Проходческий щитовой агрегат

 

Изобретение относится к оборудованию для проходки горных выработок, повьшает эффективноCTI- управления агрегатом и снижает энергоемкость. Агрегат включает исполнительны орган 1 и оболочку 2 из кольцевых секций с винтовой навивкой (ВН) 6 на ее наружной поверхности. Концевые секции В, С выполнены в форме усеченных кону- . сов, основания которых направлены к забою. Радиальные размеры каждого конуса , расположенного со стороны забоя, больше соответствующих размеров следующей за ним секции. Высота ВН 6 уменьшается к забою. Секции В, С имеют опорные элементы 7 с гидродомкратами и выполнены с пазами, в которые входят ВН 6 сопрягаемых секций. При вращении секции А ее направленному выдвижению из секции В способствуют паз и ВН 6. За счет того, что оболочки секции имеют форму усеченных конусов , они имеют возможность отклонения от продольной оси выработки и эффективного отслеживания трассы выработки . Это снижает энергетические затраты на перемещение секций и улучшает управляемость агрегата. 5 ил. ш (Л А в 5 в 72 4 7 J . №JH со to сх ел 00

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (191 (11) (511 4 Е 21 В 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3999455/22-03 (22) 23.10,85 (46) 07.08.87. Вил. 1(- 29 (71) Институт угля СО АН СССР (72) А.Ф.Эллер, В.В.Аксенов, В.Д.Нагорный и ВьФ.Горбунов (53) 624.191.6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 1167338, кл. Г 21 D 9/06, Авторское свидетельство СССР

11" .1229354, кл. Е 21 П 9/06, 1984. (54) ПРОХОДЧЕСКИЙ ЩИТОВОЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение относится к оборудованию для проходки горных выработок, повышает эффективность управления агрегатом и снижает энергоемкость. Агрегат включает исполнительный орлеан

1 и оболочку 2 из кольцевых секций с винтовой навивкой (ВН) 6 íà ее наружной поверхности. Конценые секции В, С нь:полнены н форме усеченных кону. сов, основания которых направлены к забою, Радиальные размеры каждого ко нуса, расположенного со стороны забоя больше соответствующих р;-.çìåðîâ следующей за ним секции. Высота BH 6 уменьшается к забою. Секции В, С имеют опорные элементы 7 с гидродомкратами и выполнены с пазами, н которые входят ВН 6 сопрягаемых секций, При вращении секции А ее направленному выдвижению из секции В способствуют паз и ВН 6. Эа счет того, что оболочки секции имеют форму усеченных конусов, они имеют возможность отклонения от продольной оси выработки и эффективного отслеживания трассы выработки. Это снижает энергетические затраты на перемещение секций и улучшает управляемость агрегата. 5 ил.

Изобретение относ.и гся к горной

1iPO>?f>uii!t>= 21> !О >. TИ, с! !!i 1 !! НО К ПРО ХО??Ч(С кие! щи 0!>!.:: «)гре":?.г?1:.1, и может быть испОльзов а?10 Ifph «lров едеиик Гopl!L!x выработок,. roff«feJI("и и гицротехничес— ких сое)ру)?(еп«?й, Цель изобретения — повышение эффективности управления агрегатом и сиижение энергоемко ти.

Ца (I)«tl 1 показан предлагаемый а« ре- ат, Общий вид; на фиг,2 — фраг?!ЕНТ Б За И?!ОЦ(йст:3! !Я «)ИПТОВОИ ННВИВКИ с па«10м I!B фиг, 3 аГре Га т р продОГ!е> ный разрез" на фи .4 — сечение А-А на д)иг,) на ()>:1 „ ) " схема положения оболочек агрегата в „1 работке с ра диальными смещениями контура.

AI P I ß r СОСТОИТ ИЗ ИСГ>ОЛНИТЕЛЕ>НОГО органа 1. оболочки 2, Образоваиной из трех секций А, В, С, в форме усеченных конусов, основания которых направ лены к забою.

ПО внутренним );Оверхностям секций А, В, С на некотором расстоянии

or торцов закреплены шг!ангоуты 3 с двойными шарнирами 4., к которым крепятся гидродомкраты 5, кинематически увязыва!ощие секции А,> В, С в единую конструкцию.

Ца !I ipx>>жнОй по>,(1). :«10 с (и Оболо)?ка

2 имеет в«!Нтов )>?О 1!авивку (попс«ст«> ? 6 .

Секции В и С ос!1а?11а?отся опорными элементами 7 с гидродомкрат(?ми 8. Эти же секции выполнены с пазами 9 (фиг,2), в которые входят винтовые навивки 6 сопрягаемых секц «f, С целью

ДОСтижЕНИя ПОСтОяННОГО РаСПОЛОЖЕНИЯ элемента винтовой навивки 2 в пазу 9 его длина дол)хна быть не менее 1,2 окружной >длины хorf;-: «идродомкратов 5, В ГОЛОВНОЙ СЕ)гцяя А аГрЕГат ИМЕЕТ по внутреннему ее пери>метру погрузочные ковши 10. Пля возможности нормальней работы Обслу,кнван)щегo персо. нала при чращен«!и (.екцяй агрегат Оборудуется платформой !1 горизонтальности, которая Одн()й «арой катков 12 опирается на Я!Пангоу г секции В, а д1)угой парой 13 — )а рельсовый пульт

I ! 4 „11а 1?лат(>)p? ty >(, 1!1авливае To«f IIP. регружатель 15, т?:.- С порти»у!ощий Горную массу в нагоне гкя iб, Проходческий агрегат работает (.ледующим Образо., . 1,(":1>! ",1:1»;.i >, 1 1!Р()ХОД«!ТСЯ С ПО "

1) >!:>:.1! ч: :;. " .,1 ) 1 -lв:t?fr>ается кот .11() в (1?1 Г ..,:1>!;1 . ()1". в 11! ;f1 Qlf точке, не-1328531 2

;сколько большей диаметра агрегата.

Поверхность забоя,!lолжна быть перпен дикулярна образующей котлована. В котлован помещают агрегат и засыпают, >) грунтом, В том случае, когда выработка намечается в подземных условиях, готовится монтажная камера, где монтируется оболочка 2. Д)?Я начала вращения головной секции А все гидродомкраты

8 опорных элементов 7 включаются на распор, Затем рабо!ая жидкость подается в домкраты 5 перемещения, Сек?,- ция А начинает вращаться и исполни?!) тельный орган 1 отделяет стружку от массива, Одновременно с этим винтовая навивка 6 формирует винтовой канал в стенках выработки и подает секцию на забой. Сложному пространственному движению) Гидродомкратов способствуют двойные шарниры 4. При вращении секции А ее строгому выдвижению из секции В способствуют паз 9 и вин2-, товая навивка. 6. Ilo мере перемещения на забой секции А зазор между хвостовой частью ее оболочки и оболочкой В увеличивается, так как они имеют фор- . му усеченных конусов, Благодаря этому каждая секция имеет значительно большие возможности отклонения от :- родольнои оси выработки по сравнению с известным устройством.

:В результате агрегат может гораздо эффективней отслеживать трассу выработки, а также компенсировать возникающие отклонения. Прочность и жесткость секций обеспечивают шпангоуты

3, которые одновременно служат эле4п ментами крепления парниров 4.

На переднем шпангоуте секции В устанавливаются ка .:ки 12 платформы 11 горизонтальности, которая в хвостовой части катками 13 опирается на рельсы

45 14. Загрузка отделенной массы выполняется совмещенно (. процессом разработки забоя ковшами 10 в перегружатель 15 и далее в вагонетки 16. После окончания рабочего цикла осуществляетчо ся приближение промежуточной и хвостовой секции к головной„ Затем рабочий цикл повторяетея.

