СТВОЛОВАЯ БУРОПОГРУЗОЧНАЯ УСТАНОВКА
SHAFT DRILLING-AND-LOADING PLANT

Изобретение относится к горному делу. Предназначено для увеличения производительности буровых и погрузочных работ в процессе проходки вертикальных стволов небольшой глубины, проводимых буровзрывным способом. Повышение производительности труда достигается за счет высокого уровня механизации и автономности работ бурильных машин, а также управляемостью выполняемых буровых и погрузочных работ.
Предлагаемая стволовая буропогрузочная установка оснащается съемными узлами: стволовой навесной бурильной установкой и погрузочным органом - шестилопастным управляемым грейфером. Съемная стволовая навесная бурильная установка оснащена двумя управляемыми бурильными машинами, а погрузочный орган - грейфер - снабжен двумя управляющими гидродомкратами.
2
Известна буропогрузочная машина КС-4 для проведения скатов по Н.А.Малевич. «Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов». М.: Недра, 1975, с.80-83. Эта машина (установка) предназначена для механизации процессов погрузки горной массы и бурения шпуров при сооружении восстающих выработок прямоугольной формы - скатов - по углю, руде и породе крепостью до f=15 сверху вниз с углом наклона 45-90° и сечением в проходке от 5 до 9 м. Эта машина (установка) состоит из одной бурильной машины, размещаемой на манипуляторе, с периодической заменой ее двухчелюстным грейфером. При этом глубина бурения шпуров составляет 1,7 м.
2
Рассматриваемая установка не может быть использована при проходке вертикальных стволов площадью от 16 до 62 м, и она не обеспечивает необходимую глубину бурения шпуров 2,5 до 4,5 м, используемую при проходке вертикальных стволов вышеуказанного сечения.
Наиболее близкой по назначению, области применения и общему конструктивному устройству является стволовая буропогрузочная машина (установка) КС-12, известная по Н.А.Малевич. «Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов». М.: Недра, 1975, с.75-80. Эта установка имеет рычажный механизм, состоящий из стрелы и рукояти и перемещающийся по кольцевому монорельсу. Монорельс смонтирован на верхней части подвесной передвижной призабойной опалубки. На механизм вождения периодически подвешиваются грейфер для погрузки породы или стволовая бурильная установка с двумя бурильными машинами для бурения шпуров глубиной от 2,7 до 3,4 м. Подвеска грейфера к механизму вождения осуществляется через барабан и канат, а бурильная установка шарнирно присоединяется к рукояти механизма вождения.
К недостаткам этой установки следует отнести: во-первых, подвеска грейфера на канате не обеспечивает высокую эффективность при погрузке горной массы различной крупности - происходит частое опрокидывание грейфера. Требуется перестановка его на новое место на забое, что увеличивает продолжительность рабочего цикла и снижает производительность погрузочных работ. Во-вторых, применяемые стволовые бурильные установки БУКС-2м и БУКС-1у2м имеют свои недостатки. В БУКС-2м установка бурильных машин под заданным углом к вертикали производится вручную, что требует значительных физических затрат. В БУКС-1у2м эта операция выполняется при помощи манипулятора с поворотными стойками. Однако конструкция данного механизма довольно сложная. При этом установка двух бурильных машин под заданным углом зависимая, т.е. выполняется одновременно. В результате задержки бурения шпура одной из бурильных машин другая временно простаивает, что снижает производительность буровых работ. При этом установка бурильных машин БУКС-2м и БУКС-1у2м под углом возможна только в радиальном направлении относительно стойки или раздвижной колонны.
Третий недостаток этих стволовых бурильных установок заключается в том, что из-за шарнирного соединения их с рукоятью рабочего оборудования они оборудованы соответственно станиной или раздвижной колонной, необходимыми для создания напорных усилий на бурильных машинах. Этот недостаток приводит к значительному увеличению веса стволовых бурильных установок и к снижению маневренности при выполнении буровых работ.
На основании вышеизложенного имеется необходимость в разработке конструктивной схемы стволовой буропогрузочной установки для проведения вертикальных стволов небольшой глубины, включающей рычажное рабочее оборудование с периодическим оснащением его управляемым грейфером или стволовой навесной бурильной установкой.
Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции стволовой буропогрузочной установки, обладающей высокой маневренностью и обеспечивающей увеличение производительности при выполнении буровых и погрузочных работ.
