CS226168B2 - Coal-getting machine with rotary triangular cutter - Google Patents

Description

Předmět vynálezu se týká plynule pracujícího · dobývacího stroje s rotační trojhrnrnou řeznou hlavou průřezu Reuleauxova trojúhelníku pro dobývání uhlí na čele důlního díla a jeho dopravu z místa dobývání, při snížení mmoosSví primárního a sekundárně vznikajícího poletového vdechovatelného prachu.

Jedním ·z největších trvalých problémů spojených s dobýváním, zejména dobývání uhlí metodou řezání dobývaného maaeeiálu, je zachování nebo zvýSení produktivity při· současném omezení vzniku vznášejícího se vdechovatelného prachu.

Jsou známy kontinuální dobývací stroje a erojúhlentkovými řezacími hlavami, například dobývací stroj podle US patentu č. 4 012 077, nebo podle ČSSR patentu 215 085 téhož přihlašovatele. Dooýývac:í stroj podle uvedených patentových spisů je opatřen přímořeznou rotační ersjúhelntkovou hlavou, vnólkající do čela důlního díla u~stropu dobývací chodby a pohybující se svisle směrem k počvě, přičemž řezací hlava se otáčí proti směru pohybu ručiček hodinových. Tento uvedený známý stroj má však právě nevýhodu, spooivající ve vzniku sekundárního polétavého vdechovatelného prachu, v důsledku nárazů vytěžených kusů ulh.í, padaa^“ cích z •výšky na počvu dobývací chodby.

Úkolem vynálezu je tedy návrh dobývacího stroje, který by odstraňoval popsané nevýhody známých strojů.

Úkol byl podle vynálezu vyřešen pro dobývací · stroj s rotační ersjhrínmsu řezací hlavou, o průřezu Reuleauxova trojúhelníku, sestávající z podvozku, na němž je u předního konce otočně uloženo jedním koncem nosné rameno tak, že na volném konci nosného ramene podvozku je na jedné jeho straně uložena otočně trojhranná řezací hlava o průřezu rovnoser^nlnéhs trojúhelníku s obloukovými stěnami, rozdělená radiálními přepážkami ve vyduté části, přičemž rovnoběžně s nosným ramenem je veden podélně pohyblivý pásový dopravník, jehož konec u trojhrtmné řezací hlavy je s řezací hlavou spojen sledovacím ústrojím.

Dále podle vynálezu trojhrtrnná řezací hlava je opatřena na vnějěích hranách radiálních přepážek alespoň jedním řezacím zubem.

Rovněž podle vynálezu nosná rameno je opatřeno'prostředky pro otáčení a pohyb trojhranná řezací hlavy a jejích řezacích zubů po pravoúhelníkové ploěná trajektorii, ležící ve svislé a vodorovná rovině.

Podle daLSího výhodného provedení vynálezu sledovací ústrojí sestává z trojúhelníkové dráhy, upravené na bočnicích řezací hlavy, v níž jsou uloženy vodicí kladky jedněch konců ramen, na jejichž druhých koncích jsou uloženy čepy válců podélně poltyblivých pásových dopravníků.

Podle ještě dalšího výhodného provedení vynálezu podélně pohyblivý pásový dopravník je na konci odvráceném od řezací hlavy uložen na čepech vedených svisle a vodorovně tažnou pružinou.

Dalším výhodným'provedením vynálezu je, že k přednímu konci podvozku je připojena základní sběrací stěna a sběrná ramena pro dopravu maiteiálu ze základní sběrací stěny a dále hlavní pásový dopravník materiálu z podélně pohyblivého pásového dopravníku a od sběrných ramen.

Konečně podle vynálezu na druhé straně nosného ramene je upravena' druhá řezací hlava, opatřená druhým shodným podélně pohyblivým pásovým dopravníkem a na nosném rameni jsou upevněna svodidla pro směrování maitriálu z podélně pohyblivých dopravníků na hlavní pásový dopravník.

Výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v rozdílném způsobu ' činnosti rotační hlavy otáčející se v opačném směru než rotační hlava známých strojů a vnikající do čela stěny'u počvy a ' během otáčení pohybbjící se směrem vzhůru. Vzhledem ke konstrukčnímu uspořádání rotační řezací hlavy je uvolněné uhlí po krátké dráze nabíráno do vydutých prostorů řezací hlavy, takže ' nedochází - vyloučením pádů kusů vytěženého uhlí'po dlouhé dráze - k tvoření sekundárně vznikajícího polétavého vdechovatelného prachu, čemuž vydatně přispívá soustava podélně pohyblivého pásového dopravníku a hlavního pásového dopravníku.

Zařízení podle vynálezu bude v dalším popsáno na příkladu provedení, ' ve vztahu k připojeným výkresům, na nichž značí: .

Obr. 1 je perspektivní pohled na čelní strsnu zařízení v čele důlního díla po částečném provedení svislého řezu, obr. 2 znázorňuje perspektivní pohled ve směru do záběru'na kontinuálně pracující dobývací zařízení, upravené podle vynálezu, obr. 3 pak zobrazuje perspektivní pohled na dobývací zařízení zepředu.

Na obr. 1 je znázorněn perspektivní pohled na čelní stranu zařízení v čele důlního díla po částečném provedení svislého řezu. Jak je patrno, řezací hlava £ o průřezu rovnostranného trojúhelníka o obloukových vypouklých stranách se otáčí ve směru otáčení hodinových ručiček a provedla část celkového svislého řezu. Zvláštní kombinace tvaru řezací hlavy £ a vnitřních převodů v ramenu £ řezací hlavy £ umooňuЛе, aby řezací hlava £ prováděla kolmé rovinné řezy se zaoblenými roh.y, což je podrobně popsáno v ČSSR patentu č. 215 085. Nalezení vhodného hnacího mechanismu pro provádění kvádrových řezů na čele důlního díla bylo dlouho problémem. Problém hnacího mechanismu byl vyřešen a řezací hlava £ podle vynálezu je poháněna jím, nebo podobnou kombbnací prvků udёlujících řezacím zubům £ řezací hlavy £ zam/Šlený tvar dráhy.

Protože řezací hlava 1 podle vynálezu má v průřezu tvar rovnosti'arnného trojúhelníka, takže sleduje dráhu popsanou Realeauxerc, což je znázorněno na obr. 1 a 4 čs. patentu číslo 21ó 085, je řezací hlavou 2 v čele po skončení celého cyklu vykrojen čtvercový řez co do průřezu, nebo kvádrový řez co do objemu. Na obr. 1 je znázorněn boční pohled·na tento čtvercový řez vyznačený čárkovaně. Jeden typ hnacího mechanismu, který lze pouužt k pohonu trojhrairné řezací hlavy 2 na čelním konci ramene 2 a který umožňuje provádění požadovaného čtvercového řezu,je popsán v US patentu č. 4 074 778.

Po vniknutí řezací hlavy 1 do čela důlního díla ve vodorovném směru začíná svislý řez·.· Tento svislý řez se v souladu s US patentem č. 4 025 116 provádí od pošvy k stropu důlního díla s konstantní hloubkou a bez vzdalování řezací hlavy 2 od čela důlního díla. Svislý řez X je kolmý na podloží (obr. 1) tvořící uhelnou sloj, zatímco přímý·vodorovný řez Y je rovnoběžný s podložím (obr. 1). Otáčení trojhrínmé řezací hlavy 2 z obr. 1 ve směru hodinových ručiček působí odlamování uhlí 2 řezacími zuby 2 z čela důlního díla a jeho dopravou trojhrnmou řezací hlavou 2 podél střeny nosného ramene 2 na připojený podélně pohyblivý pásový dopravník 2· Počet řezacích zubů 2 vystupujících .z hran každé ze dvou trojhrmiých řezacích hlav 2 j^e určen požadovanou hloubkou řezu. Vzddlenost mezi sousedními řezacími zuby 2 je obvykle dvoj- až trošnásobkem hloubky řezu, přičemž pro větší hloubky řezu v uhlí se volí menSí počet řezacích zubů 2·

