Комплекс для проходки вертикальных горных выработок

 

Использование: при строительстве шахт, горнодобывающей отрасли и объектов стратегического назначения. Сущность изобретения: комплекс включает кернообразующий рабочий орган и щелевой расширитель с керноломателем, а также пилот-долото, скользящую опалубку и цилиндрический ковш с наклонным днищем , скрепленным с верхним торцом пилот-долота . 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (s1)s Е 21 D 1/06

СУ

ЕД (ОС (2 ) (2 ) (4 (71

УС (72

1О, (56

М мы для гор кре

ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

OMCTBO СССР

ПАТЕНТ CCCP) К ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4856229/03

06.08.90

07.02.93. Бюл. N. 5

Институт геотехнической механики АН

Л.Д. Шматовский, В.И. Нестеренко, . Нестеренко, В,А. Страшко и С.В. Гладуш

Авторское свидетельство СССР

37865. кл. Е 21 D 1/06, 1960. зобретение относится к горной проленности, а конкретнее к оборудованию проходки и крепления вертикальных

ых выработок в породах различной ости. звестны агрегаты для проходки верьных горных выработок в породах ей крепости, на,.ример, агрегат реак-турбинного бурения, обеспечивав азрушение породы выработки на ее е сечение комплектов турбобуров с нием продуктов разрушения эрлифри этом вертикальная выработка в ссе лроходки заполнена промывочидкостью. По такому принципу рабоустановки РТБ, применяемые в шленности для бурения скважин ого диаметра и вертикальных вырабопример; стволов, достаток таких агрегатов — высокая емкость процесса разрушения поро. по условиям ее удаления из забоя . ом она должна иэмельчаться до часлых размеров, невозможность протвких выработок в слабых породах тика гред ивн щий р полн удал том, л проц ной тают пром боль ток. н

Н энерг ды, т. эрлиф тиц м ходки (54) КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОХОДКИ ВЕРТИКАЛ ЬН ЫХ ГОРНЫХ В ЫРАБОТОК (57) Использование: при строительстве шахт горнодобывающей отрасли и объектов стратегического назначения. Сущность изобретения: комплекс включает кернообразующий рабочий орган и щелевой расширитель с керноломателем, а также пилот-долото, скользящую опалубку и цилиндрический ковш с наклонным днищем, скрепленным с верхним торцом пи. лот-долота. 1 з.п.ф-лы, 3 ил, из-за опасности обрушения стенок выработки, невозможность одновременного с процессом Проходки крепления выработки.

Наиболее близким по технической сущности решением (прототипом) является агрегат для реализации способа проходки вертикальной выработки, включающий бурение пилотной выработки с одновременным ее расширением с выдачей разрушенной породы и одновременным креплением, Агрегат состоит из пилот-долота расширителя, независимых криводов их вращения, скользящей опалубки, Недостаток прототипа — невозможность его применения в слабых породах из-за опасности обрушения стенок вертикальной выработки.

Цель изобретения — расширение экспериментальных возможностей при проходке вертикальных горных выработок в лородах различной крепости за счет существенного снижения энергоемкости процесса проходки с одновременным креплением выработки.

1793058 озепеобразоватепв с торцовой заднее стен- пр

Поставленная цель достигается техническим решением, состоящим из приводной колонны буровых штанг, установленного на конце буровых штанг пилот-долота, кинематически связанного с ним расширителя и подвешенной на канатах скользящей опалубки. Предлагаемый комплекс снабжен цилиндрическим ковшом с наклонным днищем, жестко скрепленным с .верхним торцом пилот-долота, равным ему диамет ром и установленным под расширителем с возможностью продольного перемещения вдоль колонны буровых штанг и траверсой, установленной на колонне буровых штанг с возможностью кинематического соединения с расшири-елем. При этом расширитель выполнен в виде трубчатого щелеобразователя с керноломателями и с центральным проемом, через который пропущено пилотдолото, в котором установлена траверса, а пилот-долото выполнено в виде колонкового долота с flopðåçíûìè элементами и концевиком для их включения при контакте с вершиной керна. Соединение траверса с расширителем выполнено из впадины, размещенных на стенке проема щелеобразователя и кулачков, расположенных на наружной стороне траверсы с возможностью размещения во впадинах.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый комплекс для проходки вертикальных горных выработок отличается тем, что позволяет осуществить совместное бурение пилотной выработки кернообразующим рабочим органом и ее расширение до требуемых размеров щелевым расширителем при их взаимном скреплении между собой, погрузку породы на кернообразователь и ее выдачу последним при их разобщении, чередующийся порядок подреэки и извлечение керна, независимое крег. ление такой выработки сборной опускной крепыш или бетонирование по мере ее проходки.