Согласно изобретению поставленные задачи достигаются тем, что стволовая буропогрузочная установка, включающая рычажное рабочее оборудование, состоящее из стрелы и связанной с ней шарнирно рукояти, гидродомкратов для поворотов стрелы и рукояти, стойки с кареткой кругового перемещения по кольцевому монорельсу, смонтированному на верхней стороне подвесной передвижной призабойной опалубки, кабины машиниста, шестилопастного грейфера и стволовой бурильной установки, отличается тем, что рукоять выполнена телескопически раздвижной и она состоит из основной и телескопически выдвижной частей с размещенным внутри последней гидродомкратом телескопической раздвижки, обеспечивающим максимальную величину телескопической раздвижки. На нижнем конце телескопически выдвижной части смонтирован шестилопастный управляемый при помощи двух гидродомкратов грейфер и два поперечных шлица, служащих для фиксированного размещения и жесткого сопряжения с телескопически выдвижной частью стволовой навесной бурильной установки с двумя управляемыми бурильными машинами. При этом управление бурильными машинами осуществляется при помощи двух управляющих гидродомкратов каждая, а управляющие гидродомкраты расположены под пространственными углами друг к другу. Такой способ управления бурильными машинами позволяет осуществлять автономное (независимое) механизированное перемещение и установку каждой из них в заданное положение с возможностью поворотов в различном направлении в вертикальных плоскостях и осуществления круговых поворотов относительно вертикальной оси подвески.
Существенными отличиями являются:
1. Наличие телескопически раздвижной рукояти, позволяющей осуществлять погрузку горной массы в транспортные средства с высокой эффективностью за счет использования хода телескопической раздвижности и непосредственно связанного с ней управляемого грейфера.
2. Применение стволовой навесной бурильной установки, сопрягаемой жесткой связью с телескопически раздвижной рукоятью. За счет этого создается устойчивое положение и необходимый распор бурильных машин между забоем и местом крепления. Вследствие отсутствия раздвижной колонны значительно снижается вес всего оборудования.
3. Использование в стволовой навесной бурильной установке автономно управляемых бурильных машин позволяет значительно повысить коэффициент эффективного использования по времени бурильных машин.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
Фиг.1. Общая конструктивная схема стволовой буропогрузочной установки, оснащенной погрузочным грейфером.
Фиг.2. Общая конструктивная схема стволовой буропогрузочной установки, оснащенной стволовой навесной бурильной установкой.
На фиг.1 представлена общая конструктивная схема стволовой буропогрузочной установки, оснащенной погрузочным грейфером. Она состоит из стойки 1 (являющейся резервуаром для масла), на которой смонтирована каретка 2 кругового перемещения по кольцевому монорельсу 3, расположенному на подвесной призабойной опалубке 4. К стойке 1 шарнирно присоединено рычажное рабочее оборудование 5, состоящее из стрелы 6 и шарнирно связанной с ней телескопически раздвижной рукояти 7. Телескопически раздвижная рукоять 7 состоит из основной части 8 и телескопически выдвижной части 9. Поворот стрелы 6 и телескопически раздвижной рукояти 7 осуществляют гидродомкраты 10 и 11. На нижнем конце телескопически выдвижной части 9 посредством карданного или шарового шарнира 12 присоединен шестилопастный управляемый грейфер 13. Управление грейфером осуществляется при помощи двух пространственно разнесенных гидродомкратов 14. На боковой стороне телескопически выдвижной части 9 внизу расположены два поперечных шлица 15, служащих для фиксации положения и дальнейшего жесткого закрепления стволовой навесной бурильной установки. К стойке 1 присоединена кабина машиниста 16.
На фиг.2 представлена общая конструктивная схема стволовой буропогрузочной установки, оснащенной стволовой навесной бурильной установкой. На телескопически выдвижной части 9 рукояти 7 жестко смонтирована стволовая навесная бурильная установка 17 своей монтажной плитой 18, на которой смонтированы две бурильные машины 19. Каждая бурильная машина 19 снабжена двумя управляющими гидродомкратами 20, разнесенными друг относительно друга под пространственными углами. Управляющие гидродомкраты 20 осуществляют повороты бурильных машин в различных направлениях и круговые перемещения относительно вертикальной оси подвески бурильных машин.
Принцип работы стволовой буропогрузочной установки.
1. После завершения выгрузки горной массы из забоя ствола осуществляется демонтаж шестилопастного грейфера 13 и выдача его на поверхность для производства профилактического ремонта и осмотра.
2. С поверхности на забой ствола опускается на канате подъемной лебедки стволовая навесная бурильная установка. Осуществляется жесткое ее закрепление на телескопически выдвижной части 9 рукояти 7. После окончания монтажа при помощи рычажного рабочего оборудования 5 стволовая навесная бурильная установка 17 размещается в зоне обуривания шпуров - положения I и II (фиг.2). Посредством управляющих гидродомкратов 20 каждая из двух бурильных машин 19 независимо (автономно) друг от друга занимает необходимое положение и осуществляется их жесткий распор между забоем и местом крепления на телескопически выдвижной части 9 рукояти 7. Отход отдельной бурильной машины от забоя компенсируется перемещением рамы вместе с бурильной головкой относительно направляющей балки.
3. После окончания бурения шпуров осуществляется демонтаж (снятие) стволовой навесной бурильной установки с телескопически выдвижной части 9 рукояти 7 с последующей выдачей ее на поверхность при помощи проходческой подъемной лебедки.