Способ проведения горноподготовительной выработки и исполнительный орган для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК E21D9/10 

Фи г. 1

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

Известен способ воздействия на забой подготовительной выработки, при котором вся поверхность забоя равномерно обрабатывается ударами, наносимыми ударными устройствами, закрепленными на манипуляторе, совершающем движения подачи. Недостатком способа, особенно для крепких горных пород, является необходимость сосредотачивать на инструменте большую энергию удара, что крайне трудно в ограниченном пространстве подготовительной выработки.

Прототипом является способ комбинированного воздействия на забой, по которому на забое прорезают кольцевые борозды, а образующиеся кольцевые гребни разрушают дробящим конусом и шарошками - скалывателями. Недостатками этого способа, особенно в случае его применения на крепких абразивных породах подготовительных забоев, является быстрый износ шарошек из-за трения о стенки кольцевых борозд, что снижает эффективность способа.

Известен исполнительный орган горнопроходческой машины, включающий стрелу с опорным элементом в виде ротора, имеющего лучи, снабженные ударными молотами. При работе стрела совершает движения подачи вдоль и поперек забоя, а ротор вращает молоты, наносящие удары по всей поверхности забоя. Недостатком устройства является то, что не предусмотрено образование борозд и воздействие на их стенки, а породу разрушают дроблением, имеющим большую энергоемкость.

Прототипом устройства является горнопроходческий комбайн, снабженный шарошками, прорезающими борозды на забое, и буровой установкой, Буровая установка расположена так, что не может воздействовать на стенки прорезаемых борозд для их расширения и уменьшения износа шарошек. В этом заключается недостаток горнопроходческого комбайна.

Целью предлагаемого способа является повышение эффективности разрушения породы за счет ее предварительного ослабления.

Эта цель достигается тем, что по способу воздействия на забой горноподготовительной выработки, включающему прорезание кольцевых борозд шарошками, предусматривается нанесение ударов по кольцевым линиям образования борозды.

Целью предлагаемого устройства является повышение долговечности исполнительного органа за счет увеличения срока службы шарошек.

Цель достигается тем, что исполнительный орган комбайна для проведения горноподготовительной выработки, содержащий планшайбу, шарошки, расположенные на планшайбе по окружности, снабжен ударниками, расположенными на планшайбе по окружностям размещения шарошек в дугообразных пазах, выполненных на планшайбе, причем ударники закреплены посредством шарниров с возможностью поворота в пазах.

На фиг. 1 изображена часть поперечного сечения забоя горноподготовительной выработки, обрабатываемого по предлагаемому способу; на фиг. 2 - вид спереди на

планшайбу проходческого комбайна; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Способ включает прорезание на забое борозд 1 с образованием гребней 2. Гребни

могут быть удалены одним из известных способов.

Применение способа показано на примере шарошки с конической рабочей поверхностью (фиг. 1). При вращении планшайбы

з вокруг оси шарошки 4 прорезают кольцевые борозды, показанные сплошными линиями. Во избежание износа шарошки, показанной штрих-пунктирной линией, при трении о стенки 5 и, особенно, 6 в борозды

вводят ударники и наносят удары по стенкам, разрушая их на небольшую глубину, как показано штриховыми линиями. Благодаря этому борозды становятся шире и исключается трение шарошек о стенки борозд.

Удары могут наноситься не только по стенкам борозд, но и по тем местам забоя, где при работе эти стенки образуются, чтобы предупредить трение поверхностей шарошек о стенки борозд.

Исполнительный орган осуществляющий этот способ, может быть оснащен ударниками различных типов. Поскольку большая энергия удара не требуется, так как удаляются небольшие объемы породы,

предпочтительны электромагнитные машины возвратно-поступательного действия, позволяющие упростить передачу электроэнергии от неподвижного источника на ударники 7, установленные на шарнирах 8 в

пазах 9, 10 планшайбы 3. Электроэнергия может передаваться с использованием принципа электрической индукции или с помощью широко применяемых в промышленности и на транспорте скользящих контактов.

