Выемочная машина

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения эффективности разработки за счет снижения трудоемкости отбойки полезного ископаемого при одновременном снижении габаритов. На призабойном конвейере 3- посредством опорных лыж 2 установлен корпус 1 выемочной машины с присоединенным к нему исполнительным органом (ИО) 4 посредством поворотного редуктора 6. На выходном валу последнего смонтирован дополнительный ИО, выполненный в виде плиты 5, установленной с возможностью вращения и фиксации относительно выходного вала. На плите расположены подвижные каретки, на каждой из которых установлены .ударные механизмы (УМ) 8 с режущим инструментом. Каждый УМ 8 установлен с возможностью изменения угла наклона (У. относительно плоскости забоя , а режущие инструменты расположены со смещением относительно плоскости, проходящей по внешней кромке режущих элементов ИО 4, на величину не менее I sin а, где I - длина рабочей части режущего инструмента, ееугол наклона УМ 8 относительно плоскости забоя. При работе выемочной машины происходит снижение реактивных сил забоя за счет крепления УМ 8, а расположение его с боку корпуса машины позволяет снизить габариты. 3 ил. СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<яis Е 21 С 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745461/03 (22) 02.10.89 (46) 23,04.92. Бюл. № 15 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) B,Н,Лабутин, А.И.Федулов, А,Е.Слепцов, Г.Г.Сугаренко, А,Ф.Мамонов. В.Н,Костыркин и В.К.Елшин (53) 622.232.72 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹1308761,,кл. Е 21 С 41/06, 1985. (54) ВЫЕМОЧНАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения эффективности разработки за счет снижения трудоемкости отбойки полезного ископаемого при одновременном снижении габаритов, На призабойном конвейере 3 посредством опорных лыж 2 установлен корпус 1 выемочной машины с присоединенным к нему исполнительным органом (ИО) 4 посредством поворотного

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для подземной добычи полезных ископаемых, и может быть использовано при разработке пластовых месторождений. в частности многолетнемерзлых продуктивных пластов с твердыми породными включениями.

Известно устройство для разработки многолетнемерзлых россы пных месторождений (см. авт, св. СССР ¹1076584,,Е 21

С41/06, 14.04.82, опублик, в БИ ¹ 8,1984 г.), включающее конвейер, гидрофицированную крепь, гидродомкраты передвижки конвейера и крепи, экран и каркас для экрана и очистной комбайн =о шнековым исполнительным органом. позволяющий разрабаты„„ 0„„1728485 А1 редуктора 6. На выходном валу последнего смонтирован дополнительный ИО, выполненный в виде плиты 5, установленной с возможностью вращения и фиксации относительно выходного вала. На плите расположены подвижные каретки, на каждой из которых установлены ударные механизмы (УМ) 8 с режущим инструментом, Каждый УМ

8 установлен с возможностью изменения угла наклона а относительно плоскости забоя, а режущие инструменты расположены со смещением относительно плоскости, проходящей по внешней кромке режущих элементов ИО 4, на величину не менее

i sin а, где l — длина рабочей части режущего инструмента, а — угол наклона УМ 8 относительно плоскости забоя. При работе выемочной машины происходит снижение реактивных сил забоя за счет крепления УМ

8, а расположение его с боку корпуса машины позволяет снизить габариты. 3 ил. вать многолетнемерзлые россыпи за счет повышения температуры рудничной атмосферы и предварительного растепления призабойной зоны путем подачи воздуха с положительной температурой.

Недостатками данногоустройства являются высокая себестоимость разработки 1 м горной массы и низкая скорость проходки, Наиболее близким аналогом является устройство для разработки месторождений полезных ископаемых с твердыми породными включениями (см, авт. св. СССР ¹

1308761, Е 21 С 41/06, 27/02, 29,12,85, опублик. в БИ ¹ 17, 1987). включающее корпус комбайна, размещенный на призабойном

1728485

10 конвейере, основные шнековые исполнительные органы, установленные на корпусе комбайна и оснащенные резцами, и дополнительный исполнительный орган, снабженный буровым приспособлением и гидроотрывником и обеспечивающий отбойку твердых породных включений, Однако это устройство неэффективно при его использовании для разработки многолетнемерзлых рассыпных месторождений по причине цикличности технологии разрушения и сложности строения продуктивного пласта, представляющего собой крупнообломочный материал, сложенный мелким щебнем алевролитов, гравием и валунами кварца с размерами, не превышающими 20 х 20 х 20 см, сцементированными илом и льдом, Общее содержание твердых фракций в массе продуктивных песков составляет 40...50%.

