RU2001208C1 - Device for underwater working of rock - Google Patents

Abstract

Использование: в области гидромеханизации при разработке грунтов в подводных забо х Сущность изобретени  устройство содержит породонаправл ющий трубопровод с коническим всасывающим патрубком, внутри которого на приводном валу установлен шнек с рыхлителем. В полости патрубка шнек выполнен конусным, обращенным большим основанием в сторону забо  Дл  снижени  энергоемкости подводной разработки трубопровод и расположенный в нем шнек выполнены конусными , обращенными большим основанием к забою . Рыхлитель выполнен в виде фрезы тарельчатого типа с лемехообразными лопаст ми-отвалами. а конусна  часть шнека выполнена с дополнительной конусной частью, обращенной меньшим основанием к фрезе. 1 илUsage: in the field of hydromechanization in the development of soils in underwater faces. SUMMARY OF THE INVENTION The device comprises a rock guide pipe with a conical suction pipe, inside which a screw with a ripper is installed on the drive shaft. In the cavity of the nozzle pipe, the auger is made conical, facing a large base towards the side. To reduce the energy consumption of the underwater development, the pipeline and the auger located in it are made conical, facing a large base to the face. The cultivator is made in the form of a disk-type mill with ploughshaped blades and dumps. and the conical part of the screw is made with an additional conical part facing a smaller base to the milling cutter. 1 silt

Description

Изобретение касаетс  горно-морских добычных, дноуглубительных и подводно- технических земл ных работ и может быть использовано дл  выемки озерных донных отложений.The invention relates to mining and dredging, dredging and underwater technical earthworks and can be used to excavate lake bottom sediments.

Известно устройство дл  подводной разработки горных пород, включающее фрезу тарельчатого типа и всасывающую трубу грунтового насоса.A device is known for underwater mining of rocks, including a disk-type cutter and a suction pipe of a soil pump.

Недостатки данного устройства - низка  производительность разработки донных пород, высока  энергоемкость процесса их всасывани  и подъема из-за невысокой консистенции водогрунтовой смеси.The disadvantages of this device are low productivity of the development of bottom rocks, high energy intensity of the process of their absorption and ascent due to the low consistency of the water-ground mixture.

Известно также устройство дл  подводной разработки горных пород, прин тое в качестве прототипа, включающее л о ро до- направл ющий трубопровод с коническим всасывающим патрубком, внутри которых на приводном валу установлен шнек с рыхлителем , шнековые лопасти которого размещены с уменьшением шага в сторону подачи горной массы и выполненным в нижней части, размещенной в патрубке, конусным , обращенным большим основанием в сторону забо .There is also known a device for underwater mining of rocks, adopted as a prototype, including a straight pipe with a conical suction pipe, inside of which a screw with a cultivator is installed on the drive shaft, the screw blades of which are placed with decreasing pitch in the direction of feeding the rock mass and made in the lower part, placed in the pipe, conical, facing a large base towards the side.

Недостатки данного устройства - высока  энергоемкость выемки, а также мала  производительность разработки донных отложений из-за невоэможнсти непрерывного папильонировани  земснар да в забое и необходимости вести разработку циклично, причем воронкообразными выработками.The disadvantages of this device are the high energy intensity of the excavation, as well as the low productivity of the development of bottom sediments due to the unavailability of continuous papillonization of the dredger in the face and the need to conduct development cyclically, with funnel-shaped workings.

Цель изобретени  - снижение энергоемкости выемки горной массы и обеспечение возможности выемки с непрерывным папильонированием земснар да в забое с минимальным экологическим ущербом дл  окружающей водной среды.The purpose of the invention is to reduce the energy intensity of excavation of the rock mass and to provide the possibility of excavation with continuous papillonization of the dredger in the face with minimal environmental damage to the surrounding aquatic environment.

Цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  подводной разработки горных пород, включающем породонаправл ющий трубопровод с коническим всасывающим патрубком , внутри которых на приводном валу установлен шнек с рыхлителем, шнековые лопасти которого размещены с уменьшением шага в сторону подачи горной, массы и выполненным в нижней части, размещенной а патрубке, конусным, обращенным большим основанием в сторону забо , трубопровод и расположенный в нем шнек выполнены конусными, обращенными большим основанием к забою, при этом рыхлитель выполнен в виде фрезы тарельчатого типа с лемехообразными лопаст ми-отвалами , а конусна  часть шнека выполнена с дополнительной конусной частью , обращенной меньшим основанием к фрезе.The goal is achieved in that in a device for underwater mining of rocks, including a rock guide pipe with a conical suction pipe, inside of which a screw with a cultivator is installed on the drive shaft, the screw blades of which are placed with decreasing pitch in the direction of feeding the rock mass and made in the lower part placed in the pipe, conical, facing a large base towards the face, the pipeline and the screw located in it are made conical, facing a large base to the face, while the cultivator It is filled in the form of a disk-type mill with ploughshaped blades and dumps, and the conical part of the screw is made with an additional conical part facing the mill with a smaller base.

На чертеже представлено устройство дл  подводной разработки горных пород, продольный разрез.The drawing shows a device for underwater mining of rocks, a longitudinal section.

Предлагаемое устройство содержит породонаправл ющий ствол 1 конусообразной формы с раструбом 2. внутри которых на валу 3 размещен фрезерно-шнековый ротор 4 со шнековыми лопаст ми 5, установленными вдоль оси вала по винтовой образую0 щей с уменьшением диаметра витков и шага их расстановки по высоте. К нижнему концу вала 3 с помощью ступицы 6 крепитс  фреза 7 тарельчатого типа с лемехообразными лопаст ми-отвалами 8, снабженными режущи5 ми элементами 9 в виде совков с лезви ми и закрепленными на тарелке (платформе) 10. Верхний конец вала 8 через муфту 11 соединен с электроприводом ротора 4 (не показан), который вместе с породонаправ0 л ющими стволом 1 и раструбом 2 прикреплены ребрами 12 к раме 13, подвешенной на рамоподъемной стреле плавснар да (не показан ). В верхней части породонаправл ю- щего ствола 1 смонтирован выпускнойThe proposed device comprises a cone-shaped rock-guiding barrel 1 with a bell 2. Inside of them, a milling-screw rotor 4 with screw blades 5 mounted along the shaft axis along a helical generatrix with a decrease in the diameter of the turns and the pitch of their height. A disk-type milling cutter 7 with ploughshaped blades-dumps 8, equipped with cutting elements 9 in the form of scoops with blades and fixed on a plate (platform) 10 is attached to the lower end of the shaft 3 with the help of the hub 10. The upper end of the shaft 8 is connected via a sleeve 11 with an electric rotor 4 (not shown), which, together with the rock-guiding barrel 1 and the bell 2, are attached by ribs 12 to the frame 13, suspended on a frame-lifting boom of a floating vessel (not shown). An exhaust outlet is mounted in the upper part of the rock guide of the trunk 1

5 патрубок с гибким рукавом 14. Вал 3 ротора 4 в верхней части вращаетс  в подшипнике 15, а в нижней - внешними кромками лопастей шнека крутитс  между роликами качени  16, выполненными на подшипниках в5 a pipe with a flexible sleeve 14. The shaft 3 of the rotor 4 rotates in the upper part in the bearing 15, and in the lower part - the outer edges of the auger blades rotates between the rolling rollers 16, made on bearings

0 специальных накладных коробках 17. которые установлены в окне-щели, прорезанном в стенке ствола 1 по образующей окружности (например, в четырех или шести точках), раструб 2 снабжен гибким упругим по сом0 special overhead boxes 17. which are installed in a slit window cut into the barrel wall 1 along a circumferential circle (for example, at four or six points), the bell 2 is provided with a flexible spring

5 18.5 18.

Описываемое устройство работает следующим образом.The described device operates as follows.

Фрезерно-шнековое устройство, включающее фрезерно-шнековый ротор 4, снаб0 женный фрезой 7 тарельчатого типа с лемехообразными лопаст ми-отвалами 8, шнековыми лопаст ми 5 и размещенный внутри породонаправл ющего ствола 1 с раструбом 2, подвешенное на стреле плавс5 нар да за раму 13. плавно и медленно.опускают вертикально (предварительно включив электропривод ротора 4 и одновременно папильониру  в забое) до контакта с дном водоема. В результате фреза 7 режу0 щими элементами 9. подреза  сло ми породу , внедр етс  в ее толщу на глубину, например, 20-30 см. захватывает срезанные слои (в зоне, ограниченной раструбом 2 с эластичным по сом 18. выполненным изA milling-screw device, including a milling-screw rotor 4, equipped with a disk-type milling cutter 7 with ploughshaped blades-dumps 8, screw blades 5 and placed inside the rock-guiding shaft 1 with a socket 2, suspended on a boom 5 from the back of the frame 13 smoothly and slowly. lower them vertically (after turning on the electric rotor 4 and simultaneously the papillonier in the face) until they contact the bottom of the reservoir. As a result, the cutter 7 by the cutting elements 9. Undercutting the rock with layers, is introduced into its thickness to a depth of, for example, 20-30 cm. It captures the cut layers (in the area limited by the bell 2 with an elastic collar 18. made of

5 резинотканевой ленты), и лемехообразными лопаст ми-отвалами 8 опрокидывает их, направл   в центр тарелки (платформы) 10 непосредственно на нижние витки шнеко- вых лопастей 5 ротора 4 гд( порода подхватываетс  ШНРКОПМММ лопаст ми 5 и5 rubber fabric tape), and overturn them with ploughshaped blades 8, sending them to the center of the plate (platform) 10 directly to the lower turns of the screw blades 5 of the rotor 4 of the engine (the rock is picked up by ШНРКОПМММ with blades 5 and

по виткам проталкиваетс  (поднимаетс ) вверх и выдавливаетс  через патрубок с гибким рукавом 14 на борт плавснар да, При этом за счет оснащени  шнекового ротора 4 фрезой 7 тарельчатого типа с лемехообраз- ными лопаст ми-отвалами 8 и выполнени  породонаправл ющего ствола 1 в форме конуса , сужающегос  вверх, а также в результате того, что нижние витки шнекового ротора 4, начина  от раструба 2, выполнены большего диаметра, чем серхние, и расположены с уменьшением шага их расстановки и. кроме того, за счет создани  под раструбом 2 (т.е. в нижней конусной части шнекового ротора 4 с меньшим основанием у фрезы 7) полости большого обьема, обеспечиваетс  максимальный захват горной массы (причем без просора), поступаемой на тарелку (платформу) 10, и перемещение ее с посто нным подпором вверх. Это позвол ет создавать дополнительный напор в выпускном патрубке с гибким рукавом 14, достаточный дл  того, чтобы горна  масса с высокой консистенцией (подобно пасте, выдавливаемой из тюбика) легко продавливалась через этот патрубок и далее поступала по трубопроводу в надводные плавсредства (на баржу, плашкоут, шаланду и т.п.).it is pushed up (rising) along the turns and squeezed out through the nozzle with a flexible sleeve 14 onto the side of the floating boat. At the same time, by equipping the screw rotor 4 with a plate-type mill 7 with ploughshaped blades with dumps 8 and making the cone-shaped barrel 1 in the form of a cone tapering upwards, and also as a result of the fact that the lower turns of the screw rotor 4, starting from the bell 2, are made of a larger diameter than the gray ones and are located with a decrease in the pitch of their arrangement and. in addition, due to the creation of a large volume cavity under the bell 2 (i.e., in the lower conical part of the screw rotor 4 with a smaller base at the cutter 7), maximum capture of the rock mass (and without a gap) entering the plate (platform) 10 is ensured , and moving it with a constant back up. This allows you to create additional pressure in the outlet pipe with a flexible sleeve 14, sufficient to ensure that the rock mass with a high consistency (like paste extruded from the tube) is easily pushed through this pipe and then flows through the pipeline to surface boats (to the barge, ram boat) , scow, etc.).

Технико-экономические достоинства за вл емого технического решени  состо т в следующем:The technical and economic advantages of the claimed technical solution are as follows:

- повышаетс  эффективность подзод- ной выемки донных горных пород за счет снижени  удельной энергоемкости процессов их подводного экскавировани  и подъема на борт плавснар да путем совмещени  на одном валу со шнеком фрезы тарельчатого типа, снабженной лемехообразными лопаст ми-отвалами , в совокупности с конусным выполнением породонаправл ющего ствола и шнекового ротора, образующих уменьшающиес  (по высоте ротора вверх) геометрические объемы породопере- дающих камер, заключенных между внутренней поверхностью породон.чправл ю- щего ствола и витками шмековых лопастей, что обеспечивает захват больших объемов породы и подачу ее под раструб, к центру фрезы и далее вверх, исключа  при этом просор и разжижение горн массы;- increases the efficiency of the under-pit excavation of bottom rocks by reducing the specific energy consumption of the processes of their underwater excavation and lifting on board the floating vessel by combining a plate-type cutter equipped with ploughshaped blade dumps on the same shaft, together with a cone-shaped rock guiding the barrel and the screw rotor, forming decreasing (along the height of the rotor up) geometric volumes of rock transfer chambers enclosed between the inner surface of the shaft. and coils about the stem shmekovyh blades that enables the capture of large amounts of rock and supplying it under a bell, the center cutter and further upwards, thus eliminating Prosor liquefaction and rock mass;

-повышаетс  производительность подводной разработки горных пород (на единицу мощности привода породозаборного-increases the productivity of underwater mining of rocks (per unit drive power

устройства) за счет обеспечени  возможности оперативного и точного регулировани  технологических параметров подводной экскавации горной массы как по площади забо  так и по глубине разработки с одновременной непрерывной и направленной принудительной подачей донных отложений тарельчатой фрезой под раструб поро- донапраол ющего ствола и далее вверх по нему лопаст ми шнекового ротора, причемdevices) by providing the ability to quickly and accurately control the technological parameters of underwater excavation of rock mass both in the face area and in the depth of development with the simultaneous continuous and directed forced feeding of bottom sediments by a disk cutter under the bell of the rock-bearing trunk and further by blades screw rotor, moreover

с консистенцией, близкой к состо нию в лежалом (первоначальном)виде;with a consistency close to the state in a stale (original) form;

-снижаетс  вредное экологическое воздействие процесса подводной разработки горных пород на окружающую водную среду- Reduces the harmful environmental impact of the underwater mining process on the surrounding aquatic environment

за счет устранени  просора и снижени  степени выноса породных частиц из зоны грун- тоз бора, изолированной конусной частью раструба и эластичным ло сом;by eliminating the clogging and reducing the degree of removal of rock particles from the soil soil boron zone, the isolated conical part of the bell and the elastic elk;

-обеспечиваетс  возможность селек- тивной послойной еыемки донных отложений , причем с точностью сн ти  сло  до 10-15 см, что весьма важно при удалении с поверхности водоема породных наслоений, содержащих канцерогенные составл ющие;- the possibility of selective layer-by-layer excavation of bottom sediments is provided, moreover, with a layer removal accuracy of up to 10-15 cm, which is very important when removing rock layers containing carcinogenic constituents from the surface of the reservoir;

-достигаетс  возможность выемки донных отложений без их разжижени  водой (т.е. с консистенцией в лежалом состо нии ), что особенно важно при складировэнии горной массы на берегу.- it is possible to excavate bottom sediments without diluting them with water (i.e., with a consistency in a stale state), which is especially important when storing rock mass on the shore.

(56) Авторское свидетельство СССР iSfc 901399, кл. Е 02 F 3/88, 1980.(56) Copyright certificate of the USSR iSfc 901399, cl. E 02 F 3/88, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1744207, кл. Е 02 F 3/88, 1990.USSR copyright certificate No. 1744207, cl. E 02 F 3/88, 1990.

Claims (1)

Формула изобретени The claims УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОЙ РАЗРАБОТКИ ГОРНЫХ ПОРОД, включающее породонаправл - ющий трубопровод с коническим всасывающим патрубком, внутри которого на приводном валу установлен шнек с рыхлителем , шнековые лопасти которого размещены с уменьшением шага в сторону подачи горной массы, выполненный в нижней части, размещенной в патрубке, конусным , обращенным большим основанием вDEVICE FOR UNDERWATER DEVELOPMENT OF ROCKS, including rock-guiding pipeline with a conical suction pipe, inside of which a screw with a cultivator is installed on the drive shaft, the screw blades of which are placed with decreasing pitch towards the rock mass supply, made in the lower part located in the conical pipe facing a large base in сторону забо , отличающеес  тем, что тру- бопровод и расположенный в нем шнек выполнены конусными, обращенными большим основанием к забою, при этом рыхлитель выполнен в виде фрезы тарельчатого типа с лемехообразными лопаст - ми-отвалами, а конусна  часть шнека выполнена с дополнительной конусной частью , обращенной меньшим основать к фрезе.side of the side, characterized in that the pipeline and the screw located therein are made conical, facing a large base to the face, while the cultivator is made in the form of a disk-type cutter with ploughshaped blades - dumps, and the conical part of the screw is made with an additional conical part facing lesser base to milling cutter.