RU2744123C1 - Горный комбайн - Google Patents
Горный комбайн Download PDFInfo
- Publication number
- RU2744123C1 RU2744123C1 RU2020121786A RU2020121786A RU2744123C1 RU 2744123 C1 RU2744123 C1 RU 2744123C1 RU 2020121786 A RU2020121786 A RU 2020121786A RU 2020121786 A RU2020121786 A RU 2020121786A RU 2744123 C1 RU2744123 C1 RU 2744123C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- handle
- speed
- mining
- rotation
- Prior art date
Links
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical class [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к исполнительным органам горных комбайнов. Горный комбайн содержит ходовую часть, по меньшей мере один исполнительный орган с минимум одной рукоятью, вращающейся со скоростьюVП, с установленным на ней минимум одним режущим диском, вращающимся со скоростьюVД, с закрепленными на нем резцами, нижнее отбойное устройство и конвейер. Упомянутые резцы закреплены на упомянутом диске под углом,зависящим отVПиVД. Упомянутый режущий диск установлен на рукоять таким образом, что его плоскость резания параллельна плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна, и отстоит от нее в направлении вращения рукояти на расстоянии, большем, чем произведение радиуса переносного вращения рукояти на тангенс указанного угла.Технический результат - вращающий дополнительный момент от скорости резания и смещения плоскости резания режущего диска в направлении вращения рукояти. 6 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к исполнительным органам горных комбайнов непрерывного действия, и предназначено для расширения функциональных возможностей горных комбайнов, используемых при проведении горных выработок при добыче полезных ископаемых подземным способом.
Уровень техники
В горной промышленности известно большое количество горных комбайнов с вращающимися исполнительными органами планетарного-дискового типа, обеспечивающими разрушение горного массива при проведении подземных горных выработок по различным породам.
При работе комбайнов непрерывного действия при проходке горных выработок и на очистных работах в камерах, когда комбайн движется на забой по оси выработки – важной задачей является обеспечение оптимальной скорости резания исполнительным органом горного комбайна породы для эффективной проходки горной выработки. Это обеспечивает продвижение горного комбайна без излишней нагрузки на редуктор переносного вращения рукоятей исполнительного органа и ходовую часть, тогда как снижение скорости резания приведет к повышенному износу инструмента, нагрузке на редуктор переносного вращения рукояти исполнительного органа и затруднит продвижение комбайна на забой.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом настоящего изобретения является вращающий дополнительный момент, возникающий от сочетания скорости резания и смещения плоскости резания режущего диска в направлении вращения рукояти, снижающий энергозатраты на привод переносного вращения и уменьшающий динамические нагрузки на его механические элементы.
Указанные выше технические результаты достигаются тем, что горный комбайн содержит, ходовую часть, по меньшей мере, один исполнительный орган с минимум одной рукоятью вращающейся со скоростью VП с установленным на ней минимум одним режущим диском, вращающимся со скоростью VД с закрепленными на нем резцами, нижнее отбойное устройство и конвейер;
– упомянутые резцы закреплены на упомянутом диске под углом к плоскости резания, определяющимся по формуле:
α=arctg(Vп/Vд)
– упомянутый режущий диск установлен на рукоять таким образом, что его плоскость резания параллельна плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна, и отстоит от нее в направлении вращения рукояти на расстоянии Δ, которое определяется неравенством:
Δ>Rпер⋅tan(α)
где Rпер – радиус переносного вращения рукояти.
Сопоставление заявляемого горного комбайна с существующими на сегодняшний день техническими решениями, позволяет сделать вывод об отсутствии в последних – признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого изобретения.
Также изобретение не следует явным образом из уровня техники, поэтому авторы считают, что объект является новым и имеет изобретательский уровень, поскольку при отсутствии вышеуказанных технических решений, таких как установленный со смещением на расстоянии Δ относительно вращающейся со скоростью VП рукояти и в направлении ее вращения режущий диск, вращающийся со скоростью VД, а также установленные на нем под углом α к плоскости его резания резцы – не представляется возможным обеспечить работу исполнительного органа горного комбайна, а следовательно, исчезает и технический результат.
Описание чертежей
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где изображено:
Фиг. 1 – Сечение выработки горного комбайна с одним исполнительным органом;
Фиг. 2 – Общий вид горного комбайна с одним исполнительным органом с одной рукоятью с режущим диском;
Фиг. 3 – Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой;
Фиг. 4 – Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой;
Фиг. 5 – Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой;
Фиг. 6 – Общий вид горного комбайна с одним исполнительным органом с тремя рукоятями с одним режущим диском на каждой.
Осуществление изобретения
Добыча твердых полезных ископаемых методом проходки включает в себя ряд сложных технологических процессов, таких как, разрушение горной породы, формирование необходимой геометрии (профиля) забоя, удаление отбитой породы из зоны обработки, транспортировка отбитой породы и т.д. Горные проходческие комбайны предназначены для выполнения все этих процессов.
Важной задачей при проектировании горных комбайнов является выбор исполнительного органа горного комбайна, обеспечивающего оптимальную скорость резания породы для эффективной проходки горной выработки.
Плотность добываемых проходческим методом пород может изменяться от 0,4 до 4,5 т/м3. Свойства и условия добычи угля существенно отличаются, например, от добычи калийной соли. Существенным разбросом свойства обладают и другие виды породы, например, сильвинит, карналлит, каменная соль, гипс, трона.
Вышесказанное показывает, что создание горнопроходческого комбайна, обладающего универсальностью, т.е. способностью эффективно работать при добыче широкого диапазона пород, является сложной задачей. Как правило, проходческие комбайны создаются для добычи породы какого-то одного вида и их конструктивные параметры закладываются для работы в каком-то конкретном месторождении или даже конкретной шахте.
Настоящее изобретение направлено на создание горного комбайна, который обеспечивает работу исполнительного органа горного комбайна при большом разбросе факторов, без необходимости перенастройки под определенную породу. То есть при конструкции исполнительного органа горного комбайна рассчитанной на среднюю плотность добываемой породы, должна быть возможность использования данного исполнительного органа на горном комбайне в выработках с более плотной породой без замены приводного оборудования. Это может быть достигнуто с помощью вращающего дополнительного момента на исполнительном органе в соответствии с заявляемым изобретением.
Горный комбайн содержит ходовую часть (1) исполнительный орган с рукоятью (2) с режущим диском (3) и установленными в режущем диске резцами, нижнее отбойное устройство (4) и конвейер (5).
С помощью ходовой части 1 (Фиг.2), горный комбайн движется по выработке до забоя. Затем приводится в движение исполнительный орган горного комбайна. Его конструкция должна обеспечивать такие скорости вращения режущего диска 3 (Фиг.2) и переносного вращения рукояти 2 (Фиг.2), при которых отношение скорости переносного вращения рукояти VП к скорости вращения режущего диска VД будет определять угол α установки резцов. Вращающий дополнительный момент возникнет при наличии плоскости резания режущего диска отстоящей от плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна на расстояние Δ, определяемом неравенством:
Δ> Rпер⋅tan(α)
При этом реакция от забоя на резцы (3) (Фиг.1) будет воздействовать на исполнительный орган горного комбайна через плечо, отсекаемое от горизонтальной оси вектором реакции от забоя.
Экспериментально установлено, что отсутствие выноса диска на расстояние Δ, приведенное выше – приводит к возникновению препятствующей переносному вращению силы.
В процессе работы, отбитая исполнительным органом порода, с почвы выработки, посредством нижнего отбойного устройства 4 (Фиг.2) грузится на конвейер 5 (Фиг.2) и, в зависимости от схемы погрузки, отправляется к бункеру перегружателю или самоходному вагону (не показаны).
Следует отметить, что приведенная конфигурация горного комбайна и ее элементы являются частным случаем и могут быть исполнены по-другому. Существенными являются сами возможности, которые такая конфигурация дает и которые, тем не менее могут быть достигнуты рядом других конструктивных решений. Например, горный комбайн в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается использованием только лишь одного исполнительного органа и/или только одной рукояти (на Фиг.6). На Фиг.3 – Фиг.5 можно увидеть проиллюстрированные несколько вариантов исполнения горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с режущими дисками на каждом.
Также для заявленного горного комбайна в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, существует возможность его изготовления и применения с помощью известных до даты подачи заявки средств и методов.
Заявляемое изобретение может найти широкое применение в горной промышленности для проведения горных выработок, в частности проходческими комбайнами непрерывного действия, используемыми при добыче полезных ископаемых.
Claims (6)
- Горный комбайн, содержащий ходовую часть, по меньшей мере один исполнительный орган с минимум одной рукоятью, вращающейся со скоростью V П , с установленным на ней минимум одним режущим диском, вращающимся со скоростью V Д , с закрепленными на нем резцами, нижнее отбойное устройство и конвейер;
- – упомянутые резцы закреплены на упомянутом диске под углом, определяющимся по формуле
- – упомянутый режущий диск установлен на рукоять таким образом, что его плоскость резания параллельна плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна, и отстоит от нее в направлении вращения рукояти на расстоянии Δ, которое определяется неравенством
- где R пер – радиус переносного вращения рукояти.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121786A RU2744123C1 (ru) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | Горный комбайн |
PCT/IB2021/055462 WO2022003477A1 (ru) | 2020-07-01 | 2021-06-21 | Горный комбайн |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121786A RU2744123C1 (ru) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | Горный комбайн |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2744123C1 true RU2744123C1 (ru) | 2021-03-02 |
Family
ID=74857671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121786A RU2744123C1 (ru) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | Горный комбайн |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2744123C1 (ru) |
WO (1) | WO2022003477A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808069C1 (ru) * | 2022-06-30 | 2023-11-22 | Сани Хэви Эквипмент Ко., Лтд. | Способ и устройство управления для проходческой машины и проходческая машина |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU101917A1 (ru) * | 1952-06-06 | 1954-11-30 | Я.Я. Гуменник | Исполнительный орган проходческих машин |
US3958830A (en) * | 1974-03-18 | 1976-05-25 | World Oil Mining Ltd. | Longwall mining system and archshield for mining tar sands, oil shales and the like |
RU2093677C1 (ru) * | 1990-07-09 | 1997-10-20 | Тульский государственный технический университет | Исполнительный орган проходческого комбайна |
RU2319835C1 (ru) * | 2006-08-24 | 2008-03-20 | ОАО "Копейский машиностроительный завод" | Комбайн проходческо-очистной |
RU2627806C1 (ru) * | 2016-04-11 | 2017-08-11 | Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" | Горный проходческий комбайн |
RU178558U1 (ru) * | 2016-09-16 | 2018-04-09 | Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" | Горный комбайн |
BY21942C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2018-06-30 |
-
2020
- 2020-07-01 RU RU2020121786A patent/RU2744123C1/ru active
-
2021
- 2021-06-21 WO PCT/IB2021/055462 patent/WO2022003477A1/ru active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU101917A1 (ru) * | 1952-06-06 | 1954-11-30 | Я.Я. Гуменник | Исполнительный орган проходческих машин |
US3958830A (en) * | 1974-03-18 | 1976-05-25 | World Oil Mining Ltd. | Longwall mining system and archshield for mining tar sands, oil shales and the like |
RU2093677C1 (ru) * | 1990-07-09 | 1997-10-20 | Тульский государственный технический университет | Исполнительный орган проходческого комбайна |
RU2319835C1 (ru) * | 2006-08-24 | 2008-03-20 | ОАО "Копейский машиностроительный завод" | Комбайн проходческо-очистной |
BY21942C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2018-06-30 | ||
RU2627806C1 (ru) * | 2016-04-11 | 2017-08-11 | Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" | Горный проходческий комбайн |
RU178558U1 (ru) * | 2016-09-16 | 2018-04-09 | Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" | Горный комбайн |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТРИФАНОВ М.Г., Оценка нагруженности приводов проходческо очистных комбайнов "УРАЛ-20Р" для выбора технически обоснованных режимов работы в реальных условиях эксплуатации. Диссертацияна соискание ученой степени кандидата технических наук. Пермь, 2018. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808069C1 (ru) * | 2022-06-30 | 2023-11-22 | Сани Хэви Эквипмент Ко., Лтд. | Способ и устройство управления для проходческой машины и проходческая машина |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022003477A1 (ru) | 2022-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2754101A (en) | Machine and method for mining underground deposits | |
PL233012B1 (pl) | Sposób wybierania materiału ze ściany wyrobiska, maszyna górnicza do wrębiania w ścianę wyrobiska | |
US6612655B2 (en) | Mining system and method featuring a bread loaf shaped borehole | |
RU2563004C1 (ru) | Способ добычи руды из тонких крутонаклонных жил | |
RU2541992C1 (ru) | Способ разработки крутопадающих месторождений твердых полезных ископаемых и автоматизированный комплекс глубокой разработки | |
Bołoz et al. | Ability to mill rocks in open-pit mining | |
RU2744123C1 (ru) | Горный комбайн | |
US3032325A (en) | Mining apparatus having tubular digging tool | |
US3288532A (en) | Continuous mining machine and method | |
Bołoz | Mining of thin coal seams using surface-underground methods | |
RU2634144C1 (ru) | Способ разработки крутопадающих месторождений твердых полезных ископаемых | |
EA045659B1 (ru) | Горный комбайн | |
RU2744120C1 (ru) | Горный комбайн | |
CN111927450B (zh) | 基于孔阵超前预裂的硬岩矿体开采设备及其开采方法 | |
CN210317297U (zh) | 一种用于采矿的切割装置、采矿机 | |
RU2744122C1 (ru) | Горный комбайн | |
US5338102A (en) | Method of mining | |
RU2744121C1 (ru) | Горный комбайн | |
RU2645697C1 (ru) | Способ разработки крутопадающих месторождений твердых полезных ископаемых | |
CN105863662A (zh) | 一种隧道掘进机掘进方法及应用该方法的非开挖隧道掘进机 | |
CN110080757A (zh) | 一种用于采矿的切割装置、采矿机 | |
Gerike et al. | Concept of a rock-breaking working element of an underground kimberlite ore mining machine | |
RU2733875C1 (ru) | Горный комбайн | |
Kotwica | New Mining Tools and Methods for Roadheader Mining Heads | |
Allington | The machining of rock materials. |