Агрегат для проведения выработок по завалу

 

Использование: изобретение относится к горной промышленности, а именно, к способам и средствам ведения аварийно-спасательных работ. Сущность изобретения: агрегат для проведения выработок по завалу содержит винтоповоротную проходческую машину с головной и хвостовой секциями, крепь и передвижной энергоблок. Крепь выполнена из упругой полосы, уложенной в виде телескопической спирали и двух гильз, одна из которых прикреплена к торцу одного крайнего витка спирали и выполнена с кронштейнами для фиксации в выработке, а другая прикреплена к торцу другого крайнего витка спирали и выполнена с байонетными пазами. Каждый виток упругой полосы в спирали выполнен с одной стороны со стопорами, а другой - с пазами для стопоров. Хвостовая секция винтоповоротной проходческой машины выполнена с установленным с возможностью поворота стыковочным модулем для соединения с гильзой, на которой расположены байонетные пазы. Стыковочный модуль выполнен в виде коаксиальных обойм с телами качения между ними и радиальными штифтами на внутренней обойме для размещения в байонетных пазах на гильзе крепи. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам и средствам ведения аварийно-спасательных работ.

Известно устройство для проведения спасательных эвакуационных выработок в шахтных завалах (авт. св. N 909221, кл. Е 21 F 11/00, 1982). Оно включает корпус с салазками, рабочий орган в виде пластин-иденторов, цилиндров внедрения пластин-иденторов, упорное устройство с распорной гидростойкой, нажимные фланцы и став обсадной крепи, а также силовой электрогидравлический модуль с пультом управления и коммутационными рукавами.

Образование полости в проходе осуществляется путем продавливания пластин-иденторов исполнительного органа, занимающего все призабойное пространство, силовыми гидроцилиндрами, которые распираются в упорное устройство, раскрепленное гидростойкой в выработке. После перемещения исполнительного органа на шаг заходки устанавливается секция обсадной крепи и продавливается в полость прохода.

Недостатками устройства являются полное заполнение призабойного пространства металлоконструкций пластин-иденторов, гидроцилиндрами продавливания, упорным устройством и направляющими салазками. Все это полностью исключает проход горноспасателя к забою для наблюдения проходческих работ и своевременно обнаружения и высвобождения пострадавшего. Устройство полностью неработоспособно при встрече с крупным негабаритом, элементами металлокрепи и заваленным горным оборудованием.

Секционность обсадной крепи требует при доставке к месту работ секций значительного количества транспортных тележек. Другим недостатком является высокая трудоемкость доставки секций крепи в забой и установки их. Кроме того, необходимо иметь набор секций разного диаметра, т.к. по условиям доставки каждая последующая секция по диаметру должна быть меньше предыдущей.

Известен проходческий щитовой агрегат, состоящий из головной и хвостовой секций, соединенных между собой цилиндрами поворота головной секции и подтягивания хвостовой секции, а также передвижной энергоблок (авт.св. N 1668678, кл. Е 21 D 9/06, 1989). Головная секция снабжена исполнительным органом и винтовыми направляющими, закрепленными на наружной поверхности, а хвостовая секция снабжена продольными направляющими. Хвостовая секция может быть оборудована механизмами возведения крепи или соединяться с механизированной штрековой крепью. Однако возможности применения агрегата для проходки выработок по завалам при горноспасательных работах сдерживаются тем, что в практике отсутствуют механизированные штрековые крепи для спасательных работ и проходку выработок по завалам, как правило, ведут с использованием индивидуальных или комплектных крепей вручную. Учитывая специфику горноспасательных работ, основным требованием к проходческому оборудованию следует считать высокую скорость проходки по обрушившемся породам, т.е. проходческий агрегат должен иметь технологическое оборудование, не ограничивающее возможности исполнительного органа по скорости проходки. В предложенной конструкции агрегата для проходки выработок по завалам основным технико-экономическим преимуществом является то, что крепление образуемого прохода осуществляется при полном совмещении с процессом проходки и сам процесс крепления производится за счет продвижения выемочной машины.

