PL217654B1 - Manipulator samojezdnego wozu do tymczasowego podpierania stropu (54) w wyrobisku podziemnym, zwłaszcza w celu odzysku rozprężnych kotew z likwidowanego wyrobiska z obudową kotwiową - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest manipulator samojezdnego wozu do tymczasowego podpierania stropu w wyrobisku podziemnym, stosowany zwłaszcza w celu odzysku rozprężnych kotew z likwidowanego wyrobiska z obudową kotwiową w kopalniach rud metali oraz innych kopalin, przykładowo łupku roponośnego.

Rozwój technologii górniczych uwzględniać musi zapewnienie bezpieczeństwa pracownikom przebywającym w strefie zagrożonej obwałem oraz opadaniem rozluźnionych odłamków i bloków skalnych. Jednym z rozwiązań służących do tymczasowego zabezpieczenia stropu jest urządzenie produkcji amerykańskiej firmy J.H.Fletcher, mające postać pojazdu gąsienicowego, na którym zabudowanych jest wiele siłowników hydraulicznych podpierających masywną stropnicę płytową. Rozwiązanie pełniące funkcję zmechanizowanego stosu nie udostępnia stropu w strefie podparcia. Znane są również, przykładowo z opisu patentowego US 4079792, urządzenia przejezdne służące do tymczasowego podpierania stropu podczas wiercenia otworów w stropie i osadzania w nich kotew. Z przodu ciągnika kołowego zawieszona jest wspornikowo, na wahaczach, pionowo przemieszczana platforma, na której zamocowane są cztery podpory hydrauliczne płyty stropnicy. Stropnica w strefie między przednimi podporami ma otwór, przez który wykonywane jest wiercenie otworu w stropie wyrobiska wiertarką zabudowaną na platformie. Podczas przejazdu podpory hydrauliczne są opuszczone a platforma uniesiona ponad spągiem wyrobiska, natomiast w pozycji roboczej platforma zostaje ułożona na spągu a podpory dociskają stropnicę do stropu.

Obudowa kotwiowa wyrobisk podziemnych wykorzystująca naturalną nośność warstw skał stropowych polega na podpinaniu kotwami warstw skał stropu bezpośredniego do usytuowanych powyżej, mocnych warstw stropu zasadniczego. Często w skałach o średniej i dużej zwięzłości wykonywana jest przy użyciu wkręcanych kotew rozprężnych, mocowanych w skale końcami o rozwiązaniu typu klinowego lub szczękowego. Kotwy wykonane są ze stalowych prętów o średnicy 20 mm i znacznej, przekraczającej nawet 3 m długości. Przy liczności ich zastosowania w obudowie, przykładowo w zabudowie kwadratu o boku 1 m, stanowią one dużą wartość materiałową, która dotychczasowo przy likwidowaniu wyrobisk jest tracona, pomimo, że odzysk kotew z wielu wyrobisk byłby ekonomicznie uzasadniony.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie konstrukcji manipulatora do zabudowy na samojezdnym wozie kopalnianym, służącego do tymczasowego podpierania stropu oraz stwarzającego warunki dobrego dostępu do stropu, zwłaszcza w celu wykręcania kotew w likwidowanych wyrobiskach z obudową kotwiową.

Manipulator według wynalazku, podobnie jak w powyżej opisanych rozwiązaniach, mocowany jest na czołownicy wozu kopalnianego i wyposażony jest w podpory hydrauliczne oraz stropnice. Istota wynalazku polega na tym, że manipulator posiada podnoszony wysięgnik z zamocowaną na końcu przez czop poziomy głowicą przegubową. Głowica połączona jest z korpusem, przy czym położenie głowicy przegubowej wyznacza zamocowany do wysięgnika siłownik pionowego wychylania głowicy. Korpus ma dwie, poziomo skierowane na obie strony prowadnice: lewą i prawą, w których osadzone są ruchomo: belka przesuwna lewa i belka przesuwna prawa. Każda z belek przemieszczana jest przyporządkowanym jej siłownikiem belki. Na korpusie sztywno zamocowana jest stopnica środkowa a na końcach belek wspornikowych zamocowane są odpowiednio: stropnica lewa i prawa. Pod każdą stropnicą zawieszone są na przegubach podpory: środkowa, lewa i prawa, rozpierane siłownikami hydraulicznymi oraz wychylane od pionu w kierunku samojezdnego wozu kopalnianego siłownikami zamocowanymi do korpusu.

Rozwiązanie umożliwia podparcie stropu na całej szerokości wyrobiska w przodkach o zróżnicowanych wysokościach oraz pochylonych wzdłużnie.

