Агрегат для шнеко-буровой выемки полезного ископаемого Советский патент 1977 года по МПК E21B3/00 E21C27/22 

способление, управляющее элементом дросселя, регулирующим проходное сечение его отверстия. Между шнековыми ставами на вертикальной оси смонтирован поворотный лемех и примыкающая к нему направляющая, с которой взаимодействуют подпружиненные упоры, сидящие на рычагах, жестко закрепленных на раздвижной части шнекового става, которая соединена с гидравлическим подающим устройством; на головной части шнековых ставов на участке между обгонной муфтой и подшипниковой опорой в поперечной связи свободно установлен многозаходный шнек, имеющий иаправление навивки лопастей, противоположное направлению навивки лопастей головной секции, и соединенный с коронкой посредством шестерен, взаимодействуюших с паразитной шестерней, установленной на валу опоры, жестко прикрепленной к корпусу поперечной связи. На буровой платформе смонтированы зажимные обоймы для удержания шнековых ставов при раздвижении их частей.

На фиг. 1 изображен предложенный агрегат в плане; на фиг. 2 дан узел I на фиг 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Л на фиг. 2 (показана только левая симметричная часть); на фиг. 4 - узел II на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В -н.а ф:ИГ. 4; «а фиг. 7-10 - схемы по.ложений шнековых ставов последовательно :зани.маемых ими при бурении.

Агрегат содержит параллельно расположенные и соединенные между собой поперечными связями, имеющими общий корпус 1 (см. фиг. 1), шнековые ставы 2-5, которые несут буровые коронки 6-9, связанные между собой механическими передачами и соединенные с механизмами вращения и подачи.

Каждая головная секция шнековых ставов 2-5 выполнена из двух раздвигающихся по оси частей 10 и 11, связанных шлицами 12, причем часть 10 соединена через обгонную муфту 13 с валом 14 коронки 5, а часть 11- с гидравлическим подающим устройством, встроенным в став 4 и обеспечивающим поступательное перемещение раздвижных частей 10 и 11. Ставы 2 и 4 имеют направление навивки шнековых лопастей противополож юе нал1ра1влен1ию навивки лопастей ставов 3 и 5. Механические передачи выполнены в виде режущих цепей 15 и 16, попарпо связывающих между собой соответствепно коронки 6,8п7. 9.

Гидравлическое подающее устройство содержит поршень 17, размещенный в цилиндре 18, и соединенный посредством .полого штока 19 и стоек 20 поршневой дроссель с регулируемым по сечению коническим отверстием 2/, разделяющий полость цилиндра 18 на камеры 22 и 23, заполняемые жидкостью, которая перетекает через дроссель из одной камеры в другую в зависимости от направления движения поршня 17. Поршень 24 дросселя в стенке отверстия 21 имеет пазы

25, через которые жидкость дросселируется при перекрытии отверстия 21 конусом 26, а поршень 17 - отверстия 27 для свободного прохода жидкости. В поршне 17 размещено приспособление для управления укрепленным на резьбе 28 конусом 26 дросселя, являющимся элементом, регулирующим проходное сечение отверстия 21- Это приспособление выполнено в виде штока 29, один конец которого снабжен конусом 26, а другой - размещенным в поршне 17 автоматическим фиксатором (не показан), рычажно связанным с упором 30. Штоа 19 сиабжон отверстием 31 для перетока жидкости, попавшей в фиксатор.

Шток 29 выполнен с направляющими 32, скользящими по стойкам 20. Между ставами 2 к 3, & также ставами 5 и 4 на вертикальной оси 33 смонтирован поворотный лемех

34 и примыкающая к нему направляющая 35, снабженная боковыми продольными пазами, в котО)рых пор емещаются подиружи.ненные упоры 36 и 37, сидящие на рычагах 33 и 39, которые жестко закреплены на раздвижной части 11с возможностью ее вращения, соединенной с гидравлическим подающим устройством.

На головной части шнековых ставов на участке между обгонной муфтой 13 и подшииниковой опорой 40 в понеречной связи свободно установлен многозаходный шнек 41, имеющий направление навивки лопастей, противоположное направлению навивки лопастей става, соединенный с коронкой 8 посредством шестерен 42 и 43, взаимодействующих с паразитной шестерней 44, установленной на валу 45 опоры 46, жестко прикрепленной к корпусу /. Опора 40 имеет подшипники 47 и 48, во внутренних кольцах которых установлены раздвижные части 10. Шнек 41 установлен на цапфе 49 посредством подшипников 50 и 51.

На буровой платформе 52 (см. фиг. 1) смоитиро.ваиы зажимные обоймы 53, 54 и 55

для удержания ставов при раздвижении их частей. Каждая обойма взаимодействует со ставом с помощью вертикального домкрата 56 и снабжена гидроцилиндром 57, соединенным с платформой 52.

Нара1Щ|Иваемые секции 58 1И 59 выполнены

длиной, |р1ав ной удвоенному ходу иоршия 17.

Агрегат работает следующим образом.

Для бурения агрегат устанавливается перед

вскрытым торцом пласта полезного ископаемого. В начальный момент части 10 и // всех ставов сдв1И1нуты (на фиг. 1 для буровых ставов 3 и 4).

Затем индивидуальными функционально связанными приводами подают на забой буровые ставы 2 и 5 с вращением соответственно по часовой стрелке и против, а ставы 3 и 4, не подсоединенные к приводам, затормаживаются общей обоймой 54 с помощью домкрата 56 и к ним подсоединяются секции 55

