Спосіб та пристрій для спрямованого руйнування визначеної особливостями ведення гірничих робіт ділянки гірського масиву

Реферат: Винахід належить до гірничої промисловості. Пристрій для спрямованого руйнування ділянки гірського масиву, що містить породоруйнівний інструмент, виконаний у вигляді колеса зі ступицею, спицями і ободом. Торцеві частини спиць виконано у формі клинів, що сприяє подальшому подрібненню кусків породи. Торцеві частини інструменту оснащені різальними твердосплавними елементами із можливістю заміни різальної кромки. Породоруйнівний інструмент створює напрямлену імпульсну дію на визначену регламентними особливостями розробки гірського масиву ділянку породи. Це забезпечує створення технологічної порожнини заданого об'єму і дозволяє утворити технологічну порожнину, розташовану під кутом до горизонту. Породоруйнівний інструмент здійснює поступально-обертальний рух завдяки скручуванню і розкручуванню каната. Це забезпечує винесення відбитої гірської маси за межі технологічної порожнини та сприяє зменшенню питомого опору породи руйнуванню. UA 101055 C2 (12) UA 101055 C2 UA 101055 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до гірничої промисловості, а саме до способу та пристрою для спрямованого руйнування гірського масиву, і може бути використаний при створенні технологічних порожнин заданого особливостями розробки гірського масиву об'єму та нахилу. Відомий пристрій для виїмки крутоспадних вугільних пластів, що включає виконавчий орган у вигляді ланцюга із закріпленими на ньому фрезами, лебідку, привід зворотно-поступального руху і подачі виконавчого органа [авт. св. СРСР № 926271, Е21С 25/20, 1982 р.]. Даний пристрій може бути ефективним при послідовному обваленні шарів породи, однак є непридатним для створення технологічних порожнин заданого об'єму, оскільки оснащений фрезами різного діаметра. Відома вугільна пила, що включає привідну та натяжну станції, обвідні шківи, гнучкий тяговий орган і натяжну станцію [авт. св. № 1555482, Е21С 25/18, 1990 р.]. У такій пилі різальні елементи виконані у вигляді втулок, що жорстко кріпляться на тяговому органі. Проте вона не знайшла свого застосування у промисловості внаслідок складності конструкції і є непридатною для створення технологічної порожнини заданого об'єму і нахилу. Відома також вугільна ланцюгова пила, що включає привідну та натяжну станції з гнучким тяговим органом, причому гнучкий орган з різцями через обвідні ролики з'єднаний з лебідкою через пристрій натягу ланцюга [патент України № 22532 А, Е21С 25/00, 1998 р.]. Така пила дозволяє створення вузької щілини у гірському масиві, однак не дає можливості утворення технологічної порожнини заданого об'єму і потрібного нахилу. Відомий комплекс для гідромеханічного руйнування гірського масиву, що містить різальний орган, з'єднаний канатно-ланцюговим пристроєм, який з'єднаний з двома лебідками, які керуються автоматичним пристроєм керування ланцюга, при цьому робочий орган виконаний у вигляді бара врубової машини і має різальний інструмент у вигляді кулачків зі знімними зубцями, що приєднані до ланцюга, а на захищеному боці площини робочого органа розташований гідроімпульсний струменевий ствол пристрою, який додатково руйнує пласт вугілля з одночасним пилозаглушенням [патент України № 24494, Е21С 25/00, 2006 р.]. Такий комплекс добре слугує задачі руйнування масиву однак є непридатним для створення обмежених, нахилених порожнин, регламентованих технологічними особливостями ведення гірничих робіт. Найбільш близьким за технічною суттю до винаходу, що заявляється, є пристрій для руйнування гірського масиву, що має тягові пристрої, з'єднані канатами через механізми натягування з виконавчим органом, причому виконавчий орган виконаний у вигляді різців, що закріплені в кулаках стопорними болтами під різними кутами один до одного [патент України № 2513, Е21С 25/00, 2004 р.]