Korzystnym jest, gdy korpus połączony jest z głowicą przegubową obrotowo na czopie pionowym i wychylany w poziomie przez siłownik skrętu korpusu - zamocowany drugim końcem do głowicy przegubowej. Obrotowe połączenie głowicy z korpusem istotnie poprawia manewrowość urządzenia, szczególnie na 90 stopniowych skrzyżowaniach wyrobisk.

Korzystnym jest, gdy stropnica środkowa ma cztery, równej długości ramiona prostopadle skrzyżowane, a stropnice lewa i prawa mają po trzy równe ramiona połączone w rozstawieniu kąta środkowego 120° i gdy połączone są one z belkami wspornikowymi obrotowo na sworzniach o pionowej osi. Rozwiązanie takie umożliwia bezkolizyjne, pełne podparcie stropu w każdym usytuowaniu kotew.

PL 217 654 B1

Korzystnym jest, gdy każda z podpór składa się z współosiowo połączonych ze sobą: hydraulicznego siłownika i regulowanego stojaka teleskopowego oraz zakończona jest na dole przechylną stopą oporową. Pozwala to na obsługę wyrobisk o wysokościach znacznie zróżnicowanych, w zakresie rzędu 3 m.

Korzystnym jest, gdy pod wysięgnikiem, na poziomie prześwitu wozu kopalnianego do jego czołownicy zamocowana jest platforma, o szerokości większej od minimalnego rozstawu między osiami podpory lewej i prawej. Rozwiązanie umożliwia sztywne zamocowanie stóp oporowych podpór podczas przejazdu urządzenia.

Korzystnym jest również, gdy na platformie za usytuowanym przy krawędzi przedniej wspornikiem podpór zabudowany jest pojemnik, przykładowo na wykręcone kotwy.

Manipulator według wynalazku w warunkach wykorzystania go do odzysku kotew z likwidowanych wyrobisk poprawia bezpieczeństwo pracy górników przebywających w strefie zagrożonej, minimalizuje czasokres wykonania niezbędnych czynności wyspecjalizowanym urządzeniem.

Wynalazek wyjaśniony jest opisem przykładowego wykonania manipulatora pokazanego na rysunku. Poszczególne figury rysunku przedstawiają:

Fig. 1 - schemat kinematyczny manipulatora w ujęciu przekroju pionowego,

Fig. 2 - widok z boku manipulatora zabudowanego na oponowym wozie kopalnianym, w pozycji podparcia stropu,

Fig. 3 - fragment podpór i stropnic obrazujący ich minimalną wysokość,

Fig. 4 - widok z góry w pozycji podparcia,

Fig. 5 - widok z przodu manipulatora, natomiast na Fig. 6 i 7 kolejno widoki z boku i z góry urządzenia w pozycji transportowej.

Manipulator zamocowany jest przegubowym zawiesiem 2 na czołownicy modułu przedniego oponowego wozu kopalnianego 23. Wysięgnik 1 unoszony jest siłownikiem wychylania 3. Na końcu wysięgnika 1, na czopie poziomym 4 zamocowana jest głowica przegubowa 5, której położenie wyznacza zamocowany do wysięgnika 1 siłownik pionowego wychylania głowicy 6. Z głowicą przegubową 5 połączony jest obrotowo na czopie pionowym 7 korpus 8, wychylany w poziomie przez siłownik skrętu korpusu 10 - zamocowany drugim końcem do głowicy przegubowej 5. Korpus 8 ma dwie, poziomo skierowane w obie strony prowadnice: lewą 11a i prawą 11, w których osadzone są ruchomo: belka przesuwna lewa 12a i belka przesuwna prawa 12b, o prostokątnym przekroju poprzecznym. Każda z belek 12a i 12b przemieszczana jest przyporządkowanym jej i zabudowanym wewnątrz siłownikiem belki 13. Na korpusie 8 sztywno zamocowana jest stopnica środkowa 9 a na końcach belek wspornikowych 12a i 12b odpowiednio: stropnica lewa 9a i prawa 9b. Stropnica środkowa 9 ma cztery, równej długości ramiona prostopadle skrzyżowane, natomiast stropnice lewa 9a i prawa 9b mają po trzy równe ramiona, połączone w rozstawieniu kąta środkowego 120°. Stropnice lewa 9a i prawa 9b połączone są z belkami wspornikowymi 12a i 12b obrotowo, na sworzniach o osi pionowej.

