RU2426884C1

RU2426884C1 - Shaft drilling-and-loading plant

Info

Publication number: RU2426884C1
Application number: RU2010105872/03A
Authority: RU
Inventors: Иван Филиппович Хребто (RU); Иван Филиппович Хребто; Григорий Шнеерович Хазанович (RU); Григорий Шнеерович Хазанович; Елена Святославна Хребто (RU); Елена Святославна Хребто; Святослав Иванович Хребто (RU); Святослав Иванович Хребто; Елена Анатольевна Шемшура (RU); Елена Анатольевна Шемшура
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-08-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: shaft drilling-and-loading plant consists of operating lever equipment including arm and hinged handle connected to it, hydraulic jacks to turn the arm and handle, support with carriage of radial movement along ring monorail mounted on upper side of movable suspension bottom-hole casing, operator's cabin, six-bladed grab and shaft drilling plant. Handle has telescopic extension shape and consists of the main and telescopic retractable parts with hydraulic jack of telescopic retraction, which is arranged inside the latter and provides maximum telescopic retraction value. On lower part of telescopically retractable part by means of gimbal there fixed is grab controlled by means of two hydraulic jacks and two transverse splines serving for fixing of position and rigid connection to telescopic retractable part of shaft drilling plant with two controlled drilling machines by means of two hydraulic jacks, each having the possibility of independent mechanised spatial movement and their being set to the specified position irrespective of each other.

EFFECT: higher manoeuvrability and efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу. Предназначено для увеличения производительности буровых и погрузочных работ в процессе проходки вертикальных стволов небольшой глубины, проводимых буровзрывным способом. Повышение производительности труда достигается за счет высокого уровня механизации и автономности работ бурильных машин, а также управляемостью выполняемых буровых и погрузочных работ.The invention relates to mining. Designed to increase the productivity of drilling and loading operations during the sinking of vertical shafts of small depth, carried out by a blasting method. The increase in labor productivity is achieved due to the high level of mechanization and autonomy of the drilling machines, as well as the controllability of drilling and loading operations.

Предлагаемая стволовая буропогрузочная установка оснащается съемными узлами: стволовой навесной бурильной установкой и погрузочным органом - шестилопастным управляемым грейфером. Съемная стволовая навесная бурильная установка оснащена двумя управляемыми бурильными машинами, а погрузочный орган - грейфер - снабжен двумя управляющими гидродомкратами.The proposed shaft boring and loading rig is equipped with removable units: a barrel mounted drilling rig and a loading unit - a six-blade controlled grab. The detachable barrel mounted drilling rig is equipped with two controlled boring machines, and the loading unit - the grab - is equipped with two control hydraulic jacks.

Известна буропогрузочная машина КС-4 для проведения скатов по Н.А.Малевич. «Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов». М.: Недра, 1975, с.80-83. Эта машина (установка) предназначена для механизации процессов погрузки горной массы и бурения шпуров при сооружении восстающих выработок прямоугольной формы - скатов - по углю, руде и породе крепостью до f=15 сверху вниз с углом наклона 45-90° и сечением в проходке от 5 до 9 м². Эта машина (установка) состоит из одной бурильной машины, размещаемой на манипуляторе, с периодической заменой ее двухчелюстным грейфером. При этом глубина бурения шпуров составляет 1,7 м.Known boring machine KS-4 for skates according to N.A. Malevich. "Machines and complexes of equipment for sinking vertical shafts." M .: Nedra, 1975, p. 80-83. This machine (installation) is designed to mechanize the processes of loading rock mass and drilling holes during the construction of rectangular rectangular workings - slopes - for coal, ore and rock with a strength of up to f = 15 from top to bottom with an inclination angle of 45-90 ° and a cross-section in passage from 5 up to 9 m ² . This machine (installation) consists of one drilling machine placed on the manipulator, with its periodic replacement with a double-jaw grab. At the same time, the drilling depth is 1.7 m.

