Устройство для разрушения горных пород отрывом от массива

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ОТРЫВОМ ОТ МАССИВА, включакнцее бурильную машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика, клиновой отрывник , установленный коаксиально буровой штанге с возможностью продольного перемещений вдоль нее, гидропривод пойачи клинового отрывника, установленный на направляющих податчика , и приспособление передачи усилия подачи гидропривода на клиновой отрывник, соосно размещенный на буровой штанге, отличающее с. я тем, что, с целью повьвпения эффективности разрушения путем перераспределения радиального усилия, передаваемого клиновым отрывником породе, в сторону отрьта, клиновой отрьшнИк выполнен составньм из двух продольных клиновых частей с различной по величине конусностью наружных боковых поверхностей, установленных с возможностью взаимного продольного перемещения, а приспособление передачи усилия подачи выполнено в виде последовательно размещенных между гидроприводом и клиновым отрывником опорной шайбы с центральным отверстием, промежуточных элементов и коромысловой шайбы с центральным отверстием и сферической торцовой поверхностью , установленной с возможностью поворота относительно оси буревой штанги в поперечной плоскости и взаимодействия сферической поверх00 ностью с торцами клиновых частей to клинового отрывника. 7 9 10

. СОЮЗ 008ЕТСНИХ

СОЦ)ИАЛИСТИЧ ЕЖИ Х

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1132014 А (51) Е 21 С 37/02; Е 2t С 5/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И GTHPblTWI

1) 3665247/22-03 (22) 24.11.83 (46) 30.12.84. Бюл. М- 48 (72) Л.Т. Дворников и В.Г. Краснов (7 1) Фрунзенский политехнический институт (53) 635. 12:622.233.056 (088.8) (56) 1. Патент Франции У 2328838, кл. Е 21 С 37/04, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 767349, кл. Е 21 С 37/02, 1978 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД OTPblBOM ОТ МАССИВА, включающее бурильную машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика, клиновой отрывник, установленный коаксиально буровой штанге с возможностью продольного перемещения вдоль нее, гидропривод подачи клинового отрывника, установленный на направляющих податчика, и приспособление передачи усилия подачи гидропривода на клиновой отрывник, соосно размещенный на буровой штанге, о т л и ч а ю щ ее с. я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения путем перераспределения радиального усилия, передаваемого клиновым отрывником породе, в сторону отрыва, клиновой отрывник выполнен составным из двух продольных клиновых частей с различной по величине конусностьв наружных боковых поверхностей, установленных с возможностью взаимного продольного перемещения, а приспособление передачи усилия по" дачи выполнено в виде последовательно размещенных между гидроприводом и клиновым отрывником опорной Е шайбы с центральным отверстием, промежуточных элементов и коромысловой шайбы с центральным отверстием и сферической торцовой поверхностью, установленной с возможностью р поворота относительно оси буревой штанги в поперечной плоскости и взаимодействия сферической поверхностью с торцами клиновых частей клинового отрывника.

1132014

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что промежуточные элементы выполнены в виде упорных выступов качения на торцовой поверхности коромысловой шайбы, расположенных симметрично по обе стороны от центрального отверстия вдоль оси, перпендикулярной плоскости действия клинового отрывника, при этом на встречной поверхности опорной шайбы выполнены ответные опорные гнезда.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что центральное отверстие коромысловой шайбы выполнено в форме эллипса, большая ось которого перпендикулярна оси симметрии упорных выступов качения.

Изобретение относится к горному машиностроению и может найти применение в горной промышленности.

Известно устройство для разрушения горных пород отрывом, включающее бурильную машину со штангой, на переднем конце которой установлен буровой инструмент и корпус, взаимодействующий с внутренними поверхностями расклинивающих элементов, выполненных в виде сегментов разрезной втулки, связанной с корпусом силового цилиндра, при этом силовой цилиндр установлен на направляющей

6 HJfbHoH машине с возможностью осевого перемещения,а на штанге между поршнями установлено кольцо, составляющее вместе с поршнем ограничитель перемещения (1), Недостатком устройства является его низкая надежность, обусловленная тем, что радиальное усилие передается через штангу и при отрыве монолита иэ-за больших деформаций в направлении отрыва появляется изгиб2 штанги и поломка.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разрушения горных пород отрывом от массива, включающее бурильную

4. Устройство по пп. 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности ориентации клинового отрывника в сторону отрыва, приспособление передачи усилия подачи снабжено механизмом поворота опорной шайбы, клиновой отрывник снабжен механизмом его прижима к коромысловой шайбе, а опорная шайба установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси буровой штанги.

