Устройство для проходки восстающих горных выработок

 

Изобретение относится к области горной пром-ти. Цель изобретения - снижение удельной энергоемкости разрушения крепких пород и повышение надежности . Устр-во имеет дополнительные породоразрушающие элементы (ПРЭ), выполненные в виде стяжек 5 с полостями 9, в которых размещены поршни-ударники (ПУ) 10, центральную ось 6, 21 1В

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (1I) А1 (51) 4 E 21 D 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К Д BT0PGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4064818/22-03 (22) 29.04.86 (46) 07. 06. 88 ° Бюл. )) - 21 (71 ) Мо сков ский геоло го разведочный институт им. Серго Орджоникидзе, (72) В.К. Шехурдин, Б.Н. Кузовлев, А.П. Карпиков и В.В. Чуносов (53) 622.256(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(846736, кл. E 21 D 3/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1(276869, кл. E 21 D 3/00, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОХОДКИ ВОССТАЮЩИХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к области горной пром-ти. Цель изобретения— снижение удельной энергоемкости разрушения крепких пород и повышение на- . дежности. Устр-во имеет дополнительные породоразрушающие элементы (ПРЭ), выполненные в виде стяжек 5 с полостями 9, в которых размещены поршни-ударники (ПУ) 10, центральную ось б, 1401! 36 катки 8 и двуплечие рычаги 14. Стяжки 5 размещены радиально между конусным ПРЭ 3 и кольцевым ПРЭ 4. Последний выполнен в виде сегментов 20, каждый из которых взаимодействует с соответствующим ПУ 10. Полости 9 сообщены с воздухораспределителем 12 посредством клапанов 11. Ось 6 выполнена ступенчатой и соединена с приводом 16 вращения и пилот-долотом 2.

На каждой ступени оси 6 установлены катки 8 ° В полостях 9 шарнирно расположены рычаги 14, одно плечо каждого из которых посредством подпру,,жиненных тяг соединено с клапанами

ПУ 10 сегментов и стяжек, другое плечо взаимодействует с катками 8

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым устройствам для проходки восстающих горных выработок в породах средней крепости и крепких. 5

Целью изобретения является повышение эффективности проходки восста;ющих выработок за счет снижения уде, льной энергоемкости разрушения креп ких и средней крепости пород и повы:шения надежности.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — вид

А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел Х на фиг. 1 (конструкция поршня-ударника и клапана).

Устройство для проходки восстающих горных выработок состоит из корпуса 1 с;размещенным на нем рабочим 20 органом, выполненным из пилот-долота

2, концентрично ему расположенными конусного породоразрушающего элемента 3 и кольцевого породоразрушающего элемента 4, соединенные между собой дополнительными породоразрушающими элементами в виде радиальных армировочныхстяжек 5. В корпусе 1 исоосно рабочему органу установлена центральная ос ь

6, выполненная ступенчатой, на ступенях 30

7 которой закреплены катки 8. В породоразрушающих элементах 3 и 4 и в стяжках 5 выполнены полости 9, в которых установлены поршни-ударники одной из ступеней оси 6. Клапаны

ПУ 10 конусного ПРЭ взаимодействуют посредством тяг с катками 8 другой ступени. При периодическом воздействии ПРЭ 3 и 4, сегментов 20 и стяжек

5 осуществляется разрушение забоя.

Последний имеет ступенчатую форму, что обеспечивает снижение энергоемкости разрушения породы. Целики, формирующиеся между ПРЗ 3 и 4 и их стяжками 5, имеют две обнаженные поверхности, и их разрушение осуществляется воздействием на них усилием пилот-долота 2. Разрушенная порода падает вниз, а пылеподавление на забое осуществляют небольшим кол-вом подаваемой воды. 3 ил.

10 и воздухораспределительные клапаны

11, для включения поршней-ударников

10. Полости 9 соединены через клапаны

11 с воздухораспределителем 12 выхлопными каналами 13 с атмосферой.

Клапаны 11 породоразрушающих элементов 4 и стяжек 5. соединены с рычагами 14, установленными на осях 15, закрепленных в корпусе 1. Катки 8 оси 6 установлены с возможностью взаимодействия с клапанами корпусного породоразрушающего элемента 3 и с рычагами 14 породоразрушающих элементов

4. На корпусе 1 установлен привод 16 вращения для обеспечения вращения центральной оси 6, на выходном валу

17 которой закреплено опережающее трехшарошечное пилот-долото 2. Корпус 1 соединен с невращающимся буровым ставом 18 и имеет окна 19 для выхода разрушенной породы. Кольцевой породоразрушающий элемент выполнен из подвижных сегментов 20, армированными ставками 21. Клапаны 11 имеют пружины

22. Подвижные породоразрушающие сегменты 20 также расположены на породоразрушающих торцах рабочего органа и стяжек 5. Для предотвращения попадания шлама между сегментами 20 эти зазоры герметизированы защитными гибкими кожухами.

Устройство для проходки восстающих горных выработок работает следующим образом.

14011

Перед началом бурения включают

1 привод 16 (например, пневмодвигатель ) и посредством бурового става 18 устройство подается на забой. Сжатый воз-5 дух для работы привода 16 поршнейударников 10 подается по общей магистрали (на чертеже не показана) . Привод 16 обеспечивает вращение центральной оси 6 со ступенями 7,на которых 10 размещены катки 8 и вращение долота 2, которое осуществляет бурение опережающей скважины. В процессе вращения оси

6, катки последовательно воздействуют на воздухораспределительные клапаны 1115 поршней-ударников рабочего органа 3 (фиг. 1) и через рычаги 14 на клапаны поршней-ударников 10, расположенных в стяжках 5 и в кольцевом элементе 4. При этом клапаны 11 открываются 20 (фиг. 3) и сжатый воздух, находящийся постоянно в воздухораспределителе 12, поступает в полости 9 и расширяясь, осуществляет перемещение поршней-ударников 10, которые наносят удары по подвижным сегментам 20, воздействующими породоразрушающими вставками 21 на забой. Пружины 22 обеспечивают возврат в исходное положение клапана 11 (фиг. 3); В мо- 30 мент соударения поршней-ударников с сегментами 20 выхлоп сжатого воздуха из полостей 9 поршней-ударников осуществляется через выхлопные каналы 13, а поРшни-ударники 10 занима- 35 ют исходное положение. Таким образом, при периодическом воздействии породоразрушающих подвижных сегментов 20 и рабочих органов 3 и 4 и стяжек 5 осуществляется разрушение забоя. При 40 этом забой имеет ступенчатую форму (фиг. 1), что обеспечивает снижение энергоемкости разрушения породы. Это обусловлено тем, что целики породы, формирующиеся между рабочими органами 3 и 4 и их стяжками 5 имеют две обнаженные поверхности, а их разрушение осуществляется воздействием на них изгибающего усилия передаваемого со стороны наклонной части (пунктирная линия, фиг. 1) основного рабочего органа 2. При этом разрушенная порода удаляется через окна

19, расположенные между стяжками 5 и рабочими органами 3 и 4. В процессе работы устройства породоразрушающие элементы 3 и 4, соединенные жестко стяжками 5, имеют возможность перемещения относительно корпуса 1, 36

4 что обеспечивает вибрационное воздействие на забой и исключает повторное попадание вставок 21 в одни и те же точки контакта с забоем. Разрушенн ая порода падает в низ под действием силы тяжести а пылеподавленное на забое осуществляется небольшим количеством подаваемой воды. Осевую нагрузку на забой осуществляют гидравликой через буровой став 18. Для предотвращения попадания шлама между сегментами 20, а также между валом 17 долота 2 и породоразрушающими элементами установлены гибкие защитные кожухи. Соединение рычагов 14 с клапанами 11 выполнено гибким. формула изобретения

Устройство для проходки восстающих горных выработок, включающее корпус с размещенным на нем рабочим органом, выполненным в виде пилот-долота и концентрично ему расположенными конусного и кольцевого породоразрушающих элементов, приводы вращения и подачи рабочего органа, буровой став, прикрепленный к корпусу, приводы породоразрушающих элементов, выполненные в виде поршней-ударников, сообщенных с воздухораспределителем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности проходки восстающих выработок, за счет снижения удельной энергоемкости разрушения крепких пород и повышения -надежности, оно снабжено дополнительными породоразрушающими элементами, выполненными в виде стяжек, имеющих приводы в виде поршней-ударников, центральной осью, катками и двуплечими рычагами, при этом стяжки размещены радиально между конусным породоразрушающим элементом и кольцевым породоразрушающим элементом, который выполнен из сегментов, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с соответствующим поршнемударником, полости породоразрушающих элементов, в которых размещены поршни-ударники, сообщены с воздухораспределителем посредством клапанов, центральная ось соединена с приводом вращения и пилот-долотом, выполнена ступенчатой, на каждой ступени которой установлены катки, а в стяжках выполнены полости, в которых шарширно установлены двуплечне рычаги, 1401

22

Со став итель Л. Че репе н кина

Редактор Г,. Гербер Техред А. Кравчук Корректор В. Бутяга

Заказ 2774/31 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5!!роизвол<-.твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 одно плечо каждого из которых посредством подпружиненных тяг соединено с клапанами поршней-ударников сегментов и стяжек, а другое плечо расположено с возможностью взаимодействия с катками одной из ступенчатой цент136 6 ральной оси, причем клапаны поршней,ударников конусноro породоразрушающего элемента установпены с возможностью взаимодействия посредством подпружиненных тяг с катками другой ступени центральной оси.