Спосіб нарощування бурошнекового ставу та пристрій для його реалізації

Изобретение относится к вращательному бурению технологических скважин машинами с двумя и более исполнительными органами и может быть использовано при бурошнековой выемке угля. Известен способ наращивания бурошнекового става, включающий установку головных, линейных и промежуточных секций, соединяемых с помощью соединительных муфт, а между собой шарнирно стяжками, устанавливаемыми через 6 - 8 линейных секций (Морев А.Б., Котлярский И,А., Мудряк В.А. Бурошнековые установки для выемки угля. - М.: Недра, 1973. - С.58 - 60). Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, следующие: установка головных, линейных и промежуточных секций, соединение их шарнирно стяжками. В известном устройстве сборка шнековых ставов производится с помощью соединительных муфт. Такой способ требует затрат ручного труда на их замыкание и размыкание, что снижает производительность добычи полезного ископаемого и увеличивает вероятность травматизма. Наиболее близким по совокупности признаков является способ наращивания бурошнекового става, включающей установку подающей секции и подающего устройства, в которые устанавливают соответственно два шнековых става и воздуховодный став, установку линейных, промежуточных и головных секций, в которые устанавливают две секции шнекового и секцию воздуховодного ставов, на торцах которых устанавливают соединительные муфты, соединение промежуточной секции с секцией воздуховодного става, замыкание соединительных муфт, установку на головной секции бурошнекового става головной стяжки, подачу бурошнекового става в скважину с последующей его разборкой после бурения (Руководство по эксплуатации БШК-2Д.00.00.000 РЭ). Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, следующие: установка подающей секции и подающего устройства, в которые устанавливают соответственно два шнековых става и воздуховодный став, установка линейных, промежуточных и головных секций, в которые устанавливают две секции шнекового и секцию воздуховодного ставов, на торцах секции воздуховодного става устанавливают соединительные муфты, соединение промежуточной секции с секцией воздуховодного става, замыкание соединительной муфты секции воздуховодного става, установка на головной секции бурошнекового става головной стяжки, подача бурошнекового става в скважину с последующей его разборкой после бурения. Для устройства общими являются подающая секция и подающее устройство, соединенные соответственно с двумя шнековыми ставами и воздуховодным ставом, установленным между двумя шнековыми ставами, линейные, промежуточные и головные секции, содержащие две секции шнекового става и между ними секцию воздуховодного става, на торцах которой установлены соединительные муфты, промежуточная секция соединена с секцией воздуховодного става. Недостатком известного способа и устройства является необходимость наращивания и разборки шнековых ставов соединительными муфтами, что требует производить фиксацию их путем доворота в определенное положение, в котором возможно соединение и разъединение соединительных муфт, к тому же эта операция выполняется в известных технических устройствах вручную, что снижает производительность добычи полезного ископаемого и безопасность труда. В основу изобретения поставлена задача снизить время на наращивание и разборку бурошнекового става путем соединения шнековых ставов на ловителях, не требующих при своем соединении и разъединении дополнительного доворота и затрат ручного труда. Поставленная задача решается тем, что в способе наращивания бурошнекового става, включающем установку подающей секции и подающего устройства, в которые устанавливают соответственно два шнековых става и воздуховодный став, установку линейных, промежуточных и головных секций, в которые устанавливают две секции шнекового и секцию воздуховодного ставов, на торцах секции воздуховодного става устанавливают соединительные муфты, соединение промежуточной секции с секцией воздуховодного става, замыкание соединительной муфты секции воздуховодного става, установку на головной секции бурошнекового става головной стяжки, подачу бурошнекового става в скважину с последующей его разборкой после бурения отличительным является то, что перед замыканием соединительной муфты секции воздуховодного става, секции шнекового става соединяют ловителями некруглого сечения, перед подачей бурошнекового става в скважину выбирают люфты в двух шнековых ставах путем их предварительного сжатия, а перед разборкой бурошнекового става после бурения расстыковывают соединительную муфту. Устройство для реализации способа наращивания и разборки бурошнекового става, содержащее подающую секцию и подающее устройство, соединенные соответственно с двумя шнековыми ставами и воздуховодным ставом, установленным между двумя шнековыми ставами, линейные, промежуточные и головные секции, содержащие две секции шнекового става и между ними секцию воздуховодиого става, на торцах которой установлены соединительные муфты, промежуточная секция соединена с секцией воэдуховодного става, отличается тем, что секции шнекового става на торцах снабжены ловителями некруглой формы. Установка ловителей некруглой