Ввиду того, что секции от головной к хвостовой имеют меньшие диаметры,,- причем их величина близка общей конвергенции стенок выработки, агрегат, сохраняя контакт с ними, требует для своего перемещения значительно меньшие (25-ЗОБ) энергетические затраты. з

132

Вместе с тем управляемость агрегата ,значительно улучшается, что позволяет расширить область применения предлагаемой конструкции по сравнению с известной и на выработки с большой кривизной с существенной неустойчивостью окружаюших пород, Высота винтовой навивки увеличивается на величину

П=U(1е "), (1) где а, — некоторый постоянный эмпирический коэффициент, а, =0,3;

U — смещение протяженной части выработки (на значительном удалении от забоя);

R„ — радиус выработки; — расстояние до забоя, При совершенствовании конструкции вращающегося агрегата установлено, что целесообразно выполнять секции конусообразными. Однако произвольная конусность мало что дает. Важно увязать размеры диаметров меньших оснований конусов с естественным смещением контура выработки. Наиболее полно такое смещение описывается эмпирической зависимостью (1). Выполнение секций агрегата в Аорме увеченных конусов, большие основания которых направлены к забою, а размер меньших выполнен с учетом (1) значительно уменьшает величину сил горного давления, действующих на крепь- агрегата, и, следовательно, величину сил трения, возникающих между оболочкой секции агрегата и вмещающей породой, Ве.личина изменения радиальных размеров оболочки конусов д должна в точоб + ности соответствовать U < (« = U .), + о с так как при g < U возникают знаоГ Е чительные силы горного давления, а при д 5 1 U» возможно отслаивание вмещающих пород под собственным весом и, как следствие, образование вывалов. Винтовая навивка (лопасти) должна выступать над торцами секций на 1,2 окружной длины хода гидродомкратов вращения, что вытекает из следующего, Окружная длина, под которой понимается путь, который проходит некоторая точка на оболочке щита при единичном выдвижении штока гидродомкратов, отличается от длины хода гидроцилиндра. Эту величину можно определять через центральный угол, т.е. величину, на к:торую переместится точка в градусной мере за подвижку

8531

Н

2 R

2 arcsin---U, где Н, — ход гидродомкратов (гидро5 цилиндров) вращения;

R< — радиус закрепления проушины гидроцилиндров к шарнирам шпангоутов;

Зная центральный угол, окружную

10 длину хода гидроцилиндра определяют по выражен.по (2 Л R /360) ( где Rù — радиус оболочки щита, !

15 При ходе цилиндров 0,6 м окружная длина (путь) шарнира составляет величину, несколько большую 0,7 м (при

R 1,5 м). Тогда выступающая часть вйнтовой лопасти д 1 = Kt = О, 14 м,, 20 где К вЂ” коэффициент захвата; окружная длина хода гидроцилиндра.

При значениях К (0,2 наблюдается слабое отслеживание проворота секций согласно шагу подъема винтовой линии, 25 так как происходит на такой длине лишь выбор зазоров E между боковыми гранями лопасти и прорезью в оболочке, При К < 0,2 за счет переноса секций винтовая лопасть выходит иэ наЗ0 правляющих паза секций. Исходя из изложенного рекомендуется принимать

I< = 0,2. Большее значение этого параметра ослабляет лопасть (растет консоль ) и затрудняет монтаж и демонтаж. Имеется большая вероятность и ее изгиба при спуске в шахту и транспорте по выработкам.

Формула и з о б р е т е и и я

Проходческий щитовой агрегат, включающий исполнительный орган, оболочку из кольцевых секций с винтовой навивкой на ее наружной поверхности, 45 которые связаны с гидродомкратами перемещения, расположенными под острым углом к оси оболочки, опорные элементы, соединенные с оболочкой, и средств". уборки отделенной горной массы, -0 отличающийся тем, что, с. целью повышения эФАективности управления агрегатом и снижения энергоемкости, концевые секции выполнены в форме усеченных конусов, основания

55 которых направлены к забою, причем радиальные размеры каждого конуса, расположенного со стороны забоя, больше соответствующих размеров следую. щей за ним секции, а высота винтовой

5 1328531 навивки уменьшается к забою, при этом угол наклона которых равен .углу попbe оболочки секции выполнены с пазами, ма винтовой навивки.

1328531

Составитель Н.Кононова

Техред И.Верес Корректор А. Зимокосов

Редактор И. Николайчук

Заказ 3465/37

Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4