СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОГО МАССИВА ПЕРЕКРЕСТНЫМИ РЕЗАМИ
METHOD OF ROCK MASSIF DISINTEGRATION BY CROSSWISE CUTS

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в проходческих и очистных комбайнах для разрушения горного массива рабочим инструментом исполнительных органов.
Известен способ разрушения горного массива перекрестными резами, реализуемый планетарно-дисковым и роторным исполнительными органами проходческо-очистного комбайна. Массив одновременно разрушается резами относительно оси исполнительных органов в радиальном направлении породоразрушающим инструментом планетарно-дискового органа, а в тангенциальном направлении - породоразрушающим инструментом роторного органа с глубиной резов, равной глубине резов планетарного органа в местах пересечения резов. Опорная поверхность для крепления породоразрушающего инструмента роторного исполнительного органа выполнена со смещением относительно опорной поверхности дисков, равным разности глубины резов роторного органа при отсутствии смещения и планетарного органа разрушения в местах пересечения резов [Патент РФ №2375571 от 10.12.2009 г.].
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что по сравнению с промышленными способами разрушения в известном способе в контакте с забоем находится удвоенное количество исполнительных органов, каждый из которых содержит повышенное число резцов. Большое количество резцов на планетарном и особенно на роторном исполнительных органах необходимо для обеспечения минимального удельного расхода энергии на разрушение массива. На основании экспериментальных исследований установлено, что вышеуказанное условие при глубине резов от 0.5 до 1.5 см выполняется при шаге резания 3 см. [Старков Л.И. и др. Исследование схемы перекрестного резания. Горный журнал. Изв. вузов, 1997, №7,8, с.121-123]. При большом количестве резцов увеличивается реакция забоя на исполнительные органы, напорное усилие комбайна и ограничивается его область работы без проскальзывания гусениц при движении вверх. Для устранения последнего недостатка необходимо увеличивать тяговую способность гусеничного органа перемещения.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ разрушения горного массива перекрестными резами, реализуемый планетарным наклонно-дисковым и роторным исполнительными органами проходческо-очистного комбайна. Диски планетарного органа установлены с наклоном в сторону переносного движения относительно плоскости, перпендикулярной продольной оси комбайна, и разрушают массив резами циклоидально-радиального направления. При наклоне дисков в противоположные стороны центральная и периферийная части забоя (относительно оси органа разрушения) разрушается планетарным органом, а средняя часть забоя планетарным и роторным исполнительными органами [патент РФ №2460882 от 10.09.2012 г]. Данный способ принят в качестве прототипа.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе количество резцов на планетарном органе остается повышенным из-за малого шага резания, а некоторое снижение резцов на роторном органе не окажет существенного влияния на конструкцию органа разрушения и снижение напорного усилия комбайна.
Признаки, являющиеся общими с предлагаемым техническим решением, - способ разрушения горного массива перекрестными резами, реализуемый планетарно-дисковыми исполнительными органами проходческо-очистного комбайна.
Задачей изобретения является снижение напорного усилия комбайна и необходимой тяговой способности гусеничного органа перемещения комбайна, разрушающего забой перекрестными резами.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе разрушения горного массива перекрестными резами, реализуемом планетарно-дисковыми исполнительными органами проходческо-очистного комбайна, массив разрушают последовательными пересекающимися резами радиально-тангенциального и тангенциально- радиального направлений рабочим инструментом дисков, вращающихся в противоположные стороны.
Целесообразно диски устанавливать под углом к плоскости, образованной продольной осью органа разрушения и радиальным направлением относительно оси.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от признаков прототипа, - массив разрушают последовательными пересекающимися резами радиально-тангенциального и тангенциально-радиального направлений рабочим инструментом дисков, вращающихся в противоположные стороны; диски устанавливают под углом к плоскости, образованной продольной осью органа разрушения и радиальным направлением относительно оси.
Предлагаемый способ иллюстрируется схемами, представленными на фиг.1-3.
На фиг.1 - схема устройства исполнительных органов (вид спереди).
На фиг.2 - схема устройства исполнительных органов (вид сбоку).
На фиг.3 - схема перекрестных резов исполнительных органов.
Орган разрушения горного комбайна состоит из двух дисков 1, 2, установленных с наклоном по отношению к плоскости, образованной осью исполнительного органа и радиальным направлением, и роторного забурника 3, разрушающего центральную часть забоя (фиг.1, 2). На рабочих органах установлен породоразрушающий инструмент 4, состоящий из резцедержателей и резцов.
0
n
При работе комбайна диски 1, 2, вращаясь вокруг собственной оси с частотой ω (относительное движение) и оси 5 с частотой ω (переносное движение), сообщают рабочему инструменту 4, находящемуся в контакте с забоем, одновременно движение в радиальном и тангенциальном направлениях. Диски 1, 2 установлены на поворотных редукторах 6 и приводятся в движение от раздаточного редуктора 7. Отклонение дисков от радиального направления вызывает смещение резов в тангенциальном направлении. Так как резцы диска 1 приводом относительного движения перемещаются от периферии забоя к центру, а резцы диска 2 - от центра к периферии с одновременным смещением всех резцов в тангенциальном направлении, то происходит пересечение резов под различными углами (фиг.3). Смещение резцов в тангенциальном направлении происходит под действием привода переносного движения и из-за отклонения дисков от радиального направления. В начале контакта резца с забоем диска 1 направление резов 8 (фиг.3) преимущественно тангенциальное, а в конце реза - преимущественно радиальное. Для диска 2, наоборот, в начале резов 9 (фиг.3) направление преимущественно радиальное, а в конце - тангенциальное. Взаимное пересечение резов происходит по всей площади забоя под различными углами, в том числе под углами, близкими к 90 градусам. Роторный забурник разрушает забой тангенциальными резами 10 (фиг.3) в виде концентрических окружностей.
Таким образом, при реализации предложенного способа разрушения массива перекрестными резами уменьшается количество резцов на исполнительных органах, реакция забоя на исполнительные органы, напорное усилие комбайна и необходимая тяговая способность гусеничного органа перемещения.