EA032708B1 - Устройство для разрушения горных пород - Google Patents

Abstract

Устройство для разрушения горных пород относится к горной технике для открытой разработки месторождений полезных ископаемых и предназначено для непрерывного разрушения полезных ископаемых, реконструкции и строительства бортов без промежуточных рабочих площадок. Техническая задача изобретения - повышение надежности конструкции и производительности устройства при исключении негабаритов в разрушаемой породе. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для разрушения горных пород, состоящем из размещенных на самоходной раме (1) управляемых породоразрушающего механизма, выполненного в виде горизонтальных (3) и вертикальных режущих дисков (7), и породоотделяющего механизма в виде полого отвала (9) с клиновидной рабочей поверхностью, причем горизонтальные режущие диски (3) размещены в нижней плоскости отвала (9), а вертикальные режущие диски (7) расположены в его торцах, породоразрушающий механизм снабжен вертикальным режущим инструментом, выполненным в виде центрального (5) и, отстоящих на равном расстоянии друг от друга по обе стороны от него промежуточных (6) режущих дисков, расположенных на валу (4), размещенном в осевых отверстиях (8) торцевых вертикальных режущих дисков (7), а горизонтальные режущие диски (3) установлены с зазором (13) между собой, в котором размещена режущая кромка центрального режущего диска (5), при этом рабочая поверхность отвала (9) разделена прорезью на равные части (12), каждая их которых расположена над соответствующим горизонтальным режущим диском (3) и выполнена в виде полуовала. Диаметр центрального режущего диска (5) равен диаметру торцовых режущих дисков (7), а диаметр промежуточных режущих дисков (6) меньше и равен D=2(h+h+0,5d), где h- глубина щелей, надрезаемых в поверхности отделяемых блоков породы промежуточными дисками (6), h- зазор между валом (4) вертикального режущего инструмента и поверхностью отделяемого слоя, d- диаметр вала (4) вертикального режущего инструмента.

Description

Устройство для разрушения горных пород относится к горной технике для открытой разработки месторождений полезных ископаемых и предназначено для непрерывного разрушения мягких горных пород и полезных ископаемых, например, угля, минерального сырья, а также реконструкции старых и строительства новых бортов, преимущественно, в глубоких карьерах и высоких откосов без промежуточных рабочих площадок.

Известно устройство-кранлайн (статья Кранлайн: актуальная задача создания нового типа экскаватора для разработки месторождений высокими уступами по транспортной системе//Горная Промышленность, № 4, 2008, стр. 40), с помощью которого осуществляют послойное разрушение горных пород в плоскости высоких уступов. Закрепленный на тросах ковш с помощью подъемных лебедок на устройстве перемещают снизу вверх, срезая приповерхностный слой породы. Заполненный породой ковш разгружают на верхней рабочей площадке в автосамосвалы. К недостаткам устройства относятся высокие энергоемкость и металлоемкость устройства, так как подъем отрабатываемой породы производят от нижней рабочей площадки к верхней, а также большой вес устройства.

За прототип принято устройство для разрушения горных пород (патент KG № 1496, Е21С 37/02, опубл. в 2012 г.), состоящее из размещенных на самоходной раме управляемых, породоразрушающего и породоотделяющего механизмов с приводами. Породоразрушающий механизм выполнен в виде двух горизонтальных и двух вертикальных режущих дисков, а породоотделяющий механизм изготовлен в форме отвала. Сдвоенные горизонтальные режущие диски установлены с перекрытием и размещены в нижней плоскости отвала, а вертикальные режущие диски расположены в его торцах. Отвал выполнен полым, а его рабочая поверхность - клинообразной. Устройство позволяет вести послойную отработку и обрушение породы сверху вниз непрерывно при формировании откосов уступов в бортах глубоких карьеров и при разработке месторождений полезных ископаемых высокими уступами.

К недостаткам известного устройства для разрушения горных пород относятся возможность заклинивания горизонтальных дисков из-за попадания частиц крепкой породы в зону перекрытия дисков, что приводит к снижению производительности устройства, а также возможному выходу негабаритов в результате отсутствия средств дробления отделяемого блока породы в заходке на более мелкие фракции.

Техническая задача изобретения состоит в повышении надежности конструкции и производительности устройства при исключении негабаритов в разрушаемой породе.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для разрушения горных пород, состоящем из размещенных на самоходной раме управляемых породоразрушающего механизма, выполненного в виде горизонтальных и вертикальных режущих дисков, и породоотделяющего механизма в виде полого отвала с клиновидной рабочей поверхностью, причем, горизонтальные режущие диски размещены в нижней плоскости отвала, а вертикальные режущие диски расположены в его торцах, породоразрушающий механизм снабжен вертикальным режущим инструментом, выполненным в виде центрального и, отстоящих на равном расстоянии друг от друга по обе стороны от него, промежуточных режущих дисков, расположенных на валу, размещенном в осевых отверстиях торцквых вертикальных режущих дисков, а горизонтальные режущие диски установлены с зазором между собой, в котором размещена режущая кромка центрального режущего диска, при этом, рабочая поверхность отвала разделена прорезью на равные части, каждая их которых расположена над соответствующим горизонтальным режущим диском и выполнена в виде полуовала.

Диаметр центрального режущего диска равен диаметру торцовых режущих дисков, а диаметр промежуточных режущих дисков меньше и равен 0=2(11,,,+11..+0.56,,). где Ь_щ - глубина щелей, надрезаемых в поверхности отделяемых блоков породы промежуточными дисками, й_з - зазор между валом вертикального режущего инструмента и поверхностью отделяемого слоя, d_E - диаметр вала вертикального режущего инструмента.

Снабжение породоразрушающего механизма вертикальным режущим инструментом, выполненным в виде центрального и отстоящих на равном расстоянии друг от друга по обе стороны от него промежуточных режущих дисков, расположенных на валу, размещенном в осевых отверстиях торцевых вертикальных режущих дисков, и установка горизонтальных режущих дисков с зазором между собой, в котором размещена режущая кромка центрального режущего диска, позволяет синхронно производить продольное разрезание слоя породы, подрезаемого горизонтальными режущими дисками, исключить заклинивание горизонтальных дисков, а также улучшить дробимость блока пород в забое, исключить негабариты и уменьшить энергоемкость процесса разрушения.

Разделение рабочей поверхности отвала прорезью на равные части, каждая из которых расположена над соответствующим горизонтальным режущим диском, и выполнение их в виде полуовала, позволяет увеличить полезную площадь горизонтальных режущих дисков и повысить давление лезвия отвала на подрезаемые блоки породы из образуемой горизонтальными режущими дисками щели, что улучшает опрокидывание отделяемого блока из заходки, повышая надежность устройства.

За счет того, что диаметр центрального режущего диска равен диаметру торцовых режущих дисков, а диаметр промежуточных режущих дисков меньше и равен 0=2(й_щ+й_з+0,56_в), где Ь_щ -глубина щелей, надрезаемых в поверхности отделяемых блоков породы промежуточными дисками, Ь_з - зазор между валом вертикального режущего инструмента и поверхностью отделяемого слоя, d_E - диаметр вала верти

- 1 032708 кального режущего инструмента, снижаются затраты энергии на отделение отвалом блока породы, исключается выход негабаритов, что повышает эффективность работы и надежность устройства.

Устройство для разрушения горных пород иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - общий вид отвала, на фиг. 4 - то же, вид сбоку, на фиг. 5 - то же, вид сверху.

Устройство для разрушения горных пород состоит из самоходной несущей рамы 1, на которой с возможностью скольжения установлены породоразрушающий и породоотделяющий механизмы. Несущая рама 1 тяговыми тросами 2 соединена с подъемными лебедками (на рис. не показаны). Породоразрушающий механизм выполнен в виде горизонтальных режущих дисков 3 и вертикального режущего инструмента. Вертикальный режущий инструмент состоит из установленных на валу 4 центрального 5 и отстоящих на равном расстоянии по обе стороны от него промежуточных 6 режущих дисков. Вал 4 размещен между торцовыми режущими дисками 7 в их осевых отверстиях 8. Породоотделяющий механизм выполнен в виде полого отвала 9. Горизонтальные режущие диски 3 размещены в нижней плоскости отвала 9, а вал 4 установлен на кронштейнах 10, закрепленных в его торцах, и центральном кронштейне 11. Рабочая поверхность отвала 9 разделена прорезью на равные полуовальные части 12, каждая из которых расположена над соответствующим горизонтальным режущим диском 3. Горизонтальные режущие диски 3 установлены с зазором 13 между собой, в котором размещена режущая кромка центрального режущего диска 5. Приводы 14 горизонтальных режущих дисков 3 установлены в полости отвала 9, а приводы 15 вала 4 установлены на кронштейнах 10, прикрепленных к торцевым плоскостям отвала 9. На раме 1 установлено исполнительное оборудование: маслонасосные станции 16, система для охлаждения водой (на фиг. не показана) режущих дисков 3, 5, 6 и 7, кабельный барабан 17 с кабелем 18.

Полуовальные части 12 отвала 9 скреплены плитой 19. В донной части 20 отвала 9 размещены гидроприводы 14 и вертикальные валы вращения 21 горизонтальных режущих дисков 3.

Диаметр центрального режущего диска 5 равен диаметру торцовых режущих дисков 7, а диаметр промежуточных режущих дисков 6 меньше и равен П=2(Ь_щ+й_з+0,5б_в), где И_щ - глубина щелей, надрезаемых в поверхности отделяемых блоков породы промежуточными дисками 6, И.. - зазор между валом 4 и поверхностью отделяемого слоя породы, d_E - диаметр вала 4.

Устройство для разрушения горных пород работает следующим образом. Устройство на раме 1 перемещают по откосу уступа сверху вниз под действием собственного веса и поддерживают с помощью тяговых тросов 2. Разрушаемый приповерхностный слой породы отделяют от целика подрезными горизонтальными дисками 3, вращаемыми с помощью гидроприводов 14 и вертикальных валов 21, установленными в донной части 20 отвала 9. В процессе перемещения устройства по откосу в щель, образованную в основании отделяемого слоя породы, внедряется кромка отвала 9, под давлением которого порода выдвигается из забоя и перемещается под действием собственного веса к нижней рабочей площадке, где перегружаются в средства транспорта, например, забойный ленточный конвейер. Одновременно центральный режущий диск 5 разрезает целик породы между горизонтальными дисками 3, а промежуточные вертикальные диски 6 синхронно надрезают поверхность разрушаемого слоя породы, разделяя его на блоки, которые при скатывании по откосу дробятся на мелкие фракции, что исключает образование негабаритов. Боковые отрезные диски 7 отделяют разрушаемый блок породы от целика в заходке в торцах. Вертикальный режущий инструмент установлен на валу 4, поддерживаемый кронштейнами 10 и 11 и приводится во вращение гидроприводами 15. Приводы 14 и 15 работают от маслостанции 16. При подъеме устройства вверх или вниз кабельный барабан 17 разматывает или наматывает кабель 18.

После отработки полосы устройство тяговыми тросами 2 поднимают на верхнюю рабочую площадку, размещают на несущей платформе и перемещают на шаг, равный ширине следующей полосы приповерхностного слоя породы. Далее операции повторяют.

Использование предлагаемого устройства для разрушения горных пород позволит сократить энергозатраты и повысить экономические показатели разработки полезных ископаемых открытым способом, а также будет способствовать расширению области поточной разработки месторождений.

Кроме того, область рационального применения устройства может быть расширена за счет применения в породах средней крепости и крепких породах без буровзрывных работ, например, при реконструкции старых и строительстве новых бортов карьеров, где требуется высокое качество поверхности откосов уступов, в том числе высоких уступов, и повышенная устойчивость законтурного массива горных пород. Снижение производительности устройств в таких условиях будет оправдано значительным повышением безопасности при ведении горных работ, особенно в глубоких карьерах.

Claims (2)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для разрушения горных пород, состоящее из размещенных на самоходной раме (1) управляемых породоразрушающего механизма, выполненного в виде горизонтальных (3) и вертикальных (7)режущих дисков, и породоотделяющего механизма в виде полого отвала (9) с клиновидной рабочей проверхностью, причем горизонтальные режущие диски (3) размещены в нижней плоскости отвала (9), а вертикальные режущие диски (7) расположены в его торцах, отличающееся тем, что породоразру

   - 2 032708 шающий механизм снабжен вертикальным режущим инструментом, выполненным в виде центрального (5) и отстоящих на равном расстоянии друг от друга по обе стороны от него промежуточных (6) режущих дисков, расположенных на валу (4), размещенном в осевых отверстиях (8) торцевых вертикальных режущих дисков (7), а горизонтальные режущие диски (3) установлены с зазором (13) между собой, в котором размещена режущая кромка центрального режущего диска (5), при этом рабочая поверхность отвала (9) разделена вертикальным зазором на две симметричные части (12), каждая из которых расположена над соответствующим горизонтальным режущим диском (3) и выполнена в виде полуовала.
2. 2. Устройство для разрушения горных пород по п.1, отличающееся тем, что диаметр центрального режущего диска (5) равен диаметру торцовых режущих дисков (7), а диаметр промежуточных режущих дисков (6) меньше или равен О=2(11_щ+11з+0,5с1_в), где й_щ - глубина щелей, надрезаемых в поверхности отделяемых блоков породы промежуточными дисками (6), h₃ - зазор между валом (4) вертикального режущего инструмента и поверхностью отделяемого слоя, d_B - диаметр вала (4) вертикального режущего инструмента.