СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОГО МАССИВА ПЕРЕКРЕСТНЫМИ РЕЗАМИ
METHOD FOR BREAKING OF MASSIF WITH CROSS CUTS

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в горных комбайнах для разрушения пород средней и ниже средней крепости режущим инструментом.
Известны промышленные способы разрушения соляных пород с помощью планетарно-дисковых и роторных исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов [1]. Планетарно-дисковые исполнительные органы разрушают массив расходящимися резами (относительно оси вращения) переменного сечения в радиальном направлении с небольшим смещением в тангенциальном направлении, а роторные - параллельными концентрическими резами постоянного сечения в тангенциальном направлении.
Недостатки указанных способов разрушения исполнительными органами комбайнов обусловлены большими энергозатратами на отбойку соляного массива и выходом мелких фракций руды.
Известен плоскодисковый планетарный орган, отличительная особенность работы которого состоит в том, что резцы перемещаются в пространстве по циклоидным кривым и покрывают забой множеством пересекающихся резов [1, 2, 3].
Исследованиями установлено, что при разрушении горных пород пересекающимися резами снижаются энергозатраты на разрушение и выход мелких фракций горной массы [3, 4].
Недостатки плоскодисковых планетарных исполнительных органов обусловлены тем, что резцы, находящиеся на передней части дисков, разрушают забой с большей толщиной стружки вне зоны эффективного действия перекрестных резов. Резы от резцов, расположенных на задней части дисков, имеют небольшую глубину и объем разрушаемого массива [5]. Кроме того, часть резов располагаются по отношению друг к другу под небольшими углами.
Цель изобретения - снижение энергозатрат и выхода мелких фракций горной массы при разрушении пород исполнительными органами комбайнов посредством перекрестных резов. Для реализации перекрестных резов горный массив одновременно разрушается планетарно-дисковым и роторными исполнительными органами.
Планетарные органы разрушают забой радиально расходящимися резами, а резы роторных органов относительно оси вращения имеют тангенциальное направление в виде концентрических окружностей.
Исполнительный орган проходческо-очистного комбайна представлен на фиг.1-2, а схема резов, выполненных резцами планетарного и роторного исполнительных органов - на фиг.4, сечение по А-А по фиг.А - на фиг.3.
Планетарный исполнительный орган состоит из 2-х дисков 1, установленных на рукоятях 4 раздаточного редуктора 5. Роторный исполнительный орган 3, выполненный в виде 2-лучевой планшайбы, жестко крепится к корпусу раздаточного редуктора 5. На опорных поверхностях 8 исполнительных органов закреплен породоразрушающий инструмент 9, состоящий из кулаков и резцов 2.
При работе комбайна диски 1 (фиг.1), вращаясь вокруг собственной оси и оси 7 исполнительного органа, разрушают массив резами I (фиг.2), имеющими преимущественно радиальное направление. Глубина резов планетарного органа непостоянная и изменяется по закону [6]
П
П
Д
где v - скорость подачи комбайна, ω - частота вращения исполнительного органа, к - число дисков, φ - текущее значение угла положения резца.
Резцы роторного органа разрушают массив круглыми концентрическими резами II (фиг.2), пересекающимися с резами I под углами, близкими к прямому. Глубина резов постоянна и равна
где m - число резцов в линии разрушения.
Д
Из сравнения (1) и (2) при к=m следует вывод о том, что, если опорную поверхность 8, на которой крепится породоразрушающий инструмент роторного органа, выполнить в виде полуокружности с диаметром, равным диаметру опорной поверхности дисков, то глубина резов в местах пересечения III (фиг.2) будет разной (за исключением одного реза при φ=π/2), вследствие чего снижается эффективность отбойки горной массы перекрестными резами. Для выполнения условия равенства в местах пересечения глубины резов режущие кромки резцов и опорные поверхности породоразрушающего инструмента роторных и планетарных органов должны иметь смещение, равное
Область эффективных процессов перекрестного резания ограничивается глубиной резов. Эффективная глубина перекрестных резов обеспечивается соответствующим количеством дисков, резцов в линии резания исполнительных органов и скоростью подачи комбайна.
Литература
1. Старков Л.И. и др. Развитие механизированной разработки калийных руд. - Пермь: Изд-во Перм. гос.техн. ун-та, 2007. - 522 с.
2. Архангельский А.С. Некоторые вопросы теории планетарных исполнительных органов проходческих комбайнов. Расчеты, конструирование и испытания горных машин. Сборник №12. /Под ред. Инж. Топчиева А.В. - М.: Углетехиздат, 1955. - 451 с.
3. Солод В.Н. и др. Горные машины и автоматизированные комплексы. Учебник для вузов. - М., Недра, 1981. - 503 с.
4. Старков Л.И. и др. Исследование схемы перекрестного резания. Горный журнал. Изв. вузов. 1997. №7-8. с 121-123.
5. Долгов Л.В. Совершенствование плоскопланетарных исполнительных органов проходческих комбайнов. Сб. Горная электромеханика и механизация горных работ.- М.: Недра, 1969. - 383 с.
6. Комбайны для добычи калийных руд /Всесоюзн. науч.-исслед. ин-т галургии/ Мин-во по производству мин. удобрений СССР; сост. С.К.Кабиев и др. - М.: Недра, 1990. - 200 с.: ил.