WO2022003477A1 - Горный комбайн - Google Patents
Горный комбайн Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022003477A1 WO2022003477A1 PCT/IB2021/055462 IB2021055462W WO2022003477A1 WO 2022003477 A1 WO2022003477 A1 WO 2022003477A1 IB 2021055462 W IB2021055462 W IB 2021055462W WO 2022003477 A1 WO2022003477 A1 WO 2022003477A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- cutting
- mining
- rotation
- handle
- mining machine
- Prior art date
Links
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical class [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
Definitions
- the invention relates to the mining industry, in particular to the executive bodies of continuous mining combines, and is intended to expand the functionality of mining combines used when carrying out mine workings in the extraction of minerals by an underground method.
- the technical result of the present invention is an additional torque arising from the combination of the cutting speed and the displacement of the cutting plane of the cutting disc in the direction of rotation of the handle, which reduces energy consumption for the portable rotation drive and reduces dynamic loads on its mechanical elements.
- the mining combine contains, the undercarriage, at least one executive body with at least one handle rotating at a speed Vn with at least one cutting disk installed on it, rotating at a speed the cutters fixed on it, the lower fender and the conveyor;
- the mentioned cutting disc is installed on the handle in such a way that its cutting plane is parallel to the plane passing through the axis of rotation of the mining machine's executive body and is spaced from it in the direction of rotation of the handle at a distance D, which is determined by the inequality: where R nep is the radius of the portable rotation of the handle.
- the invention does not follow explicitly from the prior art, therefore, the authors consider that the object is new and has an inventive step, since in the absence of the above technical solutions, such as installed with an offset at a distance D relative to the handle rotating at a speed Vn and in the direction of its rotation a disk rotating at a speed of ⁇ / d, as well as cutters installed on it at an angle to the plane of its cutting - it is not possible to ensure the operation of the executive body of a mining combine, and, consequently, the technical result also disappears.
- FIG. 1 Section of a mining machine with one executive body
- FIG. 2 General view of a mining combine with one executive body with one handle with a cutting disc;
- FIG. 3 General view of a mining combine with two executive bodies with two handles with one cutting disc each;
- FIG. 4 General view of a mining combine with two executive bodies with two handles with one cutting disc each;
- FIG. 5 General view of a mining combine with two executive bodies with two handles with one cutting disc each;
- FIG. 6 General view of a mining combine with one executive body, stirrups with one cutting disc each.
- Extraction of solid minerals by drilling involves a number of complex technological processes, such as destruction of rocks, formation of the required geometry (profile) of the face, removal of chipped rock from the processing area, transportation of chipped rock, etc.
- Roadheaders are designed to handle all of these processes.
- the density of the rocks mined by the tunneling method can vary from 0.4 to 4.5 t / m 3 .
- the properties and conditions of coal mining differ significantly, for example, from the extraction of potash salt.
- Other types of rock also have a significant scatter of properties, for example, sylvinite, carnallite, rock salt, gypsum, throne.
- the present invention is directed to the creation of a mining machine, which ensures the operation of the executive body of the mining machine with a wide range of factors, without the need to reconfigure for a certain breed. That is, with the design of an executive body of a mining machine designed for the average density of the mined rock, it should be possible to use this executive body on a mining machine in workings with a denser rock without replacing the drive equipment. This can be achieved using additional torque on the actuator in accordance with the claimed invention.
- the mining harvester contains a running gear (1) an executive body with a handle (2) with a cutting disc (3) and cutters installed in the cutting disc, a lower deflector (4) and a conveyor (5).
- the rock knocked off by the executive body, from the working soil, by means of the lower fender 4 (Fig. 2) is loaded onto the conveyor 5 (Fig. 2) and, depending on the loading scheme, is sent to the bunker, a reloader or a self-propelled car (not shown ).
- the given configuration of the mining machine and its elements are a special case and can be performed differently. Essential are the very possibilities that such a configuration provides and which, nevertheless, can be achieved by a number of other design solutions.
- the mining machine according to the present invention is not limited to using only one actuator and / or only one stick.
- Fig. B can be seen Fig. 3 - Fig. 5 illustrate several variants of the mining machine with two executive bodies with two handles with cutting discs on each.
