RU2067175C1

RU2067175C1 - Unit for driving workings through goaf

Info

Publication number: RU2067175C1
Application number: RU94004136A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Эллер; Н.Б. Пушкина
Original assignee: Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт горноспасательного дела
Priority date: 1994-02-08
Filing date: 1994-02-08
Publication date: 1996-09-27

Abstract

FIELD: mining industry, particular, methods and facilities for performance of rescue operations. SUBSTANCE: unit for driving workings through goaf has screw-turning tunnelling machine with head and tail sections, support and movable power unit. Support is made from flexible strips arranged in form of telescopic spiral and two sleeves, one of which is secured to the end of one of extreme coil of spiral and has brackets for fixation in the working and the other is secured to the end of the other extreme coil of spiral and made with bayonet grooves. Each coil of flexible strip in spiral has stop from one side, and grooves for stopes from the other side. Tail section of tunneling machine has joining module for turning to connect with sleeve which has bayonet grooves. Joining module is made in form of coaxial holders with bodies of revolution between them and radial pins on the internal holder for entering the bayonet grooves on support sleeve. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам и средствам ведения аварийно-спасательных работ. The invention relates to the mining industry, and in particular to methods and means of conducting rescue operations.

Известно устройство для проведения спасательных эвакуационных выработок в шахтных завалах (авт. св. N 909221, кл. Е 21 F 11/00, 1982). Оно включает корпус с салазками, рабочий орган в виде пластин-иденторов, цилиндров внедрения пластин-иденторов, упорное устройство с распорной гидростойкой, нажимные фланцы и став обсадной крепи, а также силовой электрогидравлический модуль с пультом управления и коммутационными рукавами. A device for carrying out rescue evacuation workings in mine blockages (ed. St. N 909221, class E 21 F 11/00, 1982). It includes a housing with a slide, a working body in the form of identification plates, cylinders for introducing identification plates, a stop device with a spacer hydrostatic, pressure flanges and casing supports, as well as a power electro-hydraulic module with a control panel and switching sleeves.

Образование полости в проходе осуществляется путем продавливания пластин-иденторов исполнительного органа, занимающего все призабойное пространство, силовыми гидроцилиндрами, которые распираются в упорное устройство, раскрепленное гидростойкой в выработке. После перемещения исполнительного органа на шаг заходки устанавливается секция обсадной крепи и продавливается в полость прохода. The formation of a cavity in the passage is carried out by forcing the identifier plates of the executive body, which occupies the entire bottomhole space, with power hydraulic cylinders that burst into a thrust device, mounted with a hydrostatic in the development. After the executive body is moved to the entry step, the casing lining section is installed and pressed into the passage cavity.

Недостатками устройства являются полное заполнение призабойного пространства металлоконструкций пластин-иденторов, гидроцилиндрами продавливания, упорным устройством и направляющими салазками. Все это полностью исключает проход горноспасателя к забою для наблюдения проходческих работ и своевременно обнаружения и высвобождения пострадавшего. Устройство полностью неработоспособно при встрече с крупным негабаритом, элементами металлокрепи и заваленным горным оборудованием. The disadvantages of the device are the complete filling of the bottomhole space of the metal structures of the identifier plates, punching cylinders, thrust device and guide rails. All this completely excludes the passage of the rescuer to the face for the observation of tunneling and timely detection and release of the victim. The device is completely inoperative when meeting with large oversized items, metal fasteners and littered mining equipment.

Секционность обсадной крепи требует при доставке к месту работ секций значительного количества транспортных тележек. Другим недостатком является высокая трудоемкость доставки секций крепи в забой и установки их. Кроме того, необходимо иметь набор секций разного диаметра, т.к. по условиям доставки каждая последующая секция по диаметру должна быть меньше предыдущей. Casing support sectioning requires a significant number of transport trolleys when delivering sections to the place of work. Another disadvantage is the high complexity of the delivery of the support sections in the face and install them. In addition, you must have a set of sections of different diameters, because under the terms of delivery, each subsequent section in diameter should be less than the previous one.

