PL224812B1

PL224812B1 - Drilling device with hydraulic drive

Info

Publication number: PL224812B1
Application number: PL406338A
Authority: PL
Inventors: Michał Ćwik; Krzysztof Nieśpiałowski
Original assignee: Inst Techniki Górniczej Komag
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2017-02-28
Also published as: PL406338A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie wiercące z napędem hydraulicznym, przeznaczone do wiercenia otworów w podziemnych wyrobiskach górniczych. Przykładowo urządzenie można zastosować do wiercenia otworów w caliźnie węglowej w wyrobisku ścianowym np. w obszarze obwału stropu pod kolejnymi stropnicami obudowy zmechanizowanej. Urządzeniem można wiercić otwory prostop adle do ociosu ściany lub nachylone pod niewielkim kątem do spągu.The subject of the invention is a drilling device with a hydraulic drive, intended for drilling holes in underground mining excavations. For example, the device can be used for drilling holes in the coal mine in a longwall excavation, e.g. in the area of the roof ridge under successive canopies of a powered support. The device can be used to drill holes perpendicular to the side of the wall or at a slight angle to the floor.

Znane są z opisu zgłoszenia wzoru użytkowego nr PL 91014 oraz opisu patentowego wynalazku nr PL 214954 wiertnice górnicze z napędem hydraulicznym, napędzającym żerdź wiertniczą poprzez przekazywanie momentu obrotowego na wiertło przez silnik hydrauliczny bezpośrednio lub za pośrednictwem przekładni. W przypadku rozwiązania PL 91014 posuw wiertła realizowany jest przez silnik hydrauliczny za pośrednictwem giętkiego cięgna, zamocowanego do bębna silnika oraz wózka z zabudowanym na nim hydraulicznym silnikiem obrotu wiertła, przechodzącego przez układ naprężający. Wiertnica stabilizowana jest na dwóch stopach stabilizujących. W przypadku rozwiązania PL 214954 wiertnica ma konstrukcję kolumnową przeznaczoną do pracy w położeniu zbliżonym do pionu i jest wyposażona w cięgnowy mechanizm posuwu oraz docisku żerdzi wiercącej do calizny. Cięgno zamocowane jest jednym końcem do drąga tłokowego siłownika hydraulicznego a drugim do wózka z zainstalowanym na nim wiertłem, ciągniętego po przesuwnej ramie poprzez ruch tłoczyska siłownika hydraulicznego, poprzez rolkę zamocowaną na końcu tłoczyska. Oba przedstawione rozwiązania bazują na wykorzystaniu naprężonych cięgien do realizacji posuwu i docisku wiertła do calizny. Taka konstrukcja powoduje kumulację naprężeń sprężystych w cięgnach podczas pracy oraz powoduje znaczną pracochłonność w przypadku konieczności demontażu tych urządzeń do transportu.From the description of the utility model application No. PL 91014 and the patent description No. PL 214954, mining drilling rigs with a hydraulic drive, driving the drill rod by transmitting torque to the drill through a hydraulic motor, directly or via a transmission, are known. In the case of the PL 91014 solution, the drill feed is realized by a hydraulic motor via a flexible string attached to the motor drum and a trolley with a hydraulic drill rotation motor built on it, passing through the tensioning system. The drilling rig is stabilized on two stabilizing feet. In the case of the PL 214954 solution, the drilling rig has a column structure designed to work in a position close to the vertical and is equipped with a cable feed mechanism and pressure of the drill rod to the body. The pull rod is attached with one end to the piston rod of the hydraulic cylinder and the other to the trolley with the drill installed on it, pulled along the sliding frame by the movement of the hydraulic cylinder piston rod, through a roller attached to the end of the piston rod. Both presented solutions are based on the use of tensioned tendons to implement the feed and pressure of the drill against the body. Such a structure causes the accumulation of elastic stresses in the tendons during operation and causes considerable labor consumption in the event of the necessity to disassemble these devices for transport.

Celem wynalazku jest urządzenie wiercące zasilane hydraulicznie bazujące na dwóch silnikach hydraulicznych, w łatwy sposób sterowanych poprzez pulpit sterowniczy, bez udziału cięgien, posiadające zwartą budowę. Urządzenie przeznaczone jest typowo do współpracy z obudowami zmechanizowanymi w przodkach ścianowych i wykorzystuje ono możliwość stabilizacji wykorzystując podczas pracy stropnicę obudowy jako pewny punkt oparcia dla urządzenia.The object of the invention is a hydraulically powered drilling device based on two hydraulic motors, easily controlled by a control panel, without tension, and having a compact structure. The device is typically designed for cooperation with powered supports in longwall faces and it uses the possibility of stabilization using the roof canopy of the support as a reliable support point for the device.

