RU2816285C1

RU2816285C1 - Device for pre-destruction of rocks

Info

Publication number: RU2816285C1
Application number: RU2022131643A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Нифадьев; Анатолий Акимович Коваленко; Александр Борисович Татауров
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2024-03-28

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: device for pre- destruction of rocks refers to devices designed for continuous pre-fracture of soft and medium-hard rocks and minerals of categories V-VII on the scale of prof. MM. Protodyakonov in the inclined plane of the slope of benches, including high benches during open-pit mining. The device for pre-destruction of rocks consists of a self-propelled chassis with a rotary table placed on it with control equipment and a disk working element installed with the possibility of vertical movement. The working body is made in the form of leading and trailing shafts, located parallel to each other, with evenly spaced cutting discs attached to them. The opposing cutting disks of the shafts are located in the same plane. The diameter of the cutting disks on the leading shaft is less than the diameter of the cutting disks on the trailing shaft. The leading and trailing shafts with cutting disks are spaced apart and installed at the ends of the self-propelled chassis, respectively.

EFFECT: increased performance and reliability of the device.

1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для непрерывного предразрушения мягких и средней крепости горных пород и полезных ископаемых категории V-VII по шкале проф. М.М. Протодьяконова в наклонной плоскости откоса уступов, в том числе высоких уступов при разработке месторождений открытым способом.The invention relates to devices designed for continuous pre-fracture of soft and medium-hard rocks and minerals of categories V-VII on the prof. scale. MM. Protodyakonov in the inclined plane of the slope of benches, including high benches during open-pit mining.

Известен бульдозер (RU 2270299, E02F 3/76, опубл. в 2006 г.), предназначенный для разработки плотных и мерзлых грунтов и включающий базовую машину, связанную с толкающими брусьями, отвалом и дополнительным рабочим органом, размещенным перед ним, и служит в качестве рыхлителя, выполненного в виде вала с дисковыми фрезами, расположенными перпендикулярно плоскости резания.A bulldozer is known (RU 2270299, E02F 3/76, published in 2006), designed for the development of dense and frozen soils and including a base machine associated with push bars, a blade and an additional working body located in front of it, and serves as ripper, made in the form of a shaft with disk cutters located perpendicular to the cutting plane.

Недостаток описанного устройства состоит в том, что дополнительный рабочий орган жестко закреплен на раме и ограничивает мобильность устройства, что приводит к низким надежности и производительности.The disadvantage of the described device is that the additional working element is rigidly fixed to the frame and limits the mobility of the device, which leads to low reliability and performance.

За прототип выбрана машина для послойного разрушения горных пород (KG 266, Е21С 27/24, опубл. 31.07.20, бюл. №7), состоящая из управляемых тягового механизма с несущей рамой и, связанной с ним канатной подвеской, самоходной платформы, в торце которой размещены предразрушающий механизм в виде вертикальных режущих дисков и рабочий орган в виде кольцевых фрез.The prototype selected was a machine for layer-by-layer destruction of rocks (KG 266, E21C 27/24, publ. 07/31/20, bulletin No. 7), consisting of a controlled traction mechanism with a supporting frame and an associated rope suspension, a self-propelled platform, at the end of which there is a pre-fracture mechanism in the form of vertical cutting disks and a working element in the form of annular cutters.

Недостаток прототипа состоит в холостом ходе устройства при перемещении от верхней рабочей площадки к нижней, что снижает производительность предразрушающего механизма.The disadvantage of the prototype is that the device idles when moving from the upper to the lower working platform, which reduces the performance of the pre-destruction mechanism.

Техническая задача изобретения - повышение производительности и надежности устройства.The technical objective of the invention is to increase the performance and reliability of the device.

Устройство для предразрушения горных пород, состоящее из самоходного шасси с размещенным на нем поворотным столом с аппаратурой управления и дисковым рабочим органом, установленным с возможностью вертикального перемещения, рабочий орган выполнен в виде опережающего и замыкающего валов, расположенных параллельно между собой, с закрепленными на них равномерно размещенными режущими дисками, при этом противостоящие режущие диски валов расположены в одной плоскости, причем диаметр режущих дисков на опережающем валу меньше диаметра режущих дисков на замыкающем валу, а опережающий и замыкающий валы с режущими дисками разнесены и установлены в торцах самоходного шасси соответственно.A device for pre-fracture of rocks, consisting of a self-propelled chassis with a rotary table placed on it with control equipment and a disk working element installed with the possibility of vertical movement, the working element is made in the form of leading and trailing shafts located parallel to each other, with uniformly fixed to them placed cutting discs, while the opposing cutting discs of the shafts are located in the same plane, and the diameter of the cutting discs on the leading shaft is less than the diameter of the cutting discs on the trailing shaft, and the leading and trailing shafts with cutting discs are spaced apart and installed at the ends of the self-propelled chassis, respectively.

Выполнение рабочего органа в виде опережающего и замыкающего валов, расположенных параллельно между собой, с закрепленными на них равномерно размещенными режущими дисками, при расположении противостоящих режущих дисков на валах в одной вертикальной плоскости и различия диаметров режущих дисков на опережающем и замыкающем валах, позволяет снизить металлоемкость устройства и повысить скорость его перемещения за счет уменьшения площади соприкосновения дисков с породой при проходке каждой щели двумя дисками, что повышает производительность. Размещение опережающего и замыкающего валов с режущими дисками в торцах самоходного шасси соответственно позволяет также повысить производительность и эффективность устройства за счет возможности его работы для предразрушения отрабатываемого слоя породы как с верхней рабочей площадки уступа, так и с нижней путем перемещения опережающего и замыкающего валов на 180°, установленных на поворотном столе.Constructing the working body in the form of leading and trailing shafts located parallel to each other, with uniformly spaced cutting discs fixed to them, with opposing cutting discs located on the shafts in the same vertical plane and differences in the diameters of the cutting discs on the leading and trailing shafts, allows to reduce the metal consumption of the device and increase the speed of its movement by reducing the contact area of the disks with the rock when driving each crack with two disks, which increases productivity. Placing the leading and trailing shafts with cutting disks at the ends of the self-propelled chassis, respectively, also makes it possible to increase the productivity and efficiency of the device due to the possibility of its operation to pre-destruct the rock layer being mined both from the upper and lower working platforms of the bench by moving the leading and trailing shafts 180° installed on a turntable.

Устройство для предразрушения горных пород иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - вид режущих дисков в рабочем положении; на фиг. 5 - положение тяговых тросов при повороте платформы на 180° вокруг самоходного шасси, вид сбоку; на фиг. 6 - положение устройства при движении от верхней рабочей площадки к нижней, общий вид; на фиг. 7 - то же, при перемещении от нижней рабочей площадки к верхней. Устройство для предразрушения горных пород состоит из самоходного шасси в виде несущей платформы 1 на гусеничных опорах 2. На несущей платформе 1 с возможностью фиксированного вращения установлен поворотный стол 3 с размешенными на нем аппаратурным шкафом управления 4 и дисковым рабочим органом. На поверхности поворотного стола 3 установлены аккумулятор 5, гидростанция 6. Дисковый рабочий орган выполнен в виде опережающего 7 и замыкающего 8 валов, расположенных параллельно между собой и разнесенных по противоположным торцам устройства. На опережающем валу 7 равномерно установлены режущие диски 9, а на замыкающем валу 8 в одной плоскости с режущими дисками 9 равномерно установлены режущие диски 10. Режущие диски 9 выполнены меньшего диаметра режущих дисков 10. Валы 7 и 8 закреплены на рамах 11 и 12 соответственно. Рамы 11 и 12 соединены с подъемными гидроцилиндрами 13 и 14 соответственно, которые жестко закреплены на торцах поворотного стола 3. Валы 7 и 8 с помощью цепных передач 15 и 16 соединены с гидравлическими приводами валов 17 и 18, установленными на рамах 11 и 12 соответственно. На боковых поверхностях несущей платформы 1 установлены зацепы 19 для крепления тяговых тросов 20.A device for pre-fracture of rocks is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view; in fig. 2 - the same, side view; in fig. 3 - the same, top view; in fig. 4 - view of the cutting discs in working position; in fig. 5 - position of the traction cables when the platform rotates 180° around the self-propelled chassis, side view; in fig. 6 - position of the device when moving from the upper working platform to the lower one, general view; in fig. 7 - the same, when moving from the lower working platform to the upper one. The device for pre-fracture of rocks consists of a self-propelled chassis in the form of a load-bearing platform 1 on caterpillar supports 2. On the load-bearing platform 1, with the possibility of fixed rotation, a rotary table 3 is installed with a hardware control cabinet 4 and a disk working element placed on it. An accumulator 5 and a hydraulic station 6 are installed on the surface of the turntable 3. The disk working element is made in the form of leading 7 and trailing 8 shafts, located parallel to each other and spaced at opposite ends of the device. Cutting discs 9 are evenly installed on the leading shaft 7, and cutting discs 10 are evenly installed on the trailing shaft 8 in the same plane as the cutting discs 9. The cutting discs 9 are made smaller than the diameter of the cutting discs 10. Shafts 7 and 8 are mounted on frames 11 and 12, respectively. Frames 11 and 12 are connected to lifting hydraulic cylinders 13 and 14, respectively, which are rigidly fixed to the ends of the turntable 3. Shafts 7 and 8 are connected via chain drives 15 and 16 to hydraulic drives of shafts 17 and 18 mounted on frames 11 and 12, respectively. On the side surfaces of the supporting platform 1 there are hooks 19 for attaching traction cables 20.

Устройство для предразрушения горных пород работает следующим образом.The device for pre-fracture of rocks works as follows.

Устройство располагают на верхней рабочей площадке на несущей платформе (рис. 6) под углом, равным углу откоса уступа, таким образом, чтобы торец с опережающим валом 7 был направлен в сторону нижней рабочей площадки. Несущую платформу устанавливают у верхней бровки откоса уступа так, чтобы угол наклона плоскости рамы несущей платформы совпадал с углом откоса уступа. С помощью привода 17 опережающий вал 7 приводит во вращение режущие диски 9, затем с помощью подъемного гидроцилиндра 13 опускается рама 11 до погружения в породу режущих дисков 9 и прорезания ими щели, например на половину проектной мощности. Далее включаются приводы гусеничных опор 2 и с помощью лебедок на несущей платформе устройство, удерживаемое на тяговых тросах 20, перемещается по плоскости откоса уступа к нижней рабочей площадке. После того, как устройство переместится с несущей платформы на плоскость откоса, включается привод 18, который приводит во вращение режущие диски 10 на замыкающем валу 8, затем рама 12 с помощью подъемного гидроцилиндра 14 опускается до погружения режущих дисков 10 в массив породы таким образом, чтобы продолжить прорезание щелей, образованных режущими дисками 9 опережающего вала 7, на полную проектную мощность. Скорость вращения режущих дисков 9 и 10 на опережающем 7 и замыкающем 8 валах регулируется числом оборотов гидравлических приводов валов 17 и 18 соответственно.The device is placed on the upper working platform on the supporting platform (Fig. 6) at an angle equal to the angle of repose of the ledge, so that the end with the leading shaft 7 is directed towards the lower working platform. The load-bearing platform is installed at the upper edge of the slope of the ledge so that the angle of inclination of the plane of the frame of the load-bearing platform coincides with the angle of slope of the ledge. Using the drive 17, the leading shaft 7 rotates the cutting discs 9, then, using the lifting hydraulic cylinder 13, the frame 11 is lowered until the cutting discs 9 are immersed in the rock and cut a slot, for example, at half the design capacity. Next, the drives of the caterpillar supports 2 are turned on and, with the help of winches on the supporting platform, the device, held on traction cables 20, moves along the plane of the slope of the ledge to the lower working platform. After the device moves from the supporting platform to the slope plane, the drive 18 is turned on, which rotates the cutting discs 10 on the closing shaft 8, then the frame 12 is lowered using a lifting hydraulic cylinder 14 until the cutting discs 10 are immersed in the rock mass so that continue cutting the slots formed by the cutting discs 9 of the leading shaft 7 at full design capacity. The rotation speed of the cutting discs 9 and 10 on the leading 7 and trailing 8 shafts is controlled by the number of revolutions of the hydraulic drives of the shafts 17 and 18, respectively.

Нижняя часть откоса уступа выполаживается заранее в ходе подготовительных горно-строительных работ с целью безопасного съезда устройства с наклонной плоскости уступа на нижнюю рабочую площадку. При съезде на нижнюю рабочую площадку режущие диски 9 на валу 7 постепенно извлекаются из породы с помощью подъемных гидроцилиндров 13. Затем режущие диски 10 на замыкающем валу 8 также постепенно поднимаются с помощью гидроцилиндров 14.The lower part of the bench slope is leveled in advance during preparatory mining construction work in order to safely move the device from the inclined plane of the bench to the lower working platform. When moving to the lower working platform, cutting discs 9 on shaft 7 are gradually removed from the rock using lifting hydraulic cylinders 13. Then cutting discs 10 on the closing shaft 8 are also gradually lifted using hydraulic cylinders 14.

После того, как устройство по выположенной части откоса уступа переместится на нижнюю рабочую площадку, гусеничные опоры 2 с помощью гидроцилиндров поворачиваются перпендикулярно прорезанным щелям и устройство перемещается к следующей полосе породы. Синхронно с устройством несущая платформа на верхней рабочей площадке также перемещается к новой полосе породы.After the device moves along the leveled part of the ledge slope to the lower working platform, the caterpillar supports 2 are turned perpendicular to the cut slots using hydraulic cylinders and the device moves to the next strip of rock. Synchronously with the device, the supporting platform on the upper working platform also moves to the new strip of rock.

Затем тяговые тросы 20 с помощью лебедки на несущей платформе ослабляются до соприкосновения с почвой.Then the traction cables 20 are loosened using a winch on the supporting platform until they come into contact with the soil.

Далее поворотный стол 3 поворачивается на 180°, чтобы опережающий вал 7 с режущими дисками 9 был обращен в сторону верхней рабочей площадки (рис. 7).Next, the rotary table 3 is rotated 180° so that the leading shaft 7 with cutting discs 9 is facing the upper working platform (Fig. 7).

Тяговые тросы 20 с помощью лебедки на несущей платформе натягиваются, и устройство начинает движение по откосу уступа к верхней рабочей площадке. При перемещении на выположенную часть откоса опережающий вал 7 с режущими дисками 9 на подъемных гидроцилиндрах 13 опускается и режущие диски 9 погружаются в массив породы, прорезая щели на половину проектной глубины. Затем замыкающий вал 8 с режущими дисками 10 на подъемных гидроцилиндрах 14 опускается и режущие диски 10 погружаются в массив породы, прорезая щели на полную проектную мощность.The traction cables 20 are tensioned using a winch on the supporting platform, and the device begins to move along the slope of the ledge to the upper working platform. When moving to the leveled part of the slope, the leading shaft 7 with cutting discs 9 on lifting hydraulic cylinders 13 is lowered and the cutting discs 9 are immersed in the rock mass, cutting slots to half the designed depth. Then the closing shaft 8 with cutting discs 10 on lifting hydraulic cylinders 14 is lowered and the cutting discs 10 are immersed in the rock mass, cutting slots at full design capacity.

По достижении устройством верхней бровки откоса опережающий вал 7 с режущими дисками 9 с помощью подъемных гидроцилиндров 13 поднимается и устройство перемещается на несущую платформу. По достижении верхней бровки откоса уступа замыкающий вал 8 с режущими дисками 10 с помощью подъемных гидроцилиндров 14 поднимается. Рама несущей платформы (на рис. не показано) с устройством на ней на гидроцилиндрах опускается в горизонтальное положение.When the device reaches the upper edge of the slope, the leading shaft 7 with cutting discs 9 is raised using lifting hydraulic cylinders 13 and the device is moved to the supporting platform. Upon reaching the upper edge of the slope of the ledge, the closing shaft 8 with cutting discs 10 is raised using lifting hydraulic cylinders 14. The frame of the supporting platform (not shown in the figure) with the device on it on hydraulic cylinders is lowered to a horizontal position.

Поворотный стол 3 поворачивается на 180° так, чтобы опережающий вал 7 с режущими дисками 9 был обращен в сторону нижней рабочей площадки. Несущая платформа с устройством перемещается к новой полосе породы вдоль фронта работ. Рама несущей платформы на гидроцилиндрах поднимается в наклонное положение до совпадения угла наклона ее плоскости с углом откоса уступа (рис. 6). Далее цикл повторяется.The rotary table 3 is rotated 180° so that the leading shaft 7 with cutting discs 9 is facing the lower working platform. The supporting platform with the device moves to a new strip of rock along the work front. The frame of the supporting platform on hydraulic cylinders is raised to an inclined position until the angle of inclination of its plane coincides with the angle of repose of the ledge (Fig. 6). Then the cycle repeats.

Использование предлагаемого устройства позволит увеличить производительность предразрушения горных пород в наклонной плоскости откоса уступов примерно в два раза, снизить металлоемкость и повысить надежность.The use of the proposed device will increase the productivity of pre-fracture of rocks in the inclined plane of the slope of benches by approximately two times, reduce metal consumption and increase reliability.

Claims

A device for pre-fracture of rocks, consisting of a self-propelled chassis with a rotary table placed on it with control equipment and a disk working element installed with the possibility of vertical movement, characterized in that the working element is made in the form of leading and trailing shafts located parallel to each other, with uniformly spaced cutting discs attached to them, while the opposing cutting discs of the shafts are located in the same plane, and the diameter of the cutting discs on the leading shaft is less than the diameter of the cutting discs on the trailing shaft, and the leading and trailing shafts with cutting discs are spaced apart and installed at the ends of the self-propelled chassis, respectively .