Рассматриваемая установка не может быть использована при проходке вертикальных стволов площадью от 16 до 62 м², и она не обеспечивает необходимую глубину бурения шпуров 2,5 до 4,5 м, используемую при проходке вертикальных стволов вышеуказанного сечения.The installation in question cannot be used when sinking vertical shafts with an area of 16 to 62 m ² , and it does not provide the required drilling depth of 2.5 to 4.5 m used for sinking vertical shafts of the above section.

Наиболее близкой по назначению, области применения и общему конструктивному устройству является стволовая буропогрузочная машина (установка) КС-12, известная по Н.А.Малевич. «Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов». М.: Недра, 1975, с.75-80. Эта установка имеет рычажный механизм, состоящий из стрелы и рукояти и перемещающийся по кольцевому монорельсу. Монорельс смонтирован на верхней части подвесной передвижной призабойной опалубки. На механизм вождения периодически подвешиваются грейфер для погрузки породы или стволовая бурильная установка с двумя бурильными машинами для бурения шпуров глубиной от 2,7 до 3,4 м. Подвеска грейфера к механизму вождения осуществляется через барабан и канат, а бурильная установка шарнирно присоединяется к рукояти механизма вождения.The closest in purpose, scope and general structural device is a barrel boring machine (installation) KS-12, known by N. A. Malevich. "Machines and complexes of equipment for sinking vertical shafts." M .: Nedra, 1975, p. 75-80. This installation has a lever mechanism consisting of an arrow and a handle and moving along an annular monorail. The monorail is mounted on the upper part of the suspended mobile bottom-hole formwork. A grab for loading rock or a stem drill with two boring machines for drilling holes from 2.7 to 3.4 m deep are periodically suspended from the driving mechanism. The grab is suspended to the driving mechanism through a drum and a rope, and the drilling rig is articulated to the handle of the mechanism driving.

К недостаткам этой установки следует отнести: во-первых, подвеска грейфера на канате не обеспечивает высокую эффективность при погрузке горной массы различной крупности - происходит частое опрокидывание грейфера. Требуется перестановка его на новое место на забое, что увеличивает продолжительность рабочего цикла и снижает производительность погрузочных работ. Во-вторых, применяемые стволовые бурильные установки БУКС-2м и БУКС-1у2м имеют свои недостатки. В БУКС-2м установка бурильных машин под заданным углом к вертикали производится вручную, что требует значительных физических затрат. В БУКС-1у2м эта операция выполняется при помощи манипулятора с поворотными стойками. Однако конструкция данного механизма довольно сложная. При этом установка двух бурильных машин под заданным углом зависимая, т.е. выполняется одновременно. В результате задержки бурения шпура одной из бурильных машин другая временно простаивает, что снижает производительность буровых работ. При этом установка бурильных машин БУКС-2м и БУКС-1у2м под углом возможна только в радиальном направлении относительно стойки или раздвижной колонны.The disadvantages of this installation include: firstly, the suspension of the grab on the rope does not provide high efficiency when loading rock mass of various sizes - there is frequent overturning of the grab. It needs to be relocated to a new place on the face, which increases the duration of the working cycle and reduces the productivity of loading operations. Secondly, the used BUKS-2m and BUKS-1u2m stem drilling rigs have their drawbacks. In BUKS-2m, the installation of drilling machines at a given angle to the vertical is done manually, which requires significant physical costs. In BUKS-1u2m this operation is performed using a manipulator with swivel racks. However, the design of this mechanism is quite complex. Moreover, the installation of two drilling machines at a given angle is dependent, i.e. performed simultaneously. As a result of the delay in drilling a hole in one of the drilling machines, the other is temporarily idle, which reduces the productivity of drilling operations. In this case, the installation of the drilling machines BUKS-2m and BUKS-1u2m at an angle is possible only in the radial direction relative to the rack or sliding column.