Шарошки 4 для прорезания борозд 1 расположены на планшайбе 3 по окружностям. На фиг. 2 для примера показаны три окружности - внутренняя, промежуточная и внешняя. Промежуточных окружностей мо- жет быть несколько. Целесообразно дуговые пазы располагать по этим же окружностям или с небольшим смещением относительно них, а ударники 7 расположить на шарнирах 8 так, чтобы они могли наносить удары по стенкам борозд, например так, чтобы они через один были обращены к центру планшайбы и от него. Именно так расположены ударники на внутренней и промежуточной окружностях. На внешней окружности нет места для такого расположения ударников, они могут наносить удары только со стороны центра, поэтому пазы расположены иначе. Пазы 9, в которых расположены ударники, наносящие удары по той стенке внешней борозды, которая дальше от центра, расположена по окружности размещения шарошек. Пазы 10 с ударниками, которые должны наносить удары по той стенке внешней борозды, которая располо- жена ближе к центру, смещены в сторону центра. Это позволяет расположить ударники в пазах 10, так они наносят по поверхности забоя скалывающие удары извне по верхнему углу борозды.

Электромагнитные обмотки, сообщающие возвратно-поступательное движение бойку электроударника, вместе с бойком заключены в корпус, помещенный на шарнире 8, расположенном посредине паза 9,10 или смещенном в сторону вращения планшайбы 3, что зависит от конструктивно-кинематических параметров исполнительного органа (частоты вращения планшайбы и ударов, длины бойка, соотношения энергии прямо- го и обратного хода электроударника и др.).

Исполнительный орган комбайна для проведения горноподготовительной выработки работает следующим образом. К подготовленному забою подводят комбайн. Шарошки могут быть включены одновременно с ударниками или заранее. Если ударники и шарошки включены одновременно, то ударники сначала воздействуют на те места забоя, где при работе шарошек возникнут стенки борозд вызывая растрескивание или разрушение небольших объемов породы за счет дробления и скалывания. По мере углубления борозд ударники воздействуют на их стенки и небольшие примыкающие участки дна. Это устраняет или уменьшает абразивный износ при взаимодействии шарошки со стенками борозды. Если сначала включают шарошки, то прорезают ими борозды на части глубины, затем включают ударники. Они действуют на стенки борозды, отделяя от них небольшие объемы породы. Это устраняет или уменьшает абразивный износ шарошки при взаимодействии ее со стенками уже прорезанной борозды.

Гребни между бороздами могут быть разрушены одним из известных способов - скалыванием или ударными воздействиями.

По сравнению с прототипами способ воздействия на забой горноподготовительной выработки и исполнительный орган комбайна для проведения выработок уменьшают или устраняют износ шарошек при прорезании борозд, что позволяет более широко использовать этот прогрессивный способ разрушения забоя подготовительной выработки.

Формула изобретения

1. Способ проведения горноподготовительной выработки, включающий прореза- ние кольцевых борозд шарошками, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения породы за счет ее предварительного ослабления, по кольцевым линиям образования борозды наносят удары.

2. Исполнительный орган комбайна для проведения горноподготовительной выработки, содержащий планшайбу, шарошки, расположенные на планшайбе по окружности, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности исполнительного органа за счет увеличения срока службы шарошек, он снабжен ударниками, расположенными на планшайбе по окружностям размещения шарошек в дугообразных пазах, выполненных на планшайбе, причем ударники закреплены посредством шарниров с возможностью поворота в пазах.

Использование: средства разрушения горных пород для проведения подготовительных выработок в крепких породах. Сущность способа: по кольцевым бороздам наносят удары. Сущность устройства: имеются ударники 7. Ударники 7 расположены на планшайбе 3 по окружностям, на которых размещены шарошки 4, в дугообразных пазах 9 и 10. Ударники 7 закреплены на шарнирах с возможностью поворота. При работе увеличивается срок службы шарошек. 3 ил.