Кроме того, комплекс в сравнении с прототипом обеспечивает выполнение центрального бура-кернообраэователя разъемным с расширителем, а также скрепление буракернообразователя с концевой штангой наращиваемого бурового става, снабжение бура-кернообразователя, расположенного под ним, и установленной с возможностью продольного вдоль става перемещения цилиндрической емкостью (ковшом) по диаметру бура- кернообразователя, закрепление над емкостью на расстояние, равном высоте расширителя траверсафланца с кулаками на периферии, выполнение самого расширителя в виде трубчатого кой с проемом под бур-кернообразователь, керноломателя и впадинами под кулаки траверса-фланца, взаимодействующими между собой при посадке траверса-фланца на расширитель, наклонное днище бура-кернообразователя, концевики для включения приводов подрезки керна, На фиг.1 показан комплекс для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 и 3—

10 элементы рабочего органа комплекса, про- . дольный разрез.

Конструкция комплекса для проходки верти кал ьн ых горн ых вы ра бото к следующая. По оси вертикальной выработки 1 мон- .

15 тируют проходческую вышку-копер 2 с вращающе-подающим механизмом 3, ставом штанг 4, шкивами 5, канатами 6 для удержания скользящей опалубки 7. На вышке укреплена направляющая балка 8, на

20 которой смонтирована каретка 9 на катках

10 с захватами 11 и 12. Возле выработки размещен бункер 13. Для приема керна предусмотрена тележка 14. Породораэрушающий орган для проходки пилотной

25 выработки 15 состоит из присоединенной к штанге 16 траверсы 17 с выступами 18, днища 19, корпуса кернообразователя 20 с шарошками 21 и подрезными шарошками 22 с их приводами 23. Над днищем 19 укреплен

30 корпус 24 с наклонным днищем 25, на которое, с возможностью продольного перемещения вдоль штанги 16, установлен цилиндрический породоприемник 26 с ребрами 27, втулкой 28 и воротником 29. Не35 посредственно в выработке размещен расширитель 30 с фланцем 31, имек>щим впадины 32 и кольцевые пазы 33. На расширителе в передней части установлены шарошки 34, а в задней части керноломатели

40 шарошки 35. В пазы 33 входят штоки 36 домкратов 37. Подача жидкости под давлением в домкраты 37 осуществляется по рукавам 38, от маслостанции 39 с пневмоприводом 40. На траверсе 17 предус45 мотрен люк 41. Скользящая опалубка включает обечайку 42, фланец 43 и держатели канатов 44. Монолитная бетонная крепь выработки обозначена поз. 45, выбуриваемый керн — поз. 46, валы поворота подрезных

50 шарошек — поэ. 47, кольцевая щель — поэ.

48, подрезная щель — поз. 49. Щель, выбуриваемая расширителями, обозначена поз. 50, кольцевой керн — поз. 51, Разрушенная порода из щелей и кольцевого керна обозначена

55 поз. 52, центральный воэдухоподводящий канал в штанге — поз. 53, концевик включения привода — поз. 54. Диаметр пилотной выработки обозначен индексом — О, полный диаметр вертикальной выработки — Dz, оходное отверстие в расширителе — Оз. 1793058

-- Принцип работы и е ло р д женного комп- извлекают вместе с кернообразователем 20 лекса заключается в сле ю ем, На дующем, На месте вверхдля разгрузки породы в бункер !3 при бурения выработки 1 монтируют пооходче- приподнятом в ве хн скую вышку — опе 2 с — к пер с вращателе-подаю- доприемника 26 посредством захватов 11 и щим механизмом 3. Затем устанавливают 5 12 каретки 9 на ба 8 став штанги 4, к кото ом и и етки на алке вышки — копра 2., к которому присоединяют После заглубления в породу расширите1 штангу 16 с укрепленной на ней траверсой ля над ним монтирую

7 с выступами 18. К нижней части штанги зящую опал бк 7, кото нтируют передвижную сколь16 укрепляют днище 19 б

° корпус керно Ра- выработку по мере ее проходки с подачей за ния щели 48. На ни ем 19 зователя 0 с шарошками 21 для образова- 10 опалубку бето, П ннои смеси, ри необходимоородоп риемник 26. ад днищем 19 укрепляют сти замены шарошек34домкр 37 атами ввоПо оси ве т дят штоки 36 в кольцевой паз 33 фланца 31, и ют также а о оси вертикальной выработки мон- связывая траверс 17 су с расширителем 30. ива аю -и ру расширитель 30. При помо- Затем при помощи омощи механизма 3, приподнитава штанг 4 к р щ ще-подающего механизма 3 и 15 мают расшири . б и итель над за оем до выхода нг корпус кернообразователя шарашек 34 из щели. Д

