Прохідницький агрегат

1. Прохідницький агрегат, який містить раму, механізм переміщення агрегату, телескопічний важіль із захоплювачем для монтажу обкладки, закріплений на валу з можливістю обертання навколо поздовжньої осі агрегату на його рамі, привід обертання важеля, висувні площадки і бурильну установку, яка містить маніпулятор і бурильну машину, яка шарнірно встановлена на маніпуляторі і з'єднана з ним гідроциліндром, який відріз C2 2 (19) 1 3 76056 4 механізмів переміщення маніпуляторів в напрямвнаслідок чого утворюються великі перебори поних на верхній частині рами симетрично по боках роди при проведенні буро вибухових робіт. Усе це повздовжньої вісі агрегату, і бурильні машини, призводить до того, що підвищуються витрати шарнірне встановлені на маніпуляторах. матеріалів на тампонаж, знижується Телескопічний важіль шарнірно встановлений на продуктивність і безпечність робіт. кронштейні, поворотному валу, і з'єднаний з кронВ основу винаходу поставлено задачу удоскоштейном гидроцилиндром. На телескопічному налення прохідницького агрегату, в якому шляхом важелі додатково шарнірно встановлена стріла з розташування бурильної установки на поворотноковшем для навантажування породи. [Авторське му важелі, використовуваному для установки обсвідоцтво СРСР № 1661429, Е 21 D 9/10, 1991 р.]. кладки тунелю, а також особливостям розташуОписаний агрегат забезпечує механізоване вання шарніру, з'єднуючого маніпулятор бурильної буріння шпурів на більшій частині площі забою при установки з важелем, особливостям конструкції спорудженні гірничих виробок з використанням маніпулятора і сполучення гідророзподільників буро вибухового засобу, а також навантажування управління гідроциліндрами бурильної установки з відбитої породи і механізацію зведення збірної насосною установкою, забезпечується обертання обкладки виробки. Недоліком описаного агрегату є бурильної установки разом з важелем на валу під те, що наявність двох бурильних установок, розчас буріння шпурів, внаслідок чого забезпечується ташованих на верхній частині рами симетрично по можливість механізованого буріння шпурів по всій боках повздовжньої вісі агрегату, не забезпечує площі забою за допомогою бурильної установки буріння шпурів по всій площі забою, особливо при без використання ручної праці, підвищується спорудженні тунелів круглого поперечного точність буріння шпурів, розташованих по перерізу, що призводить до необхідності буріння зовнішньому контуру виробки, зменшуються перечастини шпурів вручну або доробляти забій вручну бори породи підчас проведення буро вибухових після проведення буро вибухових робіт. У підсумку робіт, підвищується продуктивність і безпечність знижується продуктивність і зменшується робіт при спорудженні тунелів круглого поперечнобезпечність робіт при спорудженні виробок. Крім го перетину в міцних породах з використанням того, при використанні описаного агрегату складно буровибухових засобів. витримати розташування та напрямок шпурів, розПоставлена задача розв'язується тим, що в ташованих по зовнішньому контуру виробки, що пропонуємо му прохідницькому агрегаті, що призводить до появи великих переборів при вміщує раму, механізм переміщення агрегату, проведенні буро вибухових робіт і, як наслідок - до телескопічний важіль з захватом для монтажу обпідвищених витрат тампонажного розчину, кладки, закріплений на валу, встановленому з збільшенню вартості будівництва і зменшенню можливістю обертання навкруг повздовжньої осі продуктивності. Необхідно також зазначити агрегату на його рамі, привід обертання важеля, відсутність висувних площадок, що не дозволяє висувні площадки і бурильну установку, що вміщує використовувати описаний агрегат під час спорудманіпулятор і бурильну машину, шарнірно встаження тунелів великого перерізу. новлену на маніпуляторі і з'єднану з ним Найбільш близьким з відомих технічних рішень гідроциліндром, маніпулятор шарнірно встановледо агрегату, що заявляється, є агрегат, що вхоний на кронштейні, закріпленому на кінці важеля, дить до складу прохідницького комплексу КПМвільному від захвату, і з'єднаний з важелем 21Э. Агрегат становить собою раму з механізмом гідроциліндром повороту маніпулятора, при цьому переміщення, важіль з