Следует также отметить, что конструкция дополнительного исполнительного органа устройства по авт. св, и 1308761, выполненная в виде рукояти, закрепленной одним концом на торцовой части корпуса комбайна, а на другом конце снабженной поворотной площадкой, на которой размещены буровое и отрывное приспособления, значительно увеличивает габариты комбайна и уменьшает его маневренность, что вынуждает производить дополнительные вспомогательные выработки.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки за счет снижения трудоемкости отбойки полезного ископаемого при одновременном снижении габаритов очистного оборудования, Указанная цель достигается тем, что в выемочной машине, включающей корпус комбайна, размещенный на призабойном конвейере, шнековый исполнительный орган, оснащенный резцами. и дополнительный исполнительный орган для отбойки твердых породных включений, выполненный в виде плиты с подвижными каретками, плита закреплена на выходном валу поворотного редуктора-рукояти с возможностью вращения вокруг оси вала и соответствующей ее фиксацией, на каретках подвижно закреплены ударные механизмы с возможностью изменения угла атаки ударных инструментов, установленных со смещением относительно плоскости, проходящей по внешней кромке режущих элементов шнека, на величину не менее Isiп а, где — длина рабочей части ударного инструмента, а — угол атаки (угол наклона оси инструмента относительно плоскости забоя).

Авторы претендуют на следующие отличительные признаки, Плита допол нител ьно го испол нител ьного органа закреплена на выходном валу поворотного редуктора-рукояти с возможностью вращения вокруг оси вала и соответствующей ее фиксацией; этот признак авторам не известен.

Ударные механизмы подвижно закреплены на каретках с возможностью изменения угла атаки ударных инструментов путем изменения их положения относительно нормали к плите. Известен стреловидный исполнительный орган проходческого комбайна (см. авт. св. СССР N691562,,Е 21

С 27/24, 13.04.78, опублик, в БИ N. 38, 1979 г.), включающий каретку с гидродомкратами перемещения, на которой установлен посредством двух шарнирных опор ударник, при этом передняя опора выполнена в виде гидродомкрата поворота; а задняя — в виде рычага, Такая конструкция крепления предназначается для расширения диапазона разворота ударного механизма в вертикальной плоскости, Предлагаемое устройство, в отличие от вышеописанного, принадлежит к очистным машинам, у которых рабочий орган разрушает массив путем послойного снятия стружки, а не с уступа, как это осуществляется проходческими машинами. Конструкция же крепления ударного механизма позволяет изменять угол атаки инструмента, не изменяя при этом толщину разрушаемого слоя.

Ударный инструментустановлен сосмещением относительно плоскости, проходящей по внешней кромке режущего элемента шнека, на величину не менее Isina; этот признак авторам не известен.

B результате проведенного анализа известных технических решений можно сделать вывод, что заявленная совокупность признаков по сравнению с известными в науке и технике решениями является новой и соответствующей критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена выемочная машина, вид сбоку; на фиг, 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — схема расположения ударного механизма, Выемочная машина для разработки месторождений полезных ископаемых включает корпус 1, размещенный с помощью опорных лыж 2 на призабойном конвейере

3, шнековый исполнительный орган 4, присоединенный к корпусу и оснащенный резцами, и дополнительный исполнительный орган, представляющий собой плиту 5, закрепленную на выходном валу (не показан) поворотного редуктора-рукояти 6 и имею1728485

10

50

55 щую возможность вращения вокруг оси и фиксации в соответствующем положении с помощью тормоза (не показан). Плита 5 снабжена подвижными каретками 7, на каждой из которых установлены ударные механизмы 8, шарнирно связанные с каретками

7 посредством рычага 9 и гидроцилиндра поворота 10. Ударные механизмы 8 снабжены ударными инструментами 11 (например, долотчатыми) с лезвием, Ударные инструменты дополнительного исполнительного органа установлены со смещением относительно плоскости, проходящей по внешней кромке режущих элементов шнека, на величину не менее 1япа, где а — угол атаки, !в длина рабочей части ударного инструмента.

Выемочная машина работает следующим образом.

Дополнительный ударный исполнительный орган. закрепленный сбоку корпуса выемочной машины (у прототипа сторца), с помощью поворотного редуктора-рукояти

6, плиты 5 и кареток 7 фиксируется в исходное положение в начале лавы. Ударные механизмы 8 с помощью гидродомкратов 10 ориентируются по отношению к плоскости забоя под определенным углом атаки й. Затем включается механизм подачи выемочной машины (не показан) и шнековый исполнительный орган 4 и осуществляется одновременное разрушение забоя, Твердые включения разрушаются ударными механизмами 8 путем снятия полосы вдоль забоя с определенной толщиной стружки. а оставшиеся в забое разупрочненные целички продуктивного пласта разрушаются шнековым исполнительным органом 4, Им же производится зачистка почвы и кровли пласта, погрузка отбитой массы на конвейер

В устройстве прототипа разрушение продуктивных пластов с твердыми породными включениями осуществляется раздельно. Сначала с помощью бурового инструмента и гидроотрывника (две отдельные операции) разрушаются все породные включения в забое. комбайн при этом подгоняетСя к каждому включению. Затем шнековым исполнительным органом с подачей комбайна вдоль забоя разрушаются слабые его участки и производится зачистка кровли и почвы пласта.