Nosné rameno 2 probíhá steným směrem podélně pohyblivých pásových dopravníků 2 a nalézá se mezi п1ш.. K zajištění, že mattriál vyprázdnoVaný z trojhrarné řezací hlavy 2 bude padat na podélně poíyblivé pásové dopravníky 2, je použito sledovacího ústrojí 22· Sledovací ústrojí 21 zajišťuje, že podélně pohyblivé pásové dopravníky 2 sledují pohyby příslušných trsjhrшsých řezacích hlav 2, takže vůči nim zůstávají stále ve stejné poloze. Sledovací ústrojí 21 sestává z trojúhelníkové křivkové dráhy 21, vytvořené v každé čelní straně trojhrassé řezací hlavy 2 a vodicích kladek 1 _5 v nich vedených. K vodicím kladkám 15 jsou jedním koncem připojena ramena 17. v jejichž druhých koncích jsou uloženy čepy 19 válců 21 podélně pohyblivých pásových dopravníků 2· Každý válec 21 má osazenou střední část, v níž je veden pás podélně pohyblivého dopravníku 2·

Pohon podélně polyblivých pásových dopravníků 2 obvyklého provedení není znázorněn. Vypuklé boční části 23 trojhranné řezací hlavy 2 umAjí během řezání shromažďování rozpojeného uhlí 2· Jakmile trsjhrtnmá řezací hlava 2» nosné rameno 2 a sledovací ústrojí 21 provedou celý dolní pracovní cyklus (vlevo na obr. 1), je trojhranná řezací hlava 1 nosným ramenem 2 zvednuta, pro provedení horního pracovního cyklu. Po ukončení obou pracovních cyklů je každou z trojhrínuých řezacích hlav 2 vzájemně souosých, mezi nimiž se nachází nosné rameno 2, proveden kvádrový řez od počvy ke stropu díla o_ hloubce odpooídaaící záběru trojhrínné řezací hlavy 2·

Ke snížení množív! primárního polétavého vdechovatelného prachu při těžbě lze použít tr ochranné řezací hlavy 2 ° průřezu rsísostramného trojúhelníka s _ popsanými úpravam.. K dalšímu snížení sekundární prašnosti v^r^d^l^E^a^;^cí v důsledku padání uhlí 2 a nevhodných pohybů sběrného ramena 25 lze uspořádat·trsjhrtšlsé řezací hlavy 2 dále tak, jak znázorněno na obr. 2 a 3. Úpravy spo^čvaj v přidání dopravní soustavy k trojhrínmé řezací hlavy 2·

Jak je popsáno a znázorněno na obr. 2 a 3, sledovací ústrojí 11 přímo mechirnicky spojuje podélně pohyblivé pásové dopravníky 2 s trojhannými řezacími hlavami 2 a uděluje podélně pohyblivým pásovým dopravníkům 2 kmitavý pohyb synchronní s otáčením trsjhrыuých řezacích hlav 2· Vedení upravená_v každé vyduté části trojhrinných řezacích hlav 2 vedou uhlí 2 k jejich osám před jeho vyklopením na podélně pohyblivé pásové dopravníky 2 umístěné vzadu. Trojhrarnná řezací hlava 2 se otáčí ve směru pohybu hodinových ručiček, tedy v opačném smmslu než řezací hlava popsaná v ČSSR patentu č. 215 085, takže místo směrem dolů řeže vzhůru. V důsledku toho je rozpojené uhlí 2 ze sloje shromažďováno ve vydutých částech 23 trsjjrtmsé řezací hlavy 2 a je při jejím otáčení dopravováno k níže a vzadu umístěrým podélně pohyblivým pásovým dopravnílům 2·

