Механический щит для проходки вертикальных шахт Советский патент 1940 года по МПК E21D1/03 

Уже известны щиты для проходки вертикальных шахт с применением подвесной поворотной рамы с укрепленными в ней пневматическими отбойными молотками, подъемными элеваторами, домкратами, насосами и необходимым для установки тюбингов оборудованием.

Предлагаемый механический щит для прохода вертикальных щахт относится к таким же щитам, но от известных устройств подобного рода он отличается тем, что отбойные молотки установлены по радиусам и дуге секторной рамы, и зубила их имеют увеличивающуюся от периферии к центру рамы длину и щирину, с целью образования кольцевых уступов с одинаковой площадью обрабатываемых поверхностей всех колец.

Кроме того, в щите этом, согласно изобретению, применен щеточноскребковый транспортер, имеющий нижнюю рабочую ветвь, изогнутую под углом, с целью подачи разрушенной породы к центру забоя щахты и далее по наклонному лотку вверх к элеватору, а также центральный направляющий бур, приводимый в движение ротором.

На чертеже фиг. 1 показывает вертикальный разрез щита для проходки шахт; фиг. 2 - поперечный горизонтальный разрез его по- АВ фиг. 1; фиг. 3 - другой такой же разрез по линии CD фиг. 1; фиг. 4 - отдельную часть транспортера.

Задачей предлагаемого устройстваявляется в первую очередь обеспечение максимальной механизации проходки и сообщение наибольшей возможной скорости последней при реально достижимых скоростях выемки породы.

При этом щит должен работать практически в любом грунте, и при изменении породы должен продолжать работу без его подъема наверх с заменой рабочей части непосредственно в шахте.

В то же время в задачу изобретения входит максимальное использование для изготовления щита конструктивных элементов, освоенных современной техникой, и, в частности для укрепления ствола шахты,- элементов крепления (чугунные и бетонные тюбинги).

Все эти особенности по возможности выполнены в представленной на чертеже форме выполнения изо -бретения. Нижние кольца чугунных тюбин гов 1 обычного типа имеют в своей нижней опорной части ножи 2 на опорной плоскости. В верхней.части тюбингового коль ца устанавливаются по окружности гид)равлические домкраты 5, упи рающиеся в предварительно заложенное бетонное крепление 4 шахты -На одном из тюбинговых колец 5 положен кольцевой подкрановый путь, по которому имеет круговое движение верхний мостовой кран 6, также представляющий собою кольцо из профильного железа. На подобном же кольце 7 положен подкрановый путь для нижнего мостового крана 8. От фермы последнего вниз на гидравлических домкратах 9 меньшей мощности, чем верхние дом краты 3, и телескопических напра вляющих 10 укрепляется рама-сектор 11 с режущими и уборочными агрегатами. На раме укрепляются по радиусам секторы тюбинговых колец, а по образующей его - пневматические отбойные молотки 12, покрывающие всю площадь сектора благодаря щахматному распределению. Все молотки 12 имеют независимую установку по трем направле ниям, благодаря чему достигается необходимый угол скалывания породы, а также соответствующая установка молотка по высоте. Зубила этих молотков по мере приближения от периферии к центру рамы-сектора имеют все увеличивающуюся длину и ширину для того, чтобы образуемые ими кольцевые .уступы имели одинаковую площадь обрабатываемых поверхностей. Выработка ствола совершается уступами высотой 20-25 мм для каждого молотка. При твердых породах операции осуществляются следующим образом. После необходимой регулировки молотков по углу и высоте нижняя рама // опускается на грунт и давлением гидравлических домкратовР прижимает зубила молотков 12 к породе. Включением подачи воздуха в молотки последние приводятся в действие, и одновременно с этим включается электрический привод 13 (фиг. 3) мостового крана 8, с которым непосредственно скреплена рама / (фиг. 1). Совершая примерно десять оборотов в час, сектор // с молотками 12 обходит всю площадь основания ствола, откалывая породу на 20-25 мм за каждый оборот. Одновременно с приводом крана 8 включаются в работу скребково-щеточный транспортер 15 (фиг. 1) и ротор, приводящий в действие центральный направляющий бур 16 {фиг. 2). Нижняя рабочая ветвь транспортера изогнута под углом к верхней- наклонному лотку. Транспортер 15 снабжен стальными щетками 17 (фиг. 4), укрепленными с задней стороны по ходу (во избежание отгибания) стальными козырьками 8; щетки укрепляются на бесконечной цепи 19. Будучи расположен непосредственно на отколотом грунте, транспортер 15 сметает его в сторону своего уклона (к центру ствола) на лоток 20, идущий к элеватору 21. Вследствие того, что порода сильно .измельчена, сметание ее на лоток не представляет каких-либо рудностей и происходит непрерыво вслед за работой отбойных моотков. Порода, поступившая по лотку 20 элеватор-норию 21, поднимается а площадку 22 мостового крана 8, де под носок 23 элеватора устаналивается бадья 24. Передвижение бадьи 24 от центра лощадки, куда она спускается подъмной машиной на тросе 20, к носку леватора 21 совершается на ролиовой тележке или же по рольгангу. В гидравлических домкратах 9 оддерживается постоянное давлеие, чем достигается непрерывная одача рамы-сектора // вниз. Поимо того, регулированием скороти вращения моста крана 8 при омощи коробки скоростей закрыого типа, расположенной у привоа, можно регулировать горизонтальную подачу в зависимости от характера породы и мощности молотков.

