RU2654927C1

RU2654927C1 - Device for fracturing rocks

Info

Publication number: RU2654927C1
Application number: RU2016147456A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Нифадьев; Анатолий Акимович Коваленко; Анатолий Васильевич Анохин
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-05-23

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to devices for fracturing rocks. Device for fracturing rocks consists of a controlled rock-breaking mechanism placed on a self-propelled frame, made in the form of horizontal and vertical cutting discs (HCD and VCD), and a rock-separating mechanism made in the form of a hollow dump with a wedge-shaped working surface and a blade. HCD are located in the lower plane of the dump. VCD are located at its ends. Rock-breaking mechanism is equipped with a disc platform made hollow and installed in the bottom of the dump with the ability to move along the guides installed parallel to the dump blade between its lateral faces. HCD are located under the disc platform, and their shafts pass through it and are connected to the drives via reduction gears, which are located in a cavity of the disc platform.

EFFECT: technical result is to improve the reliability of the device.

1 cl, 5 dwg

Description

Устройство для разрушения горных пород относится к горной технике для открытой разработки месторождений полезных ископаемых и предназначено для непрерывного разрушения горных пород различной крепости и полезных ископаемых, например угля, минерального сырья, а также реконструкции старых и строительства новых бортов, преимущественно, в глубоких карьерах и высоких откосов без промежуточных рабочих площадок.The device for the destruction of rocks refers to mining equipment for the open development of mineral deposits and is intended for the continuous destruction of rocks of various strengths and minerals, such as coal, mineral raw materials, as well as the reconstruction of old and the construction of new sides, mainly in deep quarries and high slopes without intermediate work sites.

Известен бульдозер (патент РФ №2270299, E02F 3/76, опубл. в 2006), содержащий отвал и дополнительный рабочий орган, выполненный из двух жестко закрепленных на толкающих брусьях, поддерживающих брусьев, к которым прикреплен вал с дисковыми фрезами, вращающимися по направлению движения бульдозера, расположенными перпендикулярно плоскости резания, и гидромотор, жестко соединенный с валом. Вращающиеся фрезы разрезают грунт перед отвалом, уменьшая сопротивление резанию вследствие возникновения свободного резания грунта отвалом при двух открытых стенках реза. Так как фрезы вращаются по направлению движения бульдозера и режут грунт «сверху-вниз», то возникающая горизонтальная составляющая силы сопротивления резанию направлена вперед по ходу рабочего движения бульдозера и компенсирует часть затрат мощности на преодоление сопротивления перемещению бульдозера.Known bulldozer (RF patent No. 2270299, E02F 3/76, publ. In 2006), containing a blade and an additional working body made of two rigidly mounted on the pushing beams, supporting the beams, to which is attached a shaft with disk cutters, rotating in the direction of movement a bulldozer located perpendicular to the cutting plane, and a hydraulic motor rigidly connected to the shaft. Rotary cutters cut the soil in front of the blade, reducing resistance to cutting due to the occurrence of free cutting of the soil with a blade with two open walls of the cut. Since the milling cutters rotate in the direction of movement of the bulldozer and cut the soil “from top to bottom”, the emerging horizontal component of the cutting resistance force is directed forward along the working movement of the bulldozer and compensates for a part of the power consumption to overcome the resistance to moving the bulldozer.

Недостатком описанного бульдозера - устройства для разрушения пород, является высокая энергоемкость разрушения слоя горной породы только за счет усилия лезвия отвала без предварительного подрезания, так как в забое сохраняются стенки между щелями, пройденными фрезами, что снижает производительность и надежность работы устройства при послойном разрушении массива горных пород.The disadvantage of the described bulldozer - a device for rock destruction, is the high energy intensity of the destruction of the rock layer only due to the efforts of the blade blade without preliminary cutting, since the walls between the slots passed by the cutters are saved in the face, which reduces the performance and reliability of the device during layer-by-layer destruction of the rock mass rocks.

