Стволопроходческая машина

Авторы патента:

E21D1/03 - механическими средствами (E21D 1/08 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2442897:

Рожин Виктор Васильевич (RU)

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к стволопроходческой машине. Техническим результатом является повышение производительности устройства и увеличение скорости проходки. Стволопроходческая машина состоит из корпуса, рабочего органа, устройства для передвижения машины вверх-вниз и создания требуемых усилий при подаче рабочего органа на забой, шнекового устройства загрузки центрального вертикального шнека, вертикального шнека выдачи породы в бункер верхней части корпуса, бадьевых раструбов и бадьевых стаканов для загрузки бадей породой, загрузочных устройств, гидроманипуляторов с перфораторами и гидромолотом, насоса большего давления для тампонажа. Корпус машины с шаровыми гидроуправляемыми соединениями собран из трех частей, с поддомкраченными блоками танковых и автомобильных колес с гидроприводами. Рабочий орган собран на нижней части корпуса и состоит из малого и большого водил, рабочие роторы установлены под углом к забою и оснащены шарошками. 1 ил.

Стволопроходческая машина - изобретение, предназначенное для создания требуемых в горном деле типоразмеров машин для ведения проходки стволов различных сечений и глубин, сопряжений с камерами водосборников, электроподстанций, околоствольных дворов на запланированных горизонтах с высокими скоростями проходки, т.к. выдача породы из ствола осуществляется непрерывно одним или двумя двухконцевыми подъемами и скорость проходки будет ограничена техническими возможностями подъемов.

В восьмидесятые годы среднемесячная проходка стволов в СССР, реальная и планируемая, была 50-70 м/мес, в отдельных случаях 100 м/мес, проходка в 150 м/мес считалась скоростной проходкой. Среднегодовая же проходка была 30-50 м/мес, т.к. много времени уходило на проведение работ по возведению водосборников, подстанций.

Проводя патентные исследования, автор не обнаружил каких-либо существенно принципиальных изменений в способах и методах ведения механизированной проходки стволов.

В настоящее время проходка стволов различного сечения и глубин организациями «ДОНЕЦКШАХТОПРОХОДКА», «СОЮ3-СПЕЦСТРОЙ», ОАО «ЕВРАЗРУДА» и др. проводятся на БВР - буровзрывные работы со средними скоростями 60-100 м/мес.

Для сравнения устройств механизированной проходки стволов являются предлагаемые «ЦНИИПОДЗЕММАШЕМ» проходческие комбайны СК и ПД-2, а также патенты SU 1735590,1372046, 137865,118127, RU 1814827 и многие др. с исполнительными рабочими органами планетарного типа имеют сложную кинематику передачи вращения рабочим органам, очень энергозатратны, т.к. предназначены для перемалывания породы в пульпу и доставки пульпы пневмоэлеваторами (эрлифтами) в бадью. Наиболее близким к решению проблем проходки стволов является SU 1694909: конструктивно, с применением трехлучевого гусеничного хода, передовая кинематика рабочего органа, выдача породы в специальный самовыгрузочный сосуд центральным шнеком, автономность - без канатной связи, связь энергетическая и отнята функция крепления ствола, но имеющего недостатки; планетарный рабочий орган в два диска, расположенных перпендикулярно оси ствола - большие углы скольжения шарошек и увеличение энергозатрат, вызывает сомнение способность специального загрузочного устройства загружать центральный шнек разрушенной породой, с применением специального саморазгружающегося сосуда по оси ствола возможно применение одноконцевого подъема - резкое запланированное снижение скорости проходки. Сама конструкция таких рабочих органов предусматривает углы скольжения шарошек от 3 до 12 градусов в зависимости от скорости вращения рабочих роторов и водил, а это уже запланированный увеличенный износ шарошек, подшипников и, соответственно, увеличение энергозатрат.

Настоящее изобретение направлено на создание компактного, мобильного, простого по конструкции устройства.