Агрегат для проведения выработок по завалу содержит винтоповоротную проходческую машину, крепь и энергоблок. Новым в конструкции является выполнение крепи и связь ее с проходческой машиной. Крепь выполнена из упругой полосы, уложенной в виде телескопической спирали, и снабженной двумя гильзами, одна из которых прикреплена к торцу наружного витка спирали и снабжена кронштейнами для фиксации в выработке, а другая прикреплена к торцу последнего витка спирали и снабжена байонетными пазами. Каждый виток упругой полосы в спирали выполнен с одной стороны со стопорами, а с другой стороны с соответствующими им пазами для стопоров. Хвостовая секция винтоповоротной проходческой машины снабжена стыковочными модулем для соединения с гильзой на последнем витке спирали, установленным с возможностью поворота. Стыковочный модуль выполнен в виде двух коаксиальных обойм с телами качения между ними и радиальными штифтами на внутренней обойме, соответствующими байонетным пазам на гильзе последнего витка спирали.

Использование ввинчивающейся завалопроходческой машины, например по авт. св. N 1668678 обеспечивает безотпорное перемещение ограждающего щита, достигаемое наружным винтовым движителем. При этом выигрыш в силе достигает 10-кратной величины, а значит можно использовать менее громоздкие привода, обеспечивая компоновку таким образом, чтобы сохранить полым внутреннее пространство. Последнее обстоятельство крайне необходимо для доступа к забою горнорабочего, выполнения им дезинтеграционных работ и визуального наблюдения за ходом образования прохода.

Винтовые движители обладают тяговой способностью. Это их свойство использовано для телескопического наращивания длины постоянной крепи прохода непосредственно за хвостовой секцией самой машины.

Витки спиральной телескопической крепи при их вытягивании проворачиваются относительно продольной оси. Поэтому для снижения потерь на трение и обеспечения нормального функционирования стык крепи с хвостовой секцией машины выполнен в виде шарикоопорного модуля из двух обойм с телами качения между ними и короткими радиальными шипами. При этом диаметральный размер крепи выдерживается калибрующими гильзами на наружном и последнем витках спирали.

Положительный эффект применения в завалопроходческом агрегате спиральной телескопической крепи достигается еще и тем, что сопротивление при ее телескопическом удлинении постоянно и соизмеримо с сопротивлением на протягивание одной секции обсадной крепи, так как, например, при возобновлении телескопического удлинения крепи прирост этот достигается за счет незначительного выдвижения витков относительно ранее огражденного крепью протяженного участка.

Следует также отметить, что применение предложенного агрегата позволяет использовать для доставки крепи всего одну транспортную платформу, так как для ограждения прохода длиной 25 30 м крепь, благодаря своей конструкции, по транспортной длине не превышает 3 м при диаметре 1,0 м. При необходимости транспорта крепи через ранее закрепленный участок стальная полоса может быть уложена в плоскую спираль такого наружного диаметра, который позволит свободно транспортировать ее через самое узкое место крепи.

На фиг. 1 показана общая схема агрегата для проведения выработок по завалу; на фиг. 2 вид А на фиг. 2 крепи сбоку в рабочем положении; на фиг. 3 вид крепи со стороны наружной калибрующей гильзы; на фиг. 4 стыковочный модуль в разрезе; на фиг. 5 вид агрегата при ведении проходческих работ; на фиг. 6 закрепленный проход в завале (в плане).

Агрегат для проведения выработок по завалу содержит винтоповоротную проходческую машину 1, состоящую из головной винтовой секции 2, сопряженной с нею хвостовой секцией 3, исполнительного органа 4 и стыковочного шарикоопорного модуля 5, соединенного с хвостовой секцией, кассету крепи 6 с наружной 7 и внутренней 8 калибрующими гильзами манипулятор 9, скрепеpную лебедку 10 со скрепером 11, энергоблок 12, технологические тележки 13 и распорные стойки 14. Кассета крепи выполнена из полосы упругого материала, например из стали, уложенного в виде плоской телескопической спирали, а калибрующие гильзы 7, 8 закреплены соответственно на торцах наружного и внутреннего витков.

Малая калибрующая гильза 8 имеет с одного конца байонетные пазы 15, а с другой две диаметрально расположенные соединительные цепи 16. Аналогичные цепи имеет и гильза 7.

Внутри кассеты 6 со стороны кассеты 7 установлены стопора 17, а каждый виток со стороны, противоположной креплению стопора, имеет паз 18, длинная сторона которого параллельна стороне полосы. Большая калибрующая кассета оснащена проушинами 19. Шарикоопорный модуль 5, выполнен в виде двух коаксиальных обойм с телами качения между ними и радиальными стопорными штифтами 20 на внутренней обойме для размещения в байонетных пазах на гильзе крепи.

