Проходческий комплекс
Изобретение относится к проходческим комплексам для проведения и крепления горных выработок. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности крепильщика, снижении погрешностей при возведении постоянного крепления, в повышении мобильности и увеличении области применения как с минимальным, так и в максимальном сечениях горных выработок. Проходческий комплекс включает проходческий комбайн с рабочим органом, с закрепленным на нем крепильщиком с распорной балкой и цилиндрами распора; поворотный вал на балке распорной с устройством поворота на конвейере комбайна; манипуляторы со средствами бурения и анкерования с постоянным анкерным креплением. Распорная балка снабжена выдвижными телескопами, манипуляторы со средствами постоянного крепления закреплены на выдвижных телескопах распорной балки. Поворотный вал выполнен в виде грузоподъемной телескопической стрелы с подъемно-распорными цилиндрами. Распорная балка в транспортном положении не выступает за габариты комбайна. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к проходческим комплексам для проведения и крепления горных выработок.
Известен комплекс, включающий проходческий комбайн на гусеничном ходу со стреловидным рабочим органом, поворотное устройство, грузчик с конвейером, пылеотсасывающую установку и крепильщик [1].
Крепильщик состоит из распорной балки, взаимосвязанной с корпусом комбайна, цилиндрами распора с опорными лыжами, укосин, раздвижных опор, бурильных станков, расположенных с двух сторон относительно корпуса комбайна, манипуляторов, регулируемой тяги.
Недостатком такого комплекса является потеря комбайном из-за крепильщика мобильности при переходе от одного сечения выработки к другому как по ширине выработки, так и по высоте, ограничивается зона поворота комбайна, конструкция крепильщика как сверху, так и снизу выступает за габариты комбайна, по его ширине.
Известен также комплекс, включающий проходческий комбайн, содержащий гусеничный ход со стреловидным рабочим органом, соединенный с ним распорной балкой с цилиндрами распора и поворотным полым валом на котором установлены манипуляторы через подвижный стакан с неподвижным и подвижным шаблонами относительно стакана, выполняя одновременную подачу бурильных станков к точкам бурения по шаблону, согласно паспорту крепления, при этом манипуляторы выполнены в виде параллелограммов, а также пульт управления комплекса, подключенный к блоку комбайна [2].
Этот комплекс выбран в качестве прототипа предложенного решения.
Первый недостаток этого комплекса заключается в том, что снижается надежность работы комплекса из-за многочисленных рычажных соединений с погрешностью, более допустимой к установке бурстанков в точках бурения горной выработки, согласно паспорту крепления.
Второй недостаток связан с тем, что возможна работа в выработках при максимальной площади сечения, что ограничивает область применения комплекса.
Третий недостаток связан с отсутствием места расположения проходчиков при возведении постоянного крепления на максимальной высоте горной выработки, тем более, что некоторые операции выполняются только вручную: подача ампул, шайбы, гайки и др.
Четвертый недостаток в том, что не обеспечивается бурение шпуров по одной линии верхняка, крепление только на шайбы, разрозненно.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности крепильщика, снижении погрешностей при возведении постоянного крепления, в повышении мобильности и увеличении области применения как с минимальным, так и в максимальном сечениях горных выработок.
Указанный технический результат достигается тем, что в комплексе, для проведения и крепления горных выработок, распорная балка снабжена выдвижными телескопами, манипуляторы со средствами постоянного крепления закреплены на выдвижных телескопах распорной балки, поворотный вал выполнен в виде грузоподъемной телескопической стрелы с подъемно-распорными цилиндрами.
Распорная балка в транспортном положении не выступает за габариты комбайна и свободно вписывается в параметры горной выработки при ее распоре и перемещении.
Паз (посадочное место укладки верхняка) распорной балки и манипуляторы со средствами постоянного крепления расположены по одной линии крепления с возможностью перемещения устройств постоянного крепления вдоль линии.
Грузоподъемная телескопическая стрела с цилиндрами распора-подъема выполнена выдвижной частью кратной длине рабочего органа комбайна по его оси с возможностью перемещения распорной балки из транспортного положения в рабочее, при выборе места крепления в зоне расположения комбайна в забое горной выработки согласно паспорта крепления, при этом телескопическая стрела в основании (низ) шарнирно закреплена к конвейеру комбайна, спереди (верх) соединена с распорной балкой шарнирно через упорный подшипник скольжения с цилиндрами подворота балки относительно стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Цилиндры распора, они же цилиндры подъема стрелы с шарнирной опорой на комбайне, в месте, приближенном к опорным устройствам комбайна.
На фиг.1 изображен предлагаемый проходческий комплекс, вид сбоку; А - в транспортном и возможных рабочих положениях при Нmin и Нmах, на фиг.2 - то же, вид сверху, Б - с выдвинутыми телескопами под точки бурения; фиг.3 - то же, вид сзади, Б-Б- в рабочем положении; на фиг.4 - вид сбоку и сзади узла В с фиг.3; фиг.5 - то же, в сечении горной выработки.