Технический результат заключается в повышении производительности устройства, в увеличении скорости проходки 500 м/мес и выше, т.к. конструктивно предназначено для разборки породы на крупные фракции 50-60-100 мм и выдачи крупнокусковой фракции центральным шнеком. Установка рабочих органов роторов на рукавах водил под углом к забою в строго согласованном движении машины вниз с вращением водил с роторами конструктивно сводит к 0 угол скольжения шарошек, что сводит работу шарошек к прямому перекатыванию, уменьшению их износа и уменьшению энергозатрат. Роторы, как штопор, ввинчиваются в забой по шагу наклона роторов. Управление устройством осуществляется с пульта управления, расположенного на нижней части корпуса. При прохождении обводненных участков или участков с неустойчивыми пластами породы перфораторами на гидроманипуляторах производится забуривание шпуров и через них насосом большего давления производится тампонаж.

В сравнении с роторами по всему сечению забоя, установка рабочих органов-роторов на рукавах водил под углом позволяет снять осевые нагрузки устройства, придав вращение меньшему водилу и его роторам, противодействующие силы разрушения забоя будут стараться развернуть устройство в противоположную сторону, но подключив в нагрузку второе (большое) водило с его роторами, противодействующие силы первого водила будут полностью компенсированы (вращение водил в разные стороны) и потребуются усилия только на разрушение породы по образующим роторов. Поскольку у роторов малого водила в работе принимают участие 50% рабочих инструментов, нагрузки на них будут 0-МАХ-0, то и значение нагрузки будет мало. У роторов большого водила принимают участие ¹/₄ часть шарошек, следовательно, тоже нагрузки будут малы.

Предлагаемое устройство свободно от вышеперечисленных недостатков и имеет ряд преимуществ:

1. Компактность.

2. Простота и легкость конструкции.

3. Ремонтопригодность, надежность, меньший износ шарошек.

4. Маневренность - проходка ствола, сопряжений.

5. Оснастка манипуляторами (перфораторами, гидромолотами).

6. Простая и надежная кинематика движения взаимосвязанных узлов и деталей.

7. Малая энергоемкость.

8. Малая стоимость.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство включает в себя сборный из трех частей корпус 7 с шаровыми гидроуправляемыми соединениями 6, собранными на нижней части корпуса большого 4 и малого 3 водил с роторами 1 и 2 и гидроприводами роторов, имеющих наклон в сторону вращения водил, которые вращаются в разные стороны, загрузочные шнеки 8 вертикального шнека 10 с редуктором 10, блоками танковых и автомобильных колес 5 с гидроприводами и домкратами для распора и установки устройства по оси ствола, для создания более жесткого контакта нижней части корпуса с боковой поверхностью ствола, снижения вибраций от работы роторов на передвижных блоках нижней части корпуса устанавливаются танковые обрезиненные колеса, на средней и верхней частях корпуса устанавливаются автомобильные колеса с шинами, накачанными пористой резиной (микропорка) под давлением для данной модели шины. С целью безопасности устройства (самопроизвольное скольжение по поверхности ствола вниз, изменение веса устройства - посадка бадьи в загрузочный стакан, заполнение накопительного бункера породой, ремонт какого-либо блока колес, проведение сопряжений) каждая часть корпуса оснащается 5 блоками колес, упорные домкраты оснащаются ГПА -гидропневматическими аккумуляторами с устройством автоматической поддержки заданного давления.

Для запуска машины в работу производят сборку ее в устье ствола, производят подключение по требуемым коммуникациям, производят испытания узлов и механизмов, затем машина вводится в работу. Рабочие органы (роторы 1, 2 на водилах 3, 4) при постоянной согласованной подаче на забой блоками колес 5, приводимых в движение гидромоторами с червячными передачами, запитанными каждый от своей маслостанции, как штопор, ввинчиваются в забой, разрушенная порода подхватывается шнеками 8 для загрузки вертикального шнека 10 с приводом 10. Вертикальный шнек 10 выдает породу через разгрузочные окна и течку 11 в бункер 12, откуда загрузочным устройством (на чертеже не показано) порода подается в бадью, поданную подъемом через раструбы 9 верхней части корпуса в бадьевые стаканы 13 средней части корпуса 7. При появлении крупных (250 мм и более) фракций загрузочные шнеки отсеивают их, и они могут быть разрушены гидромолотом на мониторе. Передвижение машины самостоятельное.