Третий недостаток этих стволовых бурильных установок заключается в том, что из-за шарнирного соединения их с рукоятью рабочего оборудования они оборудованы соответственно станиной или раздвижной колонной, необходимыми для создания напорных усилий на бурильных машинах. Этот недостаток приводит к значительному увеличению веса стволовых бурильных установок и к снижению маневренности при выполнении буровых работ.The third disadvantage of these stem drilling rigs is that due to their articulated connection with the handle of the working equipment, they are equipped with a bed or an extension string, respectively, necessary to create pressure forces on drilling machines. This disadvantage leads to a significant increase in the weight of stem drilling rigs and to a decrease in maneuverability when performing drilling operations.

На основании вышеизложенного имеется необходимость в разработке конструктивной схемы стволовой буропогрузочной установки для проведения вертикальных стволов небольшой глубины, включающей рычажное рабочее оборудование с периодическим оснащением его управляемым грейфером или стволовой навесной бурильной установкой.Based on the foregoing, there is a need to develop a structural scheme for a shale drilling rig for holding vertical shafts of shallow depth, including lever working equipment with periodic equipping with a controlled grab or barrel mounted drilling rig.

Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции стволовой буропогрузочной установки, обладающей высокой маневренностью и обеспечивающей увеличение производительности при выполнении буровых и погрузочных работ.The objective of the present invention is to develop the design of the stem drilling rig, with high maneuverability and providing increased productivity when performing drilling and loading operations.

Согласно изобретению поставленные задачи достигаются тем, что стволовая буропогрузочная установка, включающая рычажное рабочее оборудование, состоящее из стрелы и связанной с ней шарнирно рукояти, гидродомкратов для поворотов стрелы и рукояти, стойки с кареткой кругового перемещения по кольцевому монорельсу, смонтированному на верхней стороне подвесной передвижной призабойной опалубки, кабины машиниста, шестилопастного грейфера и стволовой бурильной установки, отличается тем, что рукоять выполнена телескопически раздвижной и она состоит из основной и телескопически выдвижной частей с размещенным внутри последней гидродомкратом телескопической раздвижки, обеспечивающим максимальную величину телескопической раздвижки. На нижнем конце телескопически выдвижной части смонтирован шестилопастный управляемый при помощи двух гидродомкратов грейфер и два поперечных шлица, служащих для фиксированного размещения и жесткого сопряжения с телескопически выдвижной частью стволовой навесной бурильной установки с двумя управляемыми бурильными машинами. При этом управление бурильными машинами осуществляется при помощи двух управляющих гидродомкратов каждая, а управляющие гидродомкраты расположены под пространственными углами друг к другу. Такой способ управления бурильными машинами позволяет осуществлять автономное (независимое) механизированное перемещение и установку каждой из них в заданное положение с возможностью поворотов в различном направлении в вертикальных плоскостях и осуществления круговых поворотов относительно вертикальной оси подвески.According to the invention, the tasks are achieved in that the barrel drilling rig, comprising a lever working equipment, consisting of a boom and a pivotally connected handle, hydraulic jacks for turning the boom and the handle, a rack with a circular carriage along the annular monorail mounted on the upper side of the suspended mobile bottomhole formwork, driver’s cab, six-bladed grab and shaft drilling rig, characterized in that the handle is made telescopically sliding and it with remains from the main and telescopically extendable parts with a telescopic slide located inside the last hydraulic jack, providing the maximum size of the telescopic slide. A six-blade grab controlled by two hydraulic jacks and two transverse slots are mounted at the lower end of the telescopically extendable part, which serve for fixed placement and rigid coupling with the telescopically extendable part of the barrel mounted drilling rig with two controllable drilling machines. At the same time, the drilling machines are controlled by two control hydraulic jacks each, and the control hydraulic jacks are located at spatial angles to each other. This method of controlling drilling machines allows for autonomous (independent) mechanized movement and installation of each of them in a predetermined position with the possibility of rotations in different directions in vertical planes and the implementation of circular rotations relative to the vertical axis of the suspension.