Известен проходческий щитовой агрегат, состоящий из головной и хвостовой секций, соединенных между собой цилиндрами поворота головной секции и подтягивания хвостовой секции, а также передвижной энергоблок (авт.св. N 1668678, кл. Е 21 D 9/06, 1989). Головная секция снабжена исполнительным органом и винтовыми направляющими, закрепленными на наружной поверхности, а хвостовая секция снабжена продольными направляющими. Хвостовая секция может быть оборудована механизмами возведения крепи или соединяться с механизированной штрековой крепью. Однако возможности применения агрегата для проходки выработок по завалам при горноспасательных работах сдерживаются тем, что в практике отсутствуют механизированные штрековые крепи для спасательных работ и проходку выработок по завалам, как правило, ведут с использованием индивидуальных или комплектных крепей вручную. Учитывая специфику горноспасательных работ, основным требованием к проходческому оборудованию следует считать высокую скорость проходки по обрушившемся породам, т.е. проходческий агрегат должен иметь технологическое оборудование, не ограничивающее возможности исполнительного органа по скорости проходки. В предложенной конструкции агрегата для проходки выработок по завалам основным технико-экономическим преимуществом является то, что крепление образуемого прохода осуществляется при полном совмещении с процессом проходки и сам процесс крепления производится за счет продвижения выемочной машины. A well-known tunneling shield assembly, consisting of a head and a tail section, interconnected by cylinders for turning the head section and pulling the tail section, as well as a mobile power unit (ed. St. N 1668678, class E 21 D 9/06, 1989). The head section is equipped with an executive body and screw guides mounted on the outer surface, and the tail section is equipped with longitudinal guides. The tail section can be equipped with mechanisms for erecting lining or connected with a mechanized shtrekovy lining. However, the possibility of using the unit for driving mine workings through the rubble during mine rescue operations is constrained by the fact that in practice there are no mechanized drift supports for rescue operations and mining of mine workings through the rubble is usually carried out using individual or complete supports manually. Given the specifics of mining and rescue operations, the main requirement for tunneling equipment should be considered a high rate of penetration through collapsed rocks, i.e. the sinking unit must have technological equipment that does not limit the ability of the executive body in terms of sinking speed. In the proposed design of the unit for driving the workings through the rubble, the main technical and economic advantage is that the formed passage is fastened in full combination with the tunneling process and the fastening process itself is carried out by moving the excavating machine.

Агрегат для проведения выработок по завалу содержит винтоповоротную проходческую машину, крепь и энергоблок. Новым в конструкции является выполнение крепи и связь ее с проходческой машиной. Крепь выполнена из упругой полосы, уложенной в виде телескопической спирали, и снабженной двумя гильзами, одна из которых прикреплена к торцу наружного витка спирали и снабжена кронштейнами для фиксации в выработке, а другая прикреплена к торцу последнего витка спирали и снабжена байонетными пазами. Каждый виток упругой полосы в спирали выполнен с одной стороны со стопорами, а с другой стороны с соответствующими им пазами для стопоров. Хвостовая секция винтоповоротной проходческой машины снабжена стыковочными модулем для соединения с гильзой на последнем витке спирали, установленным с возможностью поворота. Стыковочный модуль выполнен в виде двух коаксиальных обойм с телами качения между ними и радиальными штифтами на внутренней обойме, соответствующими байонетным пазам на гильзе последнего витка спирали. The block for conducting workings in the blockage contains a screw-turning tunneling machine, a support and a power unit. New in the design is the implementation of the lining and its connection with the tunneling machine. The support is made of an elastic strip laid in the form of a telescopic spiral, and equipped with two sleeves, one of which is attached to the end of the outer coil of the spiral and is equipped with brackets for fixing in the excavation, and the other is attached to the end of the last coil of the spiral and equipped with bayonet grooves. Each coil of an elastic strip in a spiral is made on the one hand with stoppers, and on the other hand with corresponding grooves for stoppers. The tail section of the rotary tunneling machine is equipped with a docking module for connection with a sleeve on the last turn of the spiral, mounted for rotation. The docking module is made in the form of two coaxial cages with rolling bodies between them and radial pins on the inner casing, corresponding to the bayonet grooves on the sleeve of the last coil of the spiral.

Использование ввинчивающейся завалопроходческой машины, например по авт. св. N 1668678 обеспечивает безотпорное перемещение ограждающего щита, достигаемое наружным винтовым движителем. При этом выигрыш в силе достигает 10-кратной величины, а значит можно использовать менее громоздкие привода, обеспечивая компоновку таким образом, чтобы сохранить полым внутреннее пространство. Последнее обстоятельство крайне необходимо для доступа к забою горнорабочего, выполнения им дезинтеграционных работ и визуального наблюдения за ходом образования прохода. The use of a screw-in blocking machine, for example by author. St. N 1668678 ensures the safe movement of the enclosure achieved by an external screw propulsion. At the same time, the gain in force reaches 10 times the value, which means that you can use less bulky drives, providing the layout in such a way as to preserve the hollow interior space. The latter circumstance is extremely necessary for access to the face of the miner, disintegration work and visual observation of the passage formation.

