ГОРНЫЙ КОМБАЙН ДЛЯ ОГНЕННЫХ РАБОТ Советский патент 1936 года по МПК E21D9/00 

Штольнеобразные выработки в крепких породах и настоящее время проводятся исключительно посредством взрывных работ. Одной из самых трудоемких операций при этом является бурение шпуров. Даже при применении наиболее совершенных современных пневматических перфораторов коэфициент полезного действия при бурении шпуров крайне низок.

Как показали опыты, в результате надлежащего нагревания внешний слой породы расширяется, связь его с внутренним малонагретым слоем теряется, почему внешний нагретый слой или отделяется сам или легко откалывается помощью какого-либо инструмента.

В виду того, что большинство пород состоит из смеси различных минералов, обладающих различными теплопередачами, теплоемкостями и разными коэфициентами расширения, разрушение пород от действия высоких температур получается достаточно эффективным. Этому также способствует и то, что энизотропные кристаллы расширяются от нагревателя по различным направлениям различно.

Так как минералы в породе ориентированы самым разнообразным образом, то в них от нагревания будут происходить различные напряжения давления, скалывания и растяжения.

Наиболее хорошо разрушаются под действием высоких температур именно особо крепкие, богатые кварцем породы, бурение шпуров в которых очень затруднительно.

В результате огневого метода порода получается мелко раздробленной, что облегчает ее обогащение, если она, конечно, является полезным ископаемым.

В то же время опыты показали, что огневой метод может дать хорошие результаты только в том случае, если нагретый растрескавшийся слой немедленно удаляется, а пламя все время воздействует на свежие слои. В противном случае главная часть тепла расходуется понапрасну на перегревание внешнего слоя.

С целью наиболее эффективного применения огневого метода предлагаемый горный комбайн для огненных работ, с применением калильных форсунок, позволяет все время удалять нагретую до надлежащей температуры породу и, следовательно, непрерывно воздействовать на свежие слои породы.

На чертеже фиг. 1 изображает вид сбоку горного комбайна для огненных работ с частичным разрезом; фиг. 2 - вид на забой от АВ фиг. 1; фиг. 3 - вид спереди вращающегося диска; фиг. 4 - разрез по CD фиг. 1; фиг. 5 - вид сбоку видоизменения комбайна для очистных работ; фиг. 6 - вид его сверху.

На основной станине 1, центрирующей комбайн, установлен электродвигатель 2, приводящий посредством редуктора 3 и пары зубчатых шестерен 4 главный вал 5, полый внутри для пропуска топлива.

На главном валу 5 насажен диск 6, несущий калильные форсунки 7 для нагревания забоя и сменные режущие зубья 8, наваренные твердым сплавом.

Экономайзер 9 служит для подогревания свежего воздуха, необходимого для работы форсунок, продуктами горения, отсасываемыми эксгаустором (вентилятором) 10, приводимым в движение двигателем 11. По мере поступательного движения комбайна выдвигается раздвижная труба 12. Для распора и центрирования комбайна служат домкраты 13, опирающиеся посредством распорных роликов 16 на башмаки 15. Подача комбайна производится посредством домкратов 14.

Подача нефти к форсункам через полый вал 5 производится через подвод 17. Отверстия 18 служат для отвода продуктов горения а экономайзер 9. Комбайн снабжен скребковым конвейером 19, передвигаемым совместно с комбайном и подающим породу в вагончики 20.

Число оборотов диска 6 с форсунками 7 и режущими зубьями 8 регулируется в зависимости от физических свойств пород; также подлежит регулированию и количество форсунок, нагревающих забой.

Режущий бар охлаждается водою. Для охлаждения воды необходимо хорошее действие эксгаустора 10.

Усиленное охлаждение водою зубьев сильно облегчает отделение перегретого слоя породы и ускоряет действие комбайна.

Количество форсунок, какое следует поставить па диск, и скорость вращения диска можно установить в основном опытным путем. Во всяком случае диск с режущим баром должен вращаться с очень небольшим числом оборотов.

Подача комбайна осуществляется гидравлическими домкратами. Это может быть достигнуто обычными способами, например, так же, как подаются комбинированные машины Мак Кинли и др. (гидравлические цилиндры упираются в стойки, расклиненные между стенками выработки, а пистоны упираются в корпус машины и подают последний).

В предлагаемой схеме подача производится четырьмя домкратами 14 следующим образом. Две пары распорных домкратов 13 действуют поочередно, нажимая на башмаки 15. Когда одна пара домкратов 13 (один передний и один задний) освобождена, пара домкратов 14, расположенных диаметрально по отношению друг к другу, передвигает освобожденные башмаки 15 вперед. В это время вторая пара домкратов 14 подает комбайн вперед, двигая его по башмакам 15.

Этим осуществляется необходимо, внедрение зубьев 8 в разрушенную нагреванием породу и скалывание породы в результате вращения диска 6.

Крепление же выработок, имеющих форму наиболее устойчивую, в большинстве случаев не будет требоваться. Во всяком случае при надлежащей организации работ возможно крепление выработки и параллельно с работою комбайна.

Указанный на комбайне нагнетательный вентилятор 10 (эксгаустер) может быть заменен всасывающим вентилятором на поверхности. Этим значительно упростится схема комбайна. Кроме того, при постановке всасывающего вентилятора на поверхности после достаточного нагревания всасывающей системы может установиться естественная тяга, сильно облегчающая режим вентиляции.

В очистных работах при правильной разработке жильных месторождений можно применить огневой комбайн более простой конструкции, передвигающийся наподобие цепной врубовой машины (фиг. 5 и 6).

В закрытом корпусе 21 комбайна помещен электродвигатель и бак с топливом. которое подается в форсунки 22, нагревающие забой. Корпус 21 снабжен режущими зубьями 23, наваренными твердыми сплавами. Для подачи комбайна служит цепь 24, прикрепленная к стойкам 25, нижняя из которых снабжена трещоткой для надлежащего натяжения цепи. Цепь 24 огибает ролики 26 на корпусе комбайна, из которых один ведущий зубчатый приводится во вращение электродвигателем и подает комбайн вдоль по цепи 24, которая все время прижимает комбайн к забою.

Срезанная порода скатывается вниз и через люки грузится в вагонетки. Вентиляция забоя должна быть особенно тщательной.

Скорость движения комбайна и количество форсунок определяются опытным путем.

1. Горный комбайн для огненных работ с применением калильных форсунок, отличающийся тем, что для проведения штольнообразных выработок форсунки 7 (фиг. 2 и 3) расположены на вращающемся диске 6 (фиг. 1, 2 и 3), а с целью немедленного удаления нагретой породы на том же диске 6 расположены сменные режущие зубья 8.

2. Видоизменение комбайна по п. 1, отличающееся том, что для очистных работ форсунки 22 (фиг. 5) и режущие зубья 23 расположены на закрытом корпусе 21 (фиг. 5 и 6) комбайна, перемещающемся по принципу цепной врубовой машины.