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

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2490467:

Кисель Александр Александрович (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве подземных выработок. Техническим результатом является обеспечение качественной и быстрой проходки подземных горных выработок различного назначения. Способ проходки горизонтальной или наклонной подземной горной выработки включает последовательность операций, выполняемых посредством оборудования, установленного на одном проходческим комбайне: бурение грунта или горной породы, оборку заколов, установку анкеров, монтаж сетки по своду выработки и бортам выработки, нанесение набрызгбетона с использованием, по меньшей мере, одного манипулятора. Проходческий комбайн, выполненный на единой самоходной подвижной платформе с расположенным на ней проходческим оборудованием, включает буровые агрегаты, размещенные на манипуляторе, агрегаты оборки заколов, размещенные на манипуляторе, агрегаты установки анкеров, размещенные на манипуляторе, площадки монтажа сетки по своду выработки и бортам выработки, агрегаты нанесения набрызгбетона, размещенные на манипуляторе. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при строительстве различных подземных сооружений: тоннелей, подземных сооружений и т.п.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбрана технология проходки подземной выработки новавстрийским методом, а также соответствующее технологическое оборудование, описанные в книге Власов С.Н. и др., «Строительство метрополитенов», Москва, Транспорт, 1987 (см. рис.119, □ HYPERLINK "http://www.metro.ru/library/stroitelstvo_metropolitenov/539/" □http://www.metro.ru/library/stroitelstvo_metropolitenov/539/□) и используемые для проходки выработок в сложных инженерно-геологических условиях. Согласно известной технологии создается свод из набрызгбетона, нанесенного на армированную анкерами породу и армируемый, в свою очередь, сеткой и т.п. Для проходки выработки согласно описанной технологии используются горные и строительные машины последовательно перемещаемые по горной выработке, что очевидно увеличивает риск нарушения технологического процесса при выхода из строя одной из машин, требует обеспечения подземной связи между бригадами специалистов занятых на работах различного характера. В свою очередь предлагаемое изобретение позволит устранить указанный недостаток, связанный с использованием различного, часто разнохарактерного оборудования, что в итоге обеспечит качественную и быструю проходку подземных горный выработок различного назначения (тоннелей, штолен и т.п.).

Указанный выше технический результат достигается при использовании способа проходки горизонтальной или наклонной подземной горной выработки и проходческого комбайна, выполненного на единой самоходной подвижной платформе с расположенным на ней проходческим оборудованием.

Способ проходки горизонтальной или наклонной подземной горной выработки, включает последовательность операций, выполняемых посредством оборудования, установленного на одном проходческим комбайне. Последовательность операций включает: бурение грунта или горной породы с использованием, по меньшей мере, одного бурового агрегата на манипуляторе; оборку заколов с использованием, по меньшей мере, одного манипулятора; установку анкеров с использованием, по меньшей мере, одного манипулятора; монтаж сетки по своду выработки и бортам выработки; нанесение набрызгбетона с использованием, по меньшей мере, одного манипулятора. При этом, по меньшей мере, перед началом бурения выполняют проходку, по меньшей мере, одного шпура и соответствующие взрывные работы. Бурение осуществляют в нескольких выделенных радиусах, преимущественно четырех. Монтаж сетки по своду выработки выполняют с верхней площадки, монтаж сетки по бортам выработки выполняют с корзин, установленных на манипуляторах. Для выполнения работ необходимых работ используют манипулятор, выбранный из перечня, включающего телескопический манипулятор и стреловой манипулятор.

Проходческий комбайн выполнен на единой самоходной подвижной платформе с расположенным на ней проходческим оборудованием. Проходческое оборудование включает, по меньшей мере, один буровой агрегат на основе гидроперфоратора, размещенный на манипуляторе; по меньшей мере, один агрегат оборки заколов на основе гидроперфоратора, также размещенный на манипуляторе; и, по меньшей мере, один агрегат установки анкеров, размещенный на своем манипуляторе. Количество буровых агрегатов выбрано исходя из бурения в нескольких выделенных радиусах, преимущественно четырех. Проходческий комбайн включает площадки монтажа сетки по своду выработки и бортам выработки; по меньшей мере, один агрегат нанесения набрызгбетона, размещенный на манипуляторе, по меньшей мере, одну корзину на манипуляторе для закладки взрывчатого вещества. Манипулятор выбирают из перечня, включающего телескопический манипулятор и стреловой манипулятор. Для монтажа сетки по своду выработки проходческий комбайн включает верхнюю площадку; для монтажа сетки по бортам выработки комбайн включает площадки, установленные на манипуляторе; для вспомогательных работ комбайн включает, по меньшей мере, одну корзину на манипуляторе. Также, комбайн оборудован расположенными на различной высоте площадками операторов соответствующего проходческого оборудования. Дополнительно, оборудование комбайна может содержать подъемный кран.

Предложенное изобретение поясняется чертежами.

Фиг.1 - общий вид проходческого комбайна;

Фиг.2 - поперечный разрез проходческого комбайна.

Проходческий комбайн выполненный на единой самоходной подвижной платформе, на которой устанавливается необходимое проходческое оборудование 1, 2, 3, в большинстве случаев платформа перемещается по рельсовому ходу, возможно обеспечение проходческого комбайна гусеничным или же иным движителем. Для управления работой проходческого оборудования и выполнения необходимых работ комбайн оборудуется площадками операторов, которые располагаются на различной высоте, соответствующей выполняемым работам. При необходимости проведения взрывных работ комбайн оборудуется необходимым числом корзин на манипуляторах 7, с которых выполняется закладка взрывчатого вещества. Буровые агрегаты на основе гидроперфораторов 1 размещаются на телескопических или же стреловых манипуляторах, при этом количество буровых агрегатов выбирается исходя из условий бурения в нескольких выделенных радиусах, в большинстве случаев выделено четыре радиуса для работы буровых агрегатов. Также, на телескопическом или стреловом манипуляторе размещаются агрегаты оборки заколов 2, работа которых также основана на использовании гидроперфораторов. Помимо оборудования, обеспечивающего разрушение горной породы или же грунта 1, 2, проходческий комбайн оборудуется агрегатами установки анкеров 3, агрегатами нанесения набрызгбетона 6, которые также размещаются на телескопических или же стреловых манипуляторах, а также площадками для монтажа сетки по своду выработки 4 и бортам выработки 5 и при необходимости подъемным краном 8. При этом, верхняя площадка для монтажа сетки по своду 4 выработки выполняется стационарной, а площадки для монтажа сетки по бортам выработки 5 выполняются на площадках, с горизонтальным перемещением, установленных на телескопических или же стреловых манипуляторах. Таким образом, на одной подвижной платформе размещается единый комплекс оборудования, обеспечивающего проходку горной выработки, что обеспечит управление проходкой выработки, как управление единым технологическим агрегатом, со снижением роли человеческого фактора в проведении работ.

При осуществлении предложенного способа проходки горной выработки все необходимые работы выполняются на одном проходческом комбайне. При проведении работ на прочных породах с корзин 7, перемещаемых на манипуляторах, закладываются взрывчатые вещества, производятся взрывные работы, облегчающие дальнейшую проходку выработки, часть этих корзин 7' может быть выделена для выполнения вспомогательных работ. Далее в соответствующих радиусах выполняют бурение грунта гидроперфораторами 1, а также последующую оборку заколов. Свод выработки крепится посредством манипуляторов 3 анкерами, с верхней площадки комбайна 4 и корзин 5 по своду и бортам выработки монтируется армирующая сетка, и посредством манипуляторов 6 наносится набрызгбетон.

Таким образом, предложены способ проходки горизонтальной или наклонной подземной горной выработки и проходческий комбайн для осуществления способа, которые обеспечат качественную и быструю проходку подземных горный выработок различного назначения.

1. Способ проходки горизонтальной или наклонной подземной горной выработки включает последовательность операций, выполняемых посредством оборудования, установленного на одном проходческим комбайне:
бурение грунта или горной породы с использованием, по меньшей мере, одного бурового агрегата на манипуляторе;
оборку заколов с использованием, по меньшей мере, одного манипулятора;
установку анкеров с использованием, по меньшей мере, одного манипулятора;
монтаж сетки по своду выработки и бортам выработки;
нанесение набрызгбетона с использованием, по меньшей мере, одного манипулятора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, перед началом бурения выполняют проходку, по меньшей мере, одного шпура и соответствующие взрывные работы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что бурение осуществляют в нескольких выделенных радиусах, преимущественно четырех.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что монтаж сетки по своду выработки выполняют с верхней площадки, монтаж сетки по бортам выработки выполняют с площадок, установленных на манипуляторах.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что используют манипулятор, выбранный из перечня, включающего телескопический манипулятор и стреловой манипулятор.

6. Проходческий комбайн, выполненный на единой самоходной подвижной платформе с расположенным на ней проходческим оборудованием, включающим:
по меньшей мере, один буровой агрегат на основе гидроперфоратора, размещенный на манипуляторе;
по меньшей мере, один агрегат оборки заколов на основе гидроперфоратора, размещенный на манипуляторе;
по меньшей мере, один агрегат установки анкеров, размещенный на манипуляторе;
площадки монтажа сетки по своду выработки и бортам выработки;
по меньшей мере, один агрегат нанесения набрызгбетона, размещенный на манипуляторе.

7. Проходческий комбайн по п.6, отличающийся тем, что включает, по меньшей мере, одну корзину на манипуляторе для закладки взрывчатого вещества.

8. Проходческий комбайн по п.6, отличающийся тем, что количество буровых агрегатов выбрано исходя из бурения в нескольких выделенных радиусах, преимущественно четырех.

9. Проходческий комбайн по п.6, отличающийся тем, что включает верхнюю площадку для монтажа сетки по своду выработки.

10. Проходческий комбайн по п.6, отличающийся тем, что включает площадки, установленные на манипуляторе для монтажа сетки по бортам выработки.

11. Проходческий комбайн по п.6, отличающийся тем, что содержит подъемный кран.

12. Проходческий комбайн по п.6, отличающийся тем, что включает, по меньшей мере, одну корзину на манипуляторе для вспомогательных работ.

13. Проходческий комбайн по любому из пп.6-12, отличающийся тем, что манипулятор выбран из перечня, включающего телескопический манипулятор и стреловой манипулятор.

14. Проходческий комбайн по любому из пп.6-12, отличающийся тем, что оборудован расположенными на различной высоте площадками операторов соответствующего проходческого оборудования.

Похожие патенты:

Стволопроходческая машина // 2442897

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к стволопроходческой машине. .

Буровое устройство для проходки шахтных стволов и способ проходки шахтного ствола // 2358107

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

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.