Рабочий орган горных машин
Владельцы патента RU 2327869:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)
Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано в горных машинах для отбойки угля и мягких руд, например кимберлита. Технический результат - расширение области применения устройств данного типа за счет повышения выхода крупных фракций отбитого полезного ископаемого. Рабочий орган горных машин содержит шнек с наклонной спиральной скалывающей полосой, состоящей из отдельных секций, выступающей над лопастью шнека. Секции спиральной скалывающей полосы расположены относительно друг друга в шахматном порядке на расстоянии L, равном 0,3D среднего диаметра D отбиваемого куска, имеют ширину В, равную D - среднему диаметру отбиваемого куска. Причем угол наклона к горизонтали верхней стороны скалывающего сегмента принимают равным 7°, а угол наклона к горизонтали внутренней стороны скалывающего сегмента принимают равным 47°. 2 ил.
Изобретение относится к области горного дела, и может быть использовано в горных машинах для отбойки угля и мягких руд, например кимберлита.
Известен рабочий орган горной машины (а.с. СССР №362134, Е21С 27/22, Е21С 25/16, опубл. 13.12.1972, бюл. №2). Устройство включает приводной вал, забурник и спиральную режущую кромку с увеличивающимся радиусом навивки, причем с целью повышения эффективности разрушения каждый виток спирали имеет скалыватель. Недостатком данного изобретения является узкая область применения, связанная с невозможностью получения большого выхода крупных фракций отбитого полезного ископаемого.
Известен исполнительный орган горной машины (а.с. СССР №373407, Е21С 25/16, опубл. 12.03.1973, бюл. №14). Устройство состоит из параллельно укрепленных на валу дисков, причем диск выполнен из двух частей с переменным внешним радиусом одна из которых оснащена зубками, а другая смещена относительно первой и армирована сплошной скалывающей кромкой. Недостатком данного изобретения является узкая область применения, связанная с невозможностью получения большого выхода крупных фракций отбитого полезного ископаемого.
Известен рабочий орган горных машин (а.с. СССР №573585, Е21С 25/10, опубл. 1977, бюл. №35). Устройство состоит из прорезного диска и шнека, причем верхняя часть лопасти шнека армирована сплошной, наклонной в сторону транспортирования угля, скалывающей полосой, выступающей над лопастью шнека и имеющей в сечении треугольную форму. С целью облегчения замены скалывающей полосы при износе, она выполнена из отдельных секций и укреплена болтами на верхней части лопасти. Недостатком данного изобретения является узкая область применения, связанная с невозможностью получения большого выхода крупных фракций отбитого полезного ископаемого.
Техническим результатом изобретения является расширение области применения устройств данного типа за счет повышения выхода крупных фракций отбитого полезного ископаемого.
Технический результат достигается тем, что в рабочем органе горных машин, содержащем шнек с наклонной спиральной скалывающей полосой, состоящей из отдельных секций, выступающей над лопастью шнека, согласно изобретению секции спиральной скалывающей полосы расположены относительно друг друга в шахматном порядке на расстоянии L, равном 0,3D среднего диаметра D отбиваемого куска, имеют ширину В, равную D - среднему диаметру отбиваемого куска, причем угол наклона к горизонтали верхней стороны скалывающего сегмента принимают равным 7°, а угол наклона к горизонтали внутренней стороны скалывающего сегмента принимают равным 47°.
Применение предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволит расширить область применения устройств данного типа за счет повышения выхода крупных фракций отбитого полезного ископаемого.
Рабочий орган горных машин поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено схематическое расположение органа на забое, на фиг.2 схематически изображен поперечный разрез скалывающего сегмента.
На чертежах представлены:
1 - втулка-ступица;
2 - шнек с лопастями;
3 - скалывающие секции;
В - ширина скалывающих секций 3;
L - расстояние между скалывающими секциями 3, расположенными в шахматном порядке.
Рабочий орган горных машин содержит втулку-ступицу 1 с закрепленным на ней шнеком 2 с лопастями. На шнеке 2 с лопастями в шахматном порядке закреплены скалывающие секции 3, например с помощью болтового соединения (на чертеже условно не показано). Скалывающие секции 3 выступают над лопастью шнека 2 и могут быть сверху и снизу армированы твердосплавными вставками. Скалывающие секции 3 образуют "прерывистую" спиральную скалывающую полосу, выступающую над лопастями шнека 2 и наклоненную в сторону транспортирования угля. Скалывающие секции 3 имеют ширину В, равную среднему диаметру D отбиваемого куска. Ширину В скалывающей секции 3 принимают в зависимости от требуемой кусковатости отбиваемого полезного ископаемого (одним из основных показателей кусковатости является выход крупных фракций отбитого полезного ископаемого или средний диаметр D отбиваемого куска). Ширина В скалывающей секции 3 может составлять от 50 до 250 мм. Верхнее ограничение ширины В скалывающей секции 3 обусловлено конструктивными возможностями шнека 2 с лопастями по погрузке отбитого полезного ископаемого на конвейер. Скалывающие секции 3 расположены относительно друг друга в шахматном порядке на расстоянии L, равном 0,3 среднего диаметра D куска. Расположение секций 3 в шахматном порядке обеспечивает наименьшую (по сравнению со сплошной скалывающей полосой) энергоемкость отбойки полезного ископаемого и позволяет получать крупный скол - большой выход крупных фракций (этот эффект описан в книге: А.В.Зеленин. Основы разрушения грунтов механическими способами. Москва. Машиностроение. 1968, стр.280-282). Большой выход крупных фракций позволит повысить эффективность механической отбойки, например при добыче кимберлитовой руды, где крупный скол позволит значительно снизить механическое воздействие на алмазы и предотвратить их разрушение. Угол наклона к горизонтали верхней стороны скалывающего сегмента 3 принимают равным 7°, а угол наклона к горизонтали внутренней стороны скалывающего сегмента принимают равным 47°. Такие углы наклона обеспечивают наименьшее переизмельчение отбитого полезного ископаемого при отбойке и погрузке.
Рабочий орган горных машин работает следующим образом. Путем вращения втулки-ступицы 1 и подачи на забой шнека 2 с закрепленными на нем скалывающими секциями 3 разрушают за счет флангового скола и грузят на конвейер полезное ископаемое, например уголь или кимберлит. За счет того что скалывающие секции 3 имеют ширину В, равную среднему диаметру D отбиваемого куска, и расположены относительно друг друга в шахматном порядке на расстоянии L=0,3D, получают крупный скол с хорошими показателями энергоемкости разрушения и большим выходом крупных фракций отбитого полезного ископаемого.
Применение рабочего органа горных машин обеспечивает следующие преимущества:
- повышение выхода крупных фракций полезного ископаемого;
- получение крупного скола;
- возможность отбойки кимберлита с высокой сохранностью крупных алмазов.
Рабочий орган горных машин, содержащий шнек с наклонной спиральной скалывающей полосой, состоящей из отдельных секций, выступающей над лопастью шнека, отличающийся тем, что секции спиральной скалывающей полосы расположены относительно друг друга в шахматном порядке на расстоянии L, равном 0,3D среднего диаметра D отбиваемого куска, имеют ширину В, равную D - среднему диаметру отбиваемого куска, причем угол наклона к горизонтали верхней стороны скалывающего сегмента принимают равным 7°, а угол наклона к горизонтали внутренней стороны скалывающего сегмента принимают равным 47°.
