подземная закладочная установка

Формула изобретения

1. Подземная закладочная установка, включающая скреперную лебедку и раму под нее, скрепер, грузовой и холостой тяговые канаты, концевой и промежуточные блоки, отличающаяся тем, что она снабжена направляющей балкой, двумя стойками скрепера и ползунами, при этом направляющая балка закреплена посредством кронштейнов на отдельных стойках или секциях крепи, стойки скрепера присоединены к его боковой стенке, выполненной удлиненной со стороны направляющей балки, часть ползунов размещена на стойках скрепера, а другая, выполненная с захватами, на направляющей балке с возможностью перемещения вдоль их продольных осей и соединены между собой через шарниры.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена пружинным толкателем, соединенным со скрепером, подвижным дном скрепера с выступом и двуплечим рычагом-стопором, одно плечо которого имеет опорную площадку, а другое захват, при этом рычаг-стопор посредством оси закреплен на удлиненной стенке скрепера с возможностью взаимодействия захвата с выступом, а холостой канат прикреплен к штоку толкателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к механизации транспортирования и заполнения закладочным материалом выработанного пространства в шахтах.

Известны скреперные установки для доставки и погрузки горной массы в очистных забоях рудных шахт:(Михайлов Ю.И. Шкута Э.И. Короткова Е.С. Механизация погрузки и доставки в очистных забоях рудных шахт. М, "Недра", 1973, с. 62-86; Кузнецов Б. А. Ренгевич А.А. Шорин В.Г. и др. Транспорт на горных предприятиях. Под общей ред. проф. Б.А.Кузнецова, изд. 2-е, перераб. и доп. М, "Недра", 1976 г. с. 349-360).

Скреперная установка состоит из скреперной лебедки, монтажной рамы под нее, скрепера, тяговых канатов (грузового и холостого), концевых и промежуточных блоков. Принцип действия скреперной установки перемещение горной массы волочением по почве скрепером, перемещаемым лебедкой с помощью канатов и блоков (концевого и промежуточных). Скрепер самозагружается, внедряясь в насыпную горную массу при своем прямом ходе, и саморазгружается, оставляя горную массу на заданном месте при своем обратном ходе.

Основными недостатками транспортирования горной массы скреперными установками являются следующие: 1) при наличии неровностей (гребешков, бугорков и т.п.) на почве трассы движения скрепера происходит его колебание и отбрасывание в сторону, что ведет к разбрасыванию горной массы в стороны от нее; 2) необходимо вручную перекидывать разбросанную горную массу обратно на трассу движения скрепера.

Скреперные установки на угольных шахтах применяются для механизации закладочных работ.

Прототипом выбран закладочный комплекс ЗК-02 (то же ЗК-03), предназначенный для закладки породы в выработанное пространство лав и раскосок, (Погрузочно-разгрузочное оборудование для горнодобывающей промышленности. Отраслевой каталог. ЦНИИТЯЖМАШ, Москва, 1991 г. с. 53-54).

Закладочные комплексы ЗК-02 и ЗК-03 идентичны между собой и отличаются вместимостью скреперов (соответственно 0,2 м³ и 0,3 м³), а следовательно мощностью лебедок и тяговыми усилиями на рабочем тяговом канате.

Закладочный комплекс ЗК-02(03) состоит из скреперной бутовой лебедки, рамы и соединенной с ней двухсекционной балки с закрепленными на ней обводными (промежуточными) блоками, бутового скрепера, концевого блока, устанавливаемого на концевой опоре, рабочего (головного) и холостого (хвостового) тяговых канатов. Для подачи закладочного материала к бутовому скреперу используют вторую скреперную установку (подгребную), так же оснащенную лебедкой, скрепером, блоками, рабочим и холостым канатами.

Закладочные комплексы ЗК-02(03) обладают всеми теми же недостатками, что и вышеописанные скреперные установки: разбрасывание закладочного материала; необходимость ручной подкидки его на трассу движения скрепера; кроме того, необходимо выполнять ручные работы по креплению кровли в выработанном пространстве деревянными стойками, следить за движением бутового скрепера, чтобы он не зацепился за стойки деревянной крепи.

Наиболее существенными недостатками комплексов ЗК-02(03) являются: невозможность полного (до кровли) заполнения выработанного пространства закладочным материалом (породой); необходимость установки деревянной крепи для поддержания кровли, чтобы предотвратить ее обрушение на рабочую (головную) ветвь тягового каната; в случае вывалов породы из кровли происходит зажатие рабочего (головного) тягового каната между закладочным материалом и вывалившейся породой кровли и движение скрепера становится невозможным.

Целью настоящего изобретения является обеспечение плотного заполнения (до кровли) выработанного пространства закладочным материалом и устойчивого движения скрепера.

На фиг.1 изображена схема расстановки оборудования подземной закладочной установки (в плане); на фиг.2 вид по А-А, соединение скрепера с направляющей балкой; на фиг.3 конструкция скрепера с подвижным дном; на фиг.4 конструкция скрепера с подвижным дном (в разрезе по Б-Б); на фиг.5 вид по В-В скрепера с подвижным дном.

Подземная закладочная установка состоит из скреперной лебедки 1, рамы 2, рабочего (головного) тягового каната 3, холостого (хвостового) тягового каната 4, промежуточного блока 5 и промежуточного блока 6, направляющей балки 7, концевого блока 8 и скрепера 9. Скрепер 9 имеет удлиненную боковую стенку 15, на которой жестко закреплены на некотором расстоянии друг от друга две цилиндрические стойки 10, снабженные ползунами 11. Ползуны 11 шарнирно связаны с ползунами 12, которые своими захватами удерживаются на направляющей балке 7 и скользят по ней. Направляющая балка 7 состоит из шарнирно соединенных звеньев и посредством съемных кронштейнов 13 закреплена на секциях или стойках горной крепи 14. Кроме того, скрепер 9 помимо удлиненной боковой стенки 15 может быть снабжен подвижным дном 16 и связанным с ним пружинным толкателем 17, к штоку которого прикреплен холостой (хвостовой) тяговый канат 4.

На боковой стенке 15 скрепера 9, снабженного подвижным дном, закреплен на оси двуплечий рычаг стопор 18, который на одном плече имеет опорную площадку, а на втором плече захват (крюк), взаимодействующий с выступом подвижного дна 16.

Следует обратить внимание на то ( фиг.1 и фиг.2), что соединение скрепера 9 с направляющей балкой 7 посредством скользящих шарнирных связей 10, 11 и 12 позволило закрепить рабочий (головной) тяговый канат 3 на удлиненной боковой стенке 15, т.е. вынести его из зоны разгрузки и укладки закладочного материала, устранить его засыпание закладочным материалом и зажатие при обрушениях кровли, что имеет место в прототипе (комплексе ЗК-02, 03).

Подземная закладочная установка может комплектоваться дополнительно погрузочной машиной, которая загружает скрепер закладочным материалом. На фиг. 1 показана поворотная стрела 19 погрузочной машины.

Подземная закладочная установка работает следующим образом.

В исходном положении скрепер 9 находится вблизи разгрузочной стрелы 19 и загружается закладочным материалом. После загрузки скрепера 9 включается скреперная лебедка 1, при этом рабочий (головной) тяговый канат 3 наматывается на барабан, а с другого барабана скреперной лебедки 1 сматывается холостой (хвостовой) тяговый канат 4. Рабочий (головной) тяговый канат 3, перекинутый через концевой блок 8 и промежуточный блок 5, в результате наматывания на рабочий барабан скреперной лебедки 1 тянет скрепер 9 от места загрузки к месту выгрузки закладочного материала. При этом скрепер 9 скользит вдоль направляющей балки 7, с которой он связан шарнирно через стойки 10, ползуны 11 и 12. В результате такого соединения скрепера 9 с направляющей 7, скрепер 9 при своем движении способен копировать знакопеременный профиль почвы и не может отбрасываться в сторону. Это достигается тем, что скрепер 9 своими цилиндрическими стойками 10 скользит вверх вниз в проушинах ползунов 11 и удерживается ими и ползунами 12 от отбрасывания в боковые стороны, то есть обеспечивается строго заданное направление движению скрепера 9 от места его загрузки до места выгрузки и укладки закладочного материала.