При сборке цельного корпуса (без шаровых гидроуправляемых соединений) производят только проходку ствола. Для проведения сопряжений камер водосборников, электроподстанций, запланированных горизонтов и околоствольного двора требуется применение сборного корпуса.

На фиг.1 обозначены:

1. Роторы малого водила.

2. Роторы большого водила.

3. Малое водило.

4. Большое водило.

5. Блоки колес.

6. Шаровые гидроуправляемые соединения частей корпуса.

7. Части корпуса.

8. Загрузочные шнеки.

9. Бадьевые раструбы.

10. Вертикальный шнек с редуктором.

11. Разгрузочные окна с течкой.

12. Сборник породы верхней части корпуса.

13. Бадьевой стакан для загрузки бадьи.

Стволопроходческая машина - устройство, включающее в себя корпус, рабочий орган, устройство для передвижения машины вверх-вниз и создания требуемых усилий при подаче рабочего органа на забой, шнековые устройства загрузки центрального вертикального шнека, вертикальный шнек выдачи породы в бункер верхней части корпуса, бадьевые раструбы и бадьевые стаканы для загрузки бадей породой, загрузочные устройства в бадьи, гидроманипуляторы с перфораторами и гидромолотом, насос большего давления для тампонажа, отличающаяся тем, что корпус с шаровыми гидроуправляемыми соединениями собран из трех частей, с поддомкраченными блоками танковых и автомобильных колес с гидроприводами, рабочий орган собран на нижней части корпуса и состоит из малого и большего водил с рабочими роторами под углом к забою, оснащенными шарошками.

Проходческий щит // 2150582

Изобретение относится к области подземного строительства, а именно к проходческим щитам, и может быть использовано при строительстве тоннелей различного назначения на участках с различными видами грунта.

Способ проходки неглубоких шахтных стволов // 2098629

Установка для расширения вертикальных камер, выработок и других сооружений // 2020238

Изобретение относится к проходческой технике, в частности к установкам для расширения вертикальных камер, выработок и других сооружений. .

Способ проходки вертикальных шахтных стволов // 1809074

Устройство для проходки вертикальных горных выработок // 1793057

Установка для разметки и направленного бурения вертикальных скважин // 1590551

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к установкам для разметки и бурения вертикальных скважин в подъемных условиях. .

Устройство для проходки вертикальных стволов // 1479654

Изобретение относится к подземному строительству. .

Устройство для поддержания крепи ската // 1257183

Устройство для механизации проходки вертикальных стволов шахт // 1146455

Способ проходки горизонтальной или наклонной подземной горной выработки и проходческий комбайн для осуществления способа // 2490467

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве подземных выработок

Способ строительства вертикальной выработки буровзрывным способом с тюбинговой обделкой и проходческий комплекс для осуществления способа // 2493367

Предложенное изобретение относится к области горного дела и позволяет обеспечивать качественную и быструю проходку подземных горных выработок различного назначения. Технический результат направлен на обеспечение качественной и быстрой проходки горных выработок различного назначения за счет совместного использования оборудования, выполняющего разные функции, в том числе качественную проходку неоднородных грунтов и горных пород, и повышение качества сооружения тюбинговых крепей. Способ проходки вертикальной горной выработки включает последовательность операций, выполняемых посредством оборудования, установленного на одном проходческом комплексе: бурение грунта или горной породы с использованием по меньшей мере одного бурового агрегата на манипуляторе, экскавацию грунта или горной породы с использованием по меньшей мере одного ковша. Сооружение тюбинговой крепи с использованием самоходного полка проходческого. Проходческий комплекс, выполнен на единой подвижной платформе с расположенным на ней проходческим оборудованием, включающим по меньшей мере один буровой агрегат на основе гидроперфоратора, размещенный на манипуляторе, по меньшей мере два распорных домкрата, по меньшей мере одну стрелу ковша экскаватора, по меньшей мере самоходный проходческий полок. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ сооружения технологического отхода вертикального шахтного ствола и устройство для осуществления способа // 2539454