. Такий пристрій прийнятий авторами як найближчий аналог, так як має спільні суттєві ознаки: зворотно-поступальний рух пристрою вздовж вибою, що здійснюється за рахунок намотування каната на барабани лебідок. Проте даний пристрій не дає можливості створювати обмежений простір, а також не передбачає створення порожнин під кутом до горизонту. В основу винаходу поставлено задачу створення у гірському масиві технологічної порожнини заданого об'єму з можливістю варіювання кута її розміщення відносно горизонту. Поставлена задача вирішується наступним чином. Пропонований пристрій складається з каната, що розкручується, на якому жорстко встановлюється каскад руйнівних інструментів з можливістю регулювання їх кількості та відстані між ними, обидва кінці якого намотані на барабани лебідок. Руйнівний інструмент виконаний у вигляді колеса зі ступицею, спицями і ободом. Торцеві частини інструменту оснащені різальними твердосплавними елементами з можливістю заміни різальної кромки. Торцеві частини спиць мають форму клинів, що сприяє подальшому подрібненню кусків породи. Реалізація запропонованого пристрою пояснюється кресленням, де: на фігурі 1 показаний пристрій для руйнування масиву порід у плані, в забої; на фігурі 2 зображено руйнівний інструмент у розрізі за А-А; на фігурі 3 зображено руйнівний інструмент у робочому стані (розріз за Б-Б); на фігурі 4 зображено в ізометрії процес створення горизонтальної технологічної порожнини; на фігурі 5 зображено в ізометрії процес створення похилої технологічної порожнини. Барабан 1 лебідки 2 з'єднують з канатом 3, що розкручується, який запасовано в якорях 4 і оснащено руйнівними інструментами 5. Протилежний кінець каната 3 намотується на барабан 6 лебідки 7. Елементи руйнівного інструменту виконано у вигляді колеса зі ступицею 8, спицями 9 і ободом 10. Торцеві частини інструменту оснащені різальними твердосплавними елементами 11 1 UA 101055 C2 5 10 з можливістю заміни різальної кромки 12. Торцеві частини спиць виконані у формі клинів з метою повторного подрібнення кусків породи. Виконавчий орган, що складається з каната із жорстко закріпленими на ньому руйнівними інструментами, переміщується вздовж вибою зворотно-поступально завдяки схемі з'єднання лебідок 2 і 7, а руйнівні інструменти здійснюють обертальний рух завдяки скручуванню і розкручуванню каната. Одночасно виконавчий орган притискається до лінії вибою. Завдяки циліндричній формі інструменту здійснюється напрямлена дія на визначену ділянку гірського масиву, що дозволяє створити технологічну порожнину заданого об'єму та досягти мінімального руйнування масиву оточуючих порід. Відбиті в процесі розробки куски гірської породи завдяки поступально-обертальному руху руйнувального інструменту виносяться за межі розроблюваної технологічної порожнини, що забезпечує їх збір та виведення із забою. Прохідка на різних глибинах штреків 13 і 14 (h – різниця глибин), у яких відповідно знаходяться лебідки 2 і 7, забезпечує можливість створення технологічної порожнини 15 під кутом до горизонту, якщо виникає така необхідність при веденні гірничих робіт. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 1. Пристрій для спрямованого руйнування ділянки гірського масиву та створення технологічної порожнини заданого об'єму і відповідно зорієнтованого розташування у просторі, що містить з'єднані канатним пристроєм руйнівні інструменти, який відрізняється тим, що елементи руйнівних інструментів виконано у вигляді колеса зі ступицею, спицями, торцеві частини яких мають форму клинів, і ободом, причому торцеві частини інструментів оснащені різальними твердосплавними елементами із можливістю заміни різальної кромки. 2. Спосіб спрямованого руйнування визначеної особливостями ведення гірничих робіт ділянки гірського масиву, який відрізняється тим, що завдяки скручуванню і розкручуванню каната породоруйнівний інструмент за п. 1 здійснює поступально-обертальний рух. 2 UA 101055 C2 3 UA 101055 C2 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4