RU2600807C1 - Shaft sinking combine - Google Patents
Shaft sinking combine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600807C1 RU2600807C1 RU2015141135/03A RU2015141135A RU2600807C1 RU 2600807 C1 RU2600807 C1 RU 2600807C1 RU 2015141135/03 A RU2015141135/03 A RU 2015141135/03A RU 2015141135 A RU2015141135 A RU 2015141135A RU 2600807 C1 RU2600807 C1 RU 2600807C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- jacks
- rock
- mounting frame
- bottomhole
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 14
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 34
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 14
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 25
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 17
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 19
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 15
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 10
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 8
- 102200124760 rs587777729 Human genes 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000027648 face development Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D1/00—Sinking shafts
- E21D1/03—Sinking shafts mechanically, e.g. by loading shovels or loading buckets, scraping devices, conveying screws
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D5/00—Lining shafts; Linings therefor
- E21D5/12—Accessories for making shaft linings, e.g. suspended cradles, shutterings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области горного дела, а именно к технологии строительства вертикальных шахтных стволов горных предприятий и горнопроходческому оборудованию для ее осуществления.The invention relates to the field of mining, and in particular to the technology for the construction of vertical shaft shafts of mining enterprises and mining equipment for its implementation.
Известен комплекс оборудования для параллельного способа проходки вертикальных шахтных стволов, включающий проходческий полок, подвешенный на канатах лебедок, установленных на поверхности, и опалубку, состоящую из формующей оболочки и поддона. Формующая оболочка подвешена на направляющих канатах для перемещения бадей, поддон выполнен с учетом возможности перемещения его по стволу отдельно от формующей оболочки. При перестановке комплекса оборудования на новую заходку проходческий полок перемещается вместе с поддоном, закрепленным на нем с помощью откидных опор. После распора полка выполняется центрирование и распор поддона посредством гидродомкратов с раздвижными упорами. При ослаблении натяжения направляющих канатов происходит опускание формующей оболочки для бетонирования стенок ствола [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1820001 от 28.02.1990, МКИ5 E21D 5/12, опубл. 07.06.1993]. Решаемая задача - повышение эффективности использования комплекса.A well-known complex of equipment for a parallel method of driving vertical shaft shafts, including a tunnel shelf suspended on the ropes of winches mounted on the surface, and a formwork consisting of a forming shell and a pallet. The forming shell is suspended on guide ropes to move the tubs, the pallet is made taking into account the possibility of moving it along the barrel separately from the forming shell. When the equipment complex is relocated to a new entry, the tunneling shelf moves with the pallet mounted on it with the help of hinged supports. After expansion of the shelf, centering and spacing of the pallet is carried out by means of hydraulic jacks with sliding stops. When the tension of the guide ropes is weakened, the forming shell is lowered for concreting the barrel walls [Description of the invention to the USSR author's certificate No. 1820001 of 02.28.1990, MKI 5 E21D 5/12, publ. 06/07/1993]. The task at hand is to increase the efficiency of using the complex.
Реализуемый настоящим комплексом способ сооружения шахтного ствола не контролирует объемы извлекаемой породы, что связано со спецификой использования взрывной технологии. В итоге увеличивается объем вынутой породы и, как следствие, объем и масса бетонной крепи со значительным превышением нормативных требований к ней. Это снижает скорость проходки и увеличивает капитальные затраты на строительство. Параллельная схема проходки, реализуемая настоящим изобретением, используется частично и только при соблюдении ряда условий. Необходимыми из них являются прекращение взрывных работ и проветривание ствола, спуск технологического оборудования, его центрирование и фиксация, бесперебойная одновременная работоспособность всех единиц технологического оборудования. Несоблюдение даже одного из условий вносит в «параллельную» технологию элемент «последовательности», что снижает эффективность использования комплекса. Кроме этого настоящий комплекс не предназначен для установки тюбинговой крепи, поскольку это сужает область его применения.The method for constructing a shaft shaft implemented by this complex does not control the volumes of recoverable rock, which is related to the specifics of using explosive technology. As a result, the volume of excavated rock increases and, as a result, the volume and mass of concrete lining with a significant excess of regulatory requirements for it. This reduces the speed of penetration and increases the capital cost of construction. The parallel driving pattern implemented by the present invention is used in part and only subject to a number of conditions. The necessary ones are the cessation of blasting and ventilation of the barrel, the descent of technological equipment, its centering and fixing, the uninterrupted simultaneous operability of all units of technological equipment. Non-compliance with even one of the conditions introduces an element of "sequence" into the "parallel" technology, which reduces the efficiency of the complex. In addition, this complex is not intended for installation of tubing lining, as this narrows the scope of its application.
Известен проходческий комплекс для сооружения вертикальных горных выработок буровзрывным способом, включающий двухэтажный полок-каретку, грейферный породопогрузчик, подвешенный на канате к механизму подъема, корпус которого закреплен с возможностью вращения на обоих этажах полка-каретки, привод вращения корпуса механизма подъема, рукоять подвески грейферного породопогрузчика, механизм управления грейферным породопогрузчиком на нижнем этаже полка-каретки, бадью с днищем и обечайкой и бадьевой раструб, при этом комплекс снабжен породопогрузочным узлом с кронштейном, бункером и приводом, посадочным устройством для бадьи и призабойной опалубкой, причем бункер подвешен с помощью гибких связей к кронштейну, установленному в полке-каретке с возможностью поворота до совмещения оси бункера с осью бадьи, а посадочное устройство для бадьи выполнено в виде V-образной рамы, подвешенной посредством гибких связей к полку-каретке, соосно бадьевому раструбу [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1121440 от 10.05.1983, МКИ3 E21D 1/04, опубл. 30.10.1984]. По мере проходки ствола осуществляется заливка бетона в призабойную опалубку.A well-known tunneling complex for the construction of vertical mine workings by a blasting method, including a two-story shelf carriage, a clamshell rock loader suspended on a rope to a hoist mechanism, the body of which is rotatably mounted on both floors of a shelf carriage, a drive mechanism for rotating the hoist mechanism, a suspension arm of a clamshell rock loader , the control mechanism of the clamshell loader on the lower floor of the shelf-carriage, a tub with a bottom and a shell and a tub bell, while the complex is equipped with a a pre-loading unit with a bracket, a hopper and a drive, a landing device for a bucket and a bottom hole formwork, the hopper being suspended by flexible ties to a bracket mounted in a carriage shelf with the possibility of rotation until the hopper axis is aligned with the axis of the bucket, and the landing device for the bucket is made in in the form of a V-shaped frame suspended by means of flexible connections to the shelf-carriage, coaxial to the bucket bell [Description of the invention to the USSR author's certificate No. 1121440 of 05/10/1983, MKI 3 E21D 1/04, publ. 10/30/1984]. As the trunk is drilled, concrete is poured into the bottom hole formwork.
Недостатком настоящего проходческого комплекса является его привязка к буровзрывной технологии, когда реализация технологических возможностей оборудования происходит в промежутках между взрывными работами и работами по вентиляции ствола, при этом существует четкая последовательность между выгрузкой породы и подготовкой буровзрывных работ, во время которых осуществляется монтаж бетонной крепи. Помимо проведения взрывных работ любая остановка погрузочного оборудования, например для профилактики или ремонта, автоматически останавливает процесс возведения крепи, что дополнительно ограничивает скорость проходки ствола шахты или неизбежно сказывается на качестве крепи. По мере увеличения глубины проходки требуются значительные усилия и большее время для решения указанных проблем.The disadvantage of this tunneling complex is its linkage to drilling and blasting technology, when the technological capabilities of the equipment are realized between the blasting operations and the trunk ventilation works, while there is a clear sequence between rock unloading and the preparation of drilling and blasting operations, during which concrete lining is installed. In addition to carrying out blasting operations, any stop of loading equipment, for example for prevention or repair, automatically stops the process of erection support, which additionally limits the speed of penetration of the shaft of the shaft or inevitably affects the quality of the support. As the depth of penetration increases, considerable effort and more time are required to solve these problems.
Известен механизированный комплекс для проходки вертикальных стволов горных предприятий буровзрывным или механизированным способом, включающий стволопроходческий агрегат и многоэтажный проходческий полок, на котором расположены средства пневмотранспорта разрушенной породы, при этом стволопроходческий агрегат перемещается в стволе отдельно (независимо) от проходческого полка при помощи собственных опорных гидроцилиндров (домкратов), а полок перемещается по стволу при помощи тяговых лебедок, установленных на поверхности, при этом внешнее, опорное кольцо проходческого полка позволяет производить монтаж тюбингового кольца, его подъем и стыковку с тюбинговой колонной [Описание полезной модели к патенту РФ №137573 от 08.07.2013, МПК E21D 1/03, E21D 5/12, опубл. 20.02.2014].There is a well-known mechanized complex for sinking vertical trunks of mining enterprises using a blasting or mechanized method, including a stem tunneling unit and a multi-storey tunnel shelf, on which pneumatic means of destruction of the rock are located, while the barrel tunneling unit moves in the barrel separately (independently) from the tunnel shelf using its own supporting hydraulic cylinders ( jacks), and the shelves are moved along the trunk with the help of traction winches mounted on the surface, while External Expansion, tunnel support ring allows shelf assembly tubbing rings, its lifting and docking with tyubingovoy column [Description useful model to RF patent №137573 from 08.07.2013, IPC E21D 1/03, E21D 5/12, publ. 02/20/2014].
Недостатки буровзрывной технологии проходки стволов описаны выше, при этом при реализации более производительной механизированной технологии разработки забоя (т.к. отпадает необходимость прекращения работ при проведении взрывных мероприятий) становится невозможно устанавливать крепь до момента разработки комбайном породы на очередной шаг, равный высоте одного ряда тюбингов с поправкой на необходимый технологический зазор, необходимый для монтажа следующего тюбингового кольца. Таким образом, скорость проходки ствола ограничивается принятой в данной технологии скоростью разработки забоя или скоростью монтажа крепи, а неизбежные технологические перерывы в работе соответствующего оборудования из-за невозможности одновременного выполнения этих операций дополнительно приводят к увеличению срока строительства горного предприятия. Кроме этого, применение пневмотранспорта для удаления разрушенной породы в составе стволопроходческого агрегата требует гарантированного гранулометрического состава породы, что в случае применения взрывной, так и механизированной технологии можно обеспечить использованием дополнительных устройств для разрушения полученных обломков, что усложняет конструкцию комплекса. При этом следует учесть, что все оборудование, независимо от перспективы его использования, должно находиться на подвесном полке. В результате, производительность комплекса увеличится незначительно, а затраты энергии на его обслуживание будут значительно выше необходимых.The disadvantages of the drilling and blasting technology of shaft sinking are described above, while with the implementation of a more productive mechanized technology for the development of the bottom (since there is no need to stop work when carrying out explosive measures), it becomes impossible to install the support until the next development of the rock by another step equal to the height of one row of tubing adjusted for the required technological clearance required for mounting the next tubing ring. Thus, the rate of penetration of the trunk is limited by the speed of development of the face or the speed of installation of the lining adopted in this technology, and the inevitable technological interruptions in the operation of the corresponding equipment due to the inability to simultaneously perform these operations additionally lead to an increase in the construction period of the mining enterprise. In addition, the use of pneumatic conveying to remove the destroyed rock as part of the stem-boring assembly requires a guaranteed grain size distribution of the rock, which in the case of using explosive and mechanized technology can be ensured by using additional devices to destroy the resulting fragments, which complicates the design of the complex. It should be borne in mind that all equipment, regardless of the prospects for its use, should be on a suspended shelf. As a result, the productivity of the complex will increase slightly, and the energy costs for its maintenance will be significantly higher than necessary.
Известно устройство для сооружения вертикальных шахтных стволов, включающее двухъярусный проходческий полок, снабженный стопорами и жесткими направляющими, механизм перемещения устройства, кольцевой опорный кондуктор с монорельсами, распорными винтовыми устройствами и подвижной кареткой с механизмом перемещения, механизм разработки грунта, механизм погрузки грунта и механизм укладки тюбингов, при этом на каретке установлены механизм разработки грунта и механизм погрузки грунта, причем механизм разработки грунта смонтирован на нижнем конце вертикального вала, шарнирно закрепленного в центральной части подвижной каретки с возможностью перемещения вместе с кареткой по кольцевому опорному кондуктору и разработки всей площади забоя шахтного ствола и выполнен со сменными породоразрабатывающими органами, ниже двухъярусного полка смонтирован третий кольцевой монорельс, на котором установлен с возможностью перемещения по нему механизм укладки тюбингов, выполненный в виде гибкого кондуктора, установленного на монорельсе с возможностью огибания кольцевого опорного кондуктора и совмещения болтовых отверстий стыкуемых тюбингов [Описание изобретения к патенту РФ №2141030 от 24.04.1997, МПК6 E21D 1/08, опубл. 10.11.1999].A device for the construction of vertical shaft shafts, including a two-tier tunneling shelf, equipped with stops and rigid guides, a mechanism for moving the device, an annular supporting jig with monorails, spacer screw devices and a movable carriage with a moving mechanism, a soil development mechanism, a soil loading mechanism and a tubing packing mechanism at the same time, a soil development mechanism and a soil loading mechanism are installed on the carriage, and the soil development mechanism is mounted on the bottom at the end of the vertical shaft pivotally mounted in the central part of the movable carriage with the possibility of moving together with the carriage along the annular support conductor and developing the entire bottom face of the shaft and is made with removable rock-developing bodies, a third ring monorail is mounted below the two-tier shelf, on which it is mounted with the possibility of movement according to it, the tubing laying mechanism, made in the form of a flexible conductor mounted on a monorail with the ability to bend around the ring support conductor and bolt hole alignment of abutting tubing [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2141030 from 04.24.1997, IPC 6 E21D 1/08, publ. 11/10/1999].
Учитывая специфику сооружения шахтных стволов, которая ограничена стволами тоннелей и метро, т.е. стволами небольшой глубины в, как правило, стабильных грунтах, от настоящего устройства не требуется высокая скорость проходки и жесткие меры по укреплению и герметизации ствола. Именно этим определяется проведение всех работ последовательно в одном технологическом уровне. Герметизация ствола дополнительно снижает скорость проходки. В результате, настоящее устройство не может быть применено для строительства глубоких стволов. Несмотря на многоуровневую конструкцию устройства и теоретическую возможность одновременного проведения работ по разрушению грунта, его отгрузке и установке тюбинговой крепи, невозможно вести работы очередного этапа, если предыдущие этапы не завершены. В итоге нерационально увеличивается время проходки ствола. Кроме этого механизм разработки ствола в процессе рабочего цикла испытывает неравномерные консольные нагрузки, что снижает надежность его работы.Given the specifics of the construction of mine shafts, which is limited to the trunks of tunnels and subways, i.e. trunks of small depth in, as a rule, stable soils, this device does not require a high penetration rate and tough measures to strengthen and seal the trunk. This is what determines the conduct of all work sequentially at one technological level. Sealing the barrel further reduces the rate of penetration. As a result, the present device cannot be used for the construction of deep trunks. Despite the multi-level design of the device and the theoretical possibility of simultaneous work on the destruction of the soil, its shipment and installation of tubing lining, it is impossible to carry out the work of the next stage if the previous stages are not completed. As a result, the time of trunk penetration is irrationally increased. In addition, the barrel development mechanism during the working cycle experiences uneven cantilever loads, which reduces the reliability of its operation.
Известен агрегат для проходки вертикального ствола горного предприятия и монтажа гидроизолирующей тюбинговой и/или бетонной крепи, включающий опорную раму, состоящую из нескольких сегментов и представляющую собой монтажную и центрирующую площадку для установки тюбингов в вертикальном стволе горного предприятия и оборудованную средствами гидравлического привода, поворотное кольцо и, по меньшей мере, один фрезерующий орган шнекового типа, связанный с электрическим приводом и стволовую погрузочную машину [Описание полезной модели к патенту РФ №119031 от 09.04.2012, МПК E21D 1/08, опубл. 10.08.2012].A known unit for sinking a vertical shaft of a mining enterprise and installing a waterproofing tubing and / or concrete roof support, including a support frame consisting of several segments and representing an assembly and centering platform for installing tubing in a vertical shaft of a mining enterprise and equipped with hydraulic drive means, a rotary ring and at least one screw type milling organ associated with an electric drive and a barrel loading machine [Utility Model Description tent RF №119031 from 09.04.2012, IPC E21D 1/08, publ. 08/10/2012].
Как и все известные одноуровневые (в части размещения рабочего оборудования) проходческие комплексы настоящий агрегат ограничен в производительности, которая определяется скоростью монтажа тюбинговой (или бетонной) крепи или скоростью разработки забоя, которые выполняются последовательно с поправкой на простои, связанные с плановой работой остального забойного оборудования, например, при проходке крепких пород увеличивается время на их разработку и др., а также необходимостью обслуживания забойного оборудования, проходящего достаточно часто за пределами времени монтажа крепи. Отсутствие задела по проходке забоя тормозит монтаж крепи, например, бетонной, и снижает общую скорость проходки.Like all known single-level (in terms of placement of working equipment) tunneling complexes, this unit is limited in performance, which is determined by the speed of installation of the tubing (or concrete) lining or the speed of development of the face, which are performed sequentially adjusted for downtime associated with the planned operation of the rest of the bottomhole equipment , for example, when sinking hard rocks, the time for their development, etc. increases, as well as the need for servicing downhole equipment, which is enough Often often outside the time of mounting the lining. The lack of groundwork for the sinking of the face slows down the installation of lining, for example, concrete, and reduces the overall speed of sinking.
Известно устройство для проходки вертикальных горных выработок, преимущественно, шахтных колодцев при создании лучевых дренажей или водозаборов с использованием опускной крепи, которое содержит платформу, установленную с возможностью вращения на кольцевой опоре и погрузчик, размещенный на платформе с возможностью поворота в горизонтальной плоскости [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1793057 от 18.07.1990, МКИ3 E21D 1/03, опубл. 07.02.1993]. После наполнения ковша производят поворот погрузчика на определенный угол. Ковш останавливается точно над подъемным сосудом, зафиксированным на платформе, фиксированное положение погрузчика и сосуда увеличивает скорость проходки выработок.A device for sinking vertical mine workings, mainly mine wells when creating beam drains or water intakes using the lower support, which contains a platform mounted for rotation on an annular support and a loader placed on the platform with the possibility of rotation in a horizontal plane [Description of the invention USSR copyright certificate No. 1793057 of July 18, 1990, MKI 3 E21D 1/03, publ. 02/07/1993]. After filling the bucket, the loader is turned at a certain angle. The bucket stops exactly above the lifting vessel fixed on the platform, the fixed position of the loader and the vessel increases the speed of penetration of the workings.
Монтаж опускной крепи технологически увязан с работой устройства для проходки, поэтому любая остановка оборудования для проходки останавливает процесс монтажа очередного фрагмента бетонной крепи. Кроме этого, устройство работает лишь на мягких обводненных грунтах с прогнозируемой геологической структурой и на выработках небольшого диаметра и глубины, например, до 50 метров, где процесс разрушения породы совмещен с процессом ее выемки, а монтаж бетонной крепи осуществляется на противоположном конце выработки - на поверхности земли. Таким образом, настоящее устройство не может быть использовано при капитальном сооружении глубоких шахтных стволов.The installation of the lowering lining is technologically linked to the operation of the device for sinking, so any stopping of the equipment for sinking stops the installation of the next fragment of the concrete lining. In addition, the device works only on soft flooded soils with a predicted geological structure and on workings of small diameter and depth, for example, up to 50 meters, where the process of rock destruction is combined with the process of its excavation, and the concrete lining is installed at the opposite end of the excavation - on the surface land. Thus, the present device cannot be used for the capital construction of deep shaft shafts.
Известен щитовой комплекс для сооружения шахтных стволов, включающий корпус, внутри которого расположены силовые домкраты, шарнирно соединенные с пресскольцом, скользящую опалубку, соединенную посредством домкратов с нижним полком, жестко связанным с корпусом щита, и верхний полок, при этом на нижнем полке располагается режущий (породоразрушающий) орган и погрузочный орган [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №597845 от 14.07.1969, МКИ5 E21D 1/03, опубл. 15.03.1978].A well-known shield system for the construction of mine shafts, including a housing, inside which there are power jacks pivotally connected to the slider, a sliding formwork connected by jacks to the lower shelf, rigidly connected to the shield body, and the upper shelf, while the cutting shelf is located on the lower shelf ( rock-destroying) organ and loading organ [Description of the invention to the USSR copyright certificate No. 597845 of 07/14/1969, MKI 5 E21D 1/03, publ. 03/15/1978].
Недостатком настоящего комплекса является то, что существует жесткая технологическая связь между процессом разработки забоя и уборки породы с процессом возведения бетонной крепи. В случае перебоя в работе оборудования одного типа приостанавливается процесс проходки в целом, что объясняется жесткой последовательностью выполнения процессов сооружения шахтных стволов.The disadvantage of this complex is that there is a rigid technological connection between the process of developing the face and harvesting the rock with the process of erecting concrete lining. In the event of a malfunction in the operation of equipment of the same type, the drilling process as a whole is suspended, which is explained by the rigid sequence of the construction of shaft shafts.
Задача, решаемая изобретением и достигаемый технический результат, заключаются в увеличении скорости проходки стволопроходческим комбайном вертикальных шахтных стволов и стабилизации качества возведения армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой и/или бетонной крепи за счет реализации в максимальной степени принципа «параллельности» в технологическом процессе проходки шахтного ствола, его контролируемом управлении и за счет совмещения во времени и разделении в пространстве процесса разрушения породы и ее отгрузки. Дополнительно увеличивается надежность работы органа для разработки забоя и комбайна в целом.The problem solved by the invention and the achieved technical result consists in increasing the speed of penetration of vertical shaft shafts by the tunneling shearer and stabilizing the quality of the construction of reinforcing (waterproofing) tubing and / or concrete lining by maximizing the parallelism principle in the shaft sinking technological process, its controlled management and due to the combination in time and separation in space of the process of destruction of the rock and its shipment. Additionally, the reliability of the body for the development of the face and the combine as a whole increases.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в стволопроходческом комбайне, характеризующемся наличием породоразрушающего органа для разработки забоя и органа для погрузки разрушенной породы, и устройства для возведения армирующей крепи, при этом устройство для возведения армирующей крепи включает монтажную раму, в нижней части которой по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты с независимыми рабочими приводами, выполненные с возможностью взаимодействия с дном ствола, а со стороны боковой поверхности монтажной рамы расположены направленные в стороны распорные домкраты, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой ствола, при этом породоразрушающий орган для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме, которая связана с монтажной рамой посредством ряда расположенных по ее периметру подвесных домкратов, причем забойная рама снабжена элементами поступательных кинематических пар для взаимодействия с опорными домкратами монтажной рамы устройства для возведения армирующей крепи, при этом забойная рама расположена относительно монтажной рамы с возможностью сближения в процессе работы, исключающего физический контакт.To solve the problem and achieve the claimed technical result in a shaft-passing combine, characterized by the presence of a rock cutting body for developing a face and a body for loading the destroyed rock, and a device for erecting reinforcing lining, the device for erecting reinforcing lining includes a mounting frame, in the lower part of which downward support jacks with independent working drives are arranged along the perimeter, made with the possibility of interaction with the bottom of the barrel, and from the side on the side surface of the mounting frame there are spreader jacks directed to the sides, which are designed to interact with the barrel wall, while the rock cutting device for developing the face and loading the destroyed rock is mounted on the bottom hole frame, which is connected to the mounting frame through a series of hanging jacks located around its perimeter, moreover, the bottomhole frame is equipped with elements of translational kinematic pairs for interaction with the support jacks of the mounting frame of the device for erecting reinforcement conductive lining, wherein the frame is located downhole relative to the chassis with the possibility of convergence in the process, excluding physical contact.
Кроме этого:Besides:
- элементы поступательных кинематических пар забойной рамы выполнены в виде сквозных отверстий ползунов (скольжения), а опорные домкраты монтажной рамы включают гильзы, выполненные в виде охватываемых продольных направляющих, взаимодействующих со сквозными отверстиями ползунов забойной рамы;- elements of translational kinematic pairs of the bottomhole frame are made in the form of through holes of sliders (sliding), and the support jacks of the mounting frame include sleeves made in the form of covered longitudinal guides interacting with through holes of the sliders of the bottomhole frame;
- сквозные отверстия ползунов забойной рамы взаимодействуют с гильзами опорных домкратов посредством кольцевых упругих буферов;- through holes of the sliders of the bottomhole frame interact with the sleeves of the support jacks by means of annular elastic buffers;
- распорные домкраты, расположенные со стороны боковой поверхности монтажной рамы включают опорные башмаки, выполненные в виде шандор, снабженных в нижней части направляющими, а забойная рама снабжена выдвижными в радиальном направлении посредством гидродомкратов роликовыми ползунами (качения), размещенными в направляющих шандор с возможностью одновременного продольного перемещения относительно них;- spreader jacks located on the side of the side surface of the mounting frame include support shoes made in the form of a sandor, provided with guides in the lower part, and the bottomhole frame is equipped with roller sliders (rolling), which are radially extendable by means of hydraulic jacks, placed in the shandor guides with the possibility of simultaneous longitudinal movements relative to them;
- шандоры соединены с монтажной рамой посредством двух разнесенных по их ширине качающихся и кинематически жестко связанных между собой рычагов, верхние плечи которых крепятся к монтажной раме посредством вращательных кинематических пар, а нижние образуют вилку и крепятся к шандоре посредством крестовины карданного шарнира, взаимодействующей с вилкой шандоры, причем оси вращения шарниров взаимно параллельны или взаимно перпендикулярны и одновременно параллельны или перпендикулярны продольной оси ствола;- the shandors are connected to the mounting frame by means of two swinging and kinematically rigidly interconnected levers, the upper shoulders of which are attached to the mounting frame by means of rotational kinematic pairs, and the lower ones form a fork and are attached to the shandor by means of a universal joint joint interacting with the shandora fork moreover, the axis of rotation of the hinges are mutually parallel or mutually perpendicular and simultaneously parallel or perpendicular to the longitudinal axis of the barrel;
- шандоры включают сквозные наклонные относительно образующей стенки ствола пазы, внутри которых расположены элероны с приводами их выдвижения, каждый из которых выполнен с возможностью независимого механического взаимодействия со стенкой ствола при включении гидроцилиндра привода каждого из них;- Sandors include through slanting grooves inclined relative to the generatrix of the barrel wall, inside of which there are ailerons with their extension drives, each of which is made with the possibility of independent mechanical interaction with the barrel wall when each drive cylinder is turned on;
- забойная рама включает поворотное основание, которое в своей нижней части содержит стационарную цапфу, расположенную со смещением к периферии, на конце которой закреплена поворотная рукоять с породоразрушающим органом, при этом поворотное основание со стороны противоположной размещению цапфы с породоразрушающим органом содержит сквозное окно и оснащено расположенным внутри окна поворотным кронштейном, на котором закреплен орган для погрузки разрушенной породы с ломающейся стрелой и ковшом, причем вылет стрелы выполнен с возможностью выхода ковша за пределы забойной рамы при любом положении поворотного основания;- the bottomhole frame includes a rotary base, which in its lower part contains a stationary trunnion located offset to the periphery, at the end of which a rotary handle with a rock cutting body is fixed, while the rotary base from the side opposite to the location of the trunnion with a rock cutting body contains a through window and is equipped with inside the window with a swivel bracket, on which an organ for loading the destroyed rock with a breaking boom and a bucket is fixed, and the boom is made possible Strongly exit the bucket outside the downhole frame at any position of the swivel base;
- породоразрушающий орган для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме с возможностью осуществлять разработку забоя и погрузку разрушенной породы в технологически самостоятельных зонах;- a rock cutting body for mining and loading of destroyed rock is mounted on the bottomhole frame with the ability to carry out mining and loading of destroyed rock in technologically independent zones;
- поворотный кронштейн погрузочного органа расположен в центре поворотного основания.- the swivel bracket of the loading body is located in the center of the swivel base.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
- на фиг. 1 показан общий вид (характерное положение) стволопроходческого комбайна с опорой гидродомкратами на дно ствола в разрезе с устройством для возведения армирующей крепи и породоразрушающим органом, взаимодействующих между собой посредством подвесных домкратов;- in FIG. 1 shows a general view (characteristic position) of a shaft-boring combine with a hydraulic jack support on the bottom of the barrel in section with a device for erecting a reinforcing lining and a rock-breaking body interacting with each other by means of hanging jacks;
- на фиг. 2 показано сечение А-А фиг. 1 с видом на породоразрушающий орган и дно ствола с проекциями зон разработки забоя и уборки разрушенной породы;- in FIG. 2 shows a section AA of FIG. 1 with a view of the rock cutting body and the bottom of the barrel with projections of the zones of development of the face and harvesting the destroyed rock;
- на фиг. 3 - сечение Б-Б фиг. 1 с видом на устройство для возведения армирующей крепи;- in FIG. 3 is a section BB of FIG. 1 with a view of the device for the construction of reinforcing lining;
- на фиг. 4 - сечение В-В фиг. 2 - элементы взаимодействия стволопроходческого комбайна со стенкой ствола;- in FIG. 4 is a section BB of FIG. 2 - elements of the interaction of the tunneling harvester with the barrel wall;
- на фиг. 5 показан вид Г фиг. 4 - механическая связь устройства для возведения армирующей крепи с щандорами в увеличенном виде;- in FIG. 5 shows a view D of FIG. 4 - mechanical connection of the device for the construction of reinforcing lining with scandors in an enlarged form;
- на фиг. 6 показана позиция Д фиг. 1 - конструкция кольцевых упругих буферов для взаимодействия с гильзами опорных домкратов;- in FIG. 6 shows the position D of FIG. 1 - design of annular elastic buffers for interaction with sleeves of support jacks;
- на фиг. 7 и 8 показан вид Е фиг. 4 - варианты установки элеронов на шандорах;- in FIG. 7 and 8 show a view E of FIG. 4 - installation options for ailerons on the sandore;
- на фиг. 9 - общий вид (очередное характерное положение) стволопроходческого комбайна в разрезе с запасом хода между устройством для возведения армирующей крепи и породоразрушающим органом.- in FIG. 9 is a general view (another characteristic position) of a stem-harvester in a section with a power reserve between a device for erecting a reinforcing lining and a rock cutting body.
Стволопроходческий комбайн содержит породоразрушаюший орган 1 для разработки забоя, в качестве которого используют, как правило, фрезу (режущий барабан, оснащенный резцами или шарошечным инструментом), орган 2 для погрузки разрушенной породы, и устройство 3 для возведения армирующей крепи, при этом устройство 3 для возведения армирующей крепи включает монтажную раму 4, в нижней части которой по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты 5 с независимыми рабочими приводами, выполненные с возможностью взаимодействия с дном ствола, а со стороны боковой поверхности монтажной рамы 4 расположены направленные в стороны распорные домкраты 6, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой ствола, при этом породоразрушаюший орган 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме 7, которая связана с монтажной рамой 4 посредством ряда расположенных по ее периметру подвесных домкратов 8, причем забойная рама 7 снабжена элементами 9 поступательных кинематических пар (опоры скольжения) для взаимодействия с опорными домкратами 5 монтажной рамы устройства 3 для возведения армирующей крепи, при этом забойная рама 7 расположена относительно монтажной рамы 4 с возможностью сближения в процессе работы, исключающего физический контакт.The stem-boring combine contains a rock-destroying
Элементы 9 поступательных кинематических пар забойной рамы 7 выполнены в виде сквозных отверстий ползунов 10, а опорные домкраты 5 монтажной рамы 4 включают гильзы 11, выполненные в виде охватываемых продольных направляющих, взаимодействующих со сквозными отверстиями ползунов 10 забойной рамы 7, которые взаимодействуют с гильзами 11 опорных домкратов 5 посредством кольцевых упругих буферов 12.
Распорные домкраты 6, расположенные со стороны боковой поверхности монтажной рамы 4, включают опорные башмаки, выполненные в виде шандор 13, снабженных в нижней части направляющими 14, а забойная рама 7 снабжена выдвижными в радиальном направлении посредством гидродомкратов 15 роликовыми ползунами (опоры качения) 16, размещенными в направляющих 14 шандор 13 с возможностью одновременного продольного перемещения относительно них.Spreader jacks 6, located on the side of the side surface of the mounting
Шандоры 13 соединены с монтажной рамой 4 посредством двух разнесенных по их ширине качающихся и кинематически жестко связанных между собой рычагов 17 (т.н. вильчатый рычаг), верхние плечи 18 которых крепятся к монтажной раме 4 посредством вращательных кинематических пар 19, а нижние плечи 20 образуют вилку и крепятся к шандоре 13 посредством крестовины 21 карданного шарнира, взаимодействующей с вилкой шандоры 13, причем оси вращения всех шарниров (см. поз. 19 и 21) взаимно параллельны или взаимно перпендикулярны и одновременно параллельны или перпендикулярны продольной оси ствола, что исключает при смещении шандор 13 вдоль стенки ствола их неконтролируемые боковые смещения.
Шандоры 13 включают сквозные наклонные относительно образующей стенки ствола пазы 22, внутри которых расположены элероны 23 с приводами их выдвижения, каждый из которых выполнен с возможностью независимого механического взаимодействия со стенкой ствола при включении гидроцилиндра 24 привода каждого из них, что позволяет корректировать угловую ориентацию стволопроходческого комбайна установленному положению относительно продольной оси ствола (сторон горизонта).
Забойная рама 7 включает поворотное основание 25, которое в своей нижней части содержит стационарную цапфу 26, расположенную со смещением к периферии, на конце которой закреплена поворотная рукоять 27 с породоразрушающим органом 1, при этом поворотное основание 25 со стороны, противоположной размещению цапфы 26 с породоразрушающим органом 1, содержит сквозное окно 28 и оснащено расположенным внутри окна 28 поворотным кронштейном 29, на котором закреплен орган 2 для погрузки разрушенной породы с ломающейся стрелой и ковшом 30, причем вылет стрелы выполнен с возможностью выхода ковша 30 за пределы забойной рамы 7 при любом положении поворотного основания 25.The
Породоразрушающий орган 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме 7 с возможностью осуществлять разработку забоя и погрузку разрушенной породы в технологически самостоятельных зонах 31 и 32, соответственно, а поворотный кронштейн 28 погрузочного органа 29 расположен в центре поворотного основания 24.The rock-destroying
Проанализируем существенные признаки изобретения.We analyze the essential features of the invention.
Особенностью технического решения стволопроходческого комбайна является то, что монтажная рама 4 устройства 3 для возведения армирующей крепи посредством опорных домкратов 5 взаимодействует непосредственно с дном ствола, при этом забойная рама 7 породоразрушающего органа 1 подвешена к монтажной раме 4 на подвесных домкратах 8. Таким образом, стало возможным достаточно простым, а значит, надежным методом реализовать принцип «параллельности» в технологическом процессе проходки шахтного ствола, когда армирующая крепь возводится независимо от процесса разработки забоя, погрузки разрушенной породы и ее отгрузки на поверхность. Иными словами - забойная рама 7 породоразрушающего органа 1 находится относительно монтажной рамы 4 устройства 3 для возведения армирующей крепи с возможностью сближения в процессе работы, исключающего физический контакт.A feature of the technical solution of the tunneling combine is that the mounting
Забойная рама 7 снабжена элементами 9 поступательных кинематических пар для взаимодействия с опорными домкратами 5 монтажной рамы 4 устройства 3 для возведения армирующей крепи. В итоге, забойная рама 7 не просто висит на подвесных домкратах 8, она еще и скользит по опорным домкратам 5. Элементы 9 поступательных кинематических пар забойной рамы 7 выполнены в виде сквозных отверстий ползунов 10, а опорные домкраты 5 монтажной рамы 4 включают гильзы 11, выполненные в виде охватываемых продольных направляющих, взаимодействующих со сквозными отверстиями ползунов 10 забойной рамы 7. Это обеспечивает достаточную пространственную жесткость конструкции комбайна. Для компенсации возможных поперечных отклонений установки опорных домкратов 5 на дне ствола, например, вследствие естественного скольжения опорных участков гильз 11, попадания под них кусков твердой породы и т.д., сквозные отверстия ползунов 10 забойной рамы 7 взаимодействуют с гильзами 11 опорных домкратов 5 посредством кольцевых упругих буферов 12. При вывешивании опорных домкратов 5 для прохода породоразрушающего органа 1 на очередную позицию вниз гильзы 11 автоматически центрируются за счет упругих свойств материала буферов 12, например, специальной резины или других подобных полимеров и при следующем контакте с дном ствола домкрат 5 снова будет стараться занять функционально выверенное положение.The
Теоретически такая конструкция стволопроходческого комбайна позволяет начать работу по проходке шахтного ствола непосредственно после его монтажа на поверхности земли в специальном кондукторе (условно не показан) - минуя большие объемы подготовительных работ по формированию технологического отхода (стартового участка ствола) и обустройства прилегающей территории.Theoretically, such a design of a tunneling harvester allows you to start work on driving a shaft directly after it is mounted on the surface of the earth in a special conductor (not shown conditionally) - bypassing the large amounts of preparatory work for the formation of technological waste (the starting section of the trunk) and the arrangement of the adjacent territory.
Безусловно, после установки стволопроходческого комбайна на очередную позицию в глубине ствола он фиксируется неподвижно относительно стенки ствола. Для этого используются направленные в стороны распорные домкраты 6, расположенные со стороны боковой поверхности монтажной рамы 4.Of course, after installing the stem-harvester to the next position in the depth of the barrel, it is fixed motionless relative to the barrel wall. For this,
Распорные домкраты 6 включают опорные башмаки, выполненные в виде шандор 13, снабженных в нижней части направляющими 14, по которым перемещаются выдвижные посредством гидродомкратов 15 роликовые ползуны (опоры качения) 16. В результате шандоры 13 формируют жесткий каркас - «юбку», - на участке от монтажной рамы 4 до, как минимум, нижней части забойной рамы 7 в ее максимально разведенном относительно монтажной рамы 4 положении. Забойная рама 7 перемещается вдоль оси ствола не по его стенкам, но по подготовленным направляющим 14 с большой опорной поверхностью. Каркас из шандор 13 обеспечивает не только гарантированно точное смещение забойной рамы 7 комбайна относительно монтажной рамы 4, но также предохраняет обслуживающий персонал от обрушения со стенок крупных кусков породы и обеспечивает силовое поддержание стенок ствола до момента возведения постоянной крепи.Spreader jacks 6 include support shoes made in the form of a
Учитывая большие нагрузки, передаваемые от шандор 13 к монтажной раме 4, а также отклонения от расчетной формы реальной стенки ствола, каждая шандора 13 крепится к монтажной раме посредством двух разнесенных по их ширине качающихся и кинематически жестко связанных между собой рычагов, 17 верхние плечи 18 которых крепятся к монтажной раме 4 посредством вращательных кинематических пар 19 (по типу крепления двери автомобиля к кузову), а нижние плечи 20 образуют вилку и крепятся к шандоре 13 посредством стилизованной крестовины 21 карданного шарнира, взаимодействующей с жестко закрепленной на шандоре 13 вилкой, причем оси вращения всех шарниров взаимно параллельны или взаимно перпендикулярны и одновременно параллельны или перпендикулярны продольной оси ствола, что, как упоминалось выше, обеспечивает надежный контакт шандор 13 со стенкой ствола и исключает перекос монтажной рамы 4 при ее перемещении на новую позицию вниз (как впрочем и вверх), а также сближение, контакт и расхождение соседних шандор 13.Considering the large loads transmitted from the
В любом случае, при смещении стволопроходческого комбайна в глубину ствола по ряду причин (например, неравномерность прочностных характеристик породы, наличия локальных дефектов грунта и пр.) изменяется ориентация комбайна относительно сторон горизонта (процесс непроизвольного закручивания), что в больших пределах не допустимо. Для устранения этого недостатка шандоры 13 включают сквозные наклонные относительно образующей стенки ствола на угол α пазы 22, внутри которых расположены элероны 23 с приводами их выдвижения. Каждый элерон 23 выполнен с возможностью независимого механического взаимодействия со стенкой ствола при включении гидроцилиндра 24 привода и, соответственно, способствует возврату шандор 13 и комбайна в целом при их движении вниз ствола в исходное (заданное) положение. Для оптимизации работы элеронов 23 на каждой последующей шандоре 13 угол наклона α паза 22 меняют на противоположный (см. фиг. 7 и 8), что позволяет, включая соответствующие гидроцилиндры 24 их приводов, гарантированно возвращать ориентацию стволопроходческого комбайна установленному положению.In any case, when shifting the stem-boring combine into the depth of the barrel for a number of reasons (for example, uneven strength characteristics of the rock, the presence of local soil defects, etc.), the orientation of the combine relative to the sides of the horizon (the process of involuntary twisting) changes, which is not permissible over large limits. To eliminate this drawback, the
Наиболее нагруженным элементом забойной рамы 7 является породоразрушающий орган 1. Как правило, это специальная фреза с твердосплавными резцами. Необходимость, как правило, послойной разработки забоя предполагает телескопическую конструкцию его соединения с поворотным основанием 25 посредством некой выдвижной цапфы. При максимальном выдвижении поворотной рукояти 27 нагрузки на механизмы возрастают, что требует непропорционального увеличения запаса прочности корпусных и иных силовых элементов. В настоящем техническом решении забойной рамы 7 его поворотное основание 25 в своей нижней части содержит стационарную цапфу 26, на конце которой закреплена поворотная рукоять 27 с породоразрушающим органом 1. Это позволило упростить конструкцию рукояти 27 и значительно снизить нагрузки на него и на узлы его крепления. Послойная разработка забоя ведется за счет периодического смещения забойной рамы 7 в его глубину посредством подвесных домкратов 8 по направляющим 14 шандор 13 вдоль ряда гильз 11 опорных домкратов 5 монтажной рамы 4 устройства 3 для возведения армирующей крепи.The most loaded element of the
Стационарная цапфа 27 расположена со смещением к периферии поворотного основания 25, где со стороны, противоположной ее размещению, выполнено сквозное окно 28. Кроме этого, поворотное основание 25 оснащено расположенным внутри сквозного окна 28 поворотным кронштейном 29, который размещен в геометрическом центре поворотного основания 25 и на котором закреплен орган 2 для погрузки разрушенной породы с ломающейся стрелой и ковшом 30, вылет которых обеспечивает возможность выхода ковша 30 в сторону стенки ствола даже за пределы границ забойной рамы 4. В результате появляется возможность осуществлять разработку забоя и погрузку разрушенной породы в технологически самостоятельных зонах 31 и 32, что исключает простои и, соответственно, увеличивает производительность оборудования. Потенциально возможное пересечение рабочих зон 31 и 32 породоразрушающего органа 1 и органа 2 для погрузки разрушенной породы легко контролируется системами автоматического управления работой комбайна.The
Поскольку технология разрушения забоя может происходить по разным схемам, работу стволопроходческого комбайна рассмотрим на следующих наиболее характерных примерах.Since the technology of destruction of the face can occur according to different schemes, we will consider the work of the stem-harvester using the following most typical examples.
Пример 1 - общий случай.Example 1 is a general case.
Элементы комбайна монтируют в заранее подготовленном технологическом отходе (коротком участке ствола, монтажной камере) с помощью универсального кранового оборудования. Производят подключение всех необходимых коммуникаций (электроэнергия, вода, воздух). В результате внутри «юбки» шандор 13 располагаются монтажная рама 4, которая контактирует с ними посредством распорных домкратов 6, и забойная рама 7, которая контактирует с направляющими 14 шандор 13 посредством распертых гидродомкратами 15 в радиальном направлении роликовых ползунов 16.The elements of the harvester are mounted in a pre-prepared technological waste (short section of the barrel, mounting chamber) using universal crane equipment. They make the connection of all necessary communications (electricity, water, air). As a result, inside the “skirt” of the
В исходном состоянии штоки опорных домкратов 5 монтажной рамы 4 втянуты внутрь гильз 11 с возможностью впоследствии быть втянутыми на величину, несколько превышающую высоту породоразрушающего органа 1 с поворотной рукоятью 27. Гильзы 11 домкратов 5 опираются на дно ствола. Распорные домкраты 6 упираются в стенку ствола через шандоры 13. Забойная рама 7 вывешивается на подвесных домкратах 8, штоки которых втянуты внутрь собственных гильз, и занимает положение, когда породоразрушающий орган 1 располагают над дном забоя с минимальным зазором и с максимальным приближением его режущего барабана к центру ствола. При этом роликовые ползуны 16, находящиеся в направляющих 14 посредством гидродомкратов 15, передают усилие прижатия на шандоры 13 в их нижних частях.In the initial state, the rods of the support jacks 5 of the mounting
Включают привод режущего барабана (та же поз. 1). На первом этапе барабан заглубляется внутрь забоя за счет контролируемого выдвижения штоков подвесных домкратов 5. После этого включается привод (условно не показан) поворотной рукояти 27 для перемещения режущего барабана к стенке ствола. Если на траектории пути барабана попадается гильза 11 опорного домкрата 5, то система автоматики поднимает его для свободного прохода породоразрушающего органа 1. По достижении крайнего положения рукояти 27 без остановки режущего барабана включается привод поворотного основания 25 на величину его диаметра, после чего основание 25 останавливается и включается привод поворотной рукояти 27 - в сторону к центру забоя. Таким образом, разрабатывают всю площадь забоя.Turn on the drive of the cutting drum (same pos. 1). At the first stage, the drum is buried inside the face due to the controlled extension of the rods of the hanging jacks 5. After that, the drive (not shown conventionally) of the
На определенном этапе разработки забоя, когда будет сформирован значительный участок разрушенной породы, без остановки породоразрушающего органа 1 к работе подключается погрузочный орган 2 с ломающейся стрелой и ковшом 30, с помощью которого разрушенной породой заполняют транспортную бадью 33. Разрушенную породу выдают на поверхность. Следует отметить, что разработка забоя и погрузка разрушенной породы осуществляется в технологически самостоятельных зонах 31 и 32. Возможное минимальное пересечение работающего барабана (см. поз. 1) и работающего ковша 30 легко устраняется средствами автоматики или за счет более внимательной работы оператора.At a certain stage in the development of the face, when a significant area of the destroyed rock is formed, without stopping the rock-breaking
По мере уборки породы из забоя, поднятые опорные домкраты 5 опускаются вниз до контакта опорными участками гильз 11 дна ствола, но уже на новом, более низком уровне.As the rock is harvested from the bottom, the raised
После того как один слой грунта сняли, забойная рама 4 опускается в глубину ствола на очередной шаг. При этом давление в распорных домкратах 6 монтажной рамы 4 и гидродомкратах 15 роликовых ползунов 16 не снимается полностью, чем обеспечивается постоянное силовое поддержание стенок ствола. Далее аналогично вышеописанному происходит разработка следующего слоя и так до положения, когда штоки опорных домкратов 5 будут выдвинуты на максимальную величину. При этом совсем не обязательно после разработки забоя удалять всю породу - часть ее может остаться для последующей отгрузки, пока породоразрушающий орган 1 в следующем цикле не создаст новый задел для самостоятельной работы органа 2 для погрузки разрушенной породы.After one layer of soil has been removed, the
В течение всего этого времени на монтажной раме 4 происходит независимый (параллельный) монтаж армирующей крепи - тюбинговой 34 или бетонной (условно не показана), с использованием соответствующего специализированного оборудования устройства 3. Когда цикл обработки забоя завершается, одновременно на монтажной раме 4 завершаются работы по возведению очередного шага крепи.During all this time, independent (parallel) installation of the reinforcing lining -
С помощью подвесных домкратов 8 забойную раму 7 поднимают к монтажной раме 4 до полного втягивания штоков внутрь гильз 11. Снимают давление с распорных домкратов 6 монтажной рамы 4 и частично с гидродомкратов 15 роликовых ползунов 16, после чего монтажная рама 4 под действие собственной силы тяжести опускается вместе с шандорами 13 в глубину ствола на неполную величину хода штоков опорных домкратов 5 - для их последовательного вывешивания над работающим породоразрушающим органом 1 (режущим барабаном), - и последующего опускания до нового контакта с дном ствола, но уже на другом уровне и т.д.Using the hanging
В случае, если произошло закручивание стволопроходческого комбайна относительно оси ствола (смещение ориентации относительно сторон горизонта) существует возможность корректировки положения комбайна. Для этого определяют направление корректировки и выбирают элероны 23 с соответствующим углом наклона α - при следующем смещении комбайна в глубину ствола включают гидроцилиндры привода выбранных элеронов, которые врезаются в стенку ствола и разворачивают комбайн в нужном направлении. После корректировки ориентации комбайна гидроцилиндры 24 привода элеронов 23 отключают, и они выходят из жесткого механического контакта со стенкой ствола.In the event that the stem-cutting combine is twisted relative to the axis of the barrel (orientation shift relative to the sides of the horizon), it is possible to adjust the position of the combine. To do this, determine the direction of adjustment and select the
Ориентирование оси комбайна по оси ствола шахты - обеспечение их соосности, - осуществляют посредством избирательного и одновременного включения в нужном направлении выбранной части распорных домкратов 6 монтажной рамы и соответствующих гидродомкратов 15 роликовых ползунов 16 забойной рамы 4.The orientation of the axis of the combine along the axis of the shaft of the mine — ensuring their alignment — is carried out by selectively and simultaneously turning on the selected part of the
Процессы разработки забоя, отгрузки породы и возведения крепи продолжаются независимо друг от друга. При параллельной схеме, реализуемой комбайном, скорость проходки ствола шахты определяет наиболее трудоемкий процесс. Как правило, это возведение армирующей крепи. Этот процесс должен выполняться с высокой надежностью производимых работ и отработанной технологией, практически исключающей нестандартные ситуации. И, напротив, процесс разработки забоя является более производительным, но и более всего подвержен проявлению нестандартных ситуаций, это поломка или замена сменного инструмента или непосредственно породоразрушающего органа 1, связанная с прохождением сложных, например, более прочных или, наоборот, неустойчивых участков породы, профилактические мероприятия и т.д. В этом случае процесс возведения армирующей крепи продолжается, а ремонтно-профилактические мероприятия, требующие остановки оборудования, происходят за счет запаса хода между монтажной рамой 4 и забойной рамой 7, образовавшемуся в процессе разработки забоя. После выхода на обычный режим работы вышеуказанные остановки компенсируются за счет заложенного запаса по производительности процесса разрушения и погрузки разрушенной породы. Таким образом, происходит оперативный вход оборудования для разработки забоя и погрузки разрушенной породы в технологический график проходки шахтного ствола. В этом заключается основное преимущество параллельной схемы его возведения.The development of the face, shipment of the rock and the construction of the lining continue independently of each other. In the parallel scheme implemented by the combine, the shaft penetration rate determines the most labor-intensive process. As a rule, this is the construction of reinforcing lining. This process should be carried out with high reliability of the work performed and proven technology that virtually eliminates non-standard situations. And, on the contrary, the face development process is more productive, but it is also more susceptible to non-standard situations, it is a breakdown or replacement of a replacement tool or a
Безусловно, настоящий стволопроходческий комбайн позволяет реализовать свои функции с некоторыми дополнительными технологическими приемами, например, обеспечив соответствующую настройку давления в распорных домкратах 6 монтажной рамы 4 и гидродомкратах 15 роликовых ползунов 16 забойной рамы 7, опорные домкраты 5 можно не опускать, а, наоборот, поднять путем втягивания штоков внутрь гильз 11 до конца - усилия распора будет достаточно для фиксации комбайна в стволе. Это позволяет разработать забой без включения автоматической системы контроля подъема-опускания опорных домкратов 5. Или, например, оперативная разработка забоя на максимально возможную глубину обеспечивает запас хода монтажной рамы 4 для пошагового возведения армирующей крепи. При этом на забойной раме 7 могут совершаться разнообразные плановые мероприятия от ремонта оборудования до смены экипажа и т.д.Of course, this stem-boring combine allows you to realize your functions with some additional technological methods, for example, by ensuring the appropriate pressure setting in the
Пример 2 - возможный вариант использования.Example 2 is a possible use case.
На оборудованной площадке, без возведения технологического отхода буквально на поверхности земли в специальном кондукторе (условно не показан), имитирующем начальный участок ствола, монтируют стволопроходческий комбайн.On a equipped site, without erecting technological waste, literally on the surface of the earth, in a special conductor (not shown conventionally) that simulates the initial section of the trunk, a stem-harvester is mounted.
Происходит отладка оборудования, после чего комбайн запускают. Достаточно заглубления комбайна на его высоту или несколько больше, чтобы выйти на рабочие режимы работы, по меньшей мере, забойного оборудования. Также постепенно запускается оборудование для возведения армирующей крепи.The equipment is being debugged, after which the combine is started. It is enough to deepen the combine to its height or slightly more to reach the operating modes of operation of at least downhole equipment. Equipment for the construction of reinforcing lining is also gradually being launched.
В остальном, стволопроходческий комбайн работает по принципу, описанному в Примере 1. Таким образом, в кратчайшие сроки стволопроходческий комбайн выходит на проектную мощность.In the rest, the stem harvester works according to the principle described in Example 1. Thus, in the shortest possible time, the stem harvester reaches its design capacity.
Настоящая схема позволяет не строить дорогостоящий технологический отход, не использовать дополнительное специальное оборудование, а выполнять эту работу с помощью, собственно, стволопроходческого комбайна в его штатной комплектации.This scheme allows not to build expensive technological waste, not to use additional special equipment, but to carry out this work with the help of, in fact, a shaft-harvester in its standard configuration.
Пример 3. Замена типового стволопроходческого оборудования.Example 3. Replacement of typical shaft-boring equipment.
В случае замены малопроизводительного типового стволопроходческого оборудования производят его демонтаж и эвакуацию из ствола.In the case of replacing the unproductive standard shaft-boring equipment, it is dismantled and evacuated from the trunk.
В забой доставляют элементы стволопроходческого комбайна и монтируют в порядке, описанном в Примере 1. Как правило, имеющихся инженерно-технических коммуникаций и надствольной (околоствольной) инфраструктуры достаточно для полноценного подключения узлов и агрегатов комбайна.The elements of the stem-boring combine are delivered to the face and mounted in the manner described in Example 1. As a rule, the available engineering and technical communications and the super-barrel (near-barrel) infrastructure are enough to fully connect the nodes and units of the combine.
В остальном комбайн реализует функции, описанные в Примере 1.The rest of the harvester implements the functions described in Example 1.
В результате использования изобретения увеличилась скорость проходки стволопроходческим комбайном вертикальных шахтных стволов, стабилизировалось качество возведения армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой и/или бетонной крепи за счет реализации в максимальной степени принципа «параллельности» в технологическом процессе проходки шахтного ствола, его контролируемом управлении и за счет совмещения во времени и разделении в пространстве процесса разрушения породы и ее отгрузки, а также увеличилась надежность работы органа для разработки забоя и комбайна в целом.As a result of the use of the invention, the speed of penetration of vertical shaft shafts by the tunneling combine was increased, the quality of the construction of the reinforcing (waterproofing) tubing and / or concrete lining was stabilized by maximizing the principle of “parallelism” in the shaft sinking process, its controlled control and by combining in time and separation in space of the process of destruction of the rock and its shipment, as well as increased reliability of the body for times abotki slaughter and combine as a whole.
Claims (9)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015141135/03A RU2600807C1 (en) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Shaft sinking combine |
| EA201890593A EA034047B1 (en) | 2015-09-29 | 2016-09-28 | Shaft sinking machine |
| PCT/RU2016/000645 WO2017058058A1 (en) | 2015-09-29 | 2016-09-28 | Shaft sinking machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015141135/03A RU2600807C1 (en) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Shaft sinking combine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2600807C1 true RU2600807C1 (en) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015141135/03A RU2600807C1 (en) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Shaft sinking combine |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA034047B1 (en) |
| RU (1) | RU2600807C1 (en) |
| WO (1) | WO2017058058A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685517C1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Method of constructing shaft and shaft sinking combine |
| RU2715773C1 (en) * | 2019-05-23 | 2020-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Tunneling machine |
| WO2020046175A1 (en) | 2018-08-28 | 2020-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Mine shaft construction method and shaft sinking machine |
| RU2784077C1 (en) * | 2022-10-11 | 2022-11-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Shaft sinking combine |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114922626B (en) * | 2022-05-28 | 2023-08-29 | 江苏和信石油机械有限公司 | Underground tunnel shaft tunneling drilling machine of pumped storage power station |
| CN115288697B (en) * | 2022-08-25 | 2023-07-21 | 煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 | Shaft full-face heading machine system |
| US11891865B1 (en) | 2022-08-25 | 2024-02-06 | Hefei Design & Research Institute Of Coal Industry Co., Ltd | Full-face shaft tunnel boring machine system |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU597845A1 (en) * | 1969-07-14 | 1978-03-15 | Предприятие П/Я М-5703 | Shield set for sinking mine shafts |
| SU825973A1 (en) * | 1978-02-24 | 1981-04-30 | Shakhtoprokhodcheskoe Str U Tr | Apparatus for mechanical sinking of vertical shafts |
| WO1986000955A1 (en) * | 1984-07-31 | 1986-02-13 | The Robbins Company | Shaft boring machine and method |
| US4744425A (en) * | 1986-01-28 | 1988-05-17 | Hochtief Aktiengesellschaft Vorm. Gebr. Helfmann | Apparatus for excavating a substantially vertical slot |
| RU2493367C1 (en) * | 2012-07-06 | 2013-09-20 | Александр Александрович Кисель | Method to construct vertical mine by blasting and drilling method with tubing lining and tunnelling complex for method realisation |
| RU137573U1 (en) * | 2013-07-08 | 2014-02-20 | Закрытое акционерное общество "Объединенная горно-строительная компания" | MECHANIZED COMPLEX FOR PERFORMING VERTICAL TRUNKS OF MINING ENTERPRISES |
| CN103850684A (en) * | 2013-11-22 | 2014-06-11 | 北京中煤矿山工程有限公司 | Sinking technology for expanding pilot well drilled by raise-boring machine, by using vertical well heading machine |
| RU2539454C1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-01-20 | Александр Александрович Кисель | Construction method of process branch of vertical well shaft and device for its implementation |
-
2015
- 2015-09-29 RU RU2015141135/03A patent/RU2600807C1/en active
-
2016
- 2016-09-28 WO PCT/RU2016/000645 patent/WO2017058058A1/en active Application Filing
- 2016-09-28 EA EA201890593A patent/EA034047B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU597845A1 (en) * | 1969-07-14 | 1978-03-15 | Предприятие П/Я М-5703 | Shield set for sinking mine shafts |
| SU825973A1 (en) * | 1978-02-24 | 1981-04-30 | Shakhtoprokhodcheskoe Str U Tr | Apparatus for mechanical sinking of vertical shafts |
| WO1986000955A1 (en) * | 1984-07-31 | 1986-02-13 | The Robbins Company | Shaft boring machine and method |
| US4744425A (en) * | 1986-01-28 | 1988-05-17 | Hochtief Aktiengesellschaft Vorm. Gebr. Helfmann | Apparatus for excavating a substantially vertical slot |
| RU2493367C1 (en) * | 2012-07-06 | 2013-09-20 | Александр Александрович Кисель | Method to construct vertical mine by blasting and drilling method with tubing lining and tunnelling complex for method realisation |
| RU137573U1 (en) * | 2013-07-08 | 2014-02-20 | Закрытое акционерное общество "Объединенная горно-строительная компания" | MECHANIZED COMPLEX FOR PERFORMING VERTICAL TRUNKS OF MINING ENTERPRISES |
| RU2539454C1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-01-20 | Александр Александрович Кисель | Construction method of process branch of vertical well shaft and device for its implementation |
| CN103850684A (en) * | 2013-11-22 | 2014-06-11 | 北京中煤矿山工程有限公司 | Sinking technology for expanding pilot well drilled by raise-boring machine, by using vertical well heading machine |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685517C1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Method of constructing shaft and shaft sinking combine |
| WO2020046175A1 (en) | 2018-08-28 | 2020-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Mine shaft construction method and shaft sinking machine |
| RU2715773C1 (en) * | 2019-05-23 | 2020-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Tunneling machine |
| WO2020236034A3 (en) * | 2019-05-23 | 2021-01-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Shaft sinking machine |
| RU2784077C1 (en) * | 2022-10-11 | 2022-11-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Shaft sinking combine |
| RU2817422C1 (en) * | 2023-10-23 | 2024-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Method for reconstruction of shaft support and unit for implementation of method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA034047B1 (en) | 2019-12-23 |
| EA201890593A1 (en) | 2018-09-28 |
| WO2017058058A1 (en) | 2017-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2600807C1 (en) | Shaft sinking combine | |
| RU2592580C1 (en) | Method of well shaft construction, shaft sinking combine, rock destruction unit and reinforcing support erection device (versions) | |
| CN205578020U (en) | Formula of taking a step tunnelling supporting device suitable for hard rock tunnelling | |
| CN107288648B (en) | Supporting system and supporting method for open type full face rock tunneling machine | |
| WO2009043234A1 (en) | A track-mounted elevator top and side bolts and cables drilling machine | |
| CN103850684A (en) | Sinking technology for expanding pilot well drilled by raise-boring machine, by using vertical well heading machine | |
| CN211342765U (en) | Multifunctional impact type hydraulic drill carriage suitable for rock roadway working face construction | |
| CN111852481A (en) | Shaft construction method and heading machine | |
| CN103850685A (en) | Heading machine applicable to drill vertical well through pioneer well | |
| CN111206931B (en) | Use method of cantilever shaft tunneling machine | |
| CN110905406B (en) | Multifunctional impact type hydraulic drill carriage suitable for rock roadway working face construction | |
| RU2141030C1 (en) | Device for construction of mine shafts | |
| RU2493367C1 (en) | Method to construct vertical mine by blasting and drilling method with tubing lining and tunnelling complex for method realisation | |
| CN205677650U (en) | Support automatic moving type continuous digging machine | |
| CN115929368B (en) | Anchor rod transfer unit suitable for arch roadway, combined device and construction method | |
| RU137573U1 (en) | MECHANIZED COMPLEX FOR PERFORMING VERTICAL TRUNKS OF MINING ENTERPRISES | |
| CN109882172A (en) | A kind of cut falls the gob-side entry retaining method that roadside support wall is done on directly top | |
| RU2709903C1 (en) | Method for development of powerful steep bed with discharge of coal of overlying formation | |
| CN104989409A (en) | Full-face excavation method after vertical shaft small-face pore forming | |
| RU2547851C1 (en) | Method of cyclic sinking of vertical mine shafts and device for its implementation | |
| RU2715773C1 (en) | Tunneling machine | |
| CN210003277U (en) | tunnel working device with jumbolter at tail | |
| WO2021179063A1 (en) | Underground excavation machine and method | |
| RU168978U1 (en) | Roadheader | |
| Krauze et al. | Mechanized shaft sinking system |