Предлагаемое изобретение относится к области горного дела, а именно к способу и устройству для сооружения технологического отхода вертикального шахтного ствола. Технический результат направлен на ускорение проходки технологического отхода от сооружения устья до сооружения крепи технологического отхода. Способ включает монтаж проходческого копра, проходку ствола по меньшей мере одним шахтным миниэкскаватором со сменным гидромолотом. Тюбинговую обделку ствола осуществляют с использованием агрегата, перемещающегося в стволе, причем монтаж тюбингов выполняют с использованием по меньшей мере одного тюбингового гидрозахвата с противовесом, располагаемого на кран-балке, перемещаемой кошками с ручным приводом. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Комплекс для сооружения вертикальных стволов // 2556764

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в шахтном, рудном, горно-химическом и промышленном подземном строительстве в различных горно-геологических условиях. Техническим результатом является повышение эффективности работы устройства путем рационального размещения рабочего оборудования и сокращения сроков проходки, Комплекс включает двухъярусный проходческий полок с механизмом перемещения, каретку, механизм разработки грунта, механизм погрузки грунта и механизм укладки тюбингов. Согласно изобретению снабжен монтажным кольцом, а механизм перемещения проходческого полка выполнен в виде телескопической системы, состоящей из телескопических домкратов, опирающихся на монтажное кольцо. При этом проходческий полок в своей средней части снабжен наружной обоймой и внутренней обоймой и имеет центральный гидродомкрат, цилиндр которого жестко связан с этажом полка, а штоком шарнирно с внутренней обоймой. Причем на внутренней обойме закреплено устройство для размещения механизмов разработки грунта, выполненное в виде поворотного полого цилиндрического колпака, соединенного шарнирно в верхней и нижней частях с внутренней обоймой. На внешней стороне колпака установлены парные проушины для монтажа проходческого оборудования, двигатель вращения с шестерней вращения колпака, которая входит в зацепление с зубчатым колесом, установленным жестко на внутренней обойме, а колпак в нижней части внутренней стороны жестко связан с поддоном, который в центральной части шарнирно связан с внутренней обоймой. Причем поворотное устройство установлено с возможностью перемещения по столу посредством роликов. 6 ил.

Способ сооружения шахтного ствола, стволопроходческий комбайн, породоразрушающий агрегат и устройство для возведения армирующей крепи (варианты) // 2592580

