RU2007575C1

RU2007575C1 - Heading machine

Info

Publication number: RU2007575C1
Authority: RU
Inventors: А.Г. Скуров
Original assignee: Копейский машиностроительный завод им.С.М.Кирова
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this heading machine is designed to drive workings of variable profile. Bearing frame is installed on undercarriage. It carries scraping-up part in the form of two flight conveyers 5, 4, longitudinal conveyer 6, dust trap, lining erection system. Cutting tool is mounted on frame with use of pin with horizontal axle. It includes mobile frame 10 on which transverse-rotary gear is set with the help of joint and hydraulic cylinder. Heading machine also has powered lining to support roof composed of ceilings 22 mounted on portal frame with hydraulic props. EFFECT: simplified design, increased reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к горно-рудной промышленности, в частности к средствам механизированного проведения горных выработок. The invention relates to the mining industry, in particular to means for mechanized mining.

Несмотря на наличие в разных странах мира разнообразных проходческих комбайнов, проблема повышения технико-экономичекских показателей проходки продолжает оставаться острой. Это вызвано тем, что все известные проходческие комбайны осуществляют лишь механизацию процессов отбойки горной массы и ее погрузки. Возведение же постоянного крепления в забой производится вручную, последовательно с работой комбайна. Все это приводит к снижению его коэффициента использования. Despite the presence of various roadheaders in different countries of the world, the problem of increasing the technical and economic indicators of sinking continues to be an acute one. This is due to the fact that all known roadheaders carry out only the mechanization of the processes of breaking the rock mass and its loading. The erection of a permanent mount in the face is made manually, in series with the operation of the combine. All this leads to a decrease in its utilization rate.

Более новым подходом к решению этой проблемы являются работы по созданию проходческих комплексов на базе известных комбайнов, которые снабжены механизированными ограждениями призабойного пространства. Сюда можно отнести конструкции по заявке ФРГ N 2801365 Е 21 D 11/12 "Способ проходки тоннелей и штреков", заявке ФРГ N 2933766 Е 21 F 9/10 "Комбайн для проходки горизонтальных выработок", а. с. N 90918 Е 21 D 9/10 "Проходческий комплекс", а. с. N 468003 Е 21 С 27/24 "Проходческий комбайн". A newer approach to solving this problem is the work on creating tunneling complexes on the basis of well-known combines that are equipped with mechanized fences of the bottomhole space. These include designs on the application of Germany N 2801365 E 21 D 11/12 "Method of driving tunnels and drifts", the application of Germany N 2933766 E 21 F 9/10 "Combine for driving horizontal workings", and. with. N 90918 E 21 D 9/10 "Driving complex", a. with. N 468003 E 21 C 27/24 "Roadheader".

Указанные конструкции комплексов содержат элементы, характерные для известных комбайнов, стреловидный режущий орган на рукояти, нагребающую часть, раму на ходовом механизме, а также механизированную крепь на распорных гидростойках, которая осуществляет временное закрепление кровли над комбайном. Благодаря этому возведение постоянной крепи может производиться одновременно с работой режущего органа (параллельная организация работ), что увеличивает производительность проходки. The indicated constructions of the complexes contain elements characteristic of well-known combines, a swept cutting organ on the handle, a scrubbing part, a frame on the running gear, and also mechanized support on spreader hydrostations, which temporarily fixes the roof over the combine. Due to this, the construction of a permanent lining can be carried out simultaneously with the work of the cutting body (parallel organization of work), which increases the productivity of penetration.

Однако указанные конструкции не нашли применения и в настоящее время ни одна фирма подобные комплексы не выпускает. Это объясняется сложностью удержания поверхности выработки с помощью механизированной крепи. В отличие от забойных крепей для угольных забоев, где абсолютно не имеет значения качество поверхности кровли (т. к. после крепи обязательно идет обрушение), в подготовительных забоях необходимо исключить вывалы, обеспечить качество кровли перед крепевозводящими работами и создать хорошие условия для работы постоянной крепи. Из-за значительных габаритов крепи качественное удержание обнаженных поверхностей практически невозможно. Сложным является и управление этой крепью. However, these designs have not found application and currently no company produces such complexes. This is due to the difficulty of retaining the surface of the excavation using mechanized lining. Unlike face supports for coal faces, where the quality of the roof surface is absolutely irrelevant (since collapse necessarily occurs after collapse), in the preparatory faces it is necessary to exclude outfalls, ensure the quality of the roof before fixing works and create good conditions for permanent support . Due to the significant dimensions of the lining, the qualitative retention of exposed surfaces is almost impossible. The management of this lining is also complicated.