5. Устройство по п.4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм поворота опорной шайбы выполнен в виде зубчатого венца на ее боковой поверхности и взаимодействующей с ним зубчатой рейки с приводом продольного перемещения. машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика, клиновой отрывник, установленный коаксиально буровой штанге с возможностью продольного перемещения вдоль нее,гидропривод подачи клинового отрывника, установленный на направляющих податчика, и приспособление передачи усилия подачи гидропривода на клиновой отрывник, соосно размещенный на буровой штанге (2J.

Недостатком известного устройства является низкая концентрация напряжений отрыва в разрушаемой части массива вследствие невозможности опережающей подачи части клинового отрывника в шпур со стороны свободной поверхности.

Цель изобретения — повышение эффективности разрушения путем перераспределения радиального усилия, передаваемого клиновым отрывником породе, в сторону отрыва.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для разрушения горных пород отрывом от массива„ включающем бурильную машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика, клиновой отрывник, установленный коаксиально буровой штанге с возможностью

1132014 4

20 продольного перемещения вдоль нее, гидропривод подачи клинового отрывника, установленный на направляющих податчика, и приспособление передачи усилия подачи гидропривода на клиновой отрывник, соосно размещенный на буровой штанге, клиновой отрывник выполнен составным из двух продольных клиновых частей с различной по величине конусностью наружных боковых поверхностей, установленных с возможностью взаимного продольного перемещения, а приспособление передачи усилия подачи выполнено в виде последовательно размещенных меж- 15 ду гидроприводом и клиновым отрывником опорной шайбы с центральным отверстием, промежуточных элементов и коромысловой шайбы с центральным отверстием и сферической торцовой поверхностью, установленнсй с возможностью поворота относительно оси буровой штанги в поперечной плоскости и взаимодействия сферической поверхностью с торцами клиновых 25 частей клинового отрывника.

Промежуточные элементы выполнены в виде упорных выступов качения на торцовой поверхности коромысловой . шайбы, расположенных симметрично по обе стороны от центрального отверстия вдоль оси, перпендикулярной плоскости действия клинового отрывника, при этом на встречной поверхности опорной шайбы выполнены ответные опорные гнезда.

Центральное отверстие коромысловой шайбы выполнено в форме эллипса, большая ось которого перпендикулярна оси симметрии упорных высту- 4о пов качения.

С целью обеспечения воэможности ориентации клинового отрывника в сторону отрыва присгособление передачи усилия подачи снабжено механиз- 45 мом поворота опорной шайбы, клиновой отрывник снабжен механизмом его прижима к коромысловой шайбе,,а опорная шайба установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси буровой штанги.

Механизм поворота опорной шайбы выполнен в виде зубчатого венца на ее боковой поверхности и взаимодействующей с ним зУбчатой рейки с приводом продольного перемещения.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг. 3 — опорная шайба с реечным приводом; на фиг.4— коромысловая шайба.

Устройство состоит из бурильной машины 1 с буровой штангой 2 и буровым инструментом 3. Щтанга 2 пронизывает гидропривод, подачи в виде силового гидроцилиндра 4, установленный с возможностью осевого перемещения направляющих податчика 5.

Шток 6 поршня 7, разделяющего полости гидроцилиндра 4 на рабочую

8 и холостую 9, жестко связан с упором 10 направляющих податчика 5.

