Подвесной проходческий породоразрушающий агрегат

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.
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).
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.
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).
Недостатком является то, что данная конструкция не обеспечивает использование взрыво-искробезопасного способа ведения проходческих работ, так как предназначена для ведения буровзрывных работ.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Балки 1, в частном случае, закреплены к кровле захватами 29 к поперечным балкам 30, закрепленным к горной породе при помощи анкеров 31.
Работает подвесной проходческий породоразрушающий агрегат следующим образом.
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.
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.
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.
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.
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.