RU210029U1

RU210029U1 - Suspended tunneling machine

Info

Publication number: RU210029U1
Application number: RU2021132545U
Authority: RU
Inventors: Виктор Прокопьевич Тациенко; Анатолий Алексеевич Мешков; Дмитрий Викторович Царев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Управление горного сервиса"
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Полезная модель относится к горному делу и может быть использована в составе проходческих комплексов для проведения вспомогательных горных выработок без использования монтажной ниши, в условиях повышенных требований по взрыво-искробезопасности. Увеличивается безопасность проходческих работ во взрывоопасной воздушной среде путем использования гидравлического привода всего оборудования и обеспечения ударного породоразрушающего воздействия для разрушения забоя в стесненных размерами горной выработки условиях. Имеются подвешенные на несколько параллельных между собой балок, распределенных в плоскости, перпендикулярной направлению движения, с возможностью перемещения по ним вдоль проходческой горной выработки каретка с ходовым оборудованием и манипулятором с гидравлическим приводом, системой их управления, общими для них маслобаком и насосной установкой. На манипуляторе расположен гидромолот с возможностью позиционирования породоразрушающего воздействия по поверхности забоя и передвижения в направлении к забою. Привод манипулятора осуществлен с помощью гидроцилиндров. Ходовое оборудование выполнено шагающим путем разделения каретки на две подвижные друг относительно друга части, оснащенные гидравлическими захватами к балкам. Гидравлические захваты выполнены с возможностью чередования приведения их в действие. Имеется тяговый гидроцилиндр для изменения расстояния между подвижными друг относительно друга частями каретки. 3 ил.The utility model relates to mining and can be used as part of tunneling complexes for auxiliary mining without the use of a mounting niche, under conditions of increased requirements for explosion and spark safety. The safety of tunneling operations in an explosive air environment is increased by using the hydraulic drive of all equipment and providing shock rock-cutting action to destroy the face in the conditions constrained by the size of the mine working. There are suspended on several beams parallel to each other, distributed in a plane perpendicular to the direction of movement, with the possibility of moving along them along the tunneling excavation, a carriage with running equipment and a hydraulically driven manipulator, their control system, a common oil tank and a pumping unit. A hydraulic hammer is located on the manipulator with the possibility of positioning the rock-cutting action along the surface of the face and moving towards the face. The drive of the manipulator is carried out with the help of hydraulic cylinders. The running equipment is made walking by dividing the carriage into two parts movable relative to each other, equipped with hydraulic grippers to the beams. Hydraulic grips are made with the possibility of alternating actuating them. There is a traction hydraulic cylinder for changing the distance between the parts of the carriage moving relative to each other. 3 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к горному делу и может быть использована в составе проходческих комплексов для проведения вспомогательных горных выработок без использования монтажной ниши, в условиях повышенных требований по взрыво-искробезопасности, например при проходке сбоек между штреками.The proposed utility model relates to mining and can be used as part of tunneling systems for auxiliary mining without the use of a mounting niche, under conditions of increased requirements for explosion and spark safety, for example, when driving failures between drifts.

Известен подвесной проходческий породоразрушающий агрегат, предназначенный для работы в составе очистного механизированного комплекса. Имеется подвешенный к верхняку секции крепи с возможностью перемещения вместе с ним в направлении забоя манипулятор, на котором расположен исполнительный орган в виде гидромолота с возможностью позиционирования породоразрушающего воздействия по поверхности забоя и рабочего хода в направлении к забою. Привод манипулятора и исполнительного органа, а также механизма передвижения секции крепи выполнен гидравлическим, (пат. РФ на полезную модель №184573, МПК E21D 23/04, опубл. 30.10.2018, бюл. №31).Known suspended tunneling rock-cutting unit, designed to work as part of a clearing mechanized complex. There is a manipulator suspended from the top of the support section with the ability to move along with it in the direction of the bottom, on which the executive body is located in the form of a hydraulic hammer with the possibility of positioning the rock-cutting effect on the surface of the bottom and the working stroke in the direction of the bottom. The drive of the manipulator and the executive body, as well as the mechanism for moving the support section, is hydraulic (RF patent for utility model No. 184573, IPC E21D 23/04, publ. 30.10.2018, bull. No. 31).