Pod każdą stropnicą 9, 9a i 9b znajdują się zawieszone na przegubach 15 podpory: środkowa 14, lewa 14a i prawa 14b. Każda z podpór 14, 14a i 14b składa się z współosiowo połączonych ze sobą: hydraulicznego siłownika 18 i stojaka teleskopowego 17 o regulowanej wysokości, a na dolnym końcu zakończona przechylną stopą oporową (19). Podpory 14, 14a i 14b wychylane są od pionu w kierunku wozu kopalnianego 23 siłownikami 16 zamocowanymi do korpusu 8. Pod wysięgnikiem 2, do czołownicy wozu kopalnianego 23 na poziomie jego prześwitu x zamocowana jest platforma 20, o szerokości większej od minimalnego rozstawu b osi podpór lewej 14a i prawej 14b. Przy krawędzi przedniej platformy 20 znajduje się wspornik podpór 21, a bezpośrednio za nim ścianka pojemnika na wykręcone kotwy 22. Podpory 14, 14a i 14b po ułożeniu na wsporniku 21 zamocowane są sworzniami przewlekanymi przez odpowiednie otwory.

Wykonany prototyp manipulatora miał podpory 14, 14a i 14b złożone ze stojaka teleskopowego o maksymalnym wysunięciu 900 mm oraz hydraulicznego siłownika 18 o skoku 600 mm, co umożliwiało podparcie wyrobiska w zakresie wysokości od h = 2,5 m do H = 3,9 m. Maksymalną szerokość podparcia B = 6 m osiągnięto przy rozsunięciu siłownikami 18 o skoku 1200 mm belek wspornikowych 12a i 12b od szerokości 3,4 m, pozycji podczas transportu. Poziomy, w obie strony skręt korpusu 8 siłownikiem 10, z położenia normalnego n do skręconego s o maksymalny kąt b = 30° umożliwiał swobodny przejazd przez prostopadłe skrzyżowania chodników o szerokości 4700 mm. Pod platformą 20 zachowany został prześwit równy prześwitowi wozu x = 420 mm, którego wysokość kabiny wynosiła y = 2400 mm, co jest oczywiście wymiarem mniejszym od minimalnej wysokości przejazdu hmin.

Claims (7)

1. Manipulator samojezdnego wozu do tymczasowego podpierania stropu w górniczym wyrobisku podziemnym, zwłaszcza w celu odzysku rozprężnych kotew z likwidowanego wyrobiska z obudową kotwiową, mocowany na czołownicy wozu oraz wyposażony w podpory hydrauliczne i stropnice, znamienny tym, że posiada podnoszony wysięgnik (1) z zamocowaną na końcu przez czop poziomy (4) głowicą przegubową (5) połączoną z korpusem (8), przy czym położenie głowicy przegubowej (5) wyznacza zamocowany do wysięgnika (1) siłownik pionowego wychylania głowicy (6), a ponad to korpus (8) ma dwie, poziomo skierowane na obie strony prowadnice: lewą (11a) i prawą (11b), w których osadzone są ruchomo: belka przesuwna lewa (12a) i belka przesuwna prawa (12b), każda przemieszczana przyporządkowanym jej siłownikiem belki (13), oraz że na korpusie (8) sztywno zamocowana jest stopnica środkowa (9) a na końcach belek przesuwnych (12a i 12b) zamocowane są odpowiednio: stropnica lewa (9a) i prawa (9b), przy czym pod każdą stropnicą (9, 9a i 9b) zawieszone są na przegubach (15) podpory: środkowa (14), lewa (14a) i prawa (14b), rozpierane siłownikami hydraulicznymi (18) oraz wychylane od pionu w kierunku wozu kopalnianego (23) siłownikami (16) zamocowanymi do korpusu (8).

2. Manipulator według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (8) połączony jest z głowicą przegubową (5) obrotowo na czopie pionowym (7) i wychylany jest w poziomie przez siłownik skrętu korpusu (10) - zamocowany drugim końcem do głowicy przegubowej (5).

3. Manipulator według zastrz. 1, znamienny tym, że stropnica środkowa (9) ma cztery, równej długości ramiona prostopadle skrzyżowane, natomiast stropnice lewa (9a) i prawa (9b) mają po trzy równe ramiona połączone w rozstawieniu kąta środkowego 120°.

4. Manipulator według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że stropnice lewa (9a) i prawa (9b) połączone są z belkami przesuwnymi (12a, 12b) obrotowo na sworzniach o pionowej osi.

5. Manipulator według zastrz. 1, znamienny tym, że każda z podpór (14, 14a, 14b) składa się z współosiowo połączonych ze sobą: hydraulicznego siłownika (18) i regulowanego stojaka teleskopowego (17) oraz zakończona jest na dole przechylną stopą oporową (19).

6. Manipulator według zastrz. 1, znamienny tym, że pod wysięgnikiem (2), na poziomie prześwitu (x), do czołownicy wozu kopalnianego (23) zamocowana jest platforma (20), o szerokości większej od minimalnego rozstawu podpór (b) między osiami podpory lewej (14a) i prawej (14b).

7. Manipulator według zastrz. 6, znamienny tym, że na platformie (20) znajdują się: wspornik podpór (21) usytuowany przy krawędzi przedniej i za nim pojemnik na kotwy (22).