Существенными отличиями являются:Significant differences are:

1. Наличие телескопически раздвижной рукояти, позволяющей осуществлять погрузку горной массы в транспортные средства с высокой эффективностью за счет использования хода телескопической раздвижности и непосредственно связанного с ней управляемого грейфера.1. The presence of a telescopically extendable handle that allows loading the rock mass into vehicles with high efficiency due to the use of the telescopic slide stroke and a directly controlled grapple connected to it.

2. Применение стволовой навесной бурильной установки, сопрягаемой жесткой связью с телескопически раздвижной рукоятью. За счет этого создается устойчивое положение и необходимый распор бурильных машин между забоем и местом крепления. Вследствие отсутствия раздвижной колонны значительно снижается вес всего оборудования.2. The use of a barrel mounted drilling rig, coupled with a rigid connection with a telescopically extendable handle. Due to this, a stable position and the necessary spacing of the drilling machines between the bottom and the mounting location are created. Due to the absence of a sliding column, the weight of all equipment is significantly reduced.

3. Использование в стволовой навесной бурильной установке автономно управляемых бурильных машин позволяет значительно повысить коэффициент эффективного использования по времени бурильных машин.3. The use of autonomously controlled boring machines in the barrel mounted drilling rig can significantly increase the coefficient of time efficient use of boring machines.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фиг.1. Общая конструктивная схема стволовой буропогрузочной установки, оснащенной погрузочным грейфером.Figure 1. The general structural scheme of a barrel boring unit equipped with a loading grab.

Фиг.2. Общая конструктивная схема стволовой буропогрузочной установки, оснащенной стволовой навесной бурильной установкой.Figure 2. The general structural scheme of a stem boring loading rig equipped with a barrel mounted drilling rig.

На фиг.1 представлена общая конструктивная схема стволовой буропогрузочной установки, оснащенной погрузочным грейфером. Она состоит из стойки 1 (являющейся резервуаром для масла), на которой смонтирована каретка 2 кругового перемещения по кольцевому монорельсу 3, расположенному на подвесной призабойной опалубке 4. К стойке 1 шарнирно присоединено рычажное рабочее оборудование 5, состоящее из стрелы 6 и шарнирно связанной с ней телескопически раздвижной рукояти 7. Телескопически раздвижная рукоять 7 состоит из основной части 8 и телескопически выдвижной части 9. Поворот стрелы 6 и телескопически раздвижной рукояти 7 осуществляют гидродомкраты 10 и 11. На нижнем конце телескопически выдвижной части 9 посредством карданного или шарового шарнира 12 присоединен шестилопастный управляемый грейфер 13. Управление грейфером осуществляется при помощи двух пространственно разнесенных гидродомкратов 14. На боковой стороне телескопически выдвижной части 9 внизу расположены два поперечных шлица 15, служащих для фиксации положения и дальнейшего жесткого закрепления стволовой навесной бурильной установки. К стойке 1 присоединена кабина машиниста 16.Figure 1 presents a General structural diagram of a barrel drilling rig equipped with a loading grab. It consists of a stand 1 (which is a reservoir for oil), on which a carriage 2 is mounted for circular movement along an annular monorail 3 located on a suspended bottom-hole formwork 4. A lever working equipment 5 consisting of an arrow 6 and pivotally connected to it is pivotally connected to the rack 1 telescopically extending handle 7. Telescopically extending handle 7 consists of a main part 8 and telescopically extending part 9. Rotate the boom 6 and telescopically extending handle 7 carry hydraulic jacks 10 and 11. On the lower A telescopically extending part 9 is connected via a cardan or ball joint 12 with a six-blade controlled grab 13. The grab is controlled by two spatially separated hydraulic jacks 14. On the side of the telescopically extending part 9 below, there are two transverse slots 15, which serve for fixing the position and further tightening stem mounted drilling rig. To the rack 1 is attached the driver's cab 16.

