Проходческий комплекс для проведения выработок переменного профиля

 

Использование: горно-рудная промышленность. Сущность изобретения: на ходовой части установлена несущая рама, на которой смонтирована нагребающая часть 3, выполненная в виде двух скребковых конвейеров 5, продольный конвейер 6, пылеулавливающая установка, крепевоздводящая система. Режущий орган установлен на раме с помощью шарнира с горизонтальной осью и содержит подвижную раму 10, на которой с помощью шарнира и гидроцилиндра установлен поперечно-поворотный механизм. Комплекс содержит также механизированную крепь для поддержания кровли, состоящую из перекрытий 22, смонтированных на портальной раме с гидростойками 23. 4 ил.

Изобретение относится к горно-рудной промышленности, в частности к средствам механизированного проведения горных выработок.

Несмотря на наличие в разных странах мира разнообразных проходческих комбайнов, проблема повышения технико-экономичекских показателей проходки продолжает оставаться острой. Это вызвано тем, что все известные проходческие комбайны осуществляют лишь механизацию процессов отбойки горной массы и ее погрузки. Возведение же постоянного крепления в забой производится вручную, последовательно с работой комбайна. Все это приводит к снижению его коэффициента использования.

Более новым подходом к решению этой проблемы являются работы по созданию проходческих комплексов на базе известных комбайнов, которые снабжены механизированными ограждениями призабойного пространства. Сюда можно отнести конструкции по заявке ФРГ N 2801365 Е 21 D 11/12 "Способ проходки тоннелей и штреков", заявке ФРГ N 2933766 Е 21 F 9/10 "Комбайн для проходки горизонтальных выработок", а. с. N 90918 Е 21 D 9/10 "Проходческий комплекс", а. с. N 468003 Е 21 С 27/24 "Проходческий комбайн".

Указанные конструкции комплексов содержат элементы, характерные для известных комбайнов, стреловидный режущий орган на рукояти, нагребающую часть, раму на ходовом механизме, а также механизированную крепь на распорных гидростойках, которая осуществляет временное закрепление кровли над комбайном. Благодаря этому возведение постоянной крепи может производиться одновременно с работой режущего органа (параллельная организация работ), что увеличивает производительность проходки.

Однако указанные конструкции не нашли применения и в настоящее время ни одна фирма подобные комплексы не выпускает. Это объясняется сложностью удержания поверхности выработки с помощью механизированной крепи. В отличие от забойных крепей для угольных забоев, где абсолютно не имеет значения качество поверхности кровли (т. к. после крепи обязательно идет обрушение), в подготовительных забоях необходимо исключить вывалы, обеспечить качество кровли перед крепевозводящими работами и создать хорошие условия для работы постоянной крепи. Из-за значительных габаритов крепи качественное удержание обнаженных поверхностей практически невозможно. Сложным является и управление этой крепью.

Предпринимались различные попытки усовершенствовать ограждение кровли, но положительных результатов достигнуто не было. Сюда можно отнести, например, заявку ФРГ N 2743776 Е 21 D 19/04, В связи с этим некоторые разработки сочли нецелесообразным уменьшить временно закрепляемую поверхность над комбайном, что позволяет исключить указанные негативные факторы. Это выполнено в принятой за прототип конструкции комплекса [1] .

Комплекс состоит из проходческого комбайна с режущей стрелой, укороченного щитового механизма, который установлен на раме комбайна с помощью шарнирных рычагов, а также крепевозводящего подъемного устройства, смонтированного за ограждением щита, для возведения постоянной крепи. Однако в связи с тем, что в этом комплексе щитом перекрывается лишь незначительная поверхность над комбайном, исключается параллельная работа комбайна с установкой крепи, т. к. ее возведение производится близ действия рабочих элементов комбайна.

