Устройство для уменьшения опасности воспламенения при использовании проходческих машин частичного резания

 

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для уменьшения опасности воспламенения при работе проходческих машин с соплами для подачи воздуха и/или водовоздушных смесей. Задача изобретения - надежное предотвращение воспламенения газовой смеси, выделяющейся из отбитой породы без существенного увеличения охлаждающей воды и размягчения почвы. Устройство для уменьшения опасности воспламенения при использовании проходческих машин частичного резания содержит сопла для выброса воздуха и/или водовоздушных смесей. Сопла установлены на соединенном с зарубным баром соплодержателя. По меньшей мере часть осей сопел в любом положении поворота зарубного бара охватывает угол проходческой машины до 45° в направлении груди забоя. Сопла могут быть установлены в соплодержателе с возможностью поворота. Соплодержатель и/или сопла могут быть установлены с возможностью поворота в зависимости от положения поворота бара. Соплодержатели или сопла могут быть установлены с возможностью отдельного подключения. Направленные к подошве сопла могут охватывать горизонтальную зону с обеих сторон зарубных головок по центральному углу менее 90°, измеренному в проекции на подошву. Выходные углы при виде сверху на горизонтальные зоны могут охватывать угол от 30^o внутрь и до 60° наружу, измеренный от параллельной продольной оси проходческой прямой через вершину этих углов. Дополнительно к направленным к подошве и горизонтально ориентированным соплам могут быть выполнены вверх к другу забоя сопла, у которых выбрасываемое количество составляет менее 33 об.% других сопел. Воздух можно выбрасывать со скоростью более 75% от скорости звука. Расход воды и воздуха можно выбрать 1:250-1:2000 л/мин, причем воду подают под более высоким давлением, чем воздух. Скорость удара воздушной струи может быть установлена более 1,0 м/с. 9 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться в устройствах для уменьшения опасности воспламенения при работе проходческих машин с соплами для подачи воздуха и/или водовоздушных смесей.

Известно устройство для уменьшения опасности воспламенения при использовании проходческих машин с соплами, часть осей которых ориентирована на обнаженный забой, причем сопла установлены на соединенном с зарубным баром соплодержателе с возможностью поворота (заявка ФРГ N 3609754, кл. E 21 C 35/22, опубл. 24.09.78).

Наиболее близким из известных является устройство для уменьшения опасности воспламенения при использовании проходческих машин с соплами для выброса воздуха и/или водовоздушных смесей, в котором, по меньшей мере, часть осей сопел ориентирована на обнаженный забой и направлена к лежащей перед погрузочным устройством отбитой породе, сопла установлены на соединенном с зарубным баром соплодержателе с возможностью поворота и отдельного подключения (заявка ФРГ N 2635405, кл. E 21 C 35/22, опубл. 14.12.78).

При длительной эксплуатации резцы подвержены износу, который может привести к откалыванию от резцов предельно горячих частей и их попаданию на подошву выработки. Порода, подрубленная проходческой или добычной машиной частичного резания, также, по меньшей мере, частично попадает на подошву, прежде чем будет захвачена отгрузочным конвейером или погрузочным устройством. Горячие части резцов или стальных тел, а также пиритные включения могут при попадании на подобную отбитую породу обладать еще таким воспламеняющим потенциалом, что выходящий из поверхности отбитой породы метан может воспламениться. Существенное увеличение количества охлаждающей воды, которое могло бы впоследствии вызвать соответствующее охлаждение подошвы, имеет, однако, тот недостаток, что последняя может размягчиться, из-за чего надежное и точное перемещение врубовой или проходческой машины больше не обеспечивается.

Задача изобретения заключается в том, чтобы надежно предотвратить воспламенение газовой смеси, выходящей из отбитой породы, без существенного увеличения при этом количества охлаждающей воды и в то же время гарантировать, чтобы почва недопустимо не размягчалась.