Работа агрегата для проходки выработок по завалу осуществляется следующим образом. На участке начала прохода монтируется проходческая машина 1. Для этого формируется небольшая выемка, в которую манипулятором 9 помещается машина и ее секции 2 и 3 засыпаются снаружи породой завала. Со стороны хвостовой секции 3 тем же манипулятором вплотную к машине укладывается кассета телескопической крепи 6. Ее малая калибрующая гильза 8 посредством байонетных пазов 15 вводится в стопора 20 машины, проворачивается на некоторый угол и фиксируется в таком положении винтами. Распорные стойки 14 устанавливаются в проушины 19 большой калибрующей гильзы 7 и распираются в выработке. По продольной оси машины 1 и крепи 6 устанавливается скреперная лебедка 10 и анкеруется к почве. Обводной блок 21 лебедки закрепляется внутри головной секции 2. исполнительные механизмы комплекса подключаются к энергоблоку 12. В таком состоянии комплекс готов к работе.

Для работы достаточно включить привод машины 1. Под его действием винтовая секция 2 начнет ввинчиваться в завал. При этом исполнительный орган 4 разрабатывает породу завала и сдвигает ее внутрь машины. Хвостовая секция 3 воспринимает реактивные усилия и одновременно увлекается за секцией 2. Включением лебедки 10 осуществляется перемещение скрепера 11 в винтовую секцию 2, захват отделенного объема породы и выдача ее на разгрузочную площадку вне прохода.

По мере заглубления машины 1 в завал она посредством стыковочного модуля 5 и цепей 16 начинает вытягивать первый виток кассеты 6, а он в согласованной последовательности остальные. Таким образом обеспечивается неразрывное ограждение создаваемого прохода непосредственно за временной крепью, роль которой выполняют оболочки секций 2 и 3.

Телескопическое вытягивание витков сопровождается круговым смещением начала полосы в спирали крепи, то есть проворотом гильзы 8. Если не обеспечить эту возможность, то крепь будет неработоспособной. Именно эту задачу решает шарикоопорный стыковочный модуль 5. Цепи 16 ограничивают ход витков в калибрующих гильзах 7 и 8.

В таком режиме ведется образование прохода. При этом секции 2 и 3 предотвращают вывалообразование и сползание разрыхленного массива внутрь машины и заштыбовку ее исполнительного органа. Ввинчивание секции 2 и работа исполнительного органа взаимообусловлены. Вместе с тем, внутреннее пространство машины 1 свободно, так как рабочие характеристики на исполнительный орган передаются самой цилиндрической оболочкой ограждения секций. При необходимости осмотра забоя и в целом прохода горнорабочий может свободно проникнуть к нему.

После вытяжки на заданную величину стопора 17 входят в пазы 18 и исключают дальнейшее "раскрытие" спирали кассеты. Для учета углового смещения стопоров и надежного их срабатывания пазы 18 продолговаты и параллельны сторонам витков.

По завершении прохода машина отсоединяется от крепи и откатывается в сторону. Для образования последующего прохода машины 1 укладывается на технологические тележки 13 и доставляется до подошвы завала. Кассета крепи 6 свертывается до такого диаметра, чтобы она могла пройти сквозь ранее установленную крепь в самом ее узком месте. Этот размер фиксируется. Затем кассета провозится на технологической тележке 13 сквозь проход, доставляется к следующему завалу, приводится до размера калибрующих гильз и стыкуется к машине. Выполняются другие вышеописанные работы и агрегат может проходить очередной завал.

Формула изобретения

1. Агрегат для проведения выработок по завалу, содержащий винтоповоротную проходческую машину с головной и хвостовой секциями, крепь и передвижной энергоблок, отличающийся тем, что крепь выполнена из упругой полосы, уложенной в виде телескопической спирали и двух гильз, одна из которых прикреплена к торцу одного крайнего витка спирали и выполнена с кронштейнами для фиксации в выработке, а другая прикреплена к торцу другого крайнего витка спирали и выполнена с байонетными пазами, причем каждый виток упругой полосы в спирали выполнен с одной стороны со стопорами, а другой с пазами для стопоров, при этом хвостовая секция винтоповоротной проходческой машины выполнена с установленным с возможностью поворота стыковочным модулем для соединения с гильзой, на которой расположены байонетные пазы.

2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что стыковочный модуль выполнен в виде коаксиальных обойм с телами качения между ними и радиальными штифтами на внутренней обойме для размещения в байонетных пазах на гильзе крепи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6