ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБОРКИ ЗАКОЛОВ "ЛО"

Полезная модель относится к ручным инструментам, применяемым при разработке подземных выработок и предназначенных для удаления образующихся заколов с целью приведения забоя в безопасное состояние.
Закол - трещина, образующаяся в массиве горных пород вблизи поверхностей обнажения при ведении горных (главным образом взрывных) работ. При образовании закола локально отслоившаяся часть массива зависает и может вызывать внезапное обрушение пород кровли или целиков (в очистных забоях шахт) либо оползание породы из верхней части уступа в карьерах. Для предотвращения неблагоприятного последствия образовавшихся заколов проводят их механизированную или ручную оборку на стадии подготовки забоя к выемке (http://www.mining-enc.ru/z/zakol/).
В процессе оборки заколов осуществляют обрушение всех недостаточно закрепленных в массиве кусков породы с кровли, бортов и с забоя выработки, что повысит как безопасность последующих работ, так и качество оформления сечения выработки в припочвенной части.
Из авторского свидетельства СССР № 1320409 известен инструмент для оборки контуров горных выработок, содержащий стержень и жестко соединенные с ним наконечники, один из которых имеет форму лапы, при этом с целью экономии дефицитного материала, уменьшения стоимости и массы стержня, последний в поперечном сечении выполнен в виде эллипса, длинная ось которого направлена перпендикулярно переднему ребру лапы, причем сердечник, стержня выполнен из древесины, а наружный слой - из эпоксидного компаунда, армированного сеткой.
Недостатком инструмента по АС СССР № 1320409 является его недостаточная надежность и прочность.
Из сведений, приведенных в сети Интернет на сайте http://ooo-egk.ru/lom_oborochnyiy известен лом оборочный, содержащий полую трубу, на концах которой закреплены с одной стороны – лопатка, а с другой стороны – пика. При этом пика и лопатка соединены с трубой посредством переходной конусообразной муфты, которая вворачивается в трубу, выполненную из металла, закрывая тем самым торец трубы своей широкой стороной, с узкой стороны в муфту установлена или пика илилопатка, жестко закрепленные в муфте. Все ударные и изгибающие нагрузки от пики/лопатки принимает на себя муфта, жестко закрепленная в трубе.
Недостатком известного лома оборочного является неудобство в эксплуатации, обусловленные большим весом лома и невозможностью замены пики или лопатки в случае их выхода из строя, а также недостаточная прочность и надежность лома.
Лом оборочный, известный из сети Интернет http://ooo-egk.ru/lom_oborochnyiy выбран в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью – разработка конструкции ручного инструмента для оборки заколов, обладающего высокой надежностью и прочностью.
Технический результат, достигаемый полезной моделью – повышение надежности и прочности инструмента для оборки заколов.
Технический результат достигается за счет того, что в инструменте для оборки заколов, содержащем полую металлическую трубу, установленные на концах трубы полые переходные муфты, соединенные с трубой, согласно полезной модели каждая переходная муфта соединена с трубой посредством прямоугольной резьбы, выполненной на наружной поверхности установочного участка муфты и ответной прямоугольной резьбы на внутренней поверхности трубы, каждая переходная муфта выполнена стальной с гладкой внутренней поверхностью и соединена с соответствующим рабочим органом, наружная часть рабочего органа, выполнена сопряженной с его установочным цилиндрическим участком, на противоположном конце которого снаружи боковой поверхности выполнены две противолежащие лыски, выходящие на торцевую поверхность указанного установочного цилиндрического участка, установочная часть рабочего органа выполнена в виде цилиндрического стержня, предназначенного для размещения внутри соответствующей переходной муфты, диаметр цилиндрического участка наружной части рабочего органа и расстояние между лысками указанного цилиндрического участка больше, чем диаметр установочной части рабочего органа, на внутренней поверхности каждой муфты на ее выходящем наружу участке, обращенном к рабочему органу, выполнены две противолежащие лыски, при этом диаметр внутренней полости каждой муфты больше диаметра установочной части рабочего органа, а расстояние между лысками муфты больше, соответственно внутреннего диаметра муфты и расстояния между лысками на цилиндрическом участке наружной части рабочего органа, при этом расстояние между лысками рабочего органа и муфты, а также глубина лысок муфты и цилиндрического участка наружной части рабочего органа выбраны из условия обеспечения размещения установочной части рабочего органа в муфте сприлеганием поверхностей лысок цилиндрического участка наружной части рабочего органа к поверхностям соответствующих лысок муфты с одновременным упором вертикальных поверхностей ступенек, образованных лысками цилиндрического участка наружной части рабочего органа в торцевую поверхность муфты, при этом под глубиной лыски понимается ее размер вдоль соответствующей осевой линии рабочего органа или переходной муфты.
Каждый рабочий орган может быть зафиксирован в переходной муфте посредством шплинта, проходящего через трубу, муфту и рабочий орган насквозь.
Шплинт может быть выполнен металлическим.
Прямоугольная резьба может быть выполнена с зубцами шириной 3 мм, высотой 1,5 мм, при этом расстояние между зубцами составляет 3 мм.
Заявляемый инструмент предназначен для оборки заколов, образующихся после взрывания горной массы и в результате воздействия горного давления.
Заявляемый инструмент содержит трубу, выполненную, предпочтительно из термообработанного дюралюминия (например, Труба 40х5 Д16Т ГОСТ18482-79), на концы которой наворачиваются посредством прямоугольной резьбы полые переходные стальные муфты.
Каждая переходная муфта соединяется с трубой посредством резьбового соединения, при этом резьба выполнена прямоугольной для предотвращения самопроизвольного выворачивания муфты из трубы. Прямоугольная резьба обеспечивает условие работы, при котором самоотвинчивание сведено к минимуму под действием приложенных нагрузок и позволяет выполнить соединение с моментом затяжки 200 Нм.
При вворачивании каждой переходной муфты в трубу обеспечивается закрытие торца трубы, что исключает попадание в полость трубы инородных предметов, воды.
Каждый рабочий орган содержит наружную часть, выполненную, соответственно, в виде пики или лопатки, сопряженной с цилиндрический участком, и установочную часть, предназначенную для размещения внутри переходной муфты.
Для предотвращения проворачивания пики или лопатки в переходной муфте, на наружной поверхности цилиндрического участка наружной части рабочего органа выполнены две противолежащие лыски. Диаметр цилиндрического участка наружной части рабочего органа и расстояние между лысками указанного цилиндрического участка, больше, чем диаметр установочной части рабочего органа. На внутренней боковой поверхности каждой муфты на ее выходящем наружу участке, обращенном к рабочему органу, также выполнены две противолежащие лыски. Диаметр внутреннейполости каждой переходной муфты больше диаметра установочной части рабочего органа для обеспечения размещения установочной части рабочего органа внутри переходной муфты. Расстояние между лысками переходной муфты больше, соответственно внутреннего диаметра муфты и расстояния между лысками на цилиндрическом участке наружной части рабочего органа для обеспечения размещения лысок цилиндрического участка наружной части рабочего органа между лысками муфты.
Очевидно, что лыски цилиндрического участка наружной части рабочего органа будут размещены между соответствующими лысками муфты только в случае, если расстояние между лысками муфты будет больше, чем расстояние между лысками цилиндрического участка наружной части рабочего органа. Однако, разница между этими расстояниями не должна быть значительной. Расстояние между лысками рабочего органа и муфты выбраны из условия обеспечения размещения установочной части рабочего органа в муфте с прилеганием поверхностей лысок цилиндрического участка наружной части рабочего органа к поверхностям соответствующих лысок муфты. Одновременно выбирают глубину лысок муфты и цилиндрического участка наружной части рабочего органа из условия обеспечения упора вертикальных поверхностей ступенек, образованных лысками цилиндрического участка наружной части рабочего органа в торцевую поверхность муфты для обеспечения герметичности внутренней полости переходной муфты.
Под глубиной лыски понимается ее размер вдоль соответствующей осевой линии рабочего органа или муфты.
Такое взаимное выполнение лысок муфты и лысок на рабочих органах снижает, или практически полностью исключает вероятность проворачивания рабочего органа в муфте.
Рабочие органы дополнительно фиксируются в переходной муфте посредством шплинтов, проходящих через трубу, муфту и рабочий орган насквозь. В случае выхода из строя рабочего органа, имеется возможность его замены за счет удаления шплинта с последующим рассоединением рабочего органа с муфтой. После замены рабочего органа шплинт устанавливается на место.
В целом обеспечено прочное и надежное соединение рабочего органа с муфтой и надежная их фиксация в положении, задаваемым лысками.
Все ударные и изгибающие нагрузки от рабочего органа принимает на себя стальная муфта, жестко закрепленная в дюралюминиевой трубе, которая предпочтительно выполняется термообработанной.
Использование не стандартизированной прямоугольной резьбы, посредством которой осуществляется соединение переходных муфт и трубы, снижает вероятность самопроизвольного выворачивания муфты из трубы, что повышает надежность их соединения.
Стальная переходная муфта, соединяемая с трубой посредством прямоугольной резьбы, служит для равномерной передачи как ударной, так и изгибающей типов нагрузок на дюралюминиевую трубу, не допуская ее деформации, и длительный период позволяет прилагать значительные усилия при длине инструмента более 5 м.
На наружной поверхности трубы может быть выполнена противоскользящая насечка, позволяющая прочно удерживать инструмент даже в условиях масляного загрязнения.
После сборки вся конструкция инструмента представляет собой единую жесткую конструкцию.
В зависимости от вида работ, для выполнения которых предназначен заявляемый инструмент, он может быть снабжен пиками и лопатками различной конструкции в различном сочетании (две пики, две лопатки, пика + лопатка).
Надежность и прочность заявляемого инструмента обеспечена надежностью соединений всех его конструктивных элементов с одновременной изоляцией внутренних полостей конструктивных элементов инструмента от внешней среды. Это снижает возможность попадания во внутрь инструмента влаги, приводящей к коррозии, а также инородных предметов (мелкие куски породы, грязь и т.п.), которые могут привести к поломке инструмента.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен заявляемый инструмент в разрезе.
На фиг. 2 изображен инструмент с отдельно расположенными конструктивными элементами.
На фиг. 3 изображены лыски на муфте и рабочем органе.
На фиг. 4 изображена прямоугольная резьба, посредством которой муфты соединяются с трубой.
Инструмент для оборки заколов, содержит полую металлическую трубу 1, установленные на концах трубы 1 полые переходные муфты 2, соединенные с трубой 1, рабочие органы 3 в виде пики или лопатки, установленные в соответствующие переходные муфты 2. Каждая переходная муфта 2 выполнена в виде одной детали, состоящей из двух участков - первый участок 4 наружный с конусной наружной поверхностью, обращенной к рабочему органу 3 своей узкой стороной, широкая сторона конусной наружной поверхности переходной муфты 2 сопряжена с установочным участком 5, предназначенным для размещения внутри металлической трубы 1 с возможностью упора широкой стороны конусной наружной поверхности переходной муфты 2 в торцевую поверхность трубы 2. Каждая переходная муфта 2 соединена с трубой 1 посредством прямоугольной резьбы 6, выполненной на наружной поверхности установочного участка 5 муфты 2 и ответной прямоугольной резьбы на внутренней поверхности трубы 1. Труба 1 выполнена из дюралюминия. Каждая переходная муфта 2 выполнена стальной с гладкой внутренней поверхностью и соединена с соответствующим рабочим органом 3. Рабочий орган 3 разделен на наружную 7 и установочную 8 части. Наружная часть 7 рабочего органа 3 выполнена в виде пики или лопатки, сопряженной с цилиндрическим участком 9, на противоположном конце наружной поверхности которого выполнены две противолежащие лыски 10. Установочная часть 8 рабочего органа выполнена в виде цилиндрического стержня, предназначенного для размещения внутри соответствующей переходной муфты 2. Диаметр цилиндрического участка 9 наружной части рабочего органа 3 и расстояние между лысками 10 указанного цилиндрического участка 9, больше, чем диаметр установочной части 8 рабочего органа 3. На внутренней поверхности каждой муфты 2 на ее выходящем наружу участке, обращенном к рабочему органу 3, выполнены две противолежащие лыски 11. Диаметр внутренней полости каждой муфты 2 больше диаметра установочной части 8 рабочего органа 3, а расстояние между лысками 11 муфты 2 больше, соответственно внутреннего диаметра муфты 2 и расстояния между лысками 10 на цилиндрическом участке 9 наружной части рабочего органа 3. Расстояние между лысками 10 и 11 рабочего органа и муфты, а также глубина лысок 10 и 11 муфты 2 и цилиндрического участка 9 наружной части рабочего органа 3 выбраны из условия обеспечения размещения установочной части 8 рабочего органа 3 в муфте 2 с прилеганием поверхностей лысок 10 цилиндрического участка 9 к поверхностям соответствующих лысок 11 муфты 2 с одновременным упором вертикальных поверхностей 12 ступенек, образованных лысками 10 цилиндрического участка 9 в торцевую поверхность 13 муфты 2. Каждый рабочий орган 3 зафиксирован в переходной муфте 2 посредством шплинта 14, проходящего через трубу 1, муфту 2 и рабочий орган 3 насквозь. На наружной поверхности трубы 1 выполнена противоскользящая насечка 15. Прямоугольная резьба 6 выполнена с зубцами шириной 3 мм, высотой 1,5 мм, при этом расстояние между зубцами составляет 3 мм.
Процесс работы заявляемым инструментом подразумевает мануальную (ручную) оборку заколов, образующихся после взрывания горной массы и в результате воздействия горного давления, с использованием пики – при необходимости нанесения ударных движений, лопатки – при необходимости откалывания и др.