Для решения этой задачи в устройстве для уменьшения опасности воспламенения при использовании проходческих машин частичного резания, содержащем сопла для выброса воздуха и/или водовоздушных смесей, сопла установлены на соединенном с зарубным баром соплодержателе, при этом по меньшей мере часть осей сопел в любом положении поворота зарубного бара охватывает угол перпендикулярно напластованию от 30^o в направлении груди забоя. Сопла могут быть установлены в соплодержателе с возможностью поворота. Соплодержатель и/или сопла могут быть установлены с возможностью поворота в зависимости от положения поворота бара. Соплодержатели или сопла можно установить с возможностью отдельного подключения. Направленные к подошве сопла могут охватывать горизонтальную зону с обеих сторон зарубных головок по центральному углу менее 90^o, измеренному в проекции на подошву. Выходные углы при виде сверху на горизонтальные зоны могут охватывать угол от 30^o внутрь и до 60^o наружу, измеренный от параллельной продольной оси проходческой машины прямой через вершину этих углов. Дополнительно к направленным к подошве и горизонтально ориентированным соплам могут быть выполнены направленные вверх к груди забоя сопла, у которых выбрасываемое количество составляет 33 об.% других сопел. Воздух можно выбрасывать со скоростью более 75% от скорости звука. Расход воды и воздуха может быть выбран 1:250-1:2000 л/мин, при этом воду подают под более высоким давлением, чем воздух. Направленные непосредственно на отбитую породу сопла должны предотвращать возникновение способной к воспламенению смеси в зоне отбитой породы. Для этого, в принципе, достаточно воздуха при соответствующей скорости ударения, причем могут использоваться водовоздушные смеси, у которых опасность размягчения подошвы устраняется с помощью небольшой доли воды. Эти направленные на отбитую породу сопла, как это соответствует предпочтительному варианту выполнения устройства, могут быть расположены на соединенном с режущим баром соплодержателе, причем сопла преимущественно установлены в соплодержателе с возможностью поворота. Благодаря возможности поворота сопел в таком соплодержателе, при необходимости сообща с ним, соответствующий нужный угол ударения можно точно установить при одновременной минимизации количества ударяющей воды, так что опасность воспламенения может быть надежно устранена. Благодаря возможности поворота всего соплодержателя или отдельного подключения соплодержателей или сопел можно, кроме того, реализовать выполнение, у которого независимо от положения поворота режущего бара и, в частности, независимо от поворота подобного режущего бара вверх дополнительно орошается надежно, в основном, только отбитая порода, за счет чего угол ударения, под которым воздух или водовоздушная смесь должна выбрасываться на отбитую породу, и тем самым также выходящее количество могут быть существенно уменьшено.

Выходные углы направленных к подошве сопел охватывают угол перпендикулярно напластованию от 30^o в направлении проходческой машины до 45^o в направлении груди забоя, причем подобное выполнение даже без возможности поворота соплодержателя обеспечивает надежное орошение и предотвращение опасности воспламенения отбитой породы во всех положениях подъема режущего бара. Эти углы могут быть, конечно, существенно уменьшены, если соплодержатель и/или сопла установлены с возможностью поворота в зависимости от положения поворота бара.

Направленные к подошве сопла могут охватывать горизонтальную зону с обеих сторон зарубных головок по центральному углу менее 90^o, измеренному в проекции на подошву, за счет чего надежно исключена опасность воспламенения зоны, в которой могут отколоться части резцов или стальных тел или пиритные включения и попасть на отбитую породу. Изобретение может быть при этом реализовано так, что выходные углы при виде сверху на горизонтальные зоны охватывают угол от 30^o внутрь и до 60^o наружу, измеренный от параллельной продольной оси проходческой машины прямой через вершину этих углов.

Если при том же орошении должно обеспечиваться также общее орошение в виде образования распыляемого тумана также над зоной, покрываемой зарубными инструментами, выполнение преимущественно реализовано так, что дополнительно к направленным к подошве и горизонтально ориентированным соплам предусмотрены направленные вверх к груди забоя сопла, у которых выбрасываемое количество составляет менее 33 об.% других сопел, причем здесь для предотвращения опасности воспламенения достаточно, естественно, меньшего выбрасываемого количества.

Для того чтобы при использовании воздуха гарантировать достаточное разжижение, возможно, еще имеющегося или выходящего метана, преимущественно поступают так, что воздух выбрасывают со скоростью более 75% от скорости звука, причем скорость ударения воздушной струи преимущественно установлена более 1,0 м/с.

При использовании водовоздушных смесей можно для сведения к минимуму расхода воды и уменьшения опасности размягчения подошвы поступать так, чтобы расход воды и воздуха выбрать 1:250-1:2000 л/мин, причем воду подают под более высоким давлением, чем воздух.

Изобретение поясняется с помощью примера выполнения, схематично показанного на чертеже, на котором на фиг. 1,2 и 3 представлен зарубной бар в опущенном положении с одновременным изображением углов распыления отдельных, расположенных на режущем баре сопел, а фиг. 4, 5 и 6 - аналогичные изображения при поднятом вверх зарубном баре.