- the claimed invention can find wide application in the mining industry for carrying out mine workings, in particular, continuous roadheaders used in the extraction of useful
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к исполнительным органам горных комбайнов. Горный комбайн содержит ходовую часть (1) исполнительный орган с рукоятью (2) с режущим диском (3) и установленными в режущем диске резцами, нижнее отбойное устройство (4) и конвейер (5). Плоскость резания режущих дисков параллельна плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна и отстоит от нее в направлении вращения рукояти. Технический результат: Вращающий дополнительный момент от скорости резания и смещения плоскости резания режущего диска в направлении вращения рукояти.
Description
Горный комбайн
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к исполнительным органам горных комбайнов непрерывного действия, и предназначено для расширения функциональных возможностей горных комбайнов, используемых при проведении горных выработок при добыче полезных ископаемых подземным способом.
Уровень техники
В горной промышленности известно большое количество горных комбайнов с вращающимися исполнительными органами планетарного- дискового типа, обеспечивающими разрушение горного массива при проведении подземных горных выработок по различным породам.
При работе комбайнов непрерывного действия при проходке горных выработок и на очистных работах в камерах, когда комбайн движется на забой по оси выработки - важной задачей является обеспечение оптимальной скорости резания исполнительным органом горного комбайна породы для эффективной проходки горной выработки. Это обеспечивает продвижение горного комбайна без излишней нагрузки на редуктор переносного вращения
рукоятей исполнительного органа и ходовую часть, тогда как снижение скорости резания приведет к повышенному износу инструмента, нагрузке на редуктор переносного вращения рукояти исполнительного органа и затруднит продвижение комбайна на забой.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом настоящего изобретения является вращающий дополнительный момент, возникающий от сочетания скорости резания и смещения плоскости резания режущего диска в направлении вращения рукояти, снижающий энергозатраты на привод переносного вращения и уменьшающий динамические нагрузки на его механические элементы.
Указанные выше технические результаты достигаются тем, что горный комбайн содержит, ходовую часть, по меньшей мере, один исполнительный орган с, минимум, одной рукоятью вращающейся со скоростью Vn с установленным на ней, минимум, одним режущим диском, вращающимся со скоростью \/д с закрепленными на нем резцами, нижнее отбойное устройство и конвейер;
- упомянутые резцы закреплены на упомянутом диске под углом к плоскости резания, определяющимся по формуле:
- упомянутый режущий диск установлен на рукоять таким образом, что его плоскость резания параллельна плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна и отстоит от нее в направлении вращения рукояти на расстоянии D, которое определяется неравенством:
где Rnep — радиус переносного вращения рукояти.
Сопоставление заявляемого горного комбайна с существующими на сегодняшний день техническими решениями, позволяет сделать вывод об отсутствии в последних - признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого изобретения.
Также изобретение не следует явным образом из уровня техники, поэтому авторы считают, что объект является новым и имеет изобретательский уровень, поскольку при отсутствии вышеуказанных технических решений, таких как установленный со смещением на расстоянии D относительно вращающейся со скоростью Vn рукояти и в направлении ее вращения режущий диск, вращающийся со скоростью \/д, а также установленные на нем под углом к плоскости его резания резцы - не представляется возможным обеспечить работу исполнительного органа горного комбайна, а, следовательно, исчезает и технический результат.
Описание чертежей
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где изображено:
Фиг. 1 - Сечение выработки горного комбайна с одним исполнительным органом;
Фиг. 2 - Общий вид горного комбайна с одним исполнительным органом с одной рукоятью с режущим диском;
Фиг. 3 - Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой; з
Фиг. 4 - Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой;
Фиг. 5 - Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой;
Фиг. 6 - Общий вид горного комбайна с одним исполнительным органом стремя рукоятями с одним режущим диском на каждой.
Осуществление изобретения
Добыча твердых полезных ископаемых методом проходки включает в себя ряд сложных технологических процессов, таких как, разрушение горной породы, формирование необходимой геометрии (профиля) забоя, удаление отбитой породы из зоны обработки, транспортировка отбитой породы и т.д. Горные проходческие комбайны предназначены для выполнения все этих процессов.