На переднем торце силового гидроцилиндра 4 установлена опорная шайба

1 1, связанная своим зубчатьж венцом

12 с зубчатой рейкой-штоком 13 с приводом продольного- перемещения в виде дополнительного гидроцилиндра

14, размещенного на корпусе силовогс гидроцилиндра 4. В гнездах 15 опорной шайбы 11, выполненных, например, в виде полуцилиндров, размещении промежуточные элементы в виде опорных выступов 16 качения коромысловой шайбы 17,- выполненных по профилю конгруэнтных впадин, например, в виде полуцилиндров. Опорная и коромысловая шайба снабжены центральными отверстиями, причем центральное отверстие коромысловой шайбы

17 выполнено в виде эллипса, большая ось которого перпендикулярна оси, проходящей через ось симметрии упорных выступов 16 качения.

В переднюю часть коромысловой шайбы оперт клиновой отрывник, состоящий из двух продольных клиновых частей 18 и 19, контактирующйх одна с другой по плоскости, проходящей через ось штанги, и выполненных с конической наружной поверхностью, причем с различной по величине конусностью. Часть 19 с меньшей конусностью устанавливается к стороне массива 20, а часть

18 с большей конусностью — к стороне отрыва породы. Части 18 и 19 клинового отрывника охватываются упругим звеном 21, размещенным в передней опоре 22, закрепленной на направляющих податчика.

Устройство работает следующим образом.

Бурильной машиной 1 посредством штанги 2 и бурового инструмента 3 в массиве 20 образуется шпур. Затем

1132014 рабочий агент подается в рабочую полость 8 силового гидроцилиндра 4, перемещая его относительно неподвижного поршня 7, шток 6 которого закреплен на упоре 10. Через опорную шайбу 11 и коромысловую шайбу

17 усилие подается на части 18 и 19 клинового отрывника, которые внедряются в шпур, создавая растягивающие напряжения в массиве своими коническими наружными поверхностями °

В процессе внедрения частей 18 и 19 в шпур оставшаяся буровая мелочь удаляется через зазор между штангой и внутренней поверхностью клинового открывника. Так как в направлении отрыва породы от массива деформации больше, то наружная поверхность части 18 имеет большую по величине конусность. Так как деформации породы в глубь массива меньше, чем в направлении обнажения породы, то возможно увеличение сопротивления перемещению части 19 и уменьшение сопротивления на часть 18. В результате на коромысловой шайбе

17 возникает момент, который повернет ее в опорах 16, и часть 18 сместится относительно части 19 в направлении забоя, что приведет к увеличению радиального усилия и смещения части породы от массива к ее отрыву.

Настройка части 18 клинового отрывника с большей конусностью в направлении ближайшего обнажения массива осуществляется гидроцилиндром 14 посредством перемещения рейки-штока 13, взаимодействующей с зубчатым венцом 12 опорной шайбы

11, поворот которой через коромысловую шайбу 17 передается на части 18 н 19 клинового отрывника.

Возвращение в исходное положение осуществляется отводом бурильной машины назад. При этом инструмент

3 воздействует на части 18 и 19 клинового отрывника, которые удерживаются упругим звеном 21 в опоре

22 и передают усилие на гидроцилиндр

10 перемещая его назад относительно неподвижного поршня 7. При этом полость 8 сообщается со сливной магистралью (не показано), а полость 9 постоянно связана с атмосферой.

Возможность относительного осевого перемещения распорных клиньев вследствие выполнения коромысловой шайбы с опорами качения в виде полуцилнндров, контактирующих с конгруэнтными с ними впадинами на поворотной шайбе, позволяет при неравномерной деформации массива в направлении действия частей клинового отрывника перераспределять радиальное усилие, исключая возможные деформации элементов в одном направлении.

Неравная величина конусности клиновых частей позволяет создать большие радиальные усилия в направлении обнаженной поверхности массива, а возможность устанавливать клинья на направление с минимальным сопротивлением отрыва повышает эффективность работы устройства.

Зс

Повьш ение надежности раооты устройства достигается также возможностью удаления буровой мелочи через зазор между штангой и внутренней по<0 верхностью элементов распорной ьтулки.

1132014

/7 Р

egpelP

Составитель О. йепов текрд З.Паяй Корректор О.Билак

Редактор Ю. Ковач

Филиал НПН "Патент", г. Умгород, ул. Проектная,4

Заказ 9736/27 Тиран 564 Нодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаскан наб., д. 4!5