Выгрузка и укладка закладочного материала в выработанном пространстве осуществляется следующим образом.

При применении скрепера 9 без дна (фиг.1 и 2) закладочный материал нагребается и уплотняется последовательно отдельными порциями при каждом прямом ходе, а выгрузка скрепера 9 осуществляется в начале его обратного хода. Обратный ход скрепера осуществляется включением скрепера 1 на обратное вращение барабанов холостого (хвостового) и рабочего (головного) тяговых канатов 4 и 3, в результате чего скрепер 9 выходит из контакта с закладочным материалом, оставляя его на месте выгрузки, и возвращается в исходное положение под загрузку.

При применении скрепера 9 с подвижным дном 16 его перемещение вдоль трассы движения обеспечивается так же, как и перемещение скрепера без дна. Однако в этом случае закладочный материал не трется и не волочится по почве, т.к. отделен от нее дном скрепера.

Процесс выгрузки скрепера 9 с подвижным дном 16 происходит иначе, а именно: при контакте опорной площадки двуплечего рычага стопора 18 с ранее уложенным закладочным материалом захват (крюк) поднимается вверх и выходит из зацепления с выступом дна 16. При дальнейшем внедрении скрепера 9 в закладочный материал дно 16 отодвигается назад, сжимая пружину толкателя 17, закладочный материал нагребается на ранее выгруженный. Затем включаются барабаны скреперной лебедки на обратный ход, в результате чего рабочий (головной) тяговый канат 3 сматывается с барабана, а холостой (хвостовой) тяговый канат 4 наматывается на свой барабан, тянет шток пружинного толкателя 17, сжимая пружину и выдвигая связанное с ним дно 16 скрепера из-под остатков закладочного материала, в результате чего закладочный материал остается на месте выгрузки.

После завершения обратного хода скрепер 9 занимает исходное положение вблизи поворотной стрелы 19 погрузочной машины. Скреперная лебедка 1 включается на прямой ход, в результате чего холостой (хвостовой) тяговый канат 4 ослабевает, пружинный толкатель 17 задвигает подвижное дно 16 под скрепер, после чего производится его загрузка закладочным материалом.

Следует отметить, что применение в конструкции скрепера 9 удлиненной боковой стенки 15 обеспечивает невозможность высыпания закладочного материала в противоположную сторону от уже уложенного закладочного материала как в момент его транспортирования, так и в момент выгрузки, нагребания и уплотнения в заданном месте.

Из всего вышеизложенного следует, что подземная закладочная установка по сравнению с прототипом обладает следующими новыми качествами: 1) обеспечивает устойчивое движение скрепера 9 в строго заданном направлении и копирование им профиля почвы; 2) из-за размещения рабочего (головного) тягового каната 3 на боковой стенке 15 и применение удлиненной боковой стенки 15 предотвращает зажатие тягового каната 3 закладываемым материалом и породами кровли, предотвращается рассыпание закладочного материала как при транспортировании, так при его нагребании (разгрузке) на уже ранее уложенный закладочный материал.

Для изготовления подземной закладочной установки не требуется сложного оборудования. Она может быть установлена на рудоремонтных заводах, так как основная часть входящего в нее оборудования (скреперная лебедка, блоки, канаты) выпускается нашей промышленностью серийно.

Экономическая эффективность от использования предложенного изобретения заключается в следующем: обеспечивается полная и плотная закладка выработанного пространства, чем значительно уменьшается опускание кровли, в результате чего снижается горное давление на сохраняемые для повторного использования горные выработки, значительно улучшается их состояние и сокращаются затраты на ремонт.