ГОРНОПРОХОДЧЕСКАЯ ИЛИ ВЫЕМОЧНАЯ МАШИНА
SHAFT-SINKING AND TUNNELLING OR WINNING MACHINE

Настоящее изобретение относится к горнопроходческой или выемочной машине, содержащей режущие инструменты, которые могут перемещаться по забою штрека и расположены на стреле, и платформу, которая может перемещаться в продольном направлении машины и несет устройства крепления выработки.
Подобная горнопроходческая или выемочная машина известна из AT 507495 A1.
При укреплении и поддерживании туннельной выработки обычно предоставляются различные типы укрепления и устройств крепления выработки, при этом, в зависимости от структуры горной породы, в дополнение к устройствам сверления и установки анкеров также требуются манипуляторы для торкрет-бетона или устройства для манипулирования и установки крепежных рам или арок. Общепринятые горнопроходческие или выемочные машины не полностью соответствуют данным требованиям, поскольку различные типы устройств крепления выработки не могут быть предоставлены в одно и то же время и в подходящем положении с экономией пространства. Например, были предложены отдельные от горнопроходческой или выемочной машины устройства манипулирования для крепежных элементов, таких как крепежные рамы или крепежные арки. Однако за счет предоставления отдельных устройств значительно увеличивается усилие, необходимое для мер по креплению и поддержке выработки, при этом, вследствие ограниченного доступного пространства в выработке с креплением, возникают трудности в отношении выполнения мер по креплению также в положении непосредственно позади забоя штрека.
Из AT 502047 A4 известно устройство сверления и установки анкеров, расположенное на скользящем рельсе, в котором дополнительный манипулятор для подъема и для установки покрывающих матов прикреплен к поворотной плите устройства сверления и установки анкеров. Вариант осуществления крепежного устройства, имеющего два устройства сверления и установки анкеров, которые поддерживаются с возможностью поворота на анкерной платформе, которая может передвигаться в продольном направлении машины, является предметом AT 413230 B.
DE 2934625 A1 раскрывает комбинацию горнопроходческой машины с крепежными устройствами, в которой крепежный манипулятор закреплен на скользящем рельсе, так что предварительно собранные крепежные арки можно перемещать вдоль горнопроходческой машины и располагать в выработке впереди области горнопроходческой машины.
В отличие от этого, что касается предмета DE 3413261A1, используют вращающийся кран, который зафиксирован на задней стороне горнопроходческой машины для подъема предварительно собранных крепежных арок и для перемещения в крепежный манипулятор, который может передвигаться на скользящем рельсе.
Дополнительный пример крепежного манипулятора, который может передвигаться на скользящем рельсе, можно узнать из DE 2908452 A1.
Вследствие этого, с одной стороны, описанные варианты осуществления относятся к предоставлению отдельных устройств крепления выработки в связи с горнопроходческой машиной, посредством чего, несмотря на то, что конкретная работа в рамках процесса крепления выработки может быть механизирована и эффективно выполняться, ручные работы все же являются необходимыми. С другой стороны, описанные варианты осуществления относятся к многофункциональным решениям (например, AT 507495 A1), к которым, хотя они универсальны в использовании, в отдельных случаях должны быть сделаны модификации, что делает трудным механизированный способ работы.
Вследствие этого задачей изобретения является разработка горнопроходческой машины с интегрированными устройствами крепления выработки в дополнение к результату с возможностью значительного увеличения степени механизации для комбинированного процесса крепления выработки. В то же самое время должна иметься возможность расположения отдельных крепежных устройств на горнопроходческой машине таким образом, чтобы можно было добиться наименьшей возможной габаритной высоты.
Для осуществления поставленной задачи изобретение по существу обеспечивает устройства крепления выработки, содержащие крепежный манипулятор и устройство сверления и установки анкеров, при этом устройство сверления и установки анкеров прикреплено к подвижной платформе с возможностью поворота между исходным положением и рабочим положением, а крепежный манипулятор имеет телескопическую штангу, которая прикреплена к подвижной платформе с возможностью поворота в вертикальном направлении и которая несет захватное устройство для временного приема по меньшей мере одного крепежного элемента, в частности крепежной арки, при этом крепежный манипулятор и устройство сверления и установки анкеров прикреплены к подвижной платформе на предварительно определенном, фиксированном расстоянии друг от друга и могут перемещаться вместе с подвижной платформой между втянутым положением и положением со смещением вперед.