Важной задачей при проектировании горных комбайнов является выбор исполнительного органа горного комбайна, обеспечивающего оптимальную скорость резания породы для эффективной проходки горной выработки.
Плотность добываемых проходческим методом пород может изменяться от 0,4 до 4,5 т/м3. Свойства и условия добычи угля существенно отличаются, например, от добычи калийной соли. Существенным разбросом свойства обладают и другие виды породы, например, сильвинит, карналлит, каменная соль, гипс, трона.
Вышесказанное показывает, что создание горно-проходческого комбайна, обладающего универсальностью, т.е. способностью эффективно работать при добыче широкого диапазона пород, является сложной задачей. Как правило, проходческие комбайны создаются для добычи породы какого-то одного вида и их конструктивные параметры
закладываются для работы в каком-то конкретном месторождении или даже конкретной шахте.
Настоящее изобретение направлено на создание горного комбайна, который обеспечивает работу исполнительного органа горного комбайна при большом разбросе факторов, без необходимости перенастройки под определенную породу. То есть при конструкции исполнительного органа горного комбайна рассчитанной на среднюю плотность добываемой породы, должна быть возможность использования данного исполнительного органа на горном комбайне в выработках с более плотной породой без замены приводного оборудования. Это может быть достигнуто с помощью вращающего дополнительного момента на исполнительном органе в соответствии с заявляемым изобретением.
Горный комбайн содержит ходовую часть (1) исполнительный орган с рукоятью (2) с режущим диском (3) и установленными в режущем диске резцами, нижнее отбойное устройство (4) и конвейер (5).
С помощью ходовой части 1 (Фиг.2), горный комбайн движется по выработке до забоя. Затем приводится в движение исполнительный орган горного комбайна. Его конструкция должна обеспечивать такие скорости вращения режущего диска 3 (Фиг.2) и переносного вращения рукояти 2 (Фиг.2), при которых отношение скорости переносного вращения рукояти Vn к скорости вращения режущего диска \/д будет определять угол установки резцов. Вращающий дополнительный момент возникнет при наличии плоскости резания режущего диска отстоящей от плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна на расстояние D, определяемом неравенством:
При этом реакция от забоя на резцы (3) (Фиг.1) будет воздействовать на исполнительный орган горного комбайна через плечо, отсекаемое от горизонтальной оси вектором реакции от забоя.
Экспериментально установлено, что отсутствие выноса диска на расстояние D, приведенное выше - приводит к возникновению препятствующей переносному вращению силы.
В процессе работы, отбитая исполнительным органом порода, с почвы выработки, посредством нижнего отбойного устройства 4 (Фиг.2) грузится на конвейер 5 (Фиг.2) и, в зависимости от схемы погрузки, отправляется к бункеру перегружателю или самоходному вагону (не показаны).
Следует отметить, что приведенная конфигурация горного комбайна и ее элементы являются частным случаем и могут быть исполнены по-другому. Существенными являются сами возможности, которые такая конфигурация дает и которые, тем не менее, могут быть достигнуты рядом других конструктивных решений. Например, горный комбайн в соответствии с настоящим изобретением, не ограничивается использованием только лишь одного исполнительного органа и/или только одной рукояти. На Фиг.б можно увидеть На Фиг.З - Фиг.5 проиллюстрированы несколько вариантов исполнения горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с режущими дисками на каждом.
Также для заявленного горного комбайна в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, существует возможность его изготовления и применения с помощью известных до даты подачи заявки средств и методов.