формы для соединения и вращения бурошнекового става является существенным отличием данного устройства и позволяет устранить операции доворота при сборке и разборке соединительной муфты, так как ловитель обладает способностью самостоятельно осуществлять необходимый доворот благодаря имеющимся конусным наконечникам, что уменьшает время на наращивание и разборку бурошнекового става. В прототипе указанные операции не могут быть исключены, так как при отсутствии фиксации муфты в закрытом состоянии при ее осевом смещении в процессе работы произойдет уменьшение площади контакта кулачков муфты, передающих крутящий момент, что приведет к их смятию. Кроме того, кулачковая муфта, в отличие от ловителя, требует довольно точной установки соединяемых частей для стыковки, что не может быть реализовано без доворота шнекового става. Если увеличить длину кулачков муфты, то в этом случае кулачки не смогут передавать крутящий момент из-за деформации, вызванной изгибными напряжениями. Деформация кулачков даже незначительная может привести к невозможности последующей его сборки, что снижает надежность устройства. В известном устройстве передачу крутящего момента осуществляют кулачки муфты, центрирование - центратор, вставленный в центральную часть муфты. Таким образом, центратор передает только осевую нагрузку, а кулачки - крутящий момент. Дополнительным преимуществом заявляемого устройства является то, что ловитель совмещает в себе две операции: центрирование соединения и передачу крутящего момента, что позволяет при его разработке рационализировать его форму и уменьшить габариты и вес соединения. Для пояснения сути изобретения на фиг.1 представлен общий вид бурошнековой установки; на фиг.2 - шнековый став на ловителях в сборе; на фиг.3 - 5 - поясняющие разрезы и виды. Основными узлами бурошнекового става являются шнековый став 1, воздуховодный став 2, головная секция 3, линейная секция 4, выходная муфта 5, промежуточная секция 6, соединенная с воздуховодным ставом 2, головная стяжка 7, устанавливаемая на головной секции 3, соединяющая воздуховодный став 2 и два шнековых става 1, подающая секция 8, в средней части которой установлено подающее устройство 9, соединенное одним концом с воздуховодным ставом 2, а вторым - с домкратом 10, установленном на подающей секции 8, станина 11 с домкратами 12 и 13, которые соединены с подающей секцией 8. На головной стяжке 7 установлены буровые коронки 14, связанные со скважиной 15, секции воздуховодного става 2 по торцам соединяются соединительной муфтой 16, а линейная 4, промежуточная 6 и головная 3 секции шнекового става 1 соединяются ловителями 17. На фиг.2 представлен шнековый став 1 с ловителем 17 и ответной частью 18. Ловитель 17 имеет конусные наконечники 19. На фиг.3 представлен разрез ответной части 18, на фиг.4 представлен разрез ловителя 17 с конусными наконечниками 19, на фиг.5 представлена ответная часть 18. Для того, чтобы не произошла стыковка шнековых ставов 1 со сдвигом на 180 градусов (это приводит к нарушению линии шнеке), конусные наконечники 19 и их ответная часть 18 сделаны в виде восьмерки с разными диаметрами отверстия (фиг.5). Способ реализуется следующим образом. На подающей секции 8 с помощью выходной муфты 5 устанавливают на ловителях 17 линейную секцию 4 двух шнековых ставов 1, между ними к подающему устройству 9, с помощью выходной муфты 5 устанавливают линейную секцию 4 воздуховодного става 2 и замыкают соединительную муфту 16 воздуховодного става 2, на другом конце линейных секций 4 воздуховодного става 2 и шнековых ставов 1 устанавливают линейные 4, промежуточные 6 и головные 3 секции, на выходе головных секций 3 устанавливают головную стяжку 7 с буровыми коронками 14, замыкают соединительную муфту 16 наращиваемой секции воздуховодного става 2 и осуществляют домкратом 10 подачу воздуховодного става 2 из скважины, при этом осевая нагрузка через воздуховодный став 2 и головную стяжку 7 передается шнековым ставам 1, что приводит к исчезновению люфтов в соединениях шнековых ставов 1, после чего домкратами 12 и 13 осуществляют через подающую секцию 8 подачу бурошнекового става в скважину. После бурения при разборке бурошненового става посекционно размыкают соединительную муфту 16, при этом секции бурошнекового става, находящиеся в скважине, остаются неподвижными при углах бурения до +15 градусов (Бурошнековая машина рассчитана для выбуривания угля в пластах, залегающих под углом плюс-минус 15 градусов). При бурении нисходящих скважин неподвижность шнековых ставов 1 очевидна. При стыковке ловителя 17 с ответной частью 18 достаточно, чтобы конусные наконечники 19 попали в ответную часть 18. При последующем сжатии шнекового става 1 ловитель 17 с ответной частью 18 сделают необходимый доворот без вмешательства оператора. В настоящее время на заводе "Буран" изготавливаются шнековые ставы с предложенными ловителями. После испытания на заводе планируется их внедрение на действующую бурошнековую установку БШК-2Д на шахте "Киселева" ПО Торезантрацит. Ожидаемый экономический эффект от внедрения данного способа заключается в повышении в два раза производительности сборки и разборки бурошнекового става благодаря снижению времени на эти операции.