Toto uspořádání dále omezuje vznikání sekundárního polétavého vdechovatelného prachu vznikajícího při tříštění uhlí 2 ⁰ pošvu volným pádem, poněvadž je v soustavě pro shromažJování a dopravu uhlí 2 použito obvyklého pohyblivého středního nosného ramene 2 doplněného dvěma podélně pohyblivými pásovými dopravníky 2 ^se sledovacími ústrojími 11, která podélně pohyblivé pásové dopravníky 2 udržují v těsné blízkosti trojhranné řezací hlavy X a ve stejné výši. Pod touto dopravní soustavou se nachází dvojice obvyklých sběrných ramen 25 a základní stěna 27. jichž lze využít ke srovnání pošvy a shromáždění malého množtví uhlí 2, které nebylo zachyceno nebo spadlo z podélně pohyblivých pásových dopravníků 2·

Při zv^di^i^t^í nosného ramene 2 je zvednuta i na něm uložená trojhrímná řezací hlava χ. Tento pohyb je sledován sledovacím ústrojím 11 spojerým s plynule pracujícím těžním zařízením 22 šepy 33 a dvěma tažrými pružinami 35, Tyto tažné pružiny 35 napínají pružné pásy podélně pohyblivých pásových dopravníků 2 kmitavém pohybu sledovacího ústrojí 11 při sledováni otáčení trojhrimé řezací hlavy χ.

Poblíž čepů 33 podélně pohyblivých dopravníků 2 jsou umístěna šikmá ·svodidla 31 k směrování podélně pohyblivých pásových dopravníků 2 na níže uspořádaný hlavní pásový dopravník 22· K odbírání vytěženého uhlí 2 lze také použít válce kuželovité staženého ke střední části a umístěného u druhého konce podélně pohyblivých pásových dopravníků 2 (neznázorněno).

2, je bezprostředně po vylomení řezacími zuby 2 svedeno do vyduté části 23 trojhranné řezací hlavy X a dočasně tam uloženo, dokud není vyklopeno na skloněný pásový dopravník (neznázorněno). Svodidla 31 pak uhlí 2 simruj na níže umístěný hlavní pásový dopravník 37. který uhlí ·odvádí z místa těžby. Jestliže malé úlomky z podélně pohyblivých pásových dopravníků 2 spadnou nebo jím nejsou vůbec zachyceny, jsou shromážděny sběrnými rameny 25 a dopraveny ze základní stěny 27 na hlavní pásový dopravník 22·

Poddtatu vynálezu lze spatřovat v úpravě známého kontinuálně pracujícího dobývacího stroje s rotační trojhrmou řezací hlavou X· Tato úprava spočívá v připojení ústrojí pro meanpuuaci a · dopravu vytěženého mmtteiálu. Havní pásový dopravník 37 se používá k dopravě vytěženého maatriálu na kyvadlový důlní vůz, doprav^u^cí m^telá! z místa těžby (neznázorněno). Ost^i^i^:í části soustavy včetně pohonu kontinuálně pracujícího dobývacího stroje a nosného ramene 2 mohou být obvyklého provedení. Koortinuálně pracuuící dobývací stroj a nosné rameno 2 mohou být poháněny elektriclými a/nebo hydraulickými mc^ry. kontinuálně pracující dobývací stroj na podvozku 41 může být poháněn stř^vým nebo stejnosměrným elektrckým motorem, k němuž je přiváděn elektrický proud kabelem 32·

Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že jeho rotační hlava X o průřezu vypuklého Reuleauxova · nebo uovoostrшmého trojúhelníka, k níž je připojen alespoň jeden dopravník 2» vniká do čela důlního díla u počvy tak dlouho, dokud do něj nevnikne · celým průměrem. · Při otáčení hlavy X směrem ·vzhůru á směrem vzad vynášen i těžený masel-ál. Podélně pohyblivý pásový dopravník 2 je · opatřen sledovacím ústrojím 11 udržujícím jej v místě vyprazdnoován řezací hlavy X poblíž předního konce nosného ramene 2· Po vniknutí řezací hlavy X do čela . důlního díla u počvy se provádí svislé řezy o konstantní hloubce.