Таким образом, становится очевидным, что для решения проблемы по обеспечению непрерывной работы проходческого комплекса необходимо полное разделение рабочих пространств: отбойка и крепление. Решение этой задачи невозможно без изменения непосредственно компоновки комбайна, а именно режущей части, т. к. ее кинематика и конструкция определяют величину рабочих перемещений и пространств во время обработки забоя. Уменьшение этих параметров позволит сократить величину ограждения механизированной крепи и обеспечить одновременную работу режущей части и крепевозводящего механизма.

Но при этом актуальное значение для обслуживающего персонала приобретают вопросы пылеподавления, без эффективного решения которых невозможно осуществлять крепильные работы в призабойном пространстве. Подобный анализ показывает на необходимость комплексного подхода к этой проблеме.

Целью изобретения является повышение производительности проходческого комплекса.

Это достигает за счет одновременной работы отбойного и крепевозводящего устройств при сокращении расстояния от забоя до места установки постоянной крепи.

Достигается это тем, что в известной конструкции проходческого комплекса для проведения выработок переменного профиля, включающего основание на механизме хода, погрузочно-транспортное устройство для уборки породы, режущую часть, содержащую по меньшей мере одно отбойное устройство, циклически перемещаемое по разрушаемому массиву, механизированное перекрытие кровли, крепевозводящее устройство с подъемно-монтажным механизмом и пылеулавливающую систему, имеющую воздухопровод с входным патрубком, режущая часть установлена на основании с помощью подвижной рамы, на которой смонтировано поворотное устройство, выполненное на шарнире с осью, расположенной перпендикулярно забою и снабженное приводом, осуществляющим перемещение отбойного устройства по поперечному профилю забоя относительно этого шарнира, а в зоне между поворотным устройством и подъемно-монтажным механизмом под механизированным перекрытием кровли установлено ограждающее устройство, выполненное с гибкими, расположенными по периметру элементами, при этом всасывающий патрубок воздухопровода пылеулавливающей системы обращен на забойную сторону ограждающего устройства.

Достижение положительного эффекта обеспечивается новым конструктивным исполнением элементов комплекса за счет более совершенной кинематики перемещений режущей части. При установке ее на основание с помощью поперечно-поворотного устройства достигается существенное сокращение длины активной части исполнительного органа, и основные рабочие перемещения отбойного устройства производятся на конце (забойной стороне) подвижной рамы; - уменьшения величины перекрываемого пространства над рабочим органом; - эффективного пылеподавления в результате локализации пыли в забое с помощью поперечного ограждающего устройства и отсоса; - приближения места возведения постоянной крепи к забою с обеспечением одновременной работы и режущей части, которая отделена ограждением от зоны нахождения крепильщиков.

Таким образом, заявляемое техническое решением соответствует критерию "новизна".

При анализе научно-технической и патентной информации не найдены технические решения, имеющие сходные признаки с признаками отличающими заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой конструкции проходческого комплекса для проведения выработок переменного профиля критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен проходческий комплекс в подготовительном забое, общий вид; на фиг. 2 выполнен вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - проходческий комплекс в работе; на фиг. 4 - в схемы обработки режущим органом арочного профиля забоя и выработки с кровлей, имеющей прямолинейный наклонный профиль.

Проходческий комплекс состоит из следующих узлов и агрегатов. На ходовой части установлена несущая рама 2, на которой смонтирована нагребающая часть 3, выполненная в виде двух скребковых конвейеров 4 и 5; продольный конвейер 6, пылеулавливающая установка 7, крепевозводящая система 8, а также режущий орган и механизированное ограждение. Режущий орган установлен на раме 2 с помощью шарнира 9 с горизонтальной осью и содержит подвижную раму 10, на которой с помощью шарнира 11 и гидроцилиндра 12 установлено поперечно-поворотное устройство 13. Последнее состоит из направляющей балки 14, расположенной перпендикулярно к продольной оси выработки, установленного на ней корпуса 15, перемещаемого с помощью гидроцилиндров 16 вдоль балки 14, на котором на подшипниковых опорах 17 закреплена поворотная траверса 18, вращение которой относительно оси корпуса 15 осуществляется с помощью реечного гидравлического механизма 19. На поворотной траверсе 18 жестко закреплена режущая часть, содержащая два отбойных устройства 20 и электромеханический привод 21.