В дополнительном варианте осуществления данного изобретения, по существу, предусмотрены устройства крепления выработки, содержащие устройство сверления и установки анкеров и принадлежащее к нему крепежное устройство для кровли, при этом устройство сверления и установки анкеров прикреплено к подвижной платформе с возможностью поворота между исходным положением и рабочим положением, а крепежное устройство имеет телескопическую штангу, которая прикреплена к подвижной платформе с возможностью поворота в вертикальном направлении, при этом крепежное устройство и устройство сверления и установки анкеров прикреплены к подвижной платформе на предварительно определенном, фиксированном расстоянии друг от друга и могут перемещаться вместе с подвижной платформой между втянутым положением и положением со смещением вперед.
В результате того, что устройство сверления и установки анкеров расположено с возможностью поворота между исходным положением и рабочим положением, устройство сверления и установки анкеров может быть расположено в стороне от линии резания во время проходки для экономии пространства, не препятствуя процессу выемки грунта. В исходном положении устройство сверления и установки анкеров предпочтительно плоско сложено на подвижной платформе. В результате того, что крепежный манипулятор или крепежное устройство имеет телескопическую штангу, которая прикреплена к подвижной платформе с возможностью поворота в вертикальном направлении, для проходки, крепежный манипулятор или крепежное устройство может поворачиваться вниз на подвижную платформу для того, чтобы минимизировать за счет этого занятое пространство. Телескопическая вертикально поворачивающаяся штанга крепежного манипулятора согласно изобретению имеет захватное устройство, посредством которого отдельные сегменты или уже свинченное вместе множество сегментов крепежных элементов, в частности крепежных арок, удерживаются и перемещаются в установочное положение.
Благодаря поворотной и телескопической конструкции штанги захватное устройство наряду с крепежным элементом, временно удерживаемым в захватном устройстве, может быть точно расположено. После того как захватное устройство переместило по меньшей мере один крепежный элемент в предназначенное положение, крепежный элемент, как правило, устанавливают снизу вверх, при этом сперва размещают стойки, а крепежную арку соединяют с предшествующей крепежной аркой посредством распорных стержней.
В результате прикрепления крепежного манипулятора или крепежного устройства и устройства сверления и установки анкеров к подвижной платформе на предварительно определенном, фиксированном расстоянии друг от друга, отсутствует необходимость выставления взаимных положений двух крепежных устройств, так что манипулирование становится проще, и может быть улучшена механизация. Рабочее положение устройства сверления и установки анкеров относительно крепежного манипулятора выбирают, в частности, таким образом, чтобы анкеры можно было устанавливать в области вертикальной плоскости, образованной крепежным элементом, устанавливаемым захватным элементом. В случае поддерживающего устройства, рабочее положение устройства сверления и установки анкеров относительно поддерживающего устройства выбирают таким образом, чтобы анкеры можно было устанавливать в области кровли, поддерживаемой крепежным устройством.
В связи с этим, предпочтительный дополнительный вариант осуществления предусматривает крепежное устройство, имеющее опорную плиту, которая может упираться в кровлю.
В связи с этим, предпочтительный дополнительный вариант осуществления предусматривает выбор такого рабочего положения, чтобы устройство сверления и установки анкеров и крепежное устройство в рабочем положении вступали в действие в области кровли, находящейся впереди режущих инструментов.
Согласно предпочтительному дополнительному варианту осуществления, механизация процесса крепления выработки может быть дополнительно улучшена за счет устройств крепления выработки, дополнительно содержащих подъемный кран, который имеет телескопическую стрелу, вращающуюся вокруг горизонтальной оси вращения. В данном случае подъемный кран предпочтительно прикреплен к подвижной платформе на предварительно определенном, фиксированном расстоянии от крепежного манипулятора или крепежного устройства. В общем и целом, подвижная платформа несет все основные устройства крепления выработки, необходимые для процесса крепления выработки, а именно подъемный кран, крепежный манипулятор или крепежное устройство и устройство сверления и установки анкеров. Процесс крепления выработки предпочтительно выполняют таким образом, что подъемный кран во втянутом положении платформы сперва захватывает по меньшей мере один элемент крепления выработки, поднимает его вверх, перемещает его вперед за счет поворота стрелы крана и помещает его в удерживающее устройство захватного устройства. Затем подвижная платформа перемещается вперед, а по меньшей мере один крепежный элемент прижимается к кровле посредством телескопической штанги крепежного манипулятора.