и 59. Так, как буровые коронки связаны общнм корпусом, то они все перемещаются вперед на забой (см. фиг. 1, 7, 8, 9 и 10). Коронки б и 5 самИ В(раЩаются частями 10 раздвижных ш«вков и цепям:и 15 и 16 вращают соответственно коронки 8 и 7- Обгонные муфты 13 обеспечивают свободное вращение валов 14 с коронками 7 и 5 при заторможенных цапфах 49 ставов 3 к 4. Шнеки 41 вращаются на цапфах 49 коронками в направлениях, Противоположных их аращениям, посредством шестерен 42, 43 и 44. В этот момент части JO и // ставов 2 и 5 движутся в сторону забоя совместно, а части 10 заторможенных ставов 3 тл 4 выдвигаются вперед без вращения, перемещая поршни 17 24 ъ ц:ил.икарах 17 (ом. фиг. 1 и 4). При выдвижении этих поршней жидкость свободно перетекает из камеры 23 в камеру 22 через отверстие 21, поскольку конус 26 штоком 29 выдвинут из него и удерживается в этом положении фиксирующим механизмом, и через отверстия 27. При подходе поршня 17 к верхней крышке Ц:ил:кнд|ра 18 упо,р 30 утапливается ею в этот поршень и воздействует на фиксирующий механизм, который штоком 29 втягивает конус 26 в отверстие 21, перекрывая его. В это Время все коронки и цепи своим режущим инструментом разрушают пласт полезного ископаемого, и отбитая горная масса перемещается в сторону платформы 52 так, как это показано стрелками на фиг. 1. После подачи вперед ставов 2 и 5 на величину раздвижки частей 10 и 11 (см. фиг. 8) их затормаживают обоймами 53 и 55, а ставы 3 К 4 подают вперед с вращением з противололожяых направлеяиях (ом. фиг. 1). В результате этого все коронки с корпусом / движутся на забой, составные части ставов 2 и 5 раздвигаются, а ставов 5 и 4 - сдвигаются. При этом цилиндры 18 гидравлического подающего устройства ставов 3 -л 4 надвигаются на поршни 17 с усилием, обеспечиваемым дросселированием жидкости через пазы 25 и передаваемым на коронки 6-9, а поршни 24 ставов 2 и 5 свободно выдвигаются из цилиндров 18, так как конусы 26 их гидравлических подающих устройств выдвинуты из отверстий 21. Начиная с этого М0ме1нта, полное выдвижение поршней 17 из цилиндров 18 происходит за время подачи коронок на длину наращиваемой секции (см. фиг. 7-10). При подходе поршня 24 к днищу цилиндра 18 фиксирующий механизм с помощью упора (непоказан), аналогичного упору (, пер.е-ключает фиксирующий механизм, обеспечивая открытие отверстия 21. Разноарамеииооть раздвижки шнеков, которая может быть вследствие разного сопротивления ископае.мого подаче коронок, компенсируется функционально связанными между собой гидроцил1И(Ндрами 57, выбирающими разности хода частей раздвижных шнеков. При подаче коронок ставами 5 и 4 отбиая горная масса перемещается шнеками ежду этими ставами. Указанные направления движения иотоов горной массы обеспечиваются соответствующими направлениями навивки лопастей нековых ставов и их вращения, а также оложениями лемехов 34. Лемех 34 поворачивается в необход мую сторону попеременно упорами 36 и 37 при заимодействии последних с осями 33. При вижении корпуса / в сторону упоры 36 и 37 взаимодействуют с осью 33 своими скосами (см. фиг. 1) и отжимаются внутрь рычагов, не вращая ее. При обратном движении каждый упор поворачивает лемех 34 в свою сторону, вращая ось 33. Упоры 36 и 37 перемещаются Б боковых продольных пазах направляющей 35, что исключает вращение их и рычагов 38 и 39 относительно осей буровых ставов, на которых они установлены. По окончании бурения выработки Г на заданную длину производят двухкратное переключение фиксирующих механизмов путем подачи и извлечения ставов на небольшом расстоянии и начинают извлекать буровые ставы из выработки в обратном порядке. При это.м последовательность работы фиксирующих механизмов изменяется на обратную. Возможна работа агрегата и без заполнения ЦИЛИНДрСЗ ЛЖ1|ДКОСТЬЮ. Ф о р .м у л а изобретения 1. Агрегат для шнекобуровой выемки полезного ископаемого, содержащий параллельно расположенные и соединенные между собой поперечными связями шнековые ставы, которые несут буровые коронки, связанные между собой механическими передачами п соединенные с механизмами врашения и подачи, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения энергоемкости бурения, головные секции шнековых ставов выполнены из двух раздвигаюшихся по оси частей, где одна соединена через обгонную муфту с валом буровой коронки, а другая - с гидравлическим подающим устройством, встроеины.м в шнековый став и обеспечивающим поступательное пере.лгещение раздвин ных частей. 2.Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что гидравлическое подающее устройство содержит размец,енный в цилиндре поршень и соединенный с ним поршневой дроссель с регулируемым по сечению отверстием, разделяющий полость цилиндра на две камеры, заполняемые жндкостью, которая перетекает через дроссель из одной камеры п другую в зависимости от направления движения порщня. 3.Агрегат по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что порщень подающего устройства имеет приспособление, управляющее элемен7

том дросселя, регулирующим проходное сечение его отверстия.

4.Агрегат ло пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что между щнековыми ставами на вертикальной оси смонтирован поворотный лемех и примыкающая к нему направляющая, с которой взаимодействуют подпружиненные упоры, сидящие на рычагах, жестко закрепленных на раздвижной части шнекового става, которая соединена с гидравлическим подающим устройством.

5.Агрегат по по. 1-4, отличающийся тем, что на головиой части шиековых ставов на участке между обгонной муфтой и подщипниковой опорой в поперечной связи свободно установлен многозаходный щнек, Имеющий нааравление навивии лопастей, про8

тивоположное направлению навивки лопастей головной секции, и соединенный с коронкой посредством щестерен, взаимодействующих с паразитной щестерней, установленной

на валу опоры, жестко прикрепленной к корпусу поперечной связи.

6. Агрегат по пп. 1-5, отличающийся тем, что на буровой платформе смонтированы зажимные обоймы для удержания п:нековых ставов при раздвижении их частей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Я 2940740, кл. 299-57,

опубл. 1958.иаоояп

2 Авторское свидетельство Ali,

М. Кл.2 Е 21 С 1/14, 1973. 53 5

Узел J

П

Вид А

Узел Л

ZZ

Фаг.

Фиг.. 5

Ъ Zl.

2

Sr

П I

0 Л

oypoSaa латфориа

59

Фиг. 10

Фиг. 9