Предпринимались различные попытки усовершенствовать ограждение кровли, но положительных результатов достигнуто не было. Сюда можно отнести, например, заявку ФРГ N 2743776 Е 21 D 19/04, В связи с этим некоторые разработки сочли нецелесообразным уменьшить временно закрепляемую поверхность над комбайном, что позволяет исключить указанные негативные факторы. Это выполнено в принятой за прототип конструкции комплекса [1] . Various attempts have been made to improve the roof railing, but no positive results have been achieved. This may include, for example, the application of Germany N 2743776 E 21 D 19/04. In this regard, some developments have found it impractical to reduce the temporarily fixed surface above the combine, which eliminates these negative factors. This is done in the complex design adopted as a prototype [1].

Комплекс состоит из проходческого комбайна с режущей стрелой, укороченного щитового механизма, который установлен на раме комбайна с помощью шарнирных рычагов, а также крепевозводящего подъемного устройства, смонтированного за ограждением щита, для возведения постоянной крепи. Однако в связи с тем, что в этом комплексе щитом перекрывается лишь незначительная поверхность над комбайном, исключается параллельная работа комбайна с установкой крепи, т. к. ее возведение производится близ действия рабочих элементов комбайна. The complex consists of a roadheader with a cutting boom, a shortened shield mechanism, which is mounted on the frame of the combine with the help of articulated levers, as well as a fastening hoisting device mounted behind the shield enclosure for erecting a permanent roof support. However, due to the fact that in this complex the shield covers only a small surface above the combine, the parallel operation of the combine with the installation of the support is excluded, since its construction is carried out near the action of the working elements of the combine.

Таким образом, становится очевидным, что для решения проблемы по обеспечению непрерывной работы проходческого комплекса необходимо полное разделение рабочих пространств: отбойка и крепление. Решение этой задачи невозможно без изменения непосредственно компоновки комбайна, а именно режущей части, т. к. ее кинематика и конструкция определяют величину рабочих перемещений и пространств во время обработки забоя. Уменьшение этих параметров позволит сократить величину ограждения механизированной крепи и обеспечить одновременную работу режущей части и крепевозводящего механизма. Thus, it becomes obvious that in order to solve the problem of ensuring the continuous operation of the tunnel complex, a complete separation of the working spaces is necessary: breaking and fastening. The solution to this problem is impossible without directly changing the layout of the combine, namely the cutting part, because its kinematics and design determine the magnitude of the working displacements and spaces during processing of the face. Reducing these parameters will reduce the value of the fencing of the powered roof support and ensure the simultaneous operation of the cutting part and the mounting mechanism.

Но при этом актуальное значение для обслуживающего персонала приобретают вопросы пылеподавления, без эффективного решения которых невозможно осуществлять крепильные работы в призабойном пространстве. Подобный анализ показывает на необходимость комплексного подхода к этой проблеме. But at the same time, dust suppression issues are of current importance for the maintenance personnel, without the effective solution of which it is impossible to carry out fastening works in the bottomhole space. Such an analysis shows the need for an integrated approach to this problem.

Целью изобретения является повышение производительности проходческого комплекса. The aim of the invention is to increase the productivity of the tunnel complex.

Это достигает за счет одновременной работы отбойного и крепевозводящего устройств при сокращении расстояния от забоя до места установки постоянной крепи. This achieves due to the simultaneous operation of the fenders and fixing devices while reducing the distance from the bottom to the place of installation of a permanent lining.

Достигается это тем, что в известной конструкции проходческого комплекса для проведения выработок переменного профиля, включающего основание на механизме хода, погрузочно-транспортное устройство для уборки породы, режущую часть, содержащую по меньшей мере одно отбойное устройство, циклически перемещаемое по разрушаемому массиву, механизированное перекрытие кровли, крепевозводящее устройство с подъемно-монтажным механизмом и пылеулавливающую систему, имеющую воздухопровод с входным патрубком, режущая часть установлена на основании с помощью подвижной рамы, на которой смонтировано поворотное устройство, выполненное на шарнире с осью, расположенной перпендикулярно забою и снабженное приводом, осуществляющим перемещение отбойного устройства по поперечному профилю забоя относительно этого шарнира, а в зоне между поворотным устройством и подъемно-монтажным механизмом под механизированным перекрытием кровли установлено ограждающее устройство, выполненное с гибкими, расположенными по периметру элементами, при этом всасывающий патрубок воздухопровода пылеулавливающей системы обращен на забойную сторону ограждающего устройства. This is achieved by the fact that in the known construction of the tunnel complex for conducting mine workings of a variable profile, including a base on the stroke mechanism, a loading and transport device for cleaning the rock, a cutting part containing at least one breaker device, cyclically moved along the destructible massif, mechanized roof overlap , a mounting device with a lifting and mounting mechanism and a dust collecting system having an air duct with an inlet pipe, the cutting part is mounted on the base with the help of a movable frame on which a rotary device is mounted, made on a hinge with an axis perpendicular to the face and equipped with a drive that moves the fender on the transverse profile of the face relative to this hinge, and in the area between the rotary device and the lifting-and-mounting mechanism under mechanized overlap a roofing device is installed, made with flexible elements located around the perimeter, while the suction pipe of the air duct is dust-collecting yoke facing on the downhole side of the boundary of the device.

Достижение положительного эффекта обеспечивается новым конструктивным исполнением элементов комплекса за счет более совершенной кинематики перемещений режущей части. При установке ее на основание с помощью поперечно-поворотного устройства достигается существенное сокращение длины активной части исполнительного органа, и основные рабочие перемещения отбойного устройства производятся на конце (забойной стороне) подвижной рамы;
- уменьшения величины перекрываемого пространства над рабочим органом;
- эффективного пылеподавления в результате локализации пыли в забое с помощью поперечного ограждающего устройства и отсоса;
- приближения места возведения постоянной крепи к забою с обеспечением одновременной работы и режущей части, которая отделена ограждением от зоны нахождения крепильщиков.Achieving a positive effect is ensured by the new design of the complex elements due to the more advanced kinematics of the movements of the cutting part. When installing it on the base with the help of a transverse-rotary device, a significant reduction in the length of the active part of the executive body is achieved, and the main working movements of the fender are made at the end (bottom side) of the movable frame;
- reducing the amount of overlapping space above the working body;
- effective dust suppression as a result of localization of dust in the face using a transverse enclosing device and suction;
- approaching the place of construction of the permanent lining to the face with the provision of simultaneous work and the cutting part, which is separated by a fence from the zone of location of the fixers.

Таким образом, заявляемое техническое решением соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

При анализе научно-технической и патентной информации не найдены технические решения, имеющие сходные признаки с признаками отличающими заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой конструкции проходческого комплекса для проведения выработок переменного профиля критерию "существенные отличия". In the analysis of scientific, technical and patent information, no technical solutions were found that have similar characteristics with features that distinguish the claimed technical solution from the prototype, which allows us to conclude that the claimed design of the tunneling complex for conducting excavations of a variable profile meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 изображен проходческий комплекс в подготовительном забое, общий вид; на фиг. 2 выполнен вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - проходческий комплекс в работе; на фиг. 4 - в схемы обработки режущим органом арочного профиля забоя и выработки с кровлей, имеющей прямолинейный наклонный профиль. In FIG. 1 shows a tunnel complex in the preparatory face, a general view; in FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. 1; in FIG. 3 - tunneling complex in operation; in FIG. 4 - in the scheme of processing by the cutting body of the arched profile of the face and workings with a roof having a straight inclined profile.

Проходческий комплекс состоит из следующих узлов и агрегатов. На ходовой части установлена несущая рама 2, на которой смонтирована нагребающая часть 3, выполненная в виде двух скребковых конвейеров 4 и 5; продольный конвейер 6, пылеулавливающая установка 7, крепевозводящая система 8, а также режущий орган и механизированное ограждение. Режущий орган установлен на раме 2 с помощью шарнира 9 с горизонтальной осью и содержит подвижную раму 10, на которой с помощью шарнира 11 и гидроцилиндра 12 установлено поперечно-поворотное устройство 13. Последнее состоит из направляющей балки 14, расположенной перпендикулярно к продольной оси выработки, установленного на ней корпуса 15, перемещаемого с помощью гидроцилиндров 16 вдоль балки 14, на котором на подшипниковых опорах 17 закреплена поворотная траверса 18, вращение которой относительно оси корпуса 15 осуществляется с помощью реечного гидравлического механизма 19. На поворотной траверсе 18 жестко закреплена режущая часть, содержащая два отбойных устройства 20 и электромеханический привод 21. Driving complex consists of the following units and assemblies. A carrier frame 2 is mounted on the chassis, on which a raking part 3 is mounted, made in the form of two scraper conveyors 4 and 5; a longitudinal conveyor 6, a dust collecting unit 7, a fixing system 8, as well as a cutting body and a mechanized fence. The cutting body is mounted on the frame 2 by means of a hinge 9 with a horizontal axis and contains a movable frame 10, on which, using a hinge 11 and a hydraulic cylinder 12, a transverse-rotary device 13 is installed. The latter consists of a guide beam 14 located perpendicular to the longitudinal axis of the working set on it the housing 15, which is moved by means of hydraulic cylinders 16 along the beam 14, on which the rotary beam 18 is fixed on the bearing bearings 17, the rotation of which is relative to the axis of the housing 15 by means of a rack gy hydraulic mechanism 19. On the rotary traverse 18 is rigidly fixed to the cutting part containing two fender devices 20 and an electromechanical drive 21.

Комплекс содержит также механизированную крепь для поддержания кровли, состоящую из перекрытий 22, смонтированных на портальной раме с гидростойками 23. Крепевозводящая система 8 закреплена на продольных направляющих 24 и состоит из подвижной каретки 25 и подъемно-монтажного механизма 26 с полком 27, приводимыми в движение гидроцилиндром 28. Полок 27 предназначен для транспортировки, подъема и монтажа рам постоянной крепи 29. Каретка может перемещаться по направляющим 24 в направлении проходки. Пылеулавливающая установка 7 содержит воздухопровод 30 со всасывающим патрубком 31. В рабочей зоне за направляющей балкой 14 под перекрытиями 22 перпендикулярно оси выработки установлено ограждение - щит 32, полностью локализирующее забойное пространство, причем всасывающий патрубок 31 выходит на забойную сторону ограждения. С перекрытиями 22 оно сопрягается с помощью упругих элементов 33. The complex also contains a mechanized roof support, consisting of ceilings 22 mounted on a portal frame with hydraulic struts 23. The mounting system 8 is mounted on longitudinal guides 24 and consists of a movable carriage 25 and a lifting and mounting mechanism 26 with a shelf 27, driven by a hydraulic cylinder 28. Shelves 27 are designed for transporting, lifting and mounting frames of the permanent support 29. The carriage can move along the guides 24 in the direction of penetration. The dust collecting unit 7 includes an air duct 30 with a suction pipe 31. In the working area, behind the guide beam 14, under the ceilings 22, a guard is installed perpendicular to the axis of the working, a shield 32 completely localizing the bottomhole space, and the suction pipe 31 extends to the bottomhole side of the fence. With overlappings 22, it is mated using elastic elements 33.

