка 6 упирается в 35 упор 11, сдвигается с конического участка 3 штанги 1 и совмещается с участком малого диаметра 9. Останавливают штангу 1, включают электромагнит 1, втулка б притягивается к нему возможно скользя, по 40 направляющим (на фиг.1 не показаны). Во втором случае фиг.5 штангу вытягивают из шпура с помощью упора 2 сдергивают втулку б с конического участка 3 штанги 1, перемещают штангу так, чтобы втулка 6 заняла 45

положение у конца ЛАД, как показано на фиг.5 сплошными линиями. Включают ЛАД и переводят втулку Р нерабочее положение, показанное на фиг.5 пунктирной линией. Бурильный механизм готов к дальнейшей работе.

Предлагаемое устройство позволяет механизировать переналадку механизма с бурения на отламывание, работать под углами наклона, реально возникающими при бурении шпуров на подготовительных и очистных забоях шахт и этим повысить эффективность.

Ф ормула изобретения

1. Устройство для разрушения горной породы, включающее бурильный механизм, буровую штангу с коронкой и съемную разрезную втулку с коническо-цилиидрической наружной поверхностью, отличающее- с я тем, что, с целью повышения производительности устройства за счет механизированного изменения режима работы, оно снабжено электромагнитным съемником втулки, установленным на бурильном механизме, на наружной поверхности втулки вы- полнены две параллельные лыски, расположенные вдоль разреза втулки, внут-, ренняя поверхность втулки выполнена конической и имеет лыски, перпендикулярные лыскам на наружной поверхности, а буровая штангасо стороны коронки выполнена с коническим утонением, поверхность которого сопряжена с внутренней поверхностью втулки.

2. Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что электромагнитный съемник втулки состоит из электромагнита, закрепленного над штангой и постоянного магнита, установленного под штангой.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что электромагнитный съемник втулки выполнен в виде линейного асинхронного двигателя с поперечным сечением, соответствующим форме цилиндрической части втулки.

Использование: проведение горных выработок в крепких породах безвзрывным способом. Сущность изобретения: устройство содержит буровую штангу 1, ударноклиновой элемент в виде разрезной съемной втулки 6 и бурильный механизм. На манипуляторе 5 бурильного механизма установлен электромагнитный съемник втулки 6. Электромагнитный съемник может быть выполнен из электомагнита и постоянного магнита, либо в виде линейного асинхронного двигателя. Во время бурения втулка 6 находится внутри съемника, По окончании бурения съемник автоматически насаживает втулку 6 на коническую часть 3 штанги 1. Штангу 1 подают до упора втулки 6 в устье шпура. Ударами по штанге расклинивают втулку в шпуре и откалывают породу. 2 з.п.ф-лы, 7 ил.

И Ю

$иг.1

%