В отличие от прототипа, в предлагаемом изобретении разрушение забоя осуществляется одновременно двумя исполнительными органами — ударными механизмами

8 и шнековым исполнительным органом 4. что повышает производительность работы. т.е. снижается трудоемкость, Совмещение работы двух исполнительных органов обеспечивается установкой ударных инструментов 11 относительно плоскости, проходящей по внешней кромке режущих элементов шнека 4. со смещением на величину не менее Isin а с тем, чтобы линия реза шнека 4 не проходила через твердое. включение. В конце лавы, после выхода ударных механизмов из забоя, машина останавливается, С помощью поворотного редуктора-рукояти

6, обеспечивающего необходимую скорость поворота плите 5, ударные механизмы 8 поворачиваются на 180 и устанавливаются для снятия второй полосы с твердыми включениями, Выемочная машина перемещается в обратном направлении. Таким образом, последовательным снятием полос обрабатывается трудноразрушаемая часть продуктивного пласта. Количество снимаемых полос зависит от мощности вынимаемого пласта и содержания в нем крепких включений. После полного разрушения крепких включений по мощности пласта машина подвигается к забою на величину снятой ударным способом стружки (Isirla) и оставшаяся, разупрочненная ударом часть продуктивного пласта разрушается шнековым исполнительным органом. Далее операции по обработке забоя с породными включениями повторяются.

В процессе отбойки на ударный инструмент 11 действуют составляющие силы реакции забоя: горизонтальная и нормальная (перпендикулярная забою) составляющие, последняя в большей степени зависит от угла атаки аи может быть направлена как s сторону забоя, затягивая инструмент и увеличивая при этом толщину стружки, так и от него, отжимая инструмент от забоя и уменьшая толщину стружки. Таким образом, толщина разрушаемого слоя колеблется вместе с колебаниями нормальной составляющей реакции забоя, обрабатываемая поверхность забоя приобретает неровную форму. ее необходимо периодически выравнивать, что в конечном итоге отражается на снижении производительности очистного комплекса. Поэтому для повышения производительности и снижения реактивных сил забоя ударный механизм 8 закреплен на каретке

7 таким образом, чтобы изменение угла атаки г." практически не влияло на изменение толщины стружки h (см, фиг, 3), Это достигается путем изменения положения лезвия ударного инструмента 11 гидроцилиндром

10 относительно нормали к плите 5, проходящей через ось А поворота рычага 9 на угол

1. образованный между нормалью и прямой, соединяющей ось А с лезвием ударного ин1728485

50 струмента. Ударный механизм 8 с инструментом 11 и рычаг 9 составляют в совокупности жесткую систему, поэтому изменяя угол у с помощью гидроцилиндра 10, можно изменять угол атаки а в необходимых пределах, практически не меняя толщину стружку h.

Таким образом, положительный эффект по сравнению с прототипом от предлагаемого изобретения достигается за счет замены циклического разрушения твердых породных включений и пропластков в забое буровым инструментом в сочетании с гидроотрывником (см. прототип) непрерывным разрушением забоя путем селективного отделения крепких пропластков и включений ударным органом от слабых участков забоя и зачистку его кровли и почвы шнековым органом. Кроме того, крепление дополнительного ударного исполнительного органа на валу поворотного редуктора-рукояти (с боку корпуса машины, а не с торца, как в прототипе) позволяет уменьшить габариты выемочной машины.

Формула изобретения

Выемочная машина, включающая корпус, размещенный на призабойном конвейере с закрепленным на нем при помощи поворотного редуктора шнековым исполнительным органом с режущим инструментом, и дополнительный исполнительный орган, 5 выполненный в виде плиты с подвижными каретками, на каждой из которых установлен ударный механизм с ударным инструментом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности разра10 ботки за счет снижения трудоемкости при одновременном снижении габаритов, плита дополнительного исполнительного органа закреплена на выходном валу поворотного редуктора с возможностью вращения и фик15 сации относительно выходного вала, причем каждый ударный механизм установлен с возможностью изменения угла наклона относительно плоскости забоя, а ударные инструменты расположены со смещением

20 относительно плоскости, проходящей по внешней кромке режущих элементов шнекового исполнительного органа, на величину не менее Isina, где I — длина рабочей части режущего инструмента; а — угол на25 клона ударного механизма относительно плоскости забоя, 1728485

Составитель Л,Ярощук

Редактор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор Т.Лазоренко

Заказ 1390 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101