Urządzenie wiercące z napędem hydraulicznym posiada zespół prowadzący zespołu napędowego, połączony wahliwie z zespołem wieszaka, podwieszonego na stropnicy sekcji ścianowej obudowy zmechanizowanej i dociskanego do stropnicy obudowy od strony ociosu przez wspornik. Zespół wieszaka ma od strony stropu widlaste zakończenie a zespół napędowy posiada dwa silniki o osiach wałów wzajemnie prostopadłych - silnik do posuwu zespołu napędowego, oraz silnik do obrotu żerdzi wiertniczej. Zespół napędowy jest osadzony na zespole prowadzącym suwliwie za pośrednictwem konstrukcji wsporczej, a jej przesuw po belce zespołu prowadzącego po płycie ślizgowej o niskim współczynniku tarcia, realizowany jest za pomocą silnika z osadzonym na jego wale kołem zębatym, współpracującym z listwą zębatą, połączoną z belką główną zespołu prowadzącego.The drilling device with a hydraulic drive has a guiding unit of the drive unit, pivotally connected with the hanger unit, suspended on the canopy of the wall section of the powered support and pressed to the canopy of the support from the side of the side wall by a bracket. The hanger assembly has a fork-shaped end on the roof side, and the drive assembly has two motors with mutually perpendicular axes - the motor for the drive of the drive unit, and the motor for rotation of the drill rod. The drive unit is slidably mounted on the guiding unit via a support structure, and its movement along the beam of the guiding unit along the low-friction sliding plate is carried out by means of a motor with a gear wheel mounted on its shaft, cooperating with a rack and connected to the main beam the lead team.

Urządzenie wiercące z napędem hydraulicznym według wynalazku przedstawione jest w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, którego fig. 1 przedstawia urządzenie wiertnicze w widoku z boku, fig. 2 - urządzenie wiertnicze w widoku z góry, a fig. 3 - zespół napędowy w aksonometrii, zamocowany na konstrukcji wsporczej.The hydraulic drive drilling rig according to the invention is shown in the embodiment in the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows the drilling rig in a side view, Fig. 2 is a drilling rig in top view, and Fig. 3 is an axonometric drive unit mounted in position. on the supporting structure.

Urządzenie składa się z zespołu napędowego 1, przemieszczającego się po zespole prowadzącym 2 oraz z zespołu wieszaka 3, wspornika 4, rozpory 5 i pulpitu sterowniczego 6.The device consists of a drive unit 1 that moves along the guide unit 2 and a hanger unit 3, a bracket 4, a strut 5 and a control panel 6.

Zespół prowadzący 2 jest z jednej strony połączony przesuwnie do podpory 5 a z drugiej strony połączony jest wahliwie z zespołem wieszaka 3, który zawieszony jest na stropnicy sekcji obudowy zmechanizowanej, między stropem a górną powierzchnią stropnicy. Zespół wieszaka 3 ma od strony stropnicy widlaste zakończenie, a na opuszczonej w dół części 7 ma umocowane i skierowane w stronę zrobów ramię 8, na końcu którego przymocowana jest tuleja 9 z gwintem wewnętrznym, w który wkręcona jest śruba 10. Na dolnej części 7 zespołu wieszaka 3 znajduje się szereg otworów, za pośrednictwem których do zespołu wieszaka 3 mocowane jest ramię 8. Otwory te pozwalają na wybranie właściwej wysokości ramienia 8 od spągu (odległości od stropu). Ramię 8 łączy się ze wspornikiem 4, który dociskany jest od dołu do stropnicy śrubą 10. Z przeciwnej strony do wspornika 4 za pomocą śruby lub sworznia 11 zamocowany jest wahadłowo zespół prowadzący 2. Wspornik 4 dodatkowo wyposażony jest w okular 32 będący prowadzeniem dla żerdzi 29.The guiding unit 2 is on the one hand slidably connected to the support 5 and on the other hand it is pivotally connected to the hanger unit 3, which is suspended on the canopy of the powered support section, between the ceiling and the upper surface of the canopy. The hanger assembly 3 has a fork-shaped end on the side of the canopy, and on the part 7 lowered downwards, an arm 8 is attached and directed towards the goafs, at the end of which a sleeve 9 is attached with an internal thread, into which a screw 10 is screwed. On the lower part 7 of the assembly of the hanger 3 there are a series of openings through which the arm 8 is fastened to the hanger assembly 3. These openings allow the appropriate height of the arm 8 to be selected from the floor (distance from the ceiling). The arm 8 is connected with the bracket 4, which is pressed from the bottom to the canopy with a bolt 10. On the opposite side to the bracket 4 by means of a bolt or pin 11 a guiding unit 2 is pendulumly mounted. The bracket 4 is additionally equipped with an eyepiece 32 which is a guide for the rod 29. .