Гидравлические домкраты 5, установленные на тюбингах, также осуществляют непрерывное давление на грунт через ножи, все время подавая весь щит вниз и тем самым временно закрепляя проходку.

После проходки примерно 1 метра на верхней площадке щита приступают к установке бетонных тюбингов.

Как было указано выше, бетонные либо железо-бетонные тюбинги изготовляются на поверхности и специальным приспособлением, укрепленным на тросе 25 подъемной лебедки, спускаются на площадку верхнего мостового крана 6. Здесь рабочие, постепенно удаляя необходимое количество домкратов, вставляют тюбинг «а цементном растворе на место.

Для скрепления тюбингов между собой на время схватывания цемента по линии швов ставятся железные «ольца из профильного железа. По затвердевании раствора кольца снимаются и переставляются вниз. После проходки 20-24 метров выработки приходится изменить наклон этбойных молотков, расположенных на образующей сектора, выбрать кольцо большого диаметра, нежели наружный диаметр ствола и заложить тюбинги с выступом, дающие упор в породу как против выдавливания ствола вверх, так и против -его оседания.

Таким образом, действуя непрерывно, с остановами лишь на осмотр, заточку и исправление инструмента, щит подвигается вниз по стволу.

Наличие тюбингового щита дает прямолинейную без искривлений проходку ствола.

При необходимости проходки шахты в глинистоммягком грунте, не требующем работы отбойными молотками, вместо них устанавливаются резцы (сошники), взрыхляющие грунт при движении мостового крана по кругу.

В зависимости от состояния грунта взрыхление может производиться на ту или иную глубчну с соответствующими скоростями резания. При работе на мягкОлМ грунте вместо щеток 17 на цепь 19 транспортера 75 ставятся скребки скребкового транспортера, собирающего взрыхленный грунт и отправляющего его по тому же пути, как и в первом случае (лоток, элеватор, ковш).

При выполнении работ в плывунах или же совсем рыхлом грунте с водой рама-сектор 11 приподнимается, и в работе участвует лишь скребковый транспортер 15 несколько иного типа (различие в скребках), закидывающий грунт в лоток 20 элеватора 21. Вследствие отличной размягченности грунта никакой предварительной подготовки его при этом не требуется. Транспортер 15 совершает также вместе с мостовым краном 8 круговое движение, благодаря чему покрывает всю площадь ствола.

Подъем нижней рамы-сектора // для осмотра, ремонта и смены инструмента осуществляется двумя электролебедками 26 двухбарабанного типа, установленными на нижпем мостовом кране 8.

Вследствие отсутствия механизмов, жестко соединяющих мостовой кран 5 с рамой-сектором //, возникающие в раме перекосы не отзываются на ходовых частях крана.

Для откачки воды из ствола на кране устанавливаются два центробежных насоса 27 с электрическими приводами. Подача воды на поверхность производится по трубам первоначально В сборную ванну 28 на щите, а из ванны откачка воды производится подвесными проходческими насосами.

На площадке мостового крана 5 в кабине 30 машиниста сконцентрировано все управление приводами механизмов, пуском воздуха в молотки и пусковая аппаратура электродвигателей.

Управление гидравлическими домкратами 3 верхнего пояса щита осуществляется для каждого в отдельности с площадки верхнего мостового крана 6 и для всех одновременно также из кабины машиниста.

Предмет изобретения.

1. Механический щит для проходки вертикальных шахт с применением укрепленных в подвесной вращающейся раме отбойных молотков, подъемных элеваторов, домкратов, насосов и необходимого для установки тюбингов оборудования, отличающийся тем, что отбойные молотки 12 установлены по радиусам и дуге секторной рамы, и их зубила имеют увеличивающуюся от периферии к центру рамы длину и ширину, с образования кольцевых уступов с одинаковой площадью обрабаповерхностей всех котываемыхлец.

2.В щите по п.

1 применение щеточно-скребкового транспортера.

имеющего нижнюю рабочую ветвь, изогнутую под углом, с целью по-дачи разрушенной породы к центру забоя щахты и далее по наклонному лотку вверх к элеватору.

3.В щите по п. 1 применение центрального направляющего бура, приводимого в действие ротором.

фиг.1

к авторскому свидетельству Ф. В. Соснова

-Фиг.г

№ 56480

фиг. 4