Заявляемое изобретение может найти широкое применение в горной промышленности для проведения горных выработок, в частности проходческими комбайнами непрерывного действия, используемыми при добыче полезных
Claims
Формула изобретения
Горный комбайн, содержащий ходовую часть, по меньшей мере, один исполнительный орган с, минимум, одной рукоятью вращающейся со скоростью Vn с установленным на ней, минимум, одним режущим диском вращающимся со скоростью \/д с закрепленными на нем резцами, нижнее отбойное устройство и конвейер;
- упомянутые резцы закреплены на упомянутом диске под углом, определяющимся по формуле:
- упомянутый режущий диск установлен на рукоять таким образом, что его плоскость резания параллельна плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна и отстоит от нее в направлении вращения рукояти на расстоянии D, которое определяется неравенством:
D > Япер - tan ( а ) где Rnep— радиус переносного вращения рукояти.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121786 | 2020-07-01 | ||
| RU2020121786A RU2744123C1 (ru) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | Горный комбайн |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022003477A1 true WO2022003477A1 (ru) | 2022-01-06 |
Family
ID=74857671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2021/055462 WO2022003477A1 (ru) | 2020-07-01 | 2021-06-21 | Горный комбайн |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2744123C1 (ru) |
| WO (1) | WO2022003477A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2093677C1 (ru) * | 1990-07-09 | 1997-10-20 | Тульский государственный технический университет | Исполнительный орган проходческого комбайна |
| RU2319835C1 (ru) * | 2006-08-24 | 2008-03-20 | ОАО "Копейский машиностроительный завод" | Комбайн проходческо-очистной |
| RU2627806C1 (ru) * | 2016-04-11 | 2017-08-11 | Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" | Горный проходческий комбайн |
| RU178558U1 (ru) * | 2016-09-16 | 2018-04-09 | Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" | Горный комбайн |
| BY21942C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2018-06-30 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU101918A1 (ru) * | 1952-06-06 | 1954-11-30 | Я.Я. Гумянник | Сбоечно-бурова машина |
| CA986146A (en) * | 1974-03-18 | 1976-03-23 | Robert W. Johns | Apparatus and method for mining tar sands, oil shales and other minerals |
-
2020
- 2020-07-01 RU RU2020121786A patent/RU2744123C1/ru active
-
2021
- 2021-06-21 WO PCT/IB2021/055462 patent/WO2022003477A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2093677C1 (ru) * | 1990-07-09 | 1997-10-20 | Тульский государственный технический университет | Исполнительный орган проходческого комбайна |
| RU2319835C1 (ru) * | 2006-08-24 | 2008-03-20 | ОАО "Копейский машиностроительный завод" | Комбайн проходческо-очистной |
| BY21942C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2018-06-30 | ||
| RU2627806C1 (ru) * | 2016-04-11 | 2017-08-11 | Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" | Горный проходческий комбайн |
| RU178558U1 (ru) * | 2016-09-16 | 2018-04-09 | Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" | Горный комбайн |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2744123C1 (ru) | 2021-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2754101A (en) | Machine and method for mining underground deposits | |
| CN202991028U (zh) | 掘进机 | |
| US6612655B2 (en) | Mining system and method featuring a bread loaf shaped borehole | |
| AU2002360553A2 (en) | Mining method for steeply dipping ore bodies | |
| US6948779B2 (en) | Cutting roller for a continuously operating surface miner | |
| Bołoz et al. | Ability to mill rocks in open-pit mining | |
| WO2022003477A1 (ru) | Горный комбайн | |
| CN210317298U (zh) | 一种采矿系统 | |
| CN103867203A (zh) | 矿山井巷链锯式硬岩掘进机 | |
| Bołoz | Mining of thin coal seams using surface-underground methods | |
| US3032325A (en) | Mining apparatus having tubular digging tool | |
| CN111927450B (zh) | 基于孔阵超前预裂的硬岩矿体开采设备及其开采方法 | |
| US3288532A (en) | Continuous mining machine and method | |
| EA045659B1 (ru) | Горный комбайн | |
| Okubo et al. | Underground mining methods and equipment | |
| CN210317297U (zh) | 一种用于采矿的切割装置、采矿机 | |
| RU2645697C1 (ru) | Способ разработки крутопадающих месторождений твердых полезных ископаемых | |
| Bołoz et al. | Machines for mechanical mining of hardly workable and abrasive rocks | |
| RU2744120C1 (ru) | Горный комбайн | |
| RU2744122C1 (ru) | Горный комбайн | |
| CN105863662A (zh) | 一种隧道掘进机掘进方法及应用该方法的非开挖隧道掘进机 | |
| Grasso et al. | Construction methods | |
| RU2744121C1 (ru) | Горный комбайн | |
| Gerike et al. | Concept of a rock-breaking working element of an underground kimberlite ore mining machine | |
| Allington | The machining of rock materials. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21834033 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21834033 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |