CC BY
16
- © А.Н. Ермаков, В.В. Аксенов,
А.А. Хорешок, К.А. Ананьев, 2014
УДК 622.23.054
А.Н. Ермаков, В.В. Аксенов, А.А. Хорешок, К.А. Ананьев
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАНАЛОВ ЗА КОНТУРАМИ ВЫРАБОТКИ*
Рассмотрены конструкции исполнительных органов для образования каналов за контурами горной выработки. Проанализированы патентные решения и действующие конструкции. Дана их краткая оценка и классификация. Результаты статьи предполагается использовать при разработке законтурных исполнительных органов геоходов.
Ключевые слова: геоход, проходческий комбайн, исполнительный орган, законтурные каналы, законтурные исполнительные органы.
В результате ряда исследований [1, 2], сформирован новый подход к проведению горных выработок - геовинчестерная технология, базовым элементом которой является геоход. Геоходом называют проходче-
1 2 3
Рис. 1. Схемное решение геохода:
1 - исполнительный орган формирования законтурных каналов внешнего движителя;
2 - исполнительный орган формирования законтурных каналов для лопастей противо-вращения; 3 - лопасть противовращения; 4 - лопасть внешнего движителя; 5 - головная и хвостовая секции геохода
ский агрегат, перемещение которого в подземном массиве осуществляется за счет взаимодействия с геосредой (рис. 1). Данное взаимодействие реализуется через систему лопастей на геоходе и систему образуемых законтурных каналов в проводимой выработке.
Непосредственно за разрушение пород в законтурном массиве для формирования каналов с заданными профилем, размерами и требованиями к поверхностям каналов и извлечение разрушенной породы из призабойного пространства отвечают исполнительные органы формирования законтурных каналов (ЗИО). На рис. 2 представлено продольное сечение выработки с нарезанными винтовыми и продольными каналами прямоугольного профиля.
Варианты пассивных исполнительных органов, то есть не имеющих собственного привода, не рассматриваются в данном обзоре, так как крепость пород f = 1^5 (область применения геоходов нового поколения) ограничивает их применение.
Проблема организации каналов за контурами выработки характерна не
* Полученные результаты достигнуты в ходе реализации комплексного проекта при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ. Договор № 02.G25.31.0076.
только для геовинчестерной технологии. Так, для осуществления водоотлива из горизонтальных выработок образуют водоотливные канавки (рис. 3) [1]. При проведении выработок буровзрывным способом такие канавки организуют внесением в паспорт БВР дополнительного шпура и последующим дооформлением с помощью отбойных молотков. Существуют решения для механизированного образования водоотливных канавок: специальные машины: «Штрек-1», «ДМ-2» [2].
Устройство по патенту № 1726758 [3] (рис. 4) на вагонеточной платформе имеет корончатый исполнительный орган с осью вращения, пересекающей ось образуемой канавки. Исполнительный орган полностью располагается в канавке, имеет небольшие габариты и перпендикулярную компоновку привода.
Машина для нарезки водоотливных канавок по патенту № Ни2066725С1 [6] (рис. 5) имеет дисковый исполни-
1 2
Рис. 2. Продольное сечение выработки с образованными законтурными каналами прямоугольного профиля: 1 - законтурные каналы внешнего движителя; 2 - аконтурные каналы для лопастей проти-вовращения
тельный орган диаметром 900 мм и шириной 120 мм, имеющий возможность за счет поворота рукояти образовывать канавки глубиной до 400 мм и шириной до 400 мм (поз. 4). Авторы патента предлагают в качестве при-
а 6 ч г д
Рис. 3. Конструкции водоотливных канавок: а) без крепи, б) с деревянной крепью, в) с бетонной крепью, г) со сборными железобетонными лотками, д) со сборными лотками из асбестоцемента
Рис. 5. Устройство для проведения водоотливной канавки по патенту № 2066725С1 [3]
Рис. 6. Режущий барабан для формирования канавки в выработке по патенту № ив2012119562 [4]
Рис. 7. Машина для нарезки компенсационных щелей «Урал-50»
мера исполнительный орган комбайна «Урал 10КС». Привод с электродвигателем мощностью 125 кВт (поз. 1) и двумя редукторами: двухступенчатый планетарный (поз. 2) и конический (поз. 3) скомпонованных в один узел.
Режущий барабан оснащенный тангенциальными поворотными резцами по патенту № иБ2012119562 предлагается использовать для проведения канавки согласно профилю укладываемой в нее трубы. Ось вращения исполнительного органа в этом случае не пересекает ось образуемой канавки.
Для нарезки компенсационных щелей по периметру подготовительных горных выработок на пластах калийных руд применяют баровые машины типа «Урал-50» (рис. 7) [5]. Ширина образуемой щели не менее 140 мм, что ориентировочно соответствует требуемым габаритам законтурного канала геохода.
Известны так же и широко применяются машины для дорожных и земляных работ: шовнарезчики, траншеекопатели и грунторезы образующие при работе щели и канавки (рис. 8). Грунторезы, как правило, являются навесным оборудование и имеют достаточно широкую область применения по габаритам щелей и характеристикам грунтов за счет сменных цепей.
Рис. 8. Машины для земляных и дорожных работ формирующие канал: а) шовнарез-чики, б) траншеекопатель (грунторез)
Рис. 9. Классификация исполнительных органов для формирования каналов
Проведенный обзор литературных источников показывает, что задача формирования каналов успешно решалась в ряде машин и позволяет систематизировать известные решения в этой области.
По схеме (рис. 9) под дисковым понимаются различные варианты исполнения: один или несколько дисков на оси, диски со сменными резцами, или режущие кромки, выполненные заодно с диском.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 5218-75 Сечения водоотливных и дренажных канавок в горизонтальных горных выработках. Основные размеры.
2. Сыркин П.С., Мартыненко И.А., Да-нилкин М.С., Прокопов А.Ю., Страданчене-ко С.Г. Шахтное и подземное строительство. Технология строительства горизонтальных и наклонных выработок. Учеб. пособие. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - 430 с.
3. Бугров М.Ю., Мазин С.П., Кравцов Б.И., Набока Н.Н. Патент № 1726758
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
А1 СССР, МПК E21F13/00. Устройство для проведения водоотливной канавки -№ 4776855/03
4. Latham Winchester, Polo Mark W. Патент № US2012119562, МПК E02F5/08; E21F11/00; E21F17/00; F16L1/028. Mine safety system. - № US201113293217 20111110
5. URL: http://www.kopemash.ru/products/ 2/82.html - Сайт ОАО «Копейский машиностроительный завод».
Ермаков Александр Николаевич - аспирант, e-mail: cnnb@yandex.ru, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, Аксенов Владимир Валерьевич - доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией угольной геотехники Института угля СО РАН, профессор Юргинского технологического института (филиала) Томского политехнического университета, e-mail: 55vva42@mail.ru; Хорешок Алексей Алексеевич - доктор технических наук, профессор, e-mail: haa.omit@kuzstu.ru,
Ананьев Кирилл Алексеевич - старший преподаватель, e-mail: ananiev_k@rambler.ru, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева.
UDC 622.23.054
REVIEW OF EXISTING CONSTRUCTIONS OF OUT OF TUNNEL CROSS SECTION CUTTERS
Ermakov A.N., Graduate Student, e-mail: cnnb@yandex.ru, Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev
Aksenov V.V., Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Laboratory угольной геотехники Института угля СО РАН, профессор Юргинского технологического института (филиала) Томского политехнического университета, e-mail: 55vva42@mail.ru;
Khoreshok A.A., Doctor of Technical Sciences, Professor, e-mail: haa.omit@kuzstu.ru, Ananiev K.A., Senior Lecturer, e-mail: ananiev_k@rambler.ru, Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev.
Existing constructions of out of tunnel cross section cutters both patented and consummated are observed. Classification and short evaluation of groove cutters are given.
Key words: geohod, geowalker, roadheader, groove cutter, tunneling.
REFERENCES
1. Secheniya vodootlivnykh i drenazhnykh kanavok v gorizontalnykh gornykh vyrabotkakh. Osnovnye razmery. GOST 5218-75 (Capacity of drain ditches in underground drives. Basic dimensions. State Standart 5218-75).
2. Syrkin P.S., Martynenko I.A., Danilkin M.S., Prokopov A.Yu., Stradancheneko S.G. Shakhtnoe i podzemnoe stroitelstvo. Tekhnologiya stroitel'stva gorizontalnykh i naklonnykh vyrabotok. Ucheb. posobie (Underground and mine construction. Construction technology for drives and inclined workings. Educational aid), Novocherkassk, YuRGTU, 2002, 430 p.
3. Bugrov M.Yu., Mazin S.P., Kravtsov B.I., Naboka N.N. Patent 1726758 A1 USSR, MPK E21F13/00.
4. Latham Winchester, Polo Mark W. Patent US2012119562, MnK E02F5/08; E21F11/00; E21F17/00; F16L1/028. Mine safety system. US201113293217 20111110.
5. URL: http://www.kopemash.ru/products/2/82.html