Данная конструкция позволяет применять безопасный гидравлический привод всего оборудования, которое занимает почти все рабочее пространство по высоте горной выработки. Однако, недостатком данной конструкции является то, что подвешивание манипулятора с исполнительным органом к кровле посредством верхняка секции крепи, который опирается на почву, затрудняет использование агрегата при проведении проходческих горных выработок и обуславливает необходимость использования монтажной ниши, когда требуется проведение тупиковой горной выработки, особенно в стесненных размерами горной выработки условиях.This design allows the use of a safe hydraulic drive of all equipment, which occupies almost the entire working space along the height of the mine working. However, the disadvantage of this design is that the suspension of the manipulator with the executive body to the roof by means of the top of the support section, which rests on the soil, makes it difficult to use the unit during tunneling and necessitates the use of a mounting niche when dead-end mining is required, especially in conditions constrained by the size of the mine working.

Известен подвесной проходческий породоразрушающий агрегат, предназначенный для проходческих работ буровзрывным способом. Имеются подвешенные на продольные направляющие с возможностью перемещения по ним вдоль проходческой горной выработки каретка с ходовым оборудованием и манипулятором, на котором расположен исполнительный орган с возможностью позиционирования породоразрушающего воздействия по поверхности забоя и передвижения в направлении к забою, а также привод ходового оборудования, манипулятора и исполнительного органа с системой их управления. Исполнительный орган представляет собой устройство для бурения взрывных шпуров, (а. с. СССР №582393, МПК Е21С 11/02, опубл. 30.11.1977, бюл. №44).Known suspended tunneling rock-cutting unit, designed for tunneling drilling and blasting. There are a carriage suspended on longitudinal guides with the ability to move along them along the tunneling excavation with running equipment and a manipulator, on which the executive body is located with the possibility of positioning the rock-cutting effect on the surface of the face and moving towards the face, as well as the drive of the running equipment, the manipulator and the executive body with their management system. The executive body is a device for drilling explosive holes, (AS USSR No. 582393, IPC E21C 11/02, publ. 11/30/1977, bull. No. 44).

Недостатком является то, что данная конструкция не обеспечивает использование взрыво-искробезопасного способа ведения проходческих работ, так как предназначена для ведения буровзрывных работ.The disadvantage is that this design does not provide the use of an explosion-sparking method of tunneling, as it is intended for drilling and blasting.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение безопасности проходческих работ во взрывоопасной воздушной среде путем использования гидравлического привода всего оборудования и обеспечения ударного породоразрушающего воздействия для разрушения забоя в стесненных размерами горной выработки условиях.The objective of the invention is to increase the safety of tunneling operations in an explosive air environment by using a hydraulic drive of all equipment and providing shock rock-cutting effects to destroy the face in confined mine workings.

Для достижения указанного технического результата в подвесном проходческом породоразрушающий агрегате, содержащем подвешенные на продольные направляющие с возможностью перемещения по ним вдоль проходческой горной выработки каретку с ходовым оборудованием и манипулятором, на котором расположен исполнительный орган с возможностью позиционирования породоразрушающего воздействия по поверхности забоя и передвижения в направлении к забою, а также привод ходового оборудования, манипулятора и исполнительного органа с системой их управления, применены следующие новые признаки.To achieve the specified technical result in a suspended tunneling rock-cutting unit, containing suspended on longitudinal guides with the ability to move along them along the tunneling mine workings, a carriage with running equipment and a manipulator, on which the executive body is located with the possibility of positioning the rock-cutting effect on the surface of the face and movement in the direction to face, as well as the drive of the running equipment, the manipulator and the executive body with their control system, the following new features have been applied.