В связи с этим предпочтительный дополнительный вариант осуществления предусматривает захватное устройство, содержащее в каждом случае по меньшей мере одно удерживающее гнездо, предпочтительно два удерживающих гнезда для крепежного элемента, в частности для крепежной арки. В случае одного варианта осуществления с двумя удерживающими гнездами два крепежных элемента, в частности крепежных арки, можно последовательно перемещать в положения сборки в одно и то же время, так что скорость процесса крепления выработки может быть увеличена. Кроме того, в одно и то же время, необходимое расстояние между двумя последовательными крепежными элементами предварительно определяется расстоянием между двумя удерживающими гнездами.
Если согласно предпочтительному дополнительному варианту осуществления захватное устройство содержит несущее устройство, которое, в частности, похоже на арку, для временного приема покрывающего мата, в одно и то же время, покрывающий мат может размещаться захватным устройством или крепежными элементами, нажимая на кровлю, так что непосредственно после этого может быть начат процесс установки анкеров.
Для того чтобы повысить устойчивость платформы, предпочтительно предусмотрено, что платформа поддерживается в смещенном вверх положении на опоре, расположенной на стреле.
Поворот устройства сверления и установки анкеров между исходным положением и рабочим положением и степень свободы, необходимая для установки анкеров по всему профилю выработки, достигаются особенно легко в показателях конструкции за счет предоставления поворачивающего устройства для поворота устройства сверления и установки анкеров между исходным положением и рабочим положением, причем на данном поворачивающем устройстве расположена поворотная плита, посредством которой устройство сверления и установки анкеров в рабочем положении поворачивается вокруг оси вращения, расположенной в продольном направлении машины. В данном случае особенно предпочтительно, если поворачивающее устройство расположено на переднем конце подвижной платформы. Это обеспечивает возможность поворота поворотной плиты или устройства сверления и установки анкеров за пределами переднего конца подвижной платформы вниз в рабочее положение, так что получается наиболее возможное центральное расположение устройства сверления и установки анкеров в пределах профиля выработки.
Для того чтобы стабилизировать устройство сверления и установки анкеров во время процесса сверления и при установке анкеров, предпочтительно дополнительно разработан такой вариант осуществления, чтобы поворачивающее устройство имело по меньшей мере одну опорную стойку, которая в рабочем положении устройства сверления и установки анкеров может выдвигаться в подошву.
Для того чтобы сделать работу устройства сверления и установки анкеров более легкой для рабочего персонала, по обеим сторонам продольной центральной плоскости машины на подвижной платформе предпочтительно предусмотрено размещение рабочих платформ. В частности, соответствующие рабочие платформы можно опускать и поднимать относительно подвижной платформы посредством опускающего и поднимающего устройства.
Учитывая усилия, воздействующие на устройства крепления выработки во время процесса крепления выработки, преимуществом является особенно устойчивое направление платформы. Согласно предпочтительному дополнительному варианту осуществления, это достигается с помощью подвижной платформы, охватываемой по обеим сторонам направляющими брусьями, расположенными на раме машины.
Ниже изобретение объясняется более подробно посредством иллюстративного варианта осуществления, схематично проиллюстрированного на чертеже. На данном чертеже Фиг. 1 показывает вид сбоку горнопроходческой или выемочной машины по п. 1 с подвижной платформой во втянутом положении, Фиг. 2 показывает вид спереди машины согласно Фиг. 1, Фиг. 3 показывает вид сбоку машины согласно Фиг. 1 с подвижной платформой в смещенном вперед положении, Фиг. 4 показывает вид спереди машины согласно Фиг. 3, Фиг. 5 показывает наклонный вид машины в выработке, поддерживаемой арками выработки, Фиг. 6 показывает вид сбоку горнопроходческой или выемочной машины по п. 2, а Фиг. 7 показывает вид сверху машины согласно Фиг. 6.