0 опускают на забой пилотной в из щели., оступ для замены пилотнои выработки, шарашек обеспечивается через люк 41. Пе l ропуская это через отверстие во флан е и расширителе 30. При вращении кеф ц ред заменой шарашек между опалубкой и ооб а

30. р- расширителем оставляют необходимый для оо разователя 20 выбуривают керн 46 20 по ьем арошками 21 о одьема зазор. При необходимости устадозаполнения полости кер- новки в вертикальной вы аботк.. сб образователя и упора в концевик 54, ко- к епи, после евик, ко крепи, последнюю собирают над,стьем вь, ют которои по р кавам 38 жи ко привод маслостанции аботки и р опускают в выработку па мере ее у 38 д ость под проходки при помощи скользящей опал бвлениемпоступаетвдомкраты-приводы 25 ки, е живаю ей опалуподреэных шаро . 22, р ки, удерживающей крепь в процессе проходами 47 ля ос шек, поворачивая их ки. После окончания проходки выработки ами для осуществления подрезки кернообразователь и по о оп и на перед его извлечением и б . Вль и породоприемник изиваемая из ели 48

3 за оя. ы- влекают на и щели порода выносится демонтируют, разбивая его на т анспо током сжатого воздуха за пределы забоя, 30 бельные элементы. дая в породоприемнике 26, При помощи анизма 3 и става 4 осуществляют отрыв на и выдач ег б р Достоинствами предложенного техниу его из забоя с последующей ческого решения являются; рузкой керна на тележку 14. После за- 1) низкая эн бления пилотн б

) низкая энергоемкость процесса раз1У РУ, Ð Ë " ы „„ „ „ À ои выра отки на высо 35 шени органа с породоприемником 26, 2) возмо

) возможность проходки выработок s тактировать с впа ина 32 ми выступами начинает по о ах а р д р зличнои крепости, включая неть с впадинами 32 фланца 31 устойчивые породы; ширителя 30, увлекая последний во вра- 3) иев е

) совмещение вс времени операций х дки выра отки и ее крепления моно, в результате чего начинают выбури- 40 . проходк б ие щели 50 шарошками 34 расширителя. литной либо сборной крепыш; ле достижения щелеобразователем 41 ф цевого ке на 51 ке, эффективность удаления породы как рна керноломателями 35, из выбусиваемой йилотной выработки так и едние обламывают части керна кото- об о ломков кольцевого керна; падают в породоприемник 26 с во от- 45 м . удажепопа аетивыб >

29. Т

- 45 5) возможность проходки выработки бе д урлваемая постоянного присутствия людей в забое:

) з ели 50 шарошками 34 порода, После 6) высокая экономическая эффективлнения породоприемника породой его

50 ормула изобретения

Комплекс для проходки вертикальных х выработок, включающий приводную ну буровых штанг, установленное на

Суровых штанг пилот-долото, кинемаи связанный с ним расширитель и горн коло конц тиче о т р

А

2 в л к р б р и т о е м х к вьг гл фл ко ра ще ва

По кол пос ры ник из зап подвешенную на канатах скользящую опа55 лубку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, он снабжен цилиндрическим ковшом с наклонным днищем, жестко скрепленным с верхним торцом пилот-долота, равным ему

1793058 диаметром и установленным под расширителем с возможностью продольного перемещения вдоль колонны буровых штанг, и траверсой, установленной на колонне буровых штанг с возможностью кинематического соединения с расширителем, при этом расширитель выполнен в виде трубчатого щелеобразователя с керноломателями и с центральным проемом, через который пропущено пилот-долото, в котором установлена траверса, а пилот-долото выполнено в виде колонкового долота с подрезными элементами и концевиком для их включения при контакте с вершиной керна.

5 2. Комплекс по п.1. о т л и ч à ю щ и йс я тем, что соединенные траверсы с расширителем выполнено иэ впадин, размещенных на стенке проема щелеобразователя, и кулачков, расположенных на наружной сто10 роне траверсы с возможностью размещения во впадинах.

1793058

1793058

Я 8

Составитель Л.Шматовский

Техред M,Mîðlåíòàë Корректор Н.Слободяник

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 486 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5