Cílem vynálezu je omezení prašnosti vznikající na čele důlního díla, zejména snížení mrioožtví primárního a sekundárního polétavého vdechovatelného prachu, vznikajícího· při činnosti řezacího a sběrného ústrojí při současném zvýšení výkonu. Účelu bylo dosaženo použitím nové lineárně řezací rotační hlavy X, která řeže s konstantním záběrem a nízkými otáčkami. Zvolený způsob snížení množní polétavého vdeehovatelného prachu je založen ·na experimoenálních a teoretických rozborech, z nichž plyne, že měrné množtví polétavého a nepolétavého vdeehovatzloého prachu je spojité rostoucí funkcí měrné energie, přičemž měrná prašnost a měrná energie jsou nepřímo úměrné hloubce řezu. Optimminí vzdálenost řezacích zubů 2 je při lineárním řezání dvoj- až troOnáobbkem řezné hloubky.

U známého způsobu rotačního řezání se nevy}mnjtenO'vyskytuje problém vzdálenooti zubů 2, nebol správné vzdálenosti zubů 2 se dosáhne jen při hloubce záběru každého zubu J. Známé rotační řezání má v prvých 60 % pohybu každého zubu Д nevyhnutelně velmi malý objemový výtěžek a rotační ·hlava 1 na této- části dráhy pracuje s nízkou účinností za vzniku abnormálního mooství prachu.

Bylo zjištěno, Se měrné množív! polétavého vdechovatelného prachu vznikajícího při rotačním řezání je větší než při lineárním řezání, přičemž známé rotační řezán:! neumožňuje volbu optimálního úhlu řezaných zubů J, jelikož záběrový úhel zubu J se · během řezán:! stále mění.

Z těchto výsledků· rozboru bylo zjištěno, že v ideálním plynule.pracujícím dobývacím zařízení by měla být sloučena rotační hlava 1 s vysokou pгoduttivitot provááějící v zájmu omezení primární prašnosti pouze hluboké lineární řezy, s automatickým sběrným zařízením pro těžení uhlí nebo jiný mateeiál, které by omeeilo sekundární prašnost vyvolávanou nárazem meaeriálu na počvu nebo činností sběrného ústrojí hlavy. Jak bylo popsáno, zařízení podíle vynálezu dosahuje těchto požadovaných výsledků.

U obměněného provedení vynálezu (neznázorněno) může být náhon tro jímaných řezacích hlav 1 od hlavního hnacího hřídele nahrazen jednoduchým mechanickým spřažením v místě sledovacího ·ústrojí 11. V tomto případě musí být dopravníkům udělován kmitavý pohyb, který jim umožňuje, aby byly ve vhodné poloze pro přijímání vysypávaného uKLí χ.

U jiného provedení vynálezu může být (neznázorněno) pod koncem dopravníku upravena plochá deska sloužící jako sběrač maatriálu propadlého mezi řezací hlavou X a dopravníkem 37. Uspořádáním vhodného pohonu, například hydraulického pohonu nebo pohonu odvozeného od hlavního hnacího hřídele, lze obsah ploché desky vyklopit na dopravník. Pro udržování desky v určitém úhlu v době, kdy není zvedána za účelem vyklopení shromážděného uhlí 2 nebo kdý není spouštěna dolů za účelem průchodu řezací hlavy X · l^ze použít zvedáku. Napůl zvednutá poloha ploché desky usnadňuje shromažSování padajícího těženého maatriálu · a v důsledku shromažóování uhlí 2 ^v blízkosti · pásu hlavního dopravníku 37 zvyšuje účinnost zařízení.

