Устройство для улавливания пылипРи буРЕНии шпуРОВ Советский патент 1981 года по МПК E21B21/07 

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для уплотнения устья шпуров при машинном бурении самоходными бурильными установками типа СБУ с интенсивной очисткой шпура сжатым воздухом и с сухим пылеулавливанием в вечномерзлых горных породах и отрицательной температурой шахтного воздуха, а также в высокогорных районах или других условиях, когда применение воды на промывку затруднено или нежелательно (слеживание горной массы, выщелачивание руды и т. п.).

Известно устройство для герметизации устья шпуров при бурении, которое имеет пылеприемный патрубок с эластичным уплотнением, шарнирно-соеднненный с отводящей трубой, снабженной патрубком для отсоса запыленного воздуха и прижимным приспособлением .

Пылеприемный колпак вместе с подвижным кронштейном закреплен на штыре манипулятора буровой каретки и может перемещаться вдоль его оси до груди забоя и обратно. Причем нагрузку манипулятора воспринимает его штырь, а пылеприемный колпак в любом случае оказывается в крайнем переднем положении за счет воздействия на него пружины, надетой на стержень манипулятора.

Однако данное устройство имеет ограниченную область применения, зависящую от условий ведения буровых работ.

Бурение шпуров в вечномерзлых породах

приобретает качественно отличные особенности. К ним, прежде всего, следует отнести отрицательную температуру буримых пород и наличие в них льда. Вследствие этого в процессе бурения резко изменяются нагрузка на бурильную машину и, соответственно, усилие прижатия герметизатора к устью шпура. Ввиду этого и во избежание перекосов и заклинивания корпуса герметизатора требуется постоянно контролировать степень прижатия герметизатора к забою и работу всех эле.ментов прижимного приспособления.

Кроме того, применять известное устройство целесообразно лишь при бурении горизонтальных шпуров или шпуров, близких по направлению к горизонтальной плоскости из-за жесткой конструкции пылеприемного колпака. Постоянное положение герметизатора под действием пружины в крайнем переднем положении значительно сдерживает темп маневрирования манипуляторами при подготовительных операциях, что отрицательно сказывается на производительности бурильной установки.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для улавливаиия пыли при буреиии, включающее пылеприемник, уплотняющий элемент, состоящий из подвижных подпружиненных сегментов, выполненных с пазами и выступами и размещенных в сегментной коробке 2.

Однако известное устройство не обеспечивает достаточной степени герметизации устья шпура.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности пылеулавливания при бурении за счет улучшения герметизации шпура.

Это достигается тем, что пылеприемник устройства для улавливания пыли при бурении снабжен равномерно рассредоточенными по его периметру и жестко закрепленными на его внешней поверхности стаканами с размещенными внутри них подпружиненными штоками и гайками для ограничения хода штока, а уплотняющий элемент выполнен в виде эластичной гофрированной оболочки, снабженной эластичным кольцом, установленным со стороны, примыкающей к устью шпура, и крепежными кольцами, расположенными на внешней поверхности уплотняющего элемента, причем упорные концы подпружиненных штоков жестко соединены с указанной гофрированной оболочкой посредством упомянутых крепежных колец, при этом подпружиненный прижимной механизм снабжен клапаном для создания давления, равного суммарному усилию пружины прижимного механизма и пружин штоков уплотняющего элемента.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для уплотнения устья шпуров при машинном бурении с частичными вырывами; на фиг. 2 - схема монтажа устройства при бурении с пылеулавливающими установками.

Устройство состоит из корпуса герметизатора 1, имеющего в центре отверстия с уплотнением 2 для прохода буровой штанги 3. По наружному периметру корпуса 1 расположены и жестко закреплены стаканы 4, внутри которых размещены штоки 5 с пружинами 6. Ход штока 5 ограничивается с одной стороны гайкой 7, с другой - дном стакана 4, шток 5 своим упорным концом жестко связан с эластичной оболочкой 8, выполненной в виде гофрированной трубы, посредством кольца 9. Кольцо 10 служит для свободного перемещения в нем штока 5 и для предотвращения сжатия эластичной оболочки 8. Прилегающий к устью шпура конец эластичной оболочки 8 снабжен утолщенным кольцом 11 из эластичного материала.