Zespół prowadzący 2 składa się z belki głównej 12, na której, na ścianie bocznej, znajduje się listwa zębata 13, a na ściance górnej listwa ślizgowa 14, z materiału o małym współczynniku tarcia. Blisko przy zrobach znajduje się rozpora 5, do której przymocowane jest zakończenie belki głównej 25The guide unit 2 consists of a main beam 12 on which, on the side wall, there is a toothed bar 13, and on the top wall, a sliding bar 14, made of a material with a low friction coefficient. There is a strut 5 near the goaf, to which the end of the main beam 25 is attached

PL 224 812 B1 za pomocą śruby lub sworznia 15, przechodzącego przez otwór na końcu belki głównej 12 i otwory 16 w rurze wewnętrznej 17 rozpory 5. Belka główna 12 na końcu od strony rozpory ma wycięcie 18, którym obejmuje rurę wewnętrzną 17. Otwory 16 w rurze wewnętrznej 17 pozwalają na pochylenie zespołu prowadzącego 2 o pewien kąt względem spągu i pod tym kątem mogą być wiercone otwory ukośne.By means of a bolt or pin 15 through the hole at the end of the main beam 12 and the holes 16 in the inner tube 17 of the strut 5. The main beam 12 at the strut side end has a cutout 18 which encloses the inner tube 17. Holes 16 in the strut 5. the inner tube 17 allow the guide unit 2 to be inclined by a certain angle with respect to the floor, and oblique holes may be drilled at this angle.

Zespół napędowy 1 jest osadzony suwliwie za pośrednictwem konstrukcji wsporczej 23 na zespole prowadzącym 2, składającym się z belki 12, na której na ścianie bocznej znajduje się zębata listwa 13, a na ściance górnej ślizgowa listwa 14 a jej przesuw po belce 12 zespołu prowadzącego 2 po płycie ślizgowej o niskim współczynniku tarcia 30, realizowany jest za pomocą silnika 24 z osadzonym na jego wale kołem zębatym 25. Koło zębate współpracuje z listwą zębatą 12, połączoną z belką zespołu prowadzącego 2. Silnik obrotu wiertła przymocowany jest do ściany bocznej 26 konstrukcji wsporczej 23. Wiertło 29 połączone jest z silnikiem obrotu poprzez gniazdo 28.The drive unit 1 is slidably mounted via the supporting structure 23 on the guiding unit 2, consisting of a beam 12 on which a toothed bar 13 is located on the side wall, and a sliding bar 14 on the upper wall and its movement along the beam 12 of the guiding unit 2 along the a sliding plate with a low friction coefficient 30, is realized by a motor 24 with a gear 25 mounted on its shaft. The gear cooperates with a toothed bar 12 connected to the beam of the guide unit 2. The drill rotation motor is attached to the side wall 26 of the supporting structure 23 The drill bit 29 is connected to the rotation motor via a socket 28.

Działanie urządzenia:Device operation:

Po niewielkim zarabowaniu (obniżeniu) jednej sekcji obudowy zmechanizowanej pomiędzy górną powierzchnię tej stropnicy i strop wkładana jest widlasta część zespołu wieszaka 3. Ponowne rozparcie sekcji pozwala na stabilizację zespołu wieszaka 3. Wysokość, na jakiej ramię 8 mocowane jest do dolnej części 7 zespołu wieszaka 3 wynika z konstrukcji stropnicy oraz od tego na jakiej wysokości od spągu mają być wiercone otwory w ociosie. Do ramienia 8 za pomocą śruby 9 wkręconej do tulei gwintowanej 10 mocowany jest wspornik 4. Do wspornika 4 za pomocą mocowania na sworzeń 11, montowany jest zespół prowadzący 2, złożony z belki głównej 12 z połączonymi z nią listwą zębatą 13 oraz listwą ślizgową 14. Na belkę główną 12 nałożony zostaje suwliwie od strony zrobów zespół napędowy 1 składający się z dwóch silników hydraulicznych o osiach wałów wzajemnie prostopadłych: silnika 24 posuwu zespołu napędowego 1 oraz silnika 27 obrotu żerdzi wiertniczej 29. Pomiędzy spągiem, a stropem wyrobiska ścianowego od strony zrobów ustawiana jest i stabilizowana wstępnie rozpora 5, do której za pomocą sworznia poprzez otwory 16 mocowana jest końcówka belki głównej 12. Żerdź wiertnicza 29 przełożona jest przez okular 32 i montowana do gniazda 28 silnika 27 obrotu żerdzi 29. Całość urządzenia ustabilizowana jest i gotowa do wykonania wierceń poprzez ostateczne ustabilizowanie rozpory 5 przez dokręcenie stopy 22. Następnie do hydraulicznych silników 24 i 27 podpięte zostają węże ciśnieniowe magistrali zasilającej oraz magistrali spływowej. Regulacja cienienia cieczy roboczej, poprzez pulpit sterowniczy 6 układu zasilającego silniki hydrauliczne, pozwala na prowadzenie wiercenia przy ustalonych parametrach obrotów żerdzi wiertniczej 29 oraz docisku głowicy wiertniczej do skały.After a slight earning (lowering) of one section of the powered support, a forked part of the hanger assembly 3 is inserted between the upper surface of this canopy and the ceiling. Spreading the section again allows for stabilization of the hanger assembly 3. The height at which the arm 8 is attached to the lower part 7 of the hanger assembly 3 results from the structure of the canopy and the height at which the holes in the side wall are to be drilled from the floor. The bracket 4 is attached to the arm 8 by means of a screw 9 screwed into the threaded sleeve 10. The guide unit 2 is mounted to the bracket 4 by means of a bolt 11, consisting of a main beam 12 with a toothed bar 13 and a sliding bar 14 connected to it. A drive unit 1, consisting of two hydraulic motors with mutually perpendicular axes of shafts, is slidably placed on the main beam 12 from the side of the goafs: the motor 24 of the feed of the drive unit 1 and the motor 27 of rotation of the drill rod 29. the strut 5 is pre-stabilized, to which the tip of the main beam 12 is attached through the holes 16. The drill rod 29 is inserted through the eyepiece 32 and mounted to the socket 28 of the engine 27 of the shaft rotation 29. The whole device is stabilized and ready for drilling by finally stabilizing the strut 5 by tightening the foot 22. Then to the hydraulic p After the loops 24 and 27, the pressure hoses of the supply and discharge lines are connected. Adjusting the thinning of the working liquid, through the control panel 6 of the system supplying hydraulic motors, allows drilling to be carried out at the set rotational parameters of the drill rod 29 and the pressure of the drill head against the rock.

Claims

1. Drilling device with a hydraulic drive, intended for drilling horizontal or inclined holes at a slight angle to the bottom of the mining excavation, containing a drive unit slidably mounted on a guiding unit, the other end of which is slidably connected to the strut, characterized in that the guiding unit (2) of the drive unit (1) is pivotally connected with the hanger assembly (3) suspended on the canopy of the wall section of the powered support and pressed to the roof bar of the support from the side of the support by the bracket (4).

2. Drilling device according to claim 1 The hanger assembly (3) as claimed in claim 1, wherein the hanger assembly (3) has a v-shaped end on the ceiling side.

3. Drilling device according to claim 1 The drive unit of claim 1, wherein the drive unit (1) comprises two motors with mutually perpendicular shaft axes - a motor (24) for advancing the drive unit (1) and a motor (27) for rotating the drill rod (29).

4. Drilling device according to claim 1 3, characterized in that the driving unit (1) is slidably mounted on the guide unit (2) via the support structure (23) and it travels along the beam (12) of the guide unit (2) over a sliding plate (30) with a low coefficient friction is carried out by means of a motor (24) with a gear wheel (25) mounted on its shaft, cooperating with a toothed rack (13), connected to the main beam (12), a guiding unit (2).