Привод ходового оборудования, манипулятора и исполнительного органа выполнен гидравлическим с общими для них маслобаком и насосной установкой, расположенными на каретке. В качестве исполнительного органа использован гидромолот. Привод манипулятора осуществлен с помощью гидроцилиндров. Продольные направляющие представляют собой несколько параллельных между собой балок, распределенных в плоскости, перпендикулярной направлению движению. Ходовое оборудование выполнено шагающим путем разделения каретки на две подвижные друг относительно друга части, оснащенные гидравлическими захватами к балкам с возможностью чередования приведения их в действие и тяговым гидроцилиндром для изменения расстояния между ними.The drive of the running equipment, the manipulator and the executive body is made hydraulic with a common oil tank and a pumping unit located on the carriage. A hydraulic hammer is used as an executive body. The drive of the manipulator is carried out with the help of hydraulic cylinders. Longitudinal guides are several beams parallel to each other, distributed in a plane perpendicular to the direction of movement. The running equipment is made walking by dividing the carriage into two parts movable relative to each other, equipped with hydraulic grippers to the beams with the possibility of alternating actuating them and a traction hydraulic cylinder for changing the distance between them.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен подвесной проходческий породоразрушающий агрегат, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - принципиальная гидравлическая схема привода.The proposed utility model is illustrated in the drawings, where in Fig. 1 shows a suspended tunneling rock cutting unit, side view; in fig. 2 is a section along A-A in Fig. one; in fig. 3 is a schematic hydraulic diagram of the drive.

Подвесной проходческий породоразрушающий агрегат содержит подвешенную на продольные направляющие, представляющие собой несколько параллельных между собой балок 1, распределенных в плоскости, перпендикулярной направлению движению, с возможностью перемещения по ним вдоль проходческой горной выработки каретку 2 с ходовым оборудованием и манипулятором.Suspended tunneling rock-cutting unit contains a carriage 2 suspended on longitudinal guides, which are several beams 1 parallel to each other, distributed in a plane perpendicular to the direction of movement, with the possibility of moving along them along the tunneling excavation carriage 2 with running equipment and a manipulator.

На манипуляторе расположен исполнительный орган в виде гидромолота 3 с возможностью позиционирования породоразрушающего воздействия по поверхности забоя и передвижения в направлении к забою. Для этого манипулятор, в частном случае, имеет шарнирно-сочлененные имеющие возможность поворота в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндров звенья 4 и 5, одно из которых (звено 5) присоединено к поворотному кронштейну 6, а другое (звено 4) совмещено с гидромолотом 3. Звено 5 манипулятора, присоединенное поворотному кронштейну 6, выполнено с телескопической раздвижностью при помощи гидроцилиндра 7 для телескопической раздвижности, что обеспечивает локальные передвижения гидромолота 3 в направлении к забою. Для привода манипулятора также использованы гидроцилиндры 8 и 9 поворота звеньев 4 и 5 в вертикальной плоскости и гидроцилиндр 10 его поворота в горизонтальной плоскости.On the manipulator there is an executive body in the form of a hydraulic hammer 3 with the possibility of positioning the rock-cutting effect on the surface of the face and moving towards the face. To do this, the manipulator, in a particular case, has articulated links 4 and 5 that can be rotated in a vertical plane with the help of hydraulic cylinders, one of which (link 5) is attached to the swivel bracket 6, and the other (link 4) is combined with the hydraulic hammer 3. The link 5 of the manipulator, attached to the swivel bracket 6, is made with telescopic extension using a hydraulic cylinder 7 for telescopic extension, which ensures local movement of the hydraulic hammer 3 towards the bottom. To drive the manipulator, hydraulic cylinders 8 and 9 for turning links 4 and 5 in the vertical plane and hydraulic cylinder 10 for turning it in the horizontal plane are also used.