Проходческий комплекс состоит из комбайна и крепильщика. В комбайн входит рама 1, гусеничная тележка 2, поворотное устройство 3, погрузочное устройство 4, рабочий орган 5, стрела рабочего органа 6, конвейер 7, цилиндры конвейера 8, опорное устройство 9, пульт управления 10.
Крепильщик состоит из грузоподъемной телескопической стрелы 11 (далее стрела), основание (низ) стрелы через буксы 12 постель 13 соединено с рамой конвейера 7, верх стелы (спереди) шарнирно взаимосвязан с телескопической распорной балкой 14 (далее балка) и цилиндрами подворота 15, 16. Балка коробчатой формы с перекрытием включает два разнонаправленных коробчатых телескопа 17, 18 с цилиндрами.
Стрела через подъемно-поворотные шарниры 19 взаимосвязана с рамой комбайна через опорные цилиндры подъема 20 (возможен вариант 201), что зависит от конструктивных особенностей комбайна, предпочтение ближе к опорному устройству 9, где меньше вибрации при работе комбайна по отбойке, что важно при распоре крепильщика в кровлю выработки. В коробках телескопа внутри встроены цилиндры 21, 22 с ходом раздвижки не менее расстояния по линии крепления до крайнего бортового анкера (точки бурения). Коробки телескопов, через шарнирные подвески 23, 24 на фиг.3, снабжены кронштейнами 25, 26 люнеты которых сориентированы в одну линию с осью углубленного паза 27 в перекрытии балки.
Кронштейны снабжены цапфами 28 для подвески бурстанков, настроенных на точки бурения через люнеты 30 телескопов балки.
Телескопическая балка и выдвижная часть стрелы дополнительно снабжены цилиндрами подворота в вертикальной плоскость вдоль горной выработки 15 и поперек -16, что обуславливается разной высотой горных выработок при переводе телескопической балки из транспортного положения в рабочее и несоответствием плоскостей почвы и кровли горной выработки в плоскости пласта по падению, что показано на фиг.5. Крепильщик снабжен пультами управления - левым 31 и правым 32, установленными в зоне работы проходчиков под плитой перекрытия 33 к корпусу балки (фиг.3). Крепильщик снабжен рабочими площадками 34, 35 с шарнирной подвеской к консолям телескопов балки в месте работы проходчиков по возведению анкерного крепления горных выработок и служит попутно через полость телескопической стрелы воздуховодом для отсоса пыли через соединительный рукав 36. Для подачи решетчатой затяжки к месту крепления служат крючья 37, 38 на выдвижных частях телескопов балки. На фиг.4 изображен узел В, который имеет две степени свободы: в вертикальной плоскости за счет шарнира 39, и в вертикальной - за счет сегмента скольжения 40, позволяющих осуществить подворот телескопической балки 14 относительно стрелы 11 их взаимного расположения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что зависит от паспорта проводимой горной выработки, ее формы и площади сечения.
Проушины шарнира 41 в основании выполнены в виде планшайбы 42 зафиксированной к балке сухарями-сегментами 43, вместе выполняющие функции опорного подшипника скольжения с ограниченной свободой вращения в пределах области применения комплекса от угла падения пласта и его мощности, как например кинематически изображено на фиг.5. Для снижения нагрузки на крепежные болты сухари-сегменты опираются на накладки 44.
Проходческий комплекс работает следующим образом:
а) при проведении выработок в зонах средней устойчивости с возведением постоянного анкерного крепления кровли выработок.
Исходное положение комплекса - транспортное вид А. После обработки забоя рабочим органом 1 на величину шага крепления выработки и зарубки на следующую вынимаемую полосу и укладки верхняка крепи, например, швеллер №10 с отверстиями, согласно паспорта крепления (или металлическая полоса) и поверх верхняков решетчатой затяжки картами несколько штук в необходимом количестве на шаг крепления горной выработки, машинист комбайна распорными устройствами распирает комбайн в почву выработки, поднимает телескопическую грузоподъемную стрелу 11 цилиндрами подъема 20 до упора телескопической балки 14 в кровлю выработки.
Балка, соприкасаясь с кровлей, подворачивается в зависимости от соответствия плоскостей крепления кровли с почвой выработки 11 телескопической грузоподъемной стрелы, путем стравливания рабочей жидкости в гидроцилиндрах подворота 15, 16, через предохранительные клапана. Дальнейшую работу по возведению анкерного крепления ведут проходчики с левой и с правой сторон, управляя выдвижной частью телескопической балки с пульта управления 31, 32. Сначала выдвигают бурстанок к отверстию у борта выработки путем выдвижения телескопа цилиндрами 21, 22 к точке бурения, при этом одновременно сдергиваются решетки крюками 37, 38 к борту выработки, перекрывая часть площадки кровли впереди шага крепления с защемлением на линии крепления.