На фиг. 1 схематично изображена врубовая или проходческая машина 1 с режущим баром 3, установленным с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 2 поворота. Поворот режущего бара 3 с режущими головками 4 вокруг вертикальной оси 2 вызывает горизонтальный поворот режущего бара 3, причем дополнительно к подобному горизонтальному повороту предусмотрен поворот вверх вокруг горизонтальной оси 5 поворота. На переднем конце гусеничного ходового механизма 6 врубовой машины установлено погрузочное устройство 7. На заднем конце виден разгрузочный конец 8 транспортного устройства 9.

На зарубном баре 3 расположены соплодержатели 10, несущие большое число направленных вниз сопел. На фиг. 1 видны три направленных вниз сопла с осями 11. Заштрихованными участками 12 обозначено количество воздуха или воздуха и воды, выбрасываемое такими соплами на поверхность, причем участки 12 одновременно поясняют распределение количеств по площади. В целом три таких сопла с осями 11 охватывают угол 30^o в направлении погрузочного устройства 7 и примерно 45^o в направлении груди 13 забоя, благодаря чему отбитая порода и обнаженный забой под режущими инструментами или режущими головками 4 надежно орошается воздухом или водовоздушными смесями.

На фиг. 2 продольная ось проходческой машины схематично обозначена поз. 14. Показаны две горизонтальные зоны 15, охватываемые соплами, имеющими оси 11. Сопла ориентированы при этом так, что выходящие из них струи сходятся на продольной середине или на продольной средней оси 14 и охватывают горизонтальные зоны, причем углы, исходя от параллельной продольной средней оси 14 прямой в направлении середины машины, составляют около 30^o, а в сторону наружу - максимально 60^o.

На фиг. 3 схематично изображен вид спереди в направлении стрелки III на фиг. 2, причем здесь показано горизонтальное распространение двух струй, имеющих оси II. В целом при подобном расположении сопел и относительно небольшом выбрасываемом количестве происходит надежное орошение отбитой породы перед врубовой машиной. Выбранных углов также достаточно, чтобы при повороте зарубного бара вверх, как это изображено на фиг. 4,5 и 6, надежно орошать отбитую породу без поворота cоплодержателя.

Как видно из фиг. 4, при повороте зарубного бара 3 вверх до кровли 16 достаточно отключения одного из трех сопел. Таким образом, достаточно, если к обоим задним соплам с осями II будет воздух или водовоздушные смеси, а направленное вперед сопло будет отключено, для того чтобы все еще гарантировать соответствующий угол орошения отбитой породы. Также достаточно, как видно из фиг. 6, уменьшить в повернутом вверх положении число сопел, к которым подается воздух или водовоздушные смеси, с тем чтобы они, тем не менее, надежно охватывали требуемую площадь.

Формула изобретения

1. Устройство для уменьшения опасности воспламенения при использовании проходческих машин I частичного резания, содержащее сопла для выброса воздуха и/или водовоздушных смесей, причем сопла установлены на соединенном с зарубным баром 3 соплодержателе 10, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть осей II сопел в любом положении поворота зарубного бара 3 охватывают угол перпендикулярно напластованию от 30^o в направлении проходческой машины I до 45^o в направлении груди забоя.

2. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сопла установлены в соплодержателе с возможностью поворота.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что соплодержатель и/или сопла установлены с возможностью поворота в зависимости от положения поворота бара.

4. Устройство по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что соплодержатели или сопла установлены с возможностью отдельного подключения.

5. Устройство по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что направленные к подошве сопла охватывают горизонтальную зону с обеих сторон зарубных головок по центральному углу менее 90^o, измеренному в проекции на подошву.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что выходные углы при виде сверху на горизонтальные зоны охватывают угол от 30^o внутрь и до 60^o наружу, измеренный от параллельной продольной оси проходческой машины прямой через вершину этих углов.

7. Устройство по одному из пп.1 - 6, отличающееся тем, что дополнительно к направленным к подошве и горизонтально ориентированным соплам выполнены направленные вверх к груди забоя сопла, у которых выбрасываемое количество составляет менее 33 об.% других сопел.

8. Устройство по одному из пп.1 - 7, отличающееся тем, что воздух выбрасывают со скоростью более 75% от скорости звука.

9. Устройство по одному из пп.1 - 8, отличающееся тем, что расход воды и воздуха выбран 1 : 250 - 1 : 2000 л/мин, причем воду подают под более высоким давлением, чем воздух.

10. Устройство по одному из пп.1 - 8, отличающееся тем, что скорость ударения воздушной струи преимущественно установлена более 1,0 м/с.

РИСУНКИ

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