За прототип принято устройство для разрушения горных пород (патент KG №1496, E21C 37/02, опубл. в 2012 г.), состоящее из размещенных на самоходной раме управляемых породоразрушающего и породоотделяющего механизмов с приводами. Породоразрушающий механизм выполнен в виде двух горизонтальных и двух вертикальных режущих дисков, а породоотделяющий механизм - в виде отвала. Сдвоенные горизонтальные режущие диски установлены с перекрытием в параллельных плоскостях и размещены в нижней плоскости отвала, что уменьшает размер непропиливаемых секторов между ними, которые затрудняют внедрение отвала в образованную щель для отделения горной породы от массива. Вертикальные режущие диски расположены в торцах отвала. Отвал выполнен полым, а его рабочая поверхность - клинообразной. Устройство позволяет вести послойную отработку и обрушение породы сверху вниз непрерывно при формировании откосов уступов в бортах глубоких карьеров и при разработке месторождений полезных ископаемых высокими уступами.The device for the destruction of rocks (patent KG No. 1496, E21C 37/02, published in 2012), consisting of guided rock-cutting and rock-separating mechanisms with drives placed on a self-propelled frame, was adopted as a prototype. The rock-breaking mechanism is made in the form of two horizontal and two vertical cutting discs, and the rock-separating mechanism is in the form of a blade. Double horizontal cutting discs are installed overlapping in parallel planes and placed in the lower plane of the blade, which reduces the size of the sawn sectors between them, which complicate the introduction of the blade into the formed gap to separate the rock from the massif. Vertical cutting discs are located at the ends of the blade. The blade is hollow, and its working surface is wedge-shaped. The device allows for layered mining and collapse of the rock from top to bottom continuously during the formation of slopes of ledges in the sides of deep quarries and in the development of mineral deposits with high ledges.

К недостаткам устройства для разрушения горных пород, выбранного за прототип, относятся возможность заклинивания горизонтальных дисков из-за попадания частиц крепкой породы в зону их перекрытия, а также образование ступенчатого забоя, что приводит к снижению надежности и производительности устройства.The disadvantages of the device for the destruction of rocks selected for the prototype include the possibility of jamming of horizontal disks due to the ingress of particles of hard rock into the zone of their overlap, as well as the formation of stepwise slaughter, which reduces the reliability and performance of the device.

Техническая задача изобретения - повышение надежности и производительности устройства.The technical task of the invention is to increase the reliability and performance of the device.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для разрушения горных пород, состоящем из размещенных на самоходной раме управляемых породоразрушающего механизма, выполненного в виде горизонтальных и вертикальных режущих дисков (ГРД и ВРД), и породоотделяющего механизма в виде полого отвала с клиновидной рабочей поверхностью с лезвием, ГРД размещены в нижней плоскости отвала, а ВРД расположены в его торцах, породоразрушающий механизм снабжен дисковой платформой, выполненной полой и установленной в днище отвала с возможностью перемещения по направляющим, установленным параллельно лезвию отвала и между его боковыми гранями, при этом ГРД размещены под платформой, а их валы проходят через платформу и соединены с приводами через редукторы, которые размещены в полости дисковой платформы.The problem is solved due to the fact that in the device for the destruction of rocks, which consists of a guided rock cutting mechanism placed on a self-propelled frame, made in the form of horizontal and vertical cutting disks (GRD and WFD), and a rock separation mechanism in the form of a hollow blade with a wedge-shaped working surface with a blade, the hydraulic hoist is located in the lower plane of the blade, and the high pressure rocket engine is located at its ends, the rock cutting mechanism is equipped with a disk platform made hollow and installed in the bottom of the blade with the possibility of w displacement on rails installed parallel to the blade and the blade between its lateral edges, wherein the GID placed under the platform, and their shafts pass through the platform and connected to the actuators via reduction gears, which are housed in cavities disk platform.

Расстояние между боковой гранью отвала и дисковой платформой не более радиуса ГРД.The distance between the side edge of the blade and the disk platform is not more than the radius of the main engine.

Наличие в породоразрушающем механизме дисковой платформы, выполненной полой и установленной в днище отвала с возможностью перемещения по направляющим, установленным параллельно лезвию отвала между его боковыми гранями, размещение ГРД под платформой, а их валов, проходящих через платформу и соединенных с приводами, через редукторы, которые размещены в полости дисковой платформы, позволяют разнести и установить ГРД в одной плоскости, что исключает их заклинивание и образование ступенчатого забоя. Кроме того, это создает условия для дискретного поперечного возвратно-поступательного движения ГРД для выравнивания линии забоя в центральном и боковых секторах между ними, что значительно облегчает внедрение лезвия отвала в образованную щель и отделение подрезанного слоя горной породы от массива, что значительно повышает надежность конструкции и производительность устройства.The presence in the rock cutting mechanism of a disk platform made hollow and installed in the bottom of the blade with the ability to move along the guides installed parallel to the blade of the blade between its side faces, the placement of the main engine under the platform, and their shafts passing through the platform and connected to the drives, through gearboxes, which placed in the cavity of the disk platform, allow you to carry and install the main engine in one plane, which eliminates their jamming and the formation of a stepped face. In addition, this creates the conditions for a discrete transverse reciprocating motion of the hydraulic control gear to align the bottom line in the central and lateral sectors between them, which greatly facilitates the introduction of the blade blade into the formed gap and the separation of the cut rock layer from the massif, which significantly increases the reliability of the structure and device performance.

Устройство для разрушения горных пород иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, крайнее правое положение дисковой платформы, вид по А-А на фиг. 1; фиг. 4 - то же, крайнее левое положение дисковой платформы, вид сверху по А-А на фиг. 1; фиг. 5 - вид по В-В на фиг. 2.The rock breaking apparatus is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a side elevational view; in FIG. 2 - the same, top view; in FIG. 3 - the same extreme right position of the disk platform, view along AA in FIG. one; FIG. 4 - the same, leftmost position of the disk platform, a top view along AA in FIG. one; FIG. 5 is a view along BB in FIG. 2.

Устройство для разрушения горных пород состоит из несущей рамы 1, на которой с возможностью перемещения установлены породоразрушающий и породоотделяющий механизмы. Несущая рама 1 тросами 2 соединена с тяговыми лебедками, установленными на трейлере на верхней площадке уступа (на фиг. не показано). Породоразрушающий механизм выполнен в виде горизонтальных режущих дисков (ГРД) 3 и подрезных вертикальных режущих дисков (ВРД) 4. Породоотделяющий механизм выполнен в виде полого отвала 5 с выступающим лезвием 6. В днище отвала 5 между его боковыми гранями закреплен направляющий полоз 7, а на несущей раме 1 параллельно ему и лезвию 6 установлены направляющие 8 с шиповым соединением «ласточкин хвост». В направляющих 8 и полозе 7, с возможностью поперечного возвратно-поступательного перемещения, установлена полая дисковая платформа 9. ГРД 3 закреплены на валах 10 и размещены под дисковой платформой 9. Валы 10 проходят через дисковую платформу 9 и соединены с приводами 11 через редукторы 12. Редукторы 12 размещены в полости 13 дисковой платформы 9. На несущей раме 1 установлен гидроцилиндр 14, соединенный с дисковой платформой 9. В торцах направляющих 8 на несущей раме 1 закреплены планки 15. ВРД 4 установлены на балках 16, которые закреплены по торцам отвала 5 в верхней его части. ВРД 4 соединены с приводами 17. Приводы 11 и 17, а также гидроцилиндр 14 соединены с маслонасосной станцией 18, установленной на несущей раме 1 и запитанной через кабель на барабане 19 от источника питания, расположенного на трейлере верхней площадки уступа (на фиг. не показано).The device for the destruction of rocks consists of a supporting frame 1, on which rock-cutting and rock-separating mechanisms are installed with the possibility of movement. The carrier frame 1 is connected by ropes 2 to traction winches mounted on a trailer on the upper platform of the ledge (not shown in Fig.). The rock-breaking mechanism is made in the form of horizontal cutting disks (GRD) 3 and cutting vertical cutting disks (WFD) 4. The rock-breaking mechanism is made in the form of a hollow blade 5 with a protruding blade 6. In the bottom of the blade 5, a guide runner 7 is fixed between its side faces, and guiding frame 8 with a dovetail spike connection is mounted parallel to it and the blade 6 to the supporting frame 1. In the guides 8 and the runner 7, with the possibility of transverse reciprocating movement, a hollow disk platform 9 is installed. The gearboxes 12 are placed in the cavity 13 of the disk platform 9. A hydraulic cylinder 14 is mounted on the supporting frame 1, connected to the disk platform 9. At the ends of the guides 8 on the supporting frame 1 are straps 15. The WFD 4 are mounted on the beams 16, which are fixed at the ends of the holes Ala 5 in its upper part. The WFD 4 is connected to the drives 17. The drives 11 and 17, as well as the hydraulic cylinder 14 are connected to the oil pump station 18, mounted on the carrier frame 1 and fed through a cable on the drum 19 from a power source located on the trailer of the upper platform of the ledge (not shown in Fig. Not shown )

Устройство для разрушения горных пород работает следующим образом. С установочной платформы, расположенной на верхней площадке уступа (на фиг. не показано), рама 1 устанавливается по углу откоса на расстоянии, равном мощности разрушаемого слоя породы. Далее включаются приводы 11 и 17, ГРД 3 и ВРД 4 врезаются в массив уступа на глубину до упора лезвия 6 отвала 5 в целик центрального и боковых внешних секторов между ГРД 3. Движение троса 2 затормаживается и гидроцилиндром 14 включается поперечная подача дисковой платформы 7 поочередно в обе стороны по бортам забоя на глубину не более половины диаметра ГРД 3 (см. фиг. 3-4), срезая внешние сектора непропиленной породы между ними и образуя ровную линию забоя (фиг. 4). Далее трос 2 растормаживается, ГРД 3 устанавливаются в исходное положение и продолжают подрезание массива горной породы. Под действием веса отвал 5 лезвием 6 входит в образованную щель и при перемещении вдоль уступа, подрезанный слой породы взламывается и скатывается вниз на нижнюю рабочую площадку. Забой очищается от подрезанного слоя горной породы. Далее цикл продольного и поперечно-поступательного перемещения ГРД 3 повторяется до полной отработки полосы породы на откосе уступа.A device for the destruction of rocks works as follows. From the installation platform, located on the upper platform of the ledge (not shown in Fig.), The frame 1 is installed along the slope angle at a distance equal to the thickness of the rock layer being destroyed. Next, the actuators 11 and 17, the engine 3 and the engine 4 are cut into the ledge to the depth of the blade 6 of the blade 5 into the rear of the central and lateral external sectors between the engine 3. The movement of the cable 2 is braked and the hydraulic cylinder 14 turns on the lateral feed of the disk platform 7 in turn both sides along the sides of the face to a depth of not more than half the diameter of the hydraulic control gear 3 (see Figs. 3-4), cutting off the outer sectors of the unprocessed rock between them and forming an even bottom line (Fig. 4). Next, the cable 2 is released, the gas-turbine engine 3 is set to its original position and the cutting of the rock mass continues. Under the influence of weight, the blade 5 with a blade 6 enters the formed gap and, when moving along the ledge, the cut rock layer breaks open and rolls down to the lower working platform. The face is cleared of the clipped layer of rock. Next, the cycle of the longitudinal and transverse translational movement of the hydraulic control gear 3 is repeated until the rock strip is completely worked out on the escarpment of the ledge.

Использование устройства для разрушения горных пород предлагаемой конструкции позволит существенно снизить энергоемкость разрушения подрезанного слоя горной породы при повышении производительности и надежности работы устройства с дисковым породоразрушающим механизмом.The use of a device for the destruction of rocks of the proposed design will significantly reduce the energy intensity of the destruction of the cut layer of rock while increasing the productivity and reliability of the device with a disk rock cutting mechanism.

Claims

1. A device for the destruction of rocks, consisting of a guided rock cutting mechanism placed on a self-propelled frame made in the form of horizontal and vertical cutting disks (GRD and WFD), and a rock separating mechanism in the form of a hollow blade with a wedge-shaped working surface and blade, the GRD is placed in the lower the blade plane, and the WFD are located at its ends, characterized in that the rock cutting mechanism is equipped with a disk platform made hollow and installed in the bottom of the blade with the ability to move in the direction a screed mounted parallel to the blade of the blade between its side faces, while the main engine is placed under the disk platform, and their shafts pass through it and are connected to the drives through gearboxes that are located in the cavity of the disk platform.

2. A device for the destruction of rocks according to claim 1, characterized in that the distance between the side face of the blade and the disk platform is not more than the radius of the main engine.