На каретке 2 также расположены гидравлический привод ходового оборудования, манипулятора и исполнительного органа в виде гидромолота 3 с системой их управления и с общими для них маслобаком 11 и насосной установкой 12.On the carriage 2 there is also a hydraulic drive of the running equipment, a manipulator and an executive body in the form of a hydraulic hammer 3 with their control system and with a common oil tank 11 and a pumping unit 12.

Ходовое оборудование выполнено шагающим путем разделения каретки 2 на две подвижные друг относительно друга части, оснащенные гидравлическими захватами к балкам 1 с возможностью чередования приведения их в действие и тяговым гидроцилиндром 13 для изменения расстояния между ними. Гидравлические захваты, в частном случае, имеют по одной пластине 14, способные прижиматься к балкам 1 при помощи индивидуальных гидропатронов 15.The running equipment is made walking by dividing the carriage 2 into two parts movable relative to each other, equipped with hydraulic grippers to the beams 1 with the possibility of alternating actuating them and a traction hydraulic cylinder 13 to change the distance between them. Hydraulic grippers, in a particular case, have one plate 14 each, capable of being pressed against the beams 1 with the help of individual hydraulic chucks 15.

Привод ходового оборудования, манипулятора и гидромолота 3 имеет систему управления, которая выполнена гидравлической с гидрораспределителями 16, 17, 18 и 19 для управления манипулятором и соответственно гидроцилиндрами 7, 8, 9 и 10 с гидрозамками 20, 21, 22 и 23. Система управления также имеет гидрораспределитель 24 для приведения в действие гидромолота 3, гидрораспределитель 25 для управления гидроцилиндром 13 и гидрораспределитель 26 разгрузки насосной установки 12. Возможность чередования приведения в действие гидравлических захватов обеспечена применением гидрораспределителя 27 управления двумя гидропатронами 15, который исключает их одновременное действие. Система управления также может быть оснащена пультом управления 28 приводом ходового оборудования, манипулятора и гидромолота 3. Пульт управления 28 может быть выполнен подвешенным к каретке 2 (как показано на фиг. 1) или выносным.The drive of the undercarriage, manipulator and hydraulic hammer 3 has a control system, which is made hydraulic with hydraulic valves 16, 17, 18 and 19 to control the manipulator and, accordingly, hydraulic cylinders 7, 8, 9 and 10 with hydraulic locks 20, 21, 22 and 23. The control system is also has a hydraulic distributor 24 for actuating the hydraulic hammer 3, a hydraulic distributor 25 for controlling the hydraulic cylinder 13 and a hydraulic distributor 26 for unloading the pumping unit 12. The possibility of alternating actuation of the hydraulic grippers is provided by the use of a hydraulic distributor 27 for controlling two hydraulic cartridges 15, which excludes their simultaneous action. The control system can also be equipped with a control panel 28 for the drive of the undercarriage, a manipulator and a hydraulic hammer 3. The control panel 28 can be made suspended from the carriage 2 (as shown in Fig. 1) or remote.

Балки 1, в частном случае, закреплены к кровле захватами 29 к поперечным балкам 30, закрепленным к горной породе при помощи анкеров 31.Beams 1, in a particular case, are fixed to the roof with grips 29 to transverse beams 30, fixed to the rock with anchors 31.

Работает подвесной проходческий породоразрушающий агрегат следующим образом.Operates suspended tunneling rock-cutting unit as follows.

При необходимости проходки сбойки между штреками к кровле одного из штреков закрепляют балки 30 с помощью анкеров 31, затем захватами 29 закрепляют балки 1, располагая их параллельно направлению проходки сбойки. На балки 1 подвешивают каретку 2 с манипулятором, ходовым оборудованием, гидромолотом 3 и их приводом с системой управления. При этом подвешенное оборудование может располагаться над коммуникациями, расположенными в штреке.If it is necessary to drive a break between the drifts, the beams 30 are fixed to the roof of one of the drifts with the help of anchors 31, then the beams 1 are fixed with grippers 29, placing them parallel to the direction of driving the break. On the beams 1 hang the carriage 2 with a manipulator, undercarriage, hydraulic hammer 3 and their drive with a control system. In this case, the suspended equipment can be located above the communications located in the roadway.

