Способ разрушения горных пород выемочной машиной

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения горных пород. Способ разрушения горных пород выемочиой машиной заключается в периодическом внедрении в забой исполнительного органа (ИО) 1. Поднятый к кровле 1 гидродомкратами ИО 1 подают на забой 12 с постоянной скоростью подачи Vn. Одновременно с переменной скоростью VK перемещают ИО I вниз, отделяют слой 13 горной породы и формируют забой 14. Отделяемые от забоев 12 и 14 слои 13 и 16 имеют переменную толш,ину за счет того, что ИО t совершает два движения (подачу на забой-и перемеш.ение вдоль забоя). Скорость перемещения ИО 1 в одном правленни изменяют по зависимости v Ь 4- Пи.о.г/200 л/ VnU(r-VntK); м/мин, где VK - скорость перемещения, м/мин; 1р - радиальный вылет резца, см; пно. - частота вращения ИО, об/мин; v, - скорость подачи комбайна, м/мин; (« - время перемещения в одном направлении, мин; г - радиус ИО, М. 4 ил, 2 табл. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Кп

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 4165943/22-03 (22) 24.12.86 (46) 30.20.88. Бюл. ¹ 40 (71) Карагандинский научно-исследовательский проектно-конструкторский и экспериментальный институт по созданию горных машин и механизмов «Гипроуглегормаш» (72) С. Е. Афанасьев, Г..А. Гиршович, А. М. Коношенко, Д. М. Любощинскнй, А. А. Насыров, В. В. Савицкий, С. В. Филиппов, Л. С. Чучелова и А. П. Шеин (53) 622.262:624.19(088.8) (56) Бреннер В. А. н др. Режимы работы комбайнов для добычи калийных руд. М,:

Недра, 1978, с. 83 — 84.

Там же, с. 55 — 57. (54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД ВЫЕМОЧНОЙ МАШИНОЙ (57) Изобретение относится к горнодобывающей промышленности. Цель изобретения — повышение эффективности разруше„SU„. 3434115 А 1 иия горных пород.. Способ разрушения горных пород выемочной машиной заключается в периодическом внедрении в забой исполнительного органа (ИО) l. Поднятый к кровле 11 гидродомкратамн ИО подают на забой !2 с постоянной скоростью подачи

v„. Одновременно с переменной скоростью ч. перемещают ИО 1 вниз, отделяют слой 13 горной породы и формируют забой 14. Отделяемые от забоев 12 и 14 слои 13 и l6 имеют переменную толщину за счет того, что ИО I совершает два движения (подачу на забой н перемещение вдоль забоя).

Скорость перемещения ИО 1 в одном направлении изменяют по зависимости ч. =

= 2p+ ns.or/200 ч.2 г — ч„°, м/мин, где ч. — скорость перемещения, м/мнн; . радиальный вылет резца, см; n.a. — частота g вращения ИО, об/мни; ч„— скорость подачи комбайна, м/мин; t — время перемещения в одном направлении, мин; r — радиус ИО, м. 4 ил, 2 табл.! 434 I 15

Изобретение относится к горнодобываю,щей промышленности, а именно к способам разрушения горных пород очистными ч проходческими комбайнами с барабанными или шнековыми исполнительными органами.

Цель изобретения — повышение эффек,тивности разрушения горных пород.

На фиг, 1 изображен комбайн, осу ществляющий способ, вид сбоку; на фиг. 2—

:то же, вид сверху; на фиг. 3 — после, довательные положения исполнительного ор,,гана при одновременном перемещении вдоль забоя и подаче комбайна на забой; на фиг. 4 — .последовательные положения исполнительного органа по высоте выработки при опускании вниз с одновременной подачей комбайна на забой.

Комбайн содержит шнековый исполнительный орган 1, приводимый во вращение электродвигателями 2 через редукто, ры 3, режущие цепи 4, ходовую часть 5,, конвейер 6 и узел качания исполнитель,, ного органа 1, состоящий из платформы 7 с жестко закрепленными на ней редукторами 3, подвешенной на оси 8 между кронштейнами 9 и перемещаемой гидродомкратами 10 с переменной скоростью.

Способ осуществляют следующим образом.