Изобретения относятся к области горного дела, а именно к технологии строительства вертикальных шахтных стволов горных предприятий и горнопроходческому оборудованию для ее осуществления. В способе сооружения шахтного ствола каждый этап разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы осуществляют независимо от этапов сборки и установки армирующей крепи. Разработку забоя и уборку разрушенной породы осуществляют одновременно и раздельно в технологически самостоятельных зонах в течение всего процесса разработки. Между каждым этапом разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы и соответствующим ему этапом сборки и возведения армирующей крепи поддерживают запас хода технологического оборудования в виде разработанного в глубину забоя и/или зазора для формирования последующего шага сборки и возведения армирующей крепи в размере по меньшей мере одного шага возведения армирующей крепи. При этом запас хода технологического оборудования достигается за счет оснащения монтажной рамы опорными домкратами, которые имеют возможность взаимодействовать с забойной рамой. Стволопроходческий комбайн включает смонтированный на забойной раме породоразрушающий агрегат для разработки забоя и погрузки разрушенной породы и расположенное над ним устройство для возведения армирующей крепи, включающее монтажную раму, которая расположена относительно забойной рамы с возможностью сближения в процессе работы, исключающего их физический контакт. В породоразрушающем агрегате забойная рама содержит поворотное основание и в своей нижней части снабжена расположенными по периметру и направленными вниз опорными домкратами с независимыми рабочими приводами. Поворотное основание со стороны, противоположной размещению цапфы с породоразрушающим органом, содержит сквозное окно, оснащенное поворотным кронштейном, на котором закреплен погрузочный орган с ломающейся стрелой и ковшом. Причем вылет стрелы выполнен с возможностью выхода ковша за пределы забойной рамы при любом положении поворотного основании. Поворотный кронштейн погрузочного органа расположен в центре поворотного основания, а породоразрушающий и погрузочный органы выполнены с возможностью вести разработку забоя и уборку разрушенной породы одновременно и раздельно в технологически самостоятельных зонах в течение всего процесса разработки. В первом варианте устройства для возведения армирующей крепи монтажная рама содержит поворотный полок, в средней части которого имеется поворотный кронштейн с закрепленной на нем ломающейся стрелой с оконечником. Причем вылет стрелы выполнен с возможностью выхода оконечника за пределы монтажной рамы при любом положении поворотного кронштейна, при этом монтажная рама в своей нижней части включает расположенные по периметру направленные вниз опорные домкраты, выполненные с возможностью одновременного ступенчатого перемещения, или в своей верхней части включает элементы крепления подвесных канатов тяговых лебедок. Во втором варианте устройства для возведения армирующей крепи монтажная рама имеет стационарный полок и в своей нижней части снабжена расположенными по периметру направленными вниз опорными домкратами. Изобретения увеличивают скорость проходки вертикальных шахтных стволов и стабилизируют качество возведения армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой и/или бетонной крепи. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

Стволопроходческий комбайн // 2600807

Изобретение относится к области горного дела, а именно к технологии строительства вертикальных шахтных стволов горных предприятий и горнопроходческому оборудованию для ее осуществления. Технический результат - увеличение надежности работы и скорости проходки комбайном вертикальных шахтных стволов и стабилизация качества возведения армирующей тюбинговой и/или бетонной крепи за счет реализации в технологическом процессе проходки шахтного ствола принципа «параллельности» и за счет совмещения во времени и разделении в пространстве процесса разрушения породы и ее отгрузки. Стволопроходческий комбайн содержит породоразрушающий орган для разработки забоя и орган для погрузки разрушенной породы. Устройство для возведения армирующей крепи включает монтажную раму, в нижней части которой по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты с независимыми рабочими приводами, выполненные с возможностью взаимодействия с дном ствола. Со стороны боковой поверхности монтажной рамы расположены направленные в стороны распорные домкраты, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой ствола. При этом породоразрушающий орган для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме, которая связана с монтажной рамой посредством ряда расположенных по ее периметру подвесных домкратов. Причем забойная рама снабжена элементами поступательных кинематических пар для взаимодействия с опорными домкратами монтажной рамы устройства для возведения армирующей крепи, при этом забойная рама расположена относительно монтажной рамы с возможностью сближения в процессе работы, исключающего физический контакт. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ возведения металлоконструкций ствола вертикальной горной выработки и армировочный агрегат для осуществления способа // 2601647

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для монтажа металлоконструкции ствола вертикальной горной выработки. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение повышения темпов возведения металлоконструкций ствола вертикальной горной выработки за счет уменьшения веса конструкции и одновременного монтажа ярусов металлоконструкций и проводников. Армировочный агрегат для возведения металлоконструкций ствола вертикальной горной выработки содержит верхний армировочный полок с подвеской на копровых лебедках по полиспастной схеме и нижний армировочный полок с подвеской на коушах. Причем верхний и нижний полки оснащены грузоподъемными устройствами и выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.