На фиг.2 представлена общая конструктивная схема стволовой буропогрузочной установки, оснащенной стволовой навесной бурильной установкой. На телескопически выдвижной части 9 рукояти 7 жестко смонтирована стволовая навесная бурильная установка 17 своей монтажной плитой 18, на которой смонтированы две бурильные машины 19. Каждая бурильная машина 19 снабжена двумя управляющими гидродомкратами 20, разнесенными друг относительно друга под пространственными углами. Управляющие гидродомкраты 20 осуществляют повороты бурильных машин в различных направлениях и круговые перемещения относительно вертикальной оси подвески бурильных машин.Figure 2 presents the General structural diagram of the stem of a boring loading rig equipped with a barrel mounted drilling rig. On the telescopically extendable part 9 of the handle 7, a barrel mounted drilling rig 17 is rigidly mounted with its mounting plate 18, on which two drilling machines 19 are mounted. Each drilling machine 19 is equipped with two control hydraulic jacks 20 spaced relative to each other at spatial angles. The control hydraulic jacks 20 carry out rotations of the drilling machines in various directions and circular movements relative to the vertical axis of the suspension of the drilling machines.

Принцип работы стволовой буропогрузочной установки.The principle of operation of the stem drilling rig.

1. После завершения выгрузки горной массы из забоя ствола осуществляется демонтаж шестилопастного грейфера 13 и выдача его на поверхность для производства профилактического ремонта и осмотра.1. After the unloading of the rock mass from the bottom of the barrel is completed, the six-blade grab 13 is dismantled and brought to the surface for preventive maintenance and inspection.

2. С поверхности на забой ствола опускается на канате подъемной лебедки стволовая навесная бурильная установка. Осуществляется жесткое ее закрепление на телескопически выдвижной части 9 рукояти 7. После окончания монтажа при помощи рычажного рабочего оборудования 5 стволовая навесная бурильная установка 17 размещается в зоне обуривания шпуров - положения I и II (фиг.2). Посредством управляющих гидродомкратов 20 каждая из двух бурильных машин 19 независимо (автономно) друг от друга занимает необходимое положение и осуществляется их жесткий распор между забоем и местом крепления на телескопически выдвижной части 9 рукояти 7. Отход отдельной бурильной машины от забоя компенсируется перемещением рамы вместе с бурильной головкой относительно направляющей балки.2. From the surface to the bottom of the trunk, a barrel mounted drilling rig is lowered on the rope of a lifting winch. Rigid fastening is carried out on the telescopically sliding part 9 of the handle 7. After the installation is completed using the lever working equipment 5, the barrel mounted drilling rig 17 is located in the drilling zone of the holes - positions I and II (Fig. 2). By means of hydraulic jacks 20, each of the two drilling machines 19 independently (autonomously) from each other occupies the necessary position and they are firmly spaced between the bottom and the mounting point on the telescopically extendable part 9 of the handle 7. The departure of an individual drilling machine from the bottom is compensated by moving the frame along with the drilling head relative to the guide beam.

3. После окончания бурения шпуров осуществляется демонтаж (снятие) стволовой навесной бурильной установки с телескопически выдвижной части 9 рукояти 7 с последующей выдачей ее на поверхность при помощи проходческой подъемной лебедки.3. After drilling the holes is carried out dismantling (removal) of the stem mounted drilling rig with a telescopically extendable part 9 of the handle 7, followed by its delivery to the surface using a tunnel hoist.

Claims

Shaft-boring loading installation, including lever working equipment, consisting of a boom and a pivotally connected handle, hydraulic jacks for turning the boom and the handle, a rack with a circular carriage along the annular monorail mounted on the upper side of the suspended mobile bottom-hole formwork, the driver's cab, and the axle stem drilling installation, characterized in that the handle is made telescopically extendable and it consists of a main and telescopically extendable parts with a size a telescopic extension jack inside the last hydraulic jack that provides the maximum telescopic extension size, and a grab controlled by two hydraulic jacks and two transverse slots connected to the lower end of the telescopic extension are used to fix the position and tightly couple with the telescopic extension of the barrel mounted drilling rig with two controlled boring machines by means of two hydraulic jacks each with the possibility of autonomous Mechanized spatial displacement and install them in a predetermined position independently of each other.