Винтовые движители обладают тяговой способностью. Это их свойство использовано для телескопического наращивания длины постоянной крепи прохода непосредственно за хвостовой секцией самой машины. Propeller thrusters have traction ability. This property of them was used for telescopic extension of the length of the lining of the passage directly behind the tail section of the machine itself.

Витки спиральной телескопической крепи при их вытягивании проворачиваются относительно продольной оси. Поэтому для снижения потерь на трение и обеспечения нормального функционирования стык крепи с хвостовой секцией машины выполнен в виде шарикоопорного модуля из двух обойм с телами качения между ними и короткими радиальными шипами. При этом диаметральный размер крепи выдерживается калибрующими гильзами на наружном и последнем витках спирали. The turns of a spiral telescopic lining when they are pulled are rotated relative to the longitudinal axis. Therefore, to reduce friction losses and ensure normal functioning, the lining joint with the tail section of the machine is made in the form of a ball-bearing module of two cages with rolling bodies between them and short radial spikes. In this case, the diametrical size of the lining is maintained by calibrating sleeves on the outer and last turns of the spiral.

Положительный эффект применения в завалопроходческом агрегате спиральной телескопической крепи достигается еще и тем, что сопротивление при ее телескопическом удлинении постоянно и соизмеримо с сопротивлением на протягивание одной секции обсадной крепи, так как, например, при возобновлении телескопического удлинения крепи прирост этот достигается за счет незначительного выдвижения витков относительно ранее огражденного крепью протяженного участка. A positive effect of the use of a spiral telescopic lining in the blocking unit is also achieved by the fact that the resistance during its telescopic extension is constant and commensurate with the resistance to pulling one section of the casing lining, since, for example, when renewing the telescopic extension of the lining, this increase is achieved due to the slight extension of the turns relatively previously enclosed by the lining of an extended section.

Следует также отметить, что применение предложенного агрегата позволяет использовать для доставки крепи всего одну транспортную платформу, так как для ограждения прохода длиной 25 30 м крепь, благодаря своей конструкции, по транспортной длине не превышает 3 м при диаметре 1,0 м. При необходимости транспорта крепи через ранее закрепленный участок стальная полоса может быть уложена в плоскую спираль такого наружного диаметра, который позволит свободно транспортировать ее через самое узкое место крепи. It should also be noted that the use of the proposed unit allows the use of only one transport platform for supporting the lining, since for the enclosure of the passage 25-30 m long, the lining, thanks to its design, does not exceed 3 m in transport length with a diameter of 1.0 m. If necessary, transport lining through a previously fixed section, a steel strip can be laid in a flat spiral of such an outer diameter that will allow it to be freely transported through the narrowest point of the lining.

На фиг. 1 показана общая схема агрегата для проведения выработок по завалу; на фиг. 2 вид А на фиг. 2 крепи сбоку в рабочем положении; на фиг. 3 вид крепи со стороны наружной калибрующей гильзы; на фиг. 4 стыковочный модуль в разрезе; на фиг. 5 вид агрегата при ведении проходческих работ; на фиг. 6 закрепленный проход в завале (в плане). In FIG. 1 shows the general scheme of the unit for conducting workings in the blockage; in FIG. 2, view A in FIG. 2 support on the side in the working position; in FIG. 3 view of the support from the side of the external calibrating sleeve; in FIG. 4 docking module in section; in FIG. 5 type of unit for tunneling; in FIG. 6 fixed passage in the blockage (in the plan).

Агрегат для проведения выработок по завалу содержит винтоповоротную проходческую машину 1, состоящую из головной винтовой секции 2, сопряженной с нею хвостовой секцией 3, исполнительного органа 4 и стыковочного шарикоопорного модуля 5, соединенного с хвостовой секцией, кассету крепи 6 с наружной 7 и внутренней 8 калибрующими гильзами манипулятор 9, скрепеpную лебедку 10 со скрепером 11, энергоблок 12, технологические тележки 13 и распорные стойки 14. Кассета крепи выполнена из полосы упругого материала, например из стали, уложенного в виде плоской телескопической спирали, а калибрующие гильзы 7, 8 закреплены соответственно на торцах наружного и внутреннего витков. The block for conducting workings in the blockage contains a screw-rotary sinking machine 1, consisting of a head screw section 2, conjugated to it with a tail section 3, an actuator 4 and a docking ball bearing module 5 connected to the tail section, a support cassette 6 with an outer 7 and an inner 8 gauge sleeves manipulator 9, scraper winch 10 with scraper 11, power unit 12, technological trolleys 13 and spacer racks 14. The cassette support is made of a strip of elastic material, such as steel, laid in the form of a flat telescopic spiral, and calibrating sleeves 7, 8 are mounted respectively on the ends of the outer and inner turns.