Комплекс содержит также механизированную крепь для поддержания кровли, состоящую из перекрытий 22, смонтированных на портальной раме с гидростойками 23. Крепевозводящая система 8 закреплена на продольных направляющих 24 и состоит из подвижной каретки 25 и подъемно-монтажного механизма 26 с полком 27, приводимыми в движение гидроцилиндром 28. Полок 27 предназначен для транспортировки, подъема и монтажа рам постоянной крепи 29. Каретка может перемещаться по направляющим 24 в направлении проходки. Пылеулавливающая установка 7 содержит воздухопровод 30 со всасывающим патрубком 31. В рабочей зоне за направляющей балкой 14 под перекрытиями 22 перпендикулярно оси выработки установлено ограждение - щит 32, полностью локализирующее забойное пространство, причем всасывающий патрубок 31 выходит на забойную сторону ограждения. С перекрытиями 22 оно сопрягается с помощью упругих элементов 33.

Проходческий комплекс работает следующим образом. Зарубка отбойных устройств 20 в породный массив осуществляется с помощью качания подвижной рамы 10 относительно шарнира 9. Затем производят перемещение вперед ходовой части 1 и потальной рамы с перекрытиями 22. В этот момент можно осуществлять крепление обнажившейся кровли с помощью подъемно-монтажного механизма 26. Отбойные устройства 20, тем временем начинают обработку забоя посредством горизонтальных перемещений корпуса 15 по направляющей балке 14 и поворота траверсы 18 на опорах 18. Нижняя часть забоя и почва обрабатываются при опущенном вниз поперечно-поворотном устройстве 13 на шарнире 11.

На фиг. 2 (вид А по фиг. 1) направлением стрелки α показан поворот траверсы 18, а направлением "Г" - боковые перемещения по направляющей балке 14. Получение заданного профиля забоя обеспечивается путем указанного поворота режущих барабанов с различных положений в поперечной плоскости. На фиг. 4 показан, например, профиль типа "арка", который обрабатывается в нижней части горизонтальными перемещениями, а в верхней части - поворотом режущего органа с трех позиций, обозначенных точками А, В и С. Получение прямолинейного наклонного профиля обеспечивается частичным поворотом режущего органа с одновременным его перемещениями вверх и вправо.

Работа обслуживающего персонала по возведению постоянной крепи 29 ведется в максимально приближенной к груди забою зоне, защищенной от падающих кусков, пыли и др. опасных факторов с помощью ограждения - щита 32.

Таким образом, применение проходческого комплекса для проведения выработок переменного профиля позволяет значительно повысить производительность за счет параллельной организации труда на всех операциях и механизировать все стадии цикла с обеспечением безопасности на рабочих местах и снижением запыленности. (56) Заявка Великобритании N 153285, кл. Е 21 D 9/08, 1985.

Формула изобретения

ПРОХОДЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТОК ПЕРЕМЕННОГО ПРОФИЛЯ, включающий основание на механизме хода, погрузочно-транспортный узел для уборки породы, режущую часть, содержащую по меньшей мере одно отбойное приспособление, циклически перемещаемое по разрушаемому массиву, механизированное перекрытие кровли, крепевозводящий узел с подъемно-монтажным механизмом и пылеулавливающую систему, имеющую воздухопровод с входным патрубком, отличающийся тем, что оно снабжено ограждающим приспособлением, а режущая часть установлена на основании с помощью подвижной рамы, на которой смонтировано поворотное приспособление, выполненное на шарнире с осью, расположенной перпендикулярно забою, и имеющее привод для перемещения отбойного приспособления по поперечному профилю забоя относительно этого шарнира, а в зоне между поворотным приспособлением и подъемно-монтажным механизмом под механизированным перекрытием кровли установлено ограждающее приспособление, выполненное с гибкими расположенными по периметру элементами, при этом всасывающий патрубок воздухопровода пылеулавливающей системы обращен на забойную сторону ограждающего приспособления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4