захватом для монтажу обвісь шарніру, з'єднуючого маніпулятор з кронкладки, закріплений на валу, встановленому на штейном, розташована паралельно площині оберрамі. Вал з важелем повертається рейковим обертання важеля перпендикулярно його вісі. тачем. Агрегат обладнаний двома ярусами висувПоставлена задача розв'язується також тим, них площадок і п'ятьма бурильними установками, що в прохідницькому агрегаті, який пропонується, що розташовані в напрямних на рамі агрегату і маніпулятор бурильної установки може бути виковміщують маніпулятори з шарнірно встановленими наний дволанковим, що складається з основи на них бурильними машинами. [Проходческие маніпулятору, шарнірно встановленої на комплексы КПМ-11 и КПМ-21Э. "Транспортное кронштейні, і стріли маніпулятора, шарнірно строительство", № 6, 1989 г., стор. 45-47.]. встановленої на основі маніпулятора і з'єднаної з Описаний агрегат забезпечує механізоване нею додатковим гідроциліндром, при цьому вісь буріння шпурів на більшій частині площі забою і шарніру, з'єднуючого стрілу маніпулятора з його монтаж обкладки при спорудженні тунелів великоосновою, перпендикулярна вісі шарніру, го діаметру круглого поперечного перерізу в з'єднуючого основу маніпулятора з важелем. міцних породах з використанням буровибухових Розв'язанню поставленої задачі сприяє також засобів. Але, незважаючи на наявність кількох те, що в прохідницькому агрегаті, який бурильних установок, в описаному агрегаті не пропонується, гідророзподільники керування забезпечується механізоване буріння шпурів по бурильної установки встановлені на кронштейні, всій площі забою, і як наслідок, зберігається закріпленому на важелі, і гідравлічне з'єднані з необхідність буріння шпурів в мертвих зонах вручнасосною установою і баком, встановленими на ну. Крім того, наявність декількох бурильних устарамі агрегату, за допомогою обертової муфти, новок, розташованих зі зміщенням відносно осі розташованої на валу важеля. тунелю, призводить до того, що складно витримаВстановлювання маніпулятору бурильної усти точний напрямок і розташування шпурів, розтановки на кронштейні, закріпленому на кінці ваташованих по зовнішньому контуру виробки, желю, вільному від захвату, забезпечує обертання 5 76056 6 бурильної установки навкруг повздовжньої вісі 1 з можливістю обертання навкруг повздовжньої разом з важелем; вісі за допомогою механізму обертання важеля 8. Розташування вісі шарніру, який з'єднує В середній і верхній частині рами встановлені маніпулятор бурильної установки з кронштейном, висувні площадки 9. паралельно площині обертання важеля перпендиНа вільному від захвату 6 кінці важеля 4 кулярно його вісі і з'єднання маніпулятора з важезакріплений кронштейн 10, на якому шарнірно лем гідроциліндром повороту забезпечує розтавстановлена бурильна установка 11. Бурильна шування бурильної установки в площині важеля установка 11 вміщує в собі маніпулятор 12, який під час зведення обкладки тунелю та її з'єднаний за допомогою шарніру 13 з кронштейпереміщення на необхідну відстань від вісі тунелю ном 10. Шарнір 13 виконаний таким чином, що під час обурювання забою, що дозволяє за рахуйого вісь 14 розташована паралельно площині нок обертання важеля обурювати усю площину обертання важеля 4 і перпендикулярно вісі 15 вазабою тунелю круглого поперечного перерізу, точжеля 4. Маніпулятор 12 з'єднаний з важелем 4 но витримуючи відстань від вісі тунелю до шпуру, і також гидроцилиндром 16 повороту маніпулятору отримувати точний контур виробки; 12. На вільному кінці маніпулятору 12 за допомоВиконання маніпулятора бурильної установки гою вала 17 встановлена бурильна машина 18. двохланковим, який складається з основи Вал 17 жорстко з'єднаний з напрямними 19 маніпулятору, шарнірно встановленої на бурильної машини 18 і встановлений з можливістю кронштейні, і стріли маніпулятору, встановленої на обертання у втулках на маніпуляторі 12. На валу основі маніпулятора і з'єднаної з ним додатковим 17 закріплений кривошип 20, що з'єднаний гідроциліндром, а також розташування вісі гідроциліндром 2 з маніпулятором 12. В передній шарніру, який з'єднує стрілу маніпулятора з осночастині напрямних 19 встановлений розпірний вою, перпендикулярно вісі шарніру, який з'єднує гідроциