Очистной комбайн для разработки мощного пласта полезного ископаемого с породными прослоями в сложных горно-геологических условиях

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ОЧИСТНОЙ КОМБАЙН ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МОЩНОГО ПЛАСТА ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО С ПОРОДНЫМИ ПРОСЛОЯМИ В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Белгорхимпром(72) Авторы Тодоров Владимир Иванович Плескунов Владимир Николаевич Тараканов Владимир Аркадьевич Железняк Валерий Михайлович Шваб Роберт Григорьевич Цыганков Сергей Николаевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Белгорхимпром(57) 1. Очистной комбайн для разработки мощного пласта полезного ископаемого с породными прослоями в сложных горно-геологических условиях, содержащий корпус и две рукояти, каждая из которых снабжена встроенным приводом и шнеком и соединена с соответствующим концом корпуса посредством кронштейна, один конец которого шарнирно связан с корпусом, а другой снабжен направляющей, в которой установлена рукоять с возможностью перемещения на забой в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси комбайна, отличающийся тем, что дополнительно содержит две закрепленные на корпусе направляющие, а каждый кронштейн соединен с корпусом посредством проставки, одним концом шарнирно соединенной с кронштейном, а другим концом установленной в направляющей корпуса с возможностью перемещения вместе с кронштейном и рукоятью в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси комбайна в направлении завальной стороны на расстояние не менее величины выступающей за корпус со стороны забоя части рукояти со шнеком, при этом для поворота рукояти в вертикальной плоскости каждый кронштейн дополнительно связан с соответствующей проставкой гидродомкратом, который шарнирно закреплен и на кронштейне, и на проставке. 13462 1 2010.08.30 2. Очистной комбайн по п. 1, отличающийся тем, что диаметр одного из шнеков 1 равен выемочной мощности верхнего слоя полезного ископаемого, а диаметр второго шнека 2 равен или больше выемочной мощности вскрываемого породного прослоя, при этом сумма диаметров этих шнеков соответствует условию 12 н.сл.пл.,где н.сл.пл. - выемочная мощность нижних слоев пласта, вынимаемых валовым способом- коэффициент перекрытия шнеками мощности нижних слоев пласта, вынимаемых валовым способом, выбранный из интервала от 1,1 до 1,35. Изобретение относится к средствам механизации для подземной селективной выемки полезных ископаемых с помощью очистных комбайнов. Известны комбайны для селективной выемки полезных ископаемых 1, 2. Недостатками данных конструкций являются ограниченная область применения,сложность конструкции, значительные габаритные размеры. Известен также двухшнековый комбайн для селективной выемки пластов полезного ископаемого с породным прослоем, у которого одна из рукоятей имеет жестко закрепленный на ней ползун, установленный в направляющих кронштейна с возможностью перемещения вместе с рукоятью от забоя в транспортное положение на величину не менее ширины шнека, который выполнен с диаметром не менее половины мощности пласта, а шнек другой рукояти выполнен с диаметром не более мощности породного прослоя 3. Недостатком данного комбайна является, как и у предыдущих, ограниченная область применения - невозможность производства селективной выемки мощных пластов с несколькими породными прослоями отсутствует унификация узлов комбайна (рукоять с редуктором, двигатель, магнитная станция, силовая арматура), что приведет к усложнению конструкции, увеличению стоимости изготовления и затрат на ремонт применение на одной из рукояти шнека диаметром не менее половины мощности пласта (в 1,52 раза больше первого) приведет к повышенному расходу электроэнергии на добычу полезного ископаемого и к снижению устойчивости комбайна в вертикальной плоскости. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является комбайн для селективной разработки полезных ископаемых, включающий корпус, на концах которого смонтированы с возможностью поворота в вертикальной плоскости две рукояти,снабженные соответственно встроенным приводом и шнеком, каждая рукоять комбайна соединена с корпусом посредством кронштейна, один конец которого шарнирно связан с корпусом, а другой снабжен направляющей, в которой установлена рукоять с возможностью перемещения ее на забой в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси комбайна 4 - прототип. Недостатками данной конструкции являются увеличение плоскости обнажения кровли забоя, что недопустимо при разработке пласта полезного ископаемого с неустойчивой кровлей в сложных горно-геологических условиях, а также дополнительные затраты электроэнергии при выемке верхних слоев пласта. Задачей изобретения является расширение области применения комбайна для частичной селективной добычи полезных ископаемых при разработке мощного пласта полезного ископаемого с породными прослоями и неустойчивой кровлей в сложных горногеологических условиях, а также снижение затрат электроэнергии на добычу полезного ископаемого. Задача решается следующим образом очистной комбайн для разработки мощного пласта полезного ископаемого с породными прослоями в сложных горно-геологических условиях, содержащий корпус и две рукояти, каждая из которых снабжена встроенным приводом и шнеком и соединена с соответствующим концом корпуса посредством кронштейна, один конец которого шарнирно связан с корпусом, а другой снабжен направляю 2 13462 1 2010.08.30 щей, в которой установлена рукоять с возможностью перемещения на забой в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси комбайна, при этом дополнительно содержит две закрепленные на корпусе направляющие, а каждый кронштейн соединен с корпусом посредством проставки, одним концом шарнирно соединенной с кронштейном, а другим концом установленной в направляющей корпуса с возможностью перемещения вместе с кронштейном и рукоятью в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси комбайна в направлении завальной стороны на расстояние не менее величины выступающей за корпус со стороны забоя части рукояти со шнеком, для поворота рукояти в вертикальной плоскости каждый кронштейн дополнительно связан с соответствующей проставкой гидродомкратом, который шарнирно закреплен и на кронштейне, и на проставке,причем диаметр одного из шнеков 1 равен выемочной мощности верхнего слоя полезного ископаемого, а диаметр второго шнека 2 равен или больше выемочной мощности вскрываемого породного прослоя, а сумма диаметров этих шнеков соответствует условию(1) 12 Нн.сл.пл.,где- коэффициент перекрытия шнеками мощности нижних слоев пласта, равный 1,11,35 Нн.сл.пл. - выемочная мощность нижних слоев пласта, вынимаемых валовым способом. Выемка верхнего слоя полезного ископаемого и вскрытого породного прослоя осуществляется одним шнеком, а крепление призабойного пространства поддерживающими козырьками крепи производится вслед за шнеком, вынимающим верхний слой полезного ископаемого. На фиг. 1 представлена схема комбайна со стороны забоя фиг. 2 - вид на комбайн сверху фиг. 3 - вид на лаву сверху фиг. 4 - разрез лавы по А-А на фиг. 3. Очистной комбайн для разработки мощного пласта полезного ископаемого с породными прослоями в сложных горно-геологических условиях включает корпус 1, содержащий в себе два механизма подачи 2 и 3. На концах корпуса имеются две поворотные в вертикальной плоскости рукояти 4 и 5, снабженные соответственно встроенными приводами 6 и 7 и шнеками 8 и 9. Рукояти 4 и 5 с кронштейнами 10 и 11 соединены с корпусом комбайна 1 посредством проставки 12 и 13. При этом один конец проставки с помощью шарнира 14 и 15 соединен с кронштейном 10 и 11, а другой размещен в направляющих 18 и 19 корпуса комбайна с возможностью перемещения проставки 12 и 13 с кронштейном 10 и 11 и рукоятью 4 и 5 в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси комбайна в направлении завальной стороны на расстояние не менее величины выступающей за корпус со стороны забоя части рукояти со шнеком . Поворот в вертикальной плоскости каждой из рукоятей осуществляется путем поворота кронштейнов 10 и 11 относительно проставки 12 и 13 с помощью гидродомкратов 20 и 21, закрепленных шарнирно между проушинами кронштейнов 10 и 11 и проставки 12 и 13. Гидродомкраты 22 и 23 обеспечивают перемещение рукоятей 4 и 5 в горизонтальной плоскости относительно кронштейнов 10 и 11 в сторону забоя и от забоя, а гидродомкраты 24 и 25 обеспечивают перемещение проставки 12 и 13 с кронштейнами 10 и 11 и рукоятями 4 и 5 относительно корпуса комбайна в завальную сторону и обратно. Для выравнивания нагрузки на исполнительные органы комбайна диаметр одного из шнеков 1 принимают равным выемочной мощности верхнего слоя полезного ископаемого, а диаметр второго 2 - равным или больше выемочной мощности вскрываемого породного прослоя, а суммарная выемочная мощность должна соответствовать условию (1). Очистной комбайн для разработки мощного пласта полезного ископаемого с породными прослоями в сложных горно-геологических условиях работает следующим образом. Рукояти комбайна с помощью гидродомкратов 22 и 23 втягиваются от забоя в корпус комбайна и находятся в одной продольной плоскости. Один из шнеков в зависимости от направления движения комбайна (от вентиляционного или конвейерного штреков) находится в штреке. Затем рукоять с проставкой опережающего шнека с помощью гидро 3 13462 1 2010.08.30 домкрата 24 или 25 выдвигается в завальную сторону забоя не менее величины , обеспечивающей расположение рукояти со шнеком над конвейером 26 (транспортное положение). Комбайн с конвейером передвигается к забою, а рукоять 4 или 5 со шнеком 8 или 9 устанавливается на выемку верхнего слоя полезного ископаемого. Комбайн готов к работе. Выемка пласта полезного ископаемого с породными прослоями осуществляется в три хода. Первым ходом производится выемка верхнего слоя 27 полезного ископаемого одним шнеком с одновременным креплением обнаженной кровли призабойного пространства непосредственно за шнеком, поддерживающими козырьками 28 крепи 29, что повышает безопасность ведения очистных работ. По окончании выемки верхнего слоя полезного ископаемого и выхода опережающего шнека, который находился в транспортном положении над конвейером, на второй штрек происходит перестановка шнеков (работавший - в транспортное, а неработавший - в рабочее положение) и выполнение концевых операций на участке лавы не менее длины комбайна - дорубка верхнего слоя полезного ископаемого с креплением обнаженного призабойного пространства поддерживающими козырьками крепи вслед за шнеком и выемка обратным ходом на этом же участке лавы обнаженного породного прослоя 30. После выхода шнека на штрек заканчивается подготовка забоя для выемки вскрытого породного прослоя отстающим шнеком с диаметром, равным или больше мощности породного прослоя. Выемка вскрытого породного прослоя и последующих нижних слоев пласта производится под закрепленным призабойным пространством. Вторым ходом осуществляется выемка породного прослоя также одним шнеком с выбросом его в выработанное пространство лавы. После окончания выемки породного прослоя по длине лавы и выхода опережающего шнека, который находился в транспортном положении, на противоположный штрек, производится перевод его в рабочее положение и выполняются концевые операции по дорубке породного прослоя и подготовке оставшихся нижних слоев пласта 31 к валовой выемке, для чего шнек, находящийся на штреке, устанавливается на дорубку породного прослоя на участке лавы не менее длины комбайна,обратным ходом на этом же участке лавы производится выемка верхней части оставшихся нижних слоев пласта. После выхода на штрек шнек устанавливается на нижнюю часть оставшихся слоев пласта, а второй шнек (опережающий) устанавливается на верхнюю часть оставшихся слоев пласта. Комбайн готов к работе по выемке нижних слоев пласта 31 валовым способом. Третьим ходом осуществляется выемка нижних слоев пласта валовым способом двумя шнеками. После окончания выемки нижних слоев пласта валовым способом и выходе опережающего шнека на штрек выполняются концевые операции на участке лавы не менее длины комбайна, для чего опережающий шнек устанавливается на выемку оставшейся нижней части пласта, а отстающий шнек переводится в транспортное положение. После дорубки нижней части пласта комбайн возвращается назад, и после выхода шнека на штрек производится передвижка комбайна с конвейером и крепи с втягиванием поддерживающих козырьков на новую заходку. Находящийся в штреке шнек с диаметром, равным или больше выемочной мощности вскрытого породного прослоя, поднимается на уровень верхнего слоя полезного ископаемого, и на участке лавы не менее длины комбайна производится выемка верхнего слоя полезного ископаемого с прихватом породного прослоя, а обратным ходом производится дорубка оставшейся части вскрытого породного прослоя. После выхода шнека на штрек он переводится в транспортное положение, а находившийся в транспортном положении шнек устанавливается на выемку верхнего слоя полезного ископаемого. И цикл повторяется. Предложенная конструкция комбайна обеспечивает постоянную ширину обнажения призабойного пространства, равную ширине захвата шнека, с креплением ее поддержива 4 13462 1 2010.08.30 ющими козырьками крепи непосредственно за выемочным шнеком по верхнему слою полезного ископаемого, которая в два раза меньше, чем у прототипа, и расширяет область применения - разработка мощного пласта полезного ископаемого с породными прослоями с неустойчивой кровлей призабойного пространства в сложных горно-геологических условиях, снижение затрат электроэнергии на добычу полезного ископаемого за счет выемки верхнего слоя полезного ископаемого и породного прослоя одним шнеком, достижение равномерной загрузки привода шнеков при выемке нижних слоев пласта валовым способом, унификацию узлов, а также сохранение производства селективной выемки пластов полезного ископаемого с опережающим врубом. Источники информации 1. А.с. СССР 727848, 1980. 2. А.с. СССР 1553670, 1990. 3. Патент РБ 8949, 2007. 4. Патент РБ 1610, 1997 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6