Противоположный конец оболочки 8 жестко связан при помощи хомута 12 с корпусом герметизатора 1, к которому под углом крепится патрубок 13 для отвода

пыли. Прижимной механизм герметизатора 1 крепится к кронштейну 14 направляющей балки 15 бурильной машины 16 и состоит из пневмоцилиндра 17, кроншейтена 18, возвратной пружины 19 и редукционного клапана 20, к которому подводится сжатый воздух от пульта управления бурильной установкой. Во избежание перекосов устройство снабжено поддерживающей направляющей 21, которая расположена между роликами 22. Обойма 23 роликов 22 крепится к кронштейну 14 направляющей балки 15 бурильной машины 16. Устройство работает следующим образом.

После установки направляющей балки 15 с бурильной машиной 16 в рабочее положение вперед по направляющей балке 15 выдвигают бурильную машину 16 до

упора коронки 24 в грудь забоя. Затем подают сжатый воздух через редукционный клапан 20 в пневмоцилиндр 17. Далее сжатый воздух выжимает поршень 25, шток 26 и кронштейн 18 и прижимает герметизатор

1 к груди забоя.

Необходимое давление в пневмоцилиндре 17 для плавного прижатия уплотнения герметизатора 1 к забою создается с помощью редукционного клапана 20. Величина рабочего давления выбирается равной сумме усилий всех пружин прижимного механизма, но не более, так как для качественного уплотнения устья шпура герметизатором 1 необходимо, чтобы давление в

пневмоцилиндре 17 было направлено лишь на преодоление усилия возвратной пружины 19 и усилий всех пружин 6 штоков 5, жестко связанных с оболочкой 8, равномерно расположенных по периметру корпуса герметизатора 1 и имеющих независимое друг от друга осевое перемещение, создается полная герметизация устья шпура, так как штоки 5 в зависимости от рельефа груди забоя, копируя выступы и впадины,

выдвигаются из стаканов 4 на различную высоту.

После этого подают сжатый воздух во вращатель бурильной машины 16 и муфту 27 на продувку шпура. Одновременно включают воздушный эжектор 28 и начинают процесс бурения.

Сжатый воздух, поступая через муфту 27, канал буровой штанги 3 и отверстия

коронки 24 в шпур выносит из него выбуренную мелочь в герметизатор 1. Далее под действием разрежения, создаваемого эжектором 28, через патрубок 13 и пылепроводную магистраль 29 продукты бурения осаждаются и улавливаются в фильтрах 30 грубой и тонкой очистки.

После прекрашения бурения шпура бурильную машину 16 отодвигают по направляющей балке 15 в исходное положение. Затем, выбрав в груди забоя новое

место бурения, повторяют весь рабочий цикл.

Применение бурильных установок типа СБУ с данным устройством для улавливания пыли в условиях Северо-Востока страны позволяет:

значительно улучшить санитарно-гигиенические условия работы бурильщиков;

повысить производительность буровых работ.

Формула изобретения

Устройство для улавливания пыли при бурении шпуров, включающее пылеприемник, подпружиненный уплотняющий элемент, подпружиненный прижимной механизм и пылеотводящий патрубок, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности пылеулавливания за счет улучшения герметизации устья шпура, пылеприемник снабжен равномерно рассредоточенными по его периметру и жестко закрепленными на его внешней поверхности

стаканами с размещенными внутри них подпружиненными щтоками и гайками для ограничения хода штока, а уплотняющий элемент выполнен в виде эластичной гофрированной оболочки, снабженной эластичным кольцом, установленным со стороны, примыкающей к устью щпура, и крепежньь ми кольцами, расположенными на внешней поверхности уплотняющего элемента, причем упорные концы подпружиненных штоков жестко соединены с указанной гофрированной оболочкой посредством упомянутых крепежных колец, при этом подпружиненный прижимной механизм снабжен редукционным клапаном для создания давления, равного суммарному усилию пружины прижимного механизма и пружин штоков уплотняющего элемента.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1Авторское свидетельство СССР № 524911, кл. Е 21С 7/00, 1974.

2Авторское свидетельство СССР № 646044, кл. Е 21С 7/02, 1974. Сжатый воздух