УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ВЫЕМКИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
DEVICE FOR HYDRAULIC MINING OF COAL BEDS

Область техники
Устройство относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известно устройство для образования разгрузочных пазов в угольном массиве, раскрытое в авторском свидетельстве SU 1719634, опубликованном 15.03.1992, включающее буровой станок с гидроприводом вращения и подачи, буровой став с буровой гидравлической головкой и гидравлической насадкой для образования разгрузочного паза, гидросистему для подачи воды к гидравлической головке и гидравлической насадке. Буровой став выполнен из вращающейся и невращающейся параллельно расположенных и связанных между собою для совместной подачи штанг. Вращающаяся штанга соединена с буровой головкой, а невращающаяся - с гидравлической насадкой. Гидравлический привод вращения и подачи выполнен с двухпозиционным механизмом реверса, а гидросистема для подачи воды к гидравлической головке и насадке - с управляемым двухпозиционным гидрораспределителем, каналы управления которого параллельно подсоединены к гидролиниям, соединяющим механизм реверса подачи с гидроприводом.
Недостатком данного устройства является то, что его конструкцией не предусмотрено наращивание бурового става, вследствие чего глубина разгрузочного паза ограничена длиной одной штанги.
Известен также комплекс безлюдной выемки угля, описанный в авторском свидетельстве SU 1130691, опубликованном 23.12.1984, состоящий из станка с гидроприводом вращения и подачи, секционного бурового става, буровой головки, расширителя с насадкой для образования паза, систем привода, водоснабжения и управления. Станок включает вращатель, гидроцилиндры подачи, механизм подхвата. Штанги бурового става выполнены двухканальными. Один из каналов соединен с насадкой буровой головки, а второй - с насадкой расширителя. Управление подачей воды на насадки производится путем перекрытия соответствующего канала на вращателе.
Образование разгрузочного паза комплексом производится в такой последовательности. Сначала бурится скважина путем подачи высоконапорной воды к насадкам буровой головки с одновременным вращением става и подачи его на забой. Бурение скважины на требуемую длину достигается за счет постепенного наращивания бурового става. Образование паза производят при обратном ходе подачи без вращения става после переключения подачи воды на канал, соединенный с насадкой расширителя. Бурение скважин и образование разгрузочных пазов производится с дистанционного пульта управления.
Недостатками данного комплекса являются следующие: поштанговое наращивание и сокращение бурового става, а также переключение каналов подачи высоконапорной воды при переходе от операции «Бурение скважины» к операции «Образование разгрузочного паза» осуществляется вручную, что существенно снижает безопасность работ и повышает их трудоемкость; высокая вероятность забучивания скважин негабаритными кусками угля при ведении очистной выемки; отклонение скважин от заданного направления в зависимости от кливажной структуры пласта.
Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является комплекс безлюдной выемки угля, раскрытый в патенте US 4,094,549, опубликованном 13.06.1978, состоящий из станков с гидроприводами подачи основного и вспомогательного струеформирующего стволов с обособленными каналами подачи напорной жидкости.
К недостаткам данного технического решения относятся сложность и низкая надежность конструкции, высокая вероятность забучивания скважин негабаритными кусками угля при ведении очистной выемки, небезопасность и низкая производительность труда.
Раскрытие изобретения
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в упрощении конструкции, повышение надежности конструкции, а также повышении безопасности и производительности труда.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для гидравлической выемки угольных пластов, содержащем станок с гидроприводом возвратно-поступательного и возвратно-поворотного перемещения, двухканальный трубчатый став, струйный рабочий орган, систему подвода и распределения напорной жидкости, согласно изобретению, рабочий орган оснащен основным и вспомогательными струеформирующими стволами с насадками и обособленными каналами подвода напорной жидкости к ним, причем основной ствол установлен под углом 90°, а вспомогательные стволы - под углами 45° и 3-10° к продольной оси рабочего органа, при этом подача напорной жидкости к каналам регулируется двухпозиционным распределителем, установленным на валу гидропривода возвратно-поворотного перемещения.
При этом рабочий орган может быть снабжен защитным обтекаемым кожухом с отверстиями для выхода напорных струй, выполненным с возможностью предохранения струеформирующих стволов с насадками от механических повреждений.
Указанный технический результат достигается также за счет того, что распределитель содержит муфту, установленную на валу гидропривода возвратно-поворотного перемещения, и гидроцилиндр, жестко связанный с упомянутой муфтой, причем поршень гидроцилиндра через шток и крышку соединен с валом гидропривода возвратно-поворотного перемещения.
Распределитель может быть выполнен с возможностью дистанционного управления, например, с помощью электромагнитных золотников или гидравлических переключателей.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид устройства для гидравлической выемки угольных пластов;
на фиг 2 изображен рабочий орган устройства для гидравлической выемки угольных пластов;
на фиг.3 изображен двухпозиционный распределитель напорной жидкости.
Лучший вариант осуществления изобретения
Устройство для гидравлической выемки угольных пластов содержит станок 1 с гидроприводом 2 возвратно-поступательного и возвратно-поворотного перемещения, двухканальный трубчатый став 3, струйный рабочий орган 4, систему подвода и узел распределения 5 напорной жидкости. Рабочий орган 4 оснащен основным 6 и вспомогательными 7 и 8 струеформирующими стволами и насадками с обособленными каналами 9 и 10 подвода напорной жидкости к ним, имеет защитный кожух 11 с отверстиями 12 для выхода напорных струй.
Основной ствол 6 установлен под углом 90°, а вспомогательные струеформирующие стволы 7 и 8 - под углами соответственно 45° и 3-10° к продольной оси рабочего органа, что позволяет обеспечивать эффективное разрушение негабаритов угля.
Подвод напорной жидкости от насосной станции к каналам 9 и 10 регулируется управляемым дистанционно двухпозиционным распределителем 5, состоящим из муфты 13, установленной на валу гидропривода возвратно-поворотного перемещения 14, и гидроцилиндра 15, жестко связанного с муфтой. Поршень 16 гидроцилиндра через шток 17 и крышку 18 соединен с валом гидропривода возвратно-поворотного перемещения.
При поочередной подаче рабочей жидкости в поршневую и штоковую полости гидроцилиндра 15 его корпус вместе с муфтой 13 перемещается из одного крайнего положения в другое, соединяя водоподводящий канал с каналами основного или вспомогательных стволов. Жидкость высокого давления по одному из двух каналов вала гидропривода возвратно-поворотного перемещения 14 и става 3 поочередно поступает к основному или вспомогательным стволам.
Гидропривод 2 передает рабочему органу 4 возвратно-поступательные и возвратно-поворотные перемещения, при этом вымывается в пласте врубовая полость, инициируется обрушение нависающего угольного массива и дробятся угольные негабариты. Угольная масса в виде пульпы самотечным гидротранспортом доставляется по скважине 19 в полевой аккумулирующий штрек 20. Длина трубчатого става 3, который размещается в полевой скважине 19, не зависит от высоты этажа.