Агрегат для шнеко-буровой выемки полезного ископаемого

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских т"т 562647

Социалистических

Республик

М (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.11.75 (21) 2193672/03 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень ¹ 23 (45) Дата опубликования описания 29.08.77 (51) Л!.Кл. - Е 21 С 1/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УД К 622.232 г621

879.41 (088.8) (72) Авторы изобретения В. В. Ламбров, С. А. Дранников, А. Я. Рогов, В. С. Субботин и А. В. Ламбров (71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. А. Скочинского (54) АГРЕГАТ ДЛЯ ШНЕКОБУРОВОЙ ВЫЕМКИ

ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО

1 2

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для шнекобуровой выемки полезного ископаемого.

Известен агрегат для шнекобуровой выемки полезного ископаемого, включающий буровую платформу, установленную на раме, исполнительный орган, содержащий несколько буровых ставов с секционными винтовыми конвейерами, соединенными между собой поперечными связями и эксцентрично сочлеHeнными с буровыми коронками, в которые встроены редукторы, и устройство для выемки межскважинных гребней, причем на буровой платформе установлен гусеничный механизм подачи исполнительного органа, взаимодействующий своими кулаками с поперечными связями винтовых конвейеров, а встроенные в коронки редукторы и передние секции винтовых конвейеров снабжены индивидуальными приводными двигателями, установленными непосредственно за буровыми коронками в пространстве между винтовыми секциями и верхней стенкой скважины, причем двигатель секционного винтового конвейера кинематически связан с устройством для выемки межскважинных гребней (1).

Однако наличие дополнительных приводов обуславливает большой расход энергии.

Известен также агрегат для шнекобуровой,вывмки полезного ископаемого, содержащий параллельно расположенные iH соединенные между собой поперечными связями шнековые ставы, которые несут связанные между собой механическими передачами бу5 розые ко рон ки и,соединенные с механизмами вращения и подачи (2).

Для подсоединения секций шнеков нужно останавливать все шнековые ставы, что обуславливает низкую производительность буре1о ния.

Цель изобретения — повышение производительности и уменьшение энергоемкости бурения путем переменной остановки ставов при подсоединении секций шнеков.

15 Для этого головные секции шнековых ставов выполнены пз двух раздвигающихся по оси частей, где одна соединена через обгонную муфту с валом буровой "îðîíêè,,а другая — с гидравлическим подающим устройством, встроенным в шнековый став и обеспечивающим поступательное перемещение раздвижных частей. Г цд равлическое подающее устройство содержит размещенный в цилиндре поршень и соедпненньш с ним поршневой дроссель с регулируемым по сечению отверстием, разделяющим полость цилиндра на две камеры, заполняемые жидкостью, которая перетекает через дроссель из одной камеры в другую в зависимости от наЗО правления движения поршня, имеющего при562647 способление, управляющее элементом дросселя, регулирующим проходное сечение его отверстия, Между шнековыми ставами на вертикальной оси смонтирован поворотный лемех и примыкающая к нему направляющая, с которой взаимодействуют подпружиненные упоры, сидящие на рычагах, жестко закрепленных на раздвижной части шнекового става, которая соединена с гидравлическим подающим устройством; на головной части шнековых сТВВоа на участке между обгонной

M ôToÉ H n03n nniiniioa0É опорои ной связи свободно установлен многозахолный шнек, имеющий напра ление навивки лопастей, противоположное направлению навивки лопастей головной секции, и соединенный с коронкой посредством шестерен, взаимодействующих с паразитной шестерней, установленной на валу опоры, жестко прикрепленной к корпусу поперечной связи. На буровой платформе смонтированы зажимные обоймы для удержания шнековых ставов при разлвижении их частей.

На фиг. 1 изображен предложенный агрегат в плане; на фиг. 2 дан узел I на фиг 1; на фиг. 3 — вид по стрелке Л на фиг. 2 (показана только левая симметричная часть); на фиг. 4 — узел 11 на фиг. 1; на фиг. 5— разрез Б — Б на фиг. 4; на фиг. 6 — разрез

Б — В на фиг. 4; на фиг. 7 — 10 — схемы положений шнековых ставов последовательно ..занимаемых ими при бурении.

Агрегат содержит параллельно расположенные и соединенные между собой поперечными связями, имеющими общий корпус 1 (см. фиг. 1), шнековые ставы 2 — 5, которые несут буровые коронки 6 — 9, связанные между собой механическими передачами и соединенные с механизмами вращения и подачи.

Каждая головная секция шнековых ставов

2 — 5 выполнена из двух раздвигающихся по оси частей 10 и 11, связанных шлицами 12, причем часть 10 соединена через обгонную муфту И с валом 14 коронки 8, а часть 11— с гидравлическим подающим устройством, встроенным в став 4 и обеспечивающим поступательное перемещение раздвижных частей 10 и 11. Ставы 2 и 4 имеют направление навивки шнековых лопастей противоположное нап ра влен ию на вивки лопа|стей ставов 8 и 5. Механические передачи выполнены в виде режущих цепей 15 и 16, попарно связывающих между собой соответственно коронки

6,8и7, 9.

Гидравлическое подающее устройство содержит поршень 17, размещенный в цилиндре

18, и соеди нен ный посредством полого штока

19 и стоек 20 поршневой дроссель с регулируемым по сечению коническим отверстием

21, разделяющий полость цилиндра 18 на камеры 22 и 28, заполняемые жидкостью, которая перетекает через дроссель из одной камеры в другую в зависимости от направления движения поршня 17. Поршень 24 дросселя в стенке отверстия 21 имеет пазы

25, через которые жидкость дросселируется при перекрытии отверстия 21 конусом 26, а поршень 17 — отверстия 27 лля свободного прохода жидкости. В поршне 17 размещено приспособление для управления укрепленным на резьбе 28 конусом 26 дросселя, являющимся элементом, регулирующим проходное сечение отверстия 21 Это приспособление выполнено в виде штока 29, один конец которого снабжен конусом 26, а другой — размещенным в поршне 17 автоматическим фиксатором (не показан), рыч ажно связанным с упором 80. Шток 19 снабжен отверстием

81 для перетока жидкости, попавшей в фиксатор.

Шток 29 выполнен с направляющими 32, скользящими по стойкам 20. Между ставами

2 и 8, а также ставами 8 и 4 на вертикальной оси 88 смонтирован поворотный лемех

84 и примыкающая к нему направляющая

85, снабженная боковы,;ыми пазами, в которых перемещаются полп ружиненные упоры 86 и 87, сидящие на рычагах 88 и 89, которые жестко закреплены на раздвижной части 11 с возможностью ее вращения, соединенной с гидравлическим полающим устройством.

На головной части шнековых ставов на участке между обгонной муфтой И и полшипниковой опорой 40 в поперечной связи свободно установлен многозахолный шнек 41, имеющий направление навивки лопастей, гро тивоположное направлению навивки лопастей става, соединенный с коронкой 8 посредством шестерен 42 и 48, взаимодействующих с паразитной шестерней 44, установленной на валу 45 опоры 46, жестко прикрепленнои к корпусу 1. Опора 40 имеет подшипники 47 и 48, во внутренних кольцах которых установлены раздвижные части 10. Шнек 41 установлен на цапфе 49 посредством подшипников 50 и 51.

На буровой платформе 52 (см. фиг. 1) смонтированы заиииные обоймы 58, 54 и 55 для удержания ставов при раздвижении их частей. Каждая обойма взаимодействует со ставом с помощью вертикального домкрата

56 и снабжена гидроцилиндром 57, соединен" ным с платформой 52.

Наращиваемые секции 58 и 59,выполнены длиной, равной уд воен ному ходу пор шня 17.

Агрегат работает следующим образом.

Для бурения агрегат устанавливается перел вскрытым торцом пласта полезного ископаемого. В начальный момент части 10 и 11 всех ставоров сдвинуты (на фиг. 1 для буровых ставов 8 и 4).

Затем индивидуальными функционально связанными приводами подают на забой буровые ставы 2 и 5 с вращением соответственно по часовой стрелке и против, а ставы 8 и

4, не подсоединенные к приводам, затормаживаются общей обоймой 54 с помощью домкрата 56 и к ним подсоединяются секции 58 и 59. Так, как буровые коронки связаны об562647

l0

65 щим корпусом, то они все перемещаются вперед на забой (см. фиг. 1, 7, 8, 9 и 10). Коронки б |и 9 сами вращаются частями 10 раздвижных ш неков и цепями 15 и 16 вращают соответственно коронки 8 и 7. Обгонные муфты 13 обеспечивают свободное вращение валов 14 с коронками 7 и 8 при заторможенных цапфах 49 ставов 8 и 4. Шнеки 41 вращаются на цапфах 49 коронками в направлен иях, пропивополож ных их аращениям,,посредством шестерен 42, 48 и 44. В этот voмент части 10 и 11 ставов 2 и 5 движутся в сторону забоя совместно, а части 10 заторможенных станов 8 и 4 выдвигаются вперед без вращения, перемещая поршни 17 и 24 в цилиндрах 17 (см. фиг. 1 и 4). Лр и выдви>кении этих поршней жидкость свободно перетекает из камеры 28 в камеру 22 через отверстие 21, поскольку конус 26 штоком 29 выдвинут из него и удерживается в этом положении фиксирующим механизмом, и через отверстия 27.

При подходе поршня 17 к верхней крышке цилиндра 18 упор 80 утапливгется ею в этот поршень и воздействует на фиксирующий механизм, который штоком 29 втягивает конус 26 в отверстие 21, перекрывая его. В это время все коронки и цепи своим режущим инструментом разрушают пласт полезного ископаемого, и отбитая горная масса перемещается в сторону платформы 52 так, как это показано стрелками на фиг. 1.

После подачи вперед ставов 2 и 5 на величину раздвижки частей 10 и 11 (см. фиг.

8) их затормаживают обоймами 58 и 55, а ставы 8 и 4 подают вперед с вращением в противоположных направлениях (ом. фиг. 1) .

В результате этого все коронки с корпусом

1 движутся на забой, составные части ставов

2 и 5 раздвигаются, а ставов 8 и 4 — сдвигаются. При этом цилиндры 18 гидравли÷åского подающего устройства ставов 3 и 4 надвигаются на поршни 17 с усилием, обеспечиваемым дросселированием жидкости через пазы 25 и передаваемым на коронки 6 — 9, и поршни 24 cTBBQD 2 и 5 свободно выдвигаются из цилиндров 18, так как конусы 26 их гидр авл ичес ких подающих устройств выдвинуты из отверстий 21. Начиная с этого момента, полное выдв ижен ие поршней 17 нз цилиндров 18 происходит за время подачи коронок на длину наращиваемой секции (см, фи.г. 7 — 10).

При подходе поршня 24 к днищу цилиндра 18 фиксирующий механизм с помощью упора (не показан), аналогичного упору 80, переключает фиксирующий механизм, обеспечивая открытие отверстия 21. Разновременность раздвижки шнеков, которая может быть вследствие разного сопротивления ископаемого подаче коронок, компенсируется функционально связанными между собой гидроцилиндрами 57, выбирающимн разности хода частей раздвижных шнеков.

При подаче коронок ставами 8 и 4 отбитaÿ горная масс з перемещается шнеками между этими ставами.

Указанные направления движения потоков горной массы обеспечиваются соответствующими направлениями навивки лопастей шнековых ставов и их вращения, а также положеннями лемехов 84.

Лемех 34 поворачизается в необходпiióto сторону попеременно упорами 86» 87 при взаимодействии последних с осями 88. Hpè движении корпуса 1 в сторону упоры 86 и 87 взаимодействуют с осью 88 своими скосами (см. фиг. 1) и отжимаются внутрь рычагов, не вращая ее. При обратном движении каждый упор поворачивает лемех 34 в свою сторону, вращая ось 88. Упоры 86 и 87 перемещаются в боковых продольных пазах направляющей 35, что исключает вращение их и рычагов 88 и 89 относительно осей буровых ставов, íà которых OHï установлены.

По окончании бурения выработки Г на заданную длину производят двухкратное переключение фиксирующих механизмов путем подачи и извлечения ставов на небольшом расстоянии и начинают извлекать буровые ставы из выработки в обратном порядке.

При этом последовательность работы фиксирующих механизмов изменяется на обратную.

Возможна работа агрегата:и без заполнения цилиндрсз жидкостью.

Формула изобретения

1. Агрегат для шнекобуровой выемки полезного ископаемого, содержащий параллельно расположенные и соединенные между соooII поперечными связями шнеков ые станы, которые несут буровые коронки, связанные между собой механическими передачами и соединенные с механизмами вращения и подачи, отл ич а ющийся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения энергоемкости бурения, головные секции шнековых ставов выполнены из двух раздвигающихся по оси частей, где одна соединена через обгонную муфту с валом буровой коронки, а другая — с гидравлическим подающим устройством, встроенным в шнековый став и обеспечивающим поступательное перемещение раздвижных частей.

2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что гидравлическое подающее устройство содержит размещенный в цилиндре поршень и соединенный с ним поршневой дроссель с регулируемым по сечению отверстием, разделяющий полость цилиндра на две камеры, заполняемые жидкостью, которая перетекает через дроссель из одной камеры и другую в зависимости от направления движения поршня.

3. Агрегат по пп. 1 и 2, отличающийс я тем, что поршень подающего устройства имеет приспособление, управляющее элемен552647 т5

56 45

12

2Ф55

52 том дросселя, регулирующим проходное сечение его отверстия.

4. Агрегат по пп. 1, 2 и 3, отличаюшийся тем, что между шнековыми ставами на вертикальной оси смонтирован поворотный лемех и примыкающая к нему направляющая, с которой вза и модействуют подпружиненные упоры, сидящие на рычагах, жестко закрепленных на раздвижной части шнекового става, которая соединена с гидравлическим подающим устройством.

5. Агрегат по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что на головной части .ш нековых ставов на участке между обгонной муфтой и подшипниковой опорой в поперечной связи свободно установлен многозаходный шнек, имеющий нап ра вление навив ии лопастей, противоположное направлению навивки лопастей головной секции, и соединенный с коронкой посредством шестерен, взаимодействующих с паразитной шестерней, установленной

5 на валу опоры, жестко прикрепленной к корпусу поперечной связи.

6. Агрегат по пп. 1 — 5, отличающийс я тем, что на буровой платформе смонтированы зажимные обоймы для удержания шне10 ковых ставов при раздвижении их частей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 2940740, кл. 299 — 57, опубл. 1958.

2, Авторское свидетельство ¹ 432280, М Кч Е 21 С 1/14, 1973.

562647

Риз. 7с

Фиг. о

Оуг 7

Составитель В. Левин

Текред М. Семенов

Корректор И. Симкииа

Редактор Т. Фадеева

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 493/1176 Изд. № 57 Тираж 778 Подписно"

Ц111111ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Чосква, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4, 5