Исполнительный орган 1, поднятый гид, родомкратами 10 к кровле 1! выработки

: (фиг. 3) и вращающийся от электродвигателей 2 через редукторы 3, подают ходовой . частью 5 на забой 12 с постоянной ско ростью подачи ч„(направление подачи ч» на фиг. 1 и 3 показано стрелкой) и одновременно с переменной скоростью v- пере. мешают вдоль забоя 12 вниз из положения а в положение б, отделяют при этом слой 13 горной породы и таким образом формируют забой 14. В результате двух движений исполнительного органа 1 (на забой и вдоль забоя) забой 14 у почвы 15 выработки смещен по отношению к забою 14 у кровли 11 выработки на величину перемещения комбайна

° за время опускания исполнительного органа 1. Как только исполнительный орган приходит в положение б к почве 15 выработки, его гидродомкратами 10 поднимают к кровле 11 выработки в положение в (фиг. 3) с переменной скоростью v- и одновременно подают на забой 14 со скоростью v„. При этом от забоя 14 отделяют слой 16 горной породы и формируют забой 17, который у кровли !1 выработки см«„цен по отношению к забою 17 у почвы !5 выработки на величину перемещения комбайна за время подъема исполнительного органа I. Далее исполнительный орган перемещают из положения в в положение г.

Поскольку исполнительный орган I соеершает два движения (подача на забой и перемещение вдоль забоя), то отделяемые о«забоев 12 и l4 слои 13 и 16 горной

100v»

Пмакс =, СМ. п..оо. (2) Ограничивающим фактором для толщины среза является радиальный вылет резца 1„, поэтому можно записать это условие математически в следующем виде:

h 3р (3) либо после подстановки (1) и (2) в (3) 100v»

sin«р W1,, п».о. (4) где I, — радиальный вылет рез а см.

Заменив в (4) sin «р» через I — cos «рд, % получим (5) п».о.

Так как

r — 1

cos «р» = ъ где r — радиус исполнительного opra на, то

IGOva l(2r — «) n" .r л (6) 55 откуда скорость качания v», при которой тол«цина среза не будет превы икать вылет резца, определит«я по ««ь«раженцю породы имеют переменную толщину 1« (фиг. 3 и фиг. 4), изменяющуюся от нуля до некоторой величины, обусловленной скоростью подачи комбайна ч, и временем отбойки, Аналогично изменяется глубина захвата 1; (фиг. 4), с которой работает исполнительный орган 1, и, следовательно, изменяется угол его контакта с разрушаемым массивом «р»«(фиг. 4). Срез шнекового или барабанного исполнительного органа имеет серповидную форму (толщина среза изменяется от нуля до максимума, зависящего от скорости качания ч», затем снова до нуля), текущее значение толщины которого (фиг. 4) определяется величиной угла контакта исполнительного органа с массивом по выражению

h = !1макс 3!П «рк, см, (1)

ГДЕ il И Ьак — СООтВЕтСтВЕННО ТЕКУЩЕЕ И МаКсимальное значения толщины среза, см;

«р» — текущий угол контакта испол20 нительного органа с массивом, град.

Максимальное значение толщины среза зависит от скорости качания v», (м/мин) и частоты вращения исполнительного органа и .а. (об/мин) (7) ч м/мнн, (9) ч»вЂ”.1ин

Ч, м/мин 1, м

18,8

0,005

9,93

0,01

S 5

0,02

4,5

О,V5

6,0

О, 045

0,113

0,225

0,338

3,19

0,1

4,0

2,11

0,25

3,0

1,6

0,5

2,64

0,75

0,405

2,6

1,35

0,9

2,5

0,495

1,32

2>7, с, arcs in (------ — 1) »»1»

Vq >р

"к ск

1!осле опускания исполнительного органа 1 от кровли 11 к почве 15 (фиг, 3) забой у почвы 5 вырабг>з ки по отношению к забою кровли 11 выработки смещен в направлении движения комбайна. Величина смещения равна перемещению комбайна за время опускания.исполнительно о органа I, поэтому при подъеме исполнительного органа от почвы !6

l5 к кров.н I I текущая глубина захвата равна удвоенному текущему перемещению комбайна. 11осле подъема исполнительного органа 1 от почвы 15 к кровле 11 ззбой у кровли 1! выработки по отн»шению к забою у почвы 15 выработки смещен в направлении движения комбайна. Величина смешения равна перемещению комбайна за время подъема исполнительного органа (фиг. 3), поэтому при опускании испол нительного органа 1 от кровли 11 к почве 15 20 текущая глубина захвата равна удвоенном текущему перемещению комбайна. Отсюда следует, что

1= 2ч,4, м, где!» — т кушее время качания исполни- 25 тельного органа в одном направлении, мин

Из таблицы следует, что скорость качания исполнительного органа при перемещении в одном направлении, например сверху вниз, изменяется нелинейно, 11оэтому для определения средней скорости

4„

1р пц. <

1 -к

200+V» r t„- V„ 200 V» ч„— скорость перемещения комбайна, м/мин.