Chaaakteristccýým znakem zařízení podle vynálezu je sfcutečnoot_s že zařízení míůže provádět hlubší řezy než většina v současné době pracujících kontinuálních ·dobývacíeh zařízení. Lze předpokkádat, že těžba uhlí může být při otáčkách řezací hlavy 6 až 10 otáček za minutu, zvýšena z 1 0 na 20 tun za minutu. I při tomto zvýšení výkonu se sníží množtví polétavého vdechovatelného prachu o 95 % ve srovnání se současně používanými tážnými dobývacími zařízeními. V důsledku tohoto je také podstatně snížena nebezpečí, vznícení třením řezací hlavy X na čele uhelné sloje.

ASIcc^I^ilv bylo zařízení podle vynálezu navrženo hlavně pro uhelné doly, kde· při zvýšeném výkonu snižuje rninožtví polétavého vdechovatelného prachu, může být jeho podstaty využito i při · jiných důlních pracích, kde jsou kladeny podobné požadavky. Popsané podrobnosti těžby uhlí 2 a jiné uvedené podrobnooti oesmeezjí rozsah pouužtí vynálezu v jiných pod^í^in^ťácih.

Claims (7)

1. Dobývací stroj s rotační trojhaannou řezací hlavou průřezu Reuleauxova trojúhelníku sestávající z podvozku, na němž je u předního konce otočně uloženo jedním koncem nosné rameno, vyznačený tím, že na volném konci nosného ramene (7) podvozku (41) je na jedné jeho straně uložena otočně trojhranná řezací hlava (1) o průřezu rovosstrшmtho trojúhelníku s obloukovými stěnami, rozdělená radiálními přepážkami ve vyduté části (23), přičemž rovnoběžně s nosným rtmenem (7) je veden podélně pohyblivý pásový dopravník (9), jehož konec u trojhranná řezací hlavy (1) je s řezací hlavou (1) spojen sledovacím ústrojím (11).

226166

2. Dobývací stroj podle · bodu 1, vyznačený tím, že trojhranná řezací hlava (1) je opatřena na vnějších · hranách radiálních přepážek alespoň jedním řezacím zubem (3).

3. Dobývací stroj podle bodu 1, vyznačený tím, že nosné rameno (7) je opatřeno prostředky · pro otáčení a pohyb trojhranné řezací hlavy (1) a jejích řezacích zubů (3) po pravoúhelníkové plošné trajektorii, ležící ve svislé a vodorovné rovině.

4. Dobbvací stroj podle bodu 1, vyznačený tím, že sledovací ústrojí (11) sestává z trojúhelníkové křivkové dráhy (13), upravené na bočnicích řezací hlavy (1), v níž jsou uloženy vodicí kladky (15) jedněch konců ramen (17), na jejichž druhých koncích jsou uloženy čepy (19) válců (21) podélně pohyblivých pásových dopravníků (9).

5. Dobývací stroj podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že podélné pohyblivý pásový dopravník (9) je na konci odvráceném od řezací hlavy (1) uložen na čepech (33) vedených svisle, opatřených vodorovnou tažnou pružinou (35).

6. Dobbýací stroj podle bodu 1, vyznačený tím, že k přednímu konci podvozku (41) je připojena základní sběrací stěna (27) a sběrná ramena (25) pro dopravu materiálu ze základní sběrací stěny (27) a dále hlavní pásový dopravník (37) m^at^e^iálu z podélně pohybbivého pásového dopravníku (9) a od sběrných ramen·(25).

7. Dobbýací stroj podle bodu 1, vyznačený tím, že na druhé straně nosného ramene (7) je upravena druhá řezací hlava (1), opatřená druhým shodným podélně pohyblivým pásovým dopravníkem (9) a na nosném rameni (7) jsou upevněna svodidla (31) pro smérování materiálu z podélně pohyblivých dopravníků (9) na hlavní pásový dopravník (37). '