Малая калибрующая гильза 8 имеет с одного конца байонетные пазы 15, а с другой две диаметрально расположенные соединительные цепи 16. Аналогичные цепи имеет и гильза 7. The small calibrating sleeve 8 has bayonet grooves 15 at one end and two diametrically connected connecting chains 16. The sleeve 7 has similar chains.

Внутри кассеты 6 со стороны кассеты 7 установлены стопора 17, а каждый виток со стороны, противоположной креплению стопора, имеет паз 18, длинная сторона которого параллельна стороне полосы. Большая калибрующая кассета оснащена проушинами 19. Шарикоопорный модуль 5, выполнен в виде двух коаксиальных обойм с телами качения между ними и радиальными стопорными штифтами 20 на внутренней обойме для размещения в байонетных пазах на гильзе крепи. A stopper 17 is installed inside the cartridge 6 from the side of the cartridge 7, and each turn on the side opposite to the fastener of the stopper has a groove 18, the long side of which is parallel to the side of the strip. The large calibrating cartridge is equipped with eyes 19. The ball bearing module 5 is made in the form of two coaxial cages with rolling bodies between them and radial locking pins 20 on the inner casing for placement in bayonet grooves on the roof support.

Работа агрегата для проходки выработок по завалу осуществляется следующим образом. На участке начала прохода монтируется проходческая машина 1. Для этого формируется небольшая выемка, в которую манипулятором 9 помещается машина и ее секции 2 и 3 засыпаются снаружи породой завала. Со стороны хвостовой секции 3 тем же манипулятором вплотную к машине укладывается кассета телескопической крепи 6. Ее малая калибрующая гильза 8 посредством байонетных пазов 15 вводится в стопора 20 машины, проворачивается на некоторый угол и фиксируется в таком положении винтами. Распорные стойки 14 устанавливаются в проушины 19 большой калибрующей гильзы 7 и распираются в выработке. По продольной оси машины 1 и крепи 6 устанавливается скреперная лебедка 10 и анкеруется к почве. Обводной блок 21 лебедки закрепляется внутри головной секции 2. исполнительные механизмы комплекса подключаются к энергоблоку 12. В таком состоянии комплекс готов к работе. The operation of the unit for driving workings through the blockage is as follows. At the beginning of the passage, a tunneling machine 1 is mounted. For this, a small recess is formed in which the machine is placed by the manipulator 9 and its sections 2 and 3 are filled up outside with the rock of the blockage. From the side of the tail section 3, with the same manipulator, a telescopic support cassette 6 is laid close to the machine. Its small gauge sleeve 8 is inserted into the stopper 20 of the machine by means of bayonet grooves 15, is rotated through an angle and fixed in this position by screws. Spacer racks 14 are installed in the lugs 19 of a large calibrating sleeve 7 and burst in the excavation. A scraper winch 10 is installed along the longitudinal axis of the machine 1 and lining 6 and anchored to the soil. The winch bypass block 21 is fixed inside the head section 2. The actuators of the complex are connected to the power unit 12. In this state, the complex is ready for operation.

Для работы достаточно включить привод машины 1. Под его действием винтовая секция 2 начнет ввинчиваться в завал. При этом исполнительный орган 4 разрабатывает породу завала и сдвигает ее внутрь машины. Хвостовая секция 3 воспринимает реактивные усилия и одновременно увлекается за секцией 2. Включением лебедки 10 осуществляется перемещение скрепера 11 в винтовую секцию 2, захват отделенного объема породы и выдача ее на разгрузочную площадку вне прохода. For operation, it is enough to turn on the drive of the machine 1. Under its action, the screw section 2 will begin to screw into the blockage. In this case, the executive body 4 develops the rock of the blockage and shifts it inside the machine. The tail section 3 takes up reactive forces and at the same time is carried away by section 2. Turning on the winch 10 moves the scraper 11 into the screw section 2, captures the separated volume of the rock and issues it to the unloading platform outside the aisle.

По мере заглубления машины 1 в завал она посредством стыковочного модуля 5 и цепей 16 начинает вытягивать первый виток кассеты 6, а он в согласованной последовательности остальные. Таким образом обеспечивается неразрывное ограждение создаваемого прохода непосредственно за временной крепью, роль которой выполняют оболочки секций 2 и 3. As the machine 1 is deepened into the blockage, by means of the docking module 5 and chains 16, it begins to pull the first turn of the cartridge 6, and it rests in the agreed sequence. In this way, an inextricable fence of the created passage directly behind the temporary support is provided, the role of which is played by the shells of sections 2 and 3.

Телескопическое вытягивание витков сопровождается круговым смещением начала полосы в спирали крепи, то есть проворотом гильзы 8. Если не обеспечить эту возможность, то крепь будет неработоспособной. Именно эту задачу решает шарикоопорный стыковочный модуль 5. Цепи 16 ограничивают ход витков в калибрующих гильзах 7 и 8. Telescopic extension of the turns is accompanied by a circular shift of the beginning of the strip in the lining spiral, that is, by turning the sleeve 8. If this is not provided, the lining will be inoperative. The ball-bearing docking module 5 solves this problem. Chains 16 limit the turn of the turns in the calibrating sleeves 7 and 8.

В таком режиме ведется образование прохода. При этом секции 2 и 3 предотвращают вывалообразование и сползание разрыхленного массива внутрь машины и заштыбовку ее исполнительного органа. Ввинчивание секции 2 и работа исполнительного органа взаимообусловлены. Вместе с тем, внутреннее пространство машины 1 свободно, так как рабочие характеристики на исполнительный орган передаются самой цилиндрической оболочкой ограждения секций. При необходимости осмотра забоя и в целом прохода горнорабочий может свободно проникнуть к нему. In this mode, the passage is formed. In this case, sections 2 and 3 prevent the dumping and sliding of the loosened massif into the machine and the filling of its executive body. Screwing in section 2 and the work of the executive body are interdependent. At the same time, the internal space of the machine 1 is free, since the operating characteristics are transmitted to the executive body by the cylindrical shell of the section guard. If it is necessary to inspect the face and the passage as a whole, the miner can freely penetrate it.

После вытяжки на заданную величину стопора 17 входят в пазы 18 и исключают дальнейшее "раскрытие" спирали кассеты. Для учета углового смещения стопоров и надежного их срабатывания пазы 18 продолговаты и параллельны сторонам витков. After drawing to a predetermined value, the stoppers 17 enter the grooves 18 and exclude further "opening" of the cartridge spiral. To account for the angular displacement of the stoppers and their reliable operation, the grooves 18 are oblong and parallel to the sides of the turns.

По завершении прохода машина отсоединяется от крепи и откатывается в сторону. Для образования последующего прохода машины 1 укладывается на технологические тележки 13 и доставляется до подошвы завала. Кассета крепи 6 свертывается до такого диаметра, чтобы она могла пройти сквозь ранее установленную крепь в самом ее узком месте. Этот размер фиксируется. Затем кассета провозится на технологической тележке 13 сквозь проход, доставляется к следующему завалу, приводится до размера калибрующих гильз и стыкуется к машине. Выполняются другие вышеописанные работы и агрегат может проходить очередной завал. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 At the end of the passage, the machine is disconnected from the lining and rolled back to the side. For the formation of the subsequent passage of the machine 1 is placed on the technological carts 13 and delivered to the bottom of the blockage. The lining cassette 6 is rolled up to such a diameter that it can pass through the previously installed lining in its narrowest place. This size is fixed. Then the cassette is transported on a technological trolley 13 through the passage, delivered to the next blockage, reduced to the size of the calibrating shells and docked to the machine. The other work described above is performed and the unit may go through another blockage. YYY2 YYY4

Claims

1. The unit for conducting workings in the blockage, comprising a screw-rotary tunneling machine with a head and tail sections, a support and a mobile power unit, characterized in that the support is made of an elastic strip laid in the form of a telescopic spiral and two sleeves, one of which is attached to the end of one the outermost turn of the spiral and is made with brackets for fixing in the working, and the other is attached to the end face of the other extreme spiral and is made with bayonet grooves, each coil of the elastic strip in the spiral is made with one First side with stoppers, and the other with grooves for stoppers, the tail section vintopovorotnoy tunneling machine provided with a rotatably mounted docking module for connection with the sleeve, on which the bayonet slots.

2. The assembly according to claim 1, characterized in that the docking module is made in the form of coaxial clips with rolling bodies between them and radial pins on the inner clip for placement in bayonet grooves on the liner.