После завершения установки бортовых анкеров, телескопы балки сдвигаются и устанавливаются у точки возведения анкерного крепления согласно отверстиям на верхняке. Во время возведения анкерного крепления машинист комбайна обрабатывает одну вынимаемую полосу, по окончании обработки забоя и возведения анкерного крепления и возврате крепильщика в полуисходное положение, в положение удобное проходчикам для складирования элементов крепления на следующий шаг крепления, швеллер (полоса), анкерные болты, ампулы смолы, решетчатая затяжка, при этом машинист комбайна поднимает опорные устройства 9 зарубается, опирается, обрабатывает очередную вынимаемую полосу в забое, по окончании обработки забоя зарубается на величину резцовой части исполнительного органа, обрабатывает вторую вынимаемую полосу после чего, как и в начале цикла зарубается, распирает опорное устройство 9, поднимает до упора телескопическую балку крепильщика и процесс крепления по возведению анкерного крепления повторяется. Бурстанки имеют свой пульт управления, например, типа ЭБГП - 2 с электроприводом или БЖ - 2 Анжерского машзавода и другие с пневмоприводном.
Итак, на первой заходке в шаге крепления крепильщиком бурят скважины, устанавливают анкерные болты, на второй заходке закручивают гайки, складируют материалы на телескопическую балку и при очередной зарубке процесс крепления повторяется. Осуществляется совмещение операций по отбойке горной массы, транспортировке ее из забоя и возведением анкерного крепления. Средний анкер устанавливается дополнительным третьим бурстанком, установленным на стреле конвейера комбайна с возможностью разворота как для вертикального бурения через отверстия в верхняке, так и для горизонтально-наклонного в борта горной выработки, предусмотренных паспортом крепления горной выработки. Работа ведется синхронно с операциями, выполняемыми проходческим комплексом.
б) при проведении выработок в зонах с неустойчивой кровлей и возможных горно-геологических нарушений (неблагоприятные условия).
Все операции по выполнению крепления кровли выработки ведутся у груди забоя при неработающем комбайне, так при зарубке на очередную вынимаемую полосу, комбайн распирается опорными устройствами 9 в почву выработки, телескопическая балка приподнимается так, чтобы свободно ее переместить к груди забоя за счет грузоподъемной телескопической части стрелы 11, так же распирают крепильщик и осуществляют крепление, после завершения всех операций по креплению телескопическую балку с бурстанками возвращают в исходное положение, после чего приступают к обработке забоя на величину шага крепления, в это же время складируют крепежный материал на плиту перекрытия телескопической рамы крепильщика.
Совмещается процесс комплектования крепежных элементов во время работы комбайна и при его остановке механизированная доставка к забою выработки материалов и устройств по креплению горной выработки. При сильно ослабленной кровле центральный анкер устанавливают в забое переставным бурстанком, используя центральное отверстие в пазу 27 перекрытия балки, если высота позволяет, он навешивается постоянно к перекрытию балки путем установки дополнительного крепления, при заниженной выработке при Hmin бурстанок перетаскивается вручную в зоне действия комбайна.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авторское свидетельство №617592, кл. Е21С 27/24, 1978 г.
2. Патент РФ №2172405, кл. Е21С 27/24, Е21D 9/10.
1. Проходческий комплекс для проведения и крепления горных выработок, включающий проходческий комбайн с рабочим органом, с закрепленным на нем крепильщиком с распорной балкой и цилиндрами распора, поворотным валом на балке распорной с устройством поворота на конвейере комбайна, манипуляторами со средствами бурения и анкерования при постоянном анкерном креплении, отличающийся тем, что распорная балка снабжена выдвижными телескопами, манипуляторы со средствами постоянного крепления закреплены на выдвижных телескопах распорной балки, поворотный вал выполнен в виде грузоподъемной телескопической стрелы с подъемно-распорными цилиндрами.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что он снабжен распорной балкой, которая в транспортном положении не выступает за габариты комбайна и свободно вписывается в параметры горной выработки при ее распоре и перемещении.
3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что паз (посадочное место укладки верхняка) распорной балки и манипуляторы со средствами постоянного крепления расположены по одной линии крепления с возможностью перемещения устройств постоянного крепления вдоль линии.
4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что грузоподъемная телескопическая стрела с цилиндрами распора-подъема выполнена выдвижной частью кратной длине рабочего органа комбайна по его оси, при этом телескопическая стрела в основании (низ) шарнирно закреплена к конвейеру комбайна, спереди (верх) соединена с распорной балкой шарнирно через упорный подшипник скольжения с цилиндрами подворота балки относительно стрелы.
5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что цилиндры распора выполнены как цилиндры подъема стрелы с шарнирными связями стрелы с комбайном, с местом крепления к комбайну, приближенному к его опорным устройствам.