Проходческий комплекс работает следующим образом. Зарубка отбойных устройств 20 в породный массив осуществляется с помощью качания подвижной рамы 10 относительно шарнира 9. Затем производят перемещение вперед ходовой части 1 и потальной рамы с перекрытиями 22. В этот момент можно осуществлять крепление обнажившейся кровли с помощью подъемно-монтажного механизма 26. Отбойные устройства 20, тем временем начинают обработку забоя посредством горизонтальных перемещений корпуса 15 по направляющей балке 14 и поворота траверсы 18 на опорах 18. Нижняя часть забоя и почва обрабатываются при опущенном вниз поперечно-поворотном устройстве 13 на шарнире 11. Driving complex works as follows. The notching of the fenders 20 into the rock mass is carried out by swinging the movable frame 10 relative to the hinge 9. Then, the undercarriage 1 and the float frame with ceilings 22 are moved forward. At this moment, the exposed roof can be fastened using the lifting and mounting mechanism 26. Fenders 20, meanwhile, they begin processing the face by horizontal movements of the housing 15 along the guide beam 14 and turning the beam 18 on the supports 18. The lower part of the face and the soil are processed when the of transverse pivot device 13 on the hinge 11.

На фиг. 2 (вид А по фиг. 1) направлением стрелки α показан поворот траверсы 18, а направлением "Г" - боковые перемещения по направляющей балке 14. Получение заданного профиля забоя обеспечивается путем указанного поворота режущих барабанов с различных положений в поперечной плоскости. На фиг. 4 показан, например, профиль типа "арка", который обрабатывается в нижней части горизонтальными перемещениями, а в верхней части - поворотом режущего органа с трех позиций, обозначенных точками А, В и С. Получение прямолинейного наклонного профиля обеспечивается частичным поворотом режущего органа с одновременным его перемещениями вверх и вправо. In FIG. 2 (view A in FIG. 1), the direction of arrow α shows the rotation of the beam 18, and the direction “G” shows lateral movements along the guide beam 14. Obtaining a predetermined face profile is achieved by the indicated rotation of the cutting drums from various positions in the transverse plane. In FIG. Figure 4 shows, for example, an arch-type profile, which is processed in the lower part by horizontal movements, and in the upper part by turning the cutting body from three positions indicated by points A, B and C. Obtaining a straight inclined profile is achieved by partially rotating the cutting body with simultaneous by moving it up and to the right.

Работа обслуживающего персонала по возведению постоянной крепи 29 ведется в максимально приближенной к груди забою зоне, защищенной от падающих кусков, пыли и др. опасных факторов с помощью ограждения - щита 32. The work of the maintenance staff on the construction of a permanent roof support 29 is carried out in the zone as close to the chest as possible to the face, protected from falling pieces, dust and other dangerous factors with the help of a guard - shield 32.

Таким образом, применение проходческого комплекса для проведения выработок переменного профиля позволяет значительно повысить производительность за счет параллельной организации труда на всех операциях и механизировать все стадии цикла с обеспечением безопасности на рабочих местах и снижением запыленности. (56) Заявка Великобритании N 153285, кл. Е 21 D 9/08, 1985. Thus, the use of a tunneling complex for carrying out workings of a variable profile can significantly increase productivity due to the parallel organization of labor in all operations and mechanize all stages of the cycle while ensuring safety at workplaces and reducing dust content. (56) UK Application N 153285, cl. E 21 D 9/08, 1985.

Claims

SURFACE COMPLEX FOR CARRYING OUT VARIABLE PROFILE PRODUCTS, including a base on the stroke mechanism, a loading and transport unit for cleaning the rock, a cutting part containing at least one fender, cyclically moved along the destructible array, a mechanized roof overlap, a mounting assembly with a lifting and mounting mechanism and a dust collecting system having an air duct with an inlet pipe, characterized in that it is provided with a guarding device, and the cutting part is mounted on the base using a movable frame on which a rotary device is mounted, made on a hinge with an axis perpendicular to the face, and having a drive to move the fender on the transverse profile of the face relative to this hinge, and in the area between the rotary device and the lifting and mounting mechanism under the mechanized the roof covering is equipped with a fencing device made with flexible elements located along the perimeter, while the suction pipe of the air duct is dustproof the infusion system faces the downhole side of the enclosure.