11осле подстановки (8) и (7} зависиMocTb скорости качания исполнительного органа от текущего времени качания и одном направлении примет вид

Таким образом, при условии равенства текущего значения толщины среза радиальному вылету резца из полученной зависимости следует, что скорость качания исполнительного органа уменьшается с увеличением текущего времени качания ис>н>лнительного органа.

В табл. l в зависимости от текущего времени качания в одном направлении приведены значения скорости качания v» те> ущ» х углов контакта >1», глубины захвата 1, максимальных h..- и средних h р толщин

< рс.,ов для исполнительного органа с частом>й вращения и. = 53 об/мин и диаметром D. = l м, оснащенного резцами

Д6.22 с радикальным вылетом 2,5 см и перемещаемого со скоростью ч„= 13,5 м/ч.

Таблица1 с

Ух, град h си качания исполнительного органа не<>бходим» интеграл зависимости (9} в п1»сдслах»>г 0 до 1» отнести к времени качапин н»a ном направлении

Та<:)ица2 с V.Ô> мl)!иь, 1 О, т/1

V м/мин

)чин

0,15

1,67

2,08

3,(< 7

"70

1,43

О, 175

2,08

2,97

270

0,2

1,25

2,08

2,6

270

0,225

2,08

2,31

270

0,25

2,08

2,08

270

0,275

0,91

2,08

1,89

270

0,3

0,83

2,08

1,74

270

Формула изобретения

В табл. 2 приведены установленные по энвиснмостн (10) значения средних скоростей качания исполнительного органа и высоты проходимой выработки прн различных скоростях подачи комбайна и времени, эа

Проходящий в настоящее время испытания экспериментальный образец комбайна

ПКЦ работает по схеме прототипа: зарубка, отбойка сверху вниз с постоянной глубиной захвата и постоянной скоростью, подъем исполнительного органа вверх для зарубки. Общее время цикла t складывается яэ времени на зарубку 1;), отбойку t() и холостой подъем 1. исполннтельного органа: = 1з + t<) + t„, из чего следует, что затраты времени на добычу единицы объема горной массы значительны, поэтому эксплуатационная производительность комбайна снижена. При работе по предлагаемому способу циклический комбайн становится комбайном непрерывного действия, при этом устраняются операции зарубки и холостого подъема исполнительного органа, а эксплуатационная производительность повышается примерно на 5Я.

Способ разрушения горных пород вые.мочной машиной, заключающийся в перноднческом внедрении исполнительного органа в забой в крайнем верхнем положении при

K()) ()()()(к< >ыб;11111 II< ()(ме(т и I с>l н» I(. I (>>(l) 1 ь дна метР!1 ll< Il<>. I II II I(1!>II<)I о о1)Гана, т<>(>11 обеспечить I I c>,l с<<»(<»lr;) 1(111 с забоем, равный (И)", п глубнну >:1 ..и:> 1 а, раппуl(> II<) ловнне ди;)м I $»l исп 1<и > . »,н<>1(> <>р; 111». передвижения комбайна, переме<ценин испол нительного органа вниз по всей ширине выработки с одновременной отбойкой горной породы при остановленном комбайне и возврате исполнительного органа в верхнее начальное положение, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения горных пород, исполнительный орган подают на забой с постоянной скоростью передвижения комбайна и с переменной скоростью перемещения от кровли к почве выработки и обратно, причем скорость перемещения нсполннтельного органа в одном направлении изменяют по зависимости

1р пи О. Г ч =

200 /v„ t q (I — v „ t „) м / м и н. где v» — скорость перемещения, м/мин:

1 — радиальный вылет, резца, см; и. — частота вращения исполнительног<э органа, об/мин; ч„— скорость подачи комбайна. м/мнн;

1 — время переме)пен)<я в одном направлении, мин; г — радиус исполнительного оргa>

1434)!5

Фиг. 2

Составитель Н. Кононова

Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Редактор М. Петрова г

Поди неное

3 а к аз 5530/35 Тираж 459

ВНИИПИ Гос дарственного комитета СССР по д р о по елам изоб етг ннй и открытий

13035, Москва, )К вЂ” 35, Раугнскан наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, . р, у . г. Ужго од, ул. 1рое ктная, 4