На Фиг. 1 под номером 1 проиллюстрирована горнопроходческая или выемочная машина по п.1 представленного изобретения, на которой к стреле 2 прикреплен режущий ролик 3, который может вращаться вокруг горизонтальной оси и имеет множество режущих инструментов 4, расположенных по периферии режущего ролика 3. Стрела 2 может вертикально поворачиваться в направлении двойной стрелки 5, так что режущие инструменты могут передвигаться по забою штрека, не проиллюстрированному. Отводящие инструменты для вынутой породы, посредством которых вынутая порода может перемещаться в транспортирующее устройство, продолжающееся в продольном направлении машины, обозначены 6. Вынутый материал транспортируется в задний конец 7 машины посредством транспортирующего устройства, где он, например, перемещается в стационарное транспортирующее устройство в виде ленточного транспортера или цепного транспортера. Машина 1 дополнительно имеет блок гусеничной тяги 8.
На раме машины 1 по обеим сторонам продольной центральной плоскости машины расположены направляющие брусья 9, которые направляют подвижную платформу 10 с возможностью перемещения в направлении двойной стрелки 11. Подвижная платформа 10 несет множество устройств крепления выработки, а именно подъемный кран 12, крепежный манипулятор 13 и устройство 14 сверления и установки анкеров. На Фиг. 1 подвижная платформа 10 проиллюстрирована во втянутом положении. В данном исходном положении устройства 12, 13, 14 крепления выработки сложены для того, чтобы минимизировать занятое пространство и как можно меньше препятствовать процессу резки. Соответственно, например, телескопическая стрела 15 подъемного крана 12 повернута вниз, а именно, в частности, в положение параллельно подвижной платформе 10. Телескопическая штанга 16 крепежного манипулятора 13 также находится в положении, которое повернуто вниз, посредством чего захватное устройство 17 крепежного манипулятора также прекращает движение на подвижной платформе 10. Устройство 14 сверления и установки анкеров содержит поворачивающее устройство 18, посредством которого устройство 14 сверления и установки анкеров может поворачиваться вперед и назад между исходным положением, проиллюстрированным на Фиг. 1, и рабочим положением, проиллюстрированным на Фиг. 3. В исходном положении, проиллюстрированном на Фиг. 1, устройство 14 сверления и установки анкеров предпочтительно расположено поперек продольного направления машины, как можно особенно четко идентифицировать на изображении спереди согласно Фиг. 2. В исходном положении устройства сверления и установки анкеров 14, проиллюстрированного на Фиг. 1, из подвижной платформы 10 выступают только крепежные стойки 19.
На изображении спереди согласно Фиг. 2 можно видеть, что направляющие брусья 9 в каждом случае имеют U-образное поперечное сечение, которое охватывает боковые направляющие элементы 20 подвижной платформы 10. Кроме того, можно видеть, что в исходном положении устройство 14 сверления и установки анкеров расположено в поперечном направлении, т.е. оно продолжается поперек продольного направления машины. Кроме того, на Фиг. 2 можно видеть транспортирующее устройство 21, расположенное между двумя отводящими инструментами 6 и продолжающееся в продольном направлении машины.
На Фиг. 3 машина, проиллюстрированная на Фиг. 1, показана со смещенной вперед платформой 10 и устройствами крепления выработки, перемещенными в рабочее положение. Подвижная платформа 10 передвигается вперед посредством схематично проиллюстрированного перемещающего привода 22, при этом перемещающий привод образован, например, цепным приводом. В передвинутом вперед положении платформы 10 она поддерживается на опоре 23 стрелы 2. Телескопическая штанга 16 крепежного манипулятора 13 выдвигается и поворачивается вверх посредством силового блока 24 поршня гидравлического цилиндра. Шарнирный палец штанги 16 обозначен 25. Захватное устройство 17 также находится в рабочем положении и прикреплено к штанге 16 с возможностью поворота посредством шарнира 26. Привод поворота захватного устройства 17 образован силовым блоком 27 поршня гидравлического цилиндра. Захватное устройство 17 имеет два удерживающих гнезда 39, в которых, как показано на Фиг. 5, в каждом случае может приниматься и удерживаться крепежная арка.
Устройство 14 сверления и установки анкеров поворачивают из исходного положения (Фиг. 1) в рабочее положение (Фиг. 3) посредством поворачивающего устройства 18. Для этой цели поворачивающее устройство 18 содержит шарнирный рычаг 28, который может поворачиваться вокруг шарнирного пальца 30 посредством силового блока 29 поршня гидравлического цилиндра. Шарнирный рычаг 28 несет поворотную плиту 31, к которой прикреплено устройство 14 сверления и установки анкеров и которая обеспечивает возможность поворота устройства сверления и установки анкеров 14 вокруг оси 32 поворота. На Фиг. 3 можно видеть, что устройство 14 сверления и установки анкеров в рабочем положении расположено под прямыми углами к крыше, при этом взаимное позиционирование устройства сверления и установки анкеров 14 и крепежного манипулятора 13 сделано таким образом, что между крепежными арками, удерживаемыми в удерживающих гнездах 39 захватного устройства 17, могут быть установлены анкеры. Начиная с положения, проиллюстрированного на Фиг. 3, устройство 14 сверления и установки анкеров может поворачиваться вокруг оси 32, посредством чего анкеры можно устанавливать по всему профилю выработки в вертикальной плоскости, лежащей между двумя крепежными арками.
На Фиг. 4 устройство 14 сверления и установки анкеров проиллюстрировано в повернутом вниз положении, в котором анкеры можно устанавливать около подошвы. Кроме того, как на Фиг. 3, так и на Фиг. 4 можно видеть, что устройство 14 сверления и установки анкеров можно поддерживать и стабилизировать посредством опорных стоек 19, которые могут выдвигаться в подошву. Кроме того, по обеим сторонам продольной центральной плоскости машины в каждом случае можно видеть опущенную рабочую платформу 33, которая позволяет рабочему персоналу приближаться к крепежным аркам или устройство 14 сверления и установки анкеров.
На Фиг. 4 профиль выработки обозначен 34. Захватное устройство 17 принимает/удерживает крепежную арку 35, причем данная крепежная арка 35 укрепляет профиль выработки при размещении между ними усиливающих элементов 36. Кроме того, можно видеть покрывающий мат 37, который прижимают к кровле посредством дугообразного несущего устройства 38, расположенного на захватном устройстве 17.
На наклонном изображении согласно Фиг. 5 теперь можно видеть полный разрез выработки, в которую для стабилизации профиля 34 выработки вставлено множество крепежных арок 35. Можно видеть, что захватное устройство 17 или его удерживающие гнезда 28 соответственно принимают две крепежные арки 35. В остальном, иллюстрация согласно Фиг. 5 соответствует иллюстрациям Фиг. 3 и 4, и поэтому соответственно были сохранены одинаковые ссылочные номера.
На Фиг. 6 в рабочем положении проиллюстрирована горнопроходческая или выемочная машина 1 по п.2, которая содержит крепежное устройство 40 (для кровли), принадлежащее устройству 14 сверления и установки анкеров. Крепежное устройство 40 и устройство 14 сверления и установки анкеров, расположенные по обеим сторонам центральной плоскости, прикреплены к подвижной платформе 10 на предварительно заданном, фиксированном расстоянии друг от друга. Крепежное устройство 40 имеет телескопическую штангу 41, которая прикреплена к подвижной платформе 10 с возможностью поворота в вертикальном направлении. В остальном, вариант осуществления согласно Фиг. 6 и 7 соответствует варианту осуществления согласно Фиг. 1-5 и, вследствие этого, были сохранены ссылочные номера на Фиг. 1-5.
На изображении сверху согласно Фиг. 7, можно видеть расположение относительно друг друга устройства 14 сверления и установки анкеров и крепежного устройства 40, которое было выбрано таким образом, что крепежное устройство давит на кровлю во время процесса анкеровки и закрепляет область кровли, которая еще не была проанкерована.