Для позиционирования гидромолота 3 и введения его в контакт с забоем сбойки гидрораспределитель 26 переводят в положение, при котором рабочая жидкость попадает к гидрораспределителям 16, 17, 18 и 19, с помощью которых управляя гидроцилиндрами 7, 8, 9 и 10 производят необходимое перемещение гидромолота 3 и прижимают его к горной породе. Гидрозамки 20, 21, 22 и 23 способны запирать полости гидроцилиндров 7, 8, 9 и 10, предотвращая их самопроизвольное передвижение. При этом один из гидропатронов 15 прижимает пластину 14 к балке 1 и приводит в действие гидрозахват одной из частей каретки 2, а гидроцилидр 13 при помощи гидрораспределителя 25 является запертым, что предотвращает перемещение каретки 2 вдоль балок 1. После этого с помощью гидрораспределителя 24 приводят в действие гидромолот 3 и управляя одним или несколькими гидроцилиндрами 7, 8 и 9, с помощью гидрораспределителей 16, 17 и 18, соответственно, осуществляют передвижение гидромолота 3 в направлении к разрушаемой горной породе. Затем гидромолот 3 переводят в другое положение, позиционируя его по поверхности забоя и приводят в действие аналогичным способом и передвигая к забою с помощью гидроцилиндра 7, управляя гидрораспределителем 16.To position the hydraulic hammer 3 and bring it into contact with the bottom of the hitch, the hydraulic distributor 26 is transferred to a position in which the working fluid enters the hydraulic distributors 16, 17, 18 and 19, with the help of which, by controlling the hydraulic cylinders 7, 8, 9 and 10, the necessary movement of the hydraulic hammer 3 is performed and press it against the rock. Hydraulic locks 20, 21, 22 and 23 are able to lock the cavity of the hydraulic cylinders 7, 8, 9 and 10, preventing their spontaneous movement. In this case, one of the hydraulic cartridges 15 presses the plate 14 against the beam 1 and activates the hydraulic grip of one of the parts of the carriage 2, and the hydraulic cylinder 13 is locked with the help of the hydraulic valve 25, which prevents the carriage 2 from moving along the beams 1. After that, using the hydraulic distributor 24, they are brought into the action of the hydraulic hammer 3 and by controlling one or more hydraulic cylinders 7, 8 and 9, with the help of hydraulic distributors 16, 17 and 18, respectively, the hydraulic hammer 3 is moved in the direction of the rock to be destroyed. Then the hydraulic hammer 3 is transferred to another position, positioning it along the surface of the face and actuated in a similar way and moving to the face with the help of the hydraulic cylinder 7, controlling the hydraulic distributor 16.

После того, как поверхность забоя разрушена на расстояние максимальной телескопической раздвижности звена 5 манипулятора производят перемещение каретки 2 вдоль балок 1. Для этого применяют шагающее ходовое оборудование. Гидрораспределителем 27 приводят в действие гидрозахват одной из частей каретки 2, прижимая гидропатроном 15 пластину 14 к балкам 1, и, управляя гидрораспределителем 25, гидроцилиндром 13 передвигают другую часть каретки 2 вдоль балок 1. Затем, при необходимости передвигаться дальше, приводят в действие гидрозахват передвинутой части каретки 2, отпуская гидрозахват другой отстающей части каретки 2 с помощью гидрораспределителя 27, и подтягивают ее гидроцилиндром 13. После передвижения на необходимое расстояние гидрораспределитель 25 переводят в запирающее полости гидроцилиндра 13 нейтральное положение и производят дальнейшее разрушение горной породы забоя сбойки.After the surface of the face is destroyed to the distance of the maximum telescopic extension of the link 5 of the manipulator, the carriage 2 is moved along the beams 1. For this, walking running equipment is used. The hydraulic distributor 27 activates the hydraulic grip of one of the parts of the carriage 2, pressing the plate 14 against the beams 1 with the hydraulic cartridge 15, and by controlling the hydraulic distributor 25, the hydraulic cylinder 13 moves the other part of the carriage 2 along the beams 1. Then, if necessary, to move further, the hydraulic grip of the moved parts of the carriage 2, releasing the hydraulic grip of the other lagging part of the carriage 2 with the help of the hydraulic distributor 27, and pull it up with the hydraulic cylinder 13. After moving to the required distance, the hydraulic distributor 25 is transferred to the neutral position that locks the cavity of the hydraulic cylinder 13 and further destruction of the rock of the bottom of the failure.

Так как применено несколько параллельных между собой балок 1, распределенных в плоскости, перпендикулярной направлению движению, обеспечивается устойчивость каретки от нагрузок, вызванных реакцией забоя проходческой выработки от усилий прижатия к нему гидромолота 3, когда направление его действия непараллельно направлению балок 1.Since several parallel beams 1 are used, distributed in a plane perpendicular to the direction of movement, the stability of the carriage is ensured from loads caused by the reaction of the bottom of the tunneling working from the forces of pressing the hydraulic hammer 3 against it, when the direction of its action is not parallel to the direction of the beams 1.

Разрушение горной породы гидромолотом 3 происходит с малой длиной трения по ней породаразрушающего инструмента за счет применения ударов, что уменьшает вероятность нагрева инструмента до высоких температур. Использование полностью гидравлического привода управления манипулятором, ходовым оборудованием и исполнительным органом (гидромолотом 3), в отличие от механического привода, исключает необходимость использования электродвигателей для выполнения отдельных рабочих процессов, а значит множества электрических кабелей и соединений. А подвешенное к кровле горной выработки оборудование освобождает рабочее пространство для размещения под ним другого необходимого оборудования, например транспортных машин. Таким образом, происходит увеличение безопасности проходческих работ во взрывоопасной воздушной среде в стесненных размерами горной выработки условиях.The destruction of the rock by the hydraulic hammer 3 occurs with a small length of friction along it of the rock-destroying tool due to the use of impacts, which reduces the likelihood of heating the tool to high temperatures. The use of a fully hydraulic drive for controlling the manipulator, running equipment and the executive body (hydraulic hammer 3), in contrast to a mechanical drive, eliminates the need to use electric motors to perform individual work processes, which means a lot of electrical cables and connections. And the equipment suspended from the roof of the mine working frees up the working space for placing other necessary equipment under it, such as transport vehicles. Thus, there is an increase in the safety of tunneling operations in an explosive air environment in conditions constrained by the size of a mine working.

Claims

Suspended tunneling rock-cutting unit, containing suspended on longitudinal guides with the ability to move along them along the tunneling mine workings, a carriage with running equipment and a manipulator, on which the executive body is located with the possibility of positioning the rock-cutting effect on the surface of the face and movement in the direction towards the face, as well as the drive of the running gear equipment, a manipulator and an executive body with their control system, characterized in that the drive of the running equipment, the manipulator and the executive body is made hydraulic with a common oil tank and a pumping unit located on the carriage, a hydraulic hammer is used as the executive body, the manipulator is driven by means of hydraulic cylinders, longitudinal guides are several beams parallel to each other, distributed in a plane perpendicular to the direction of movement, the running equipment is made in a walking way divided and a carriage into two parts movable relative to each other, equipped with hydraulic grippers to the beams with the possibility of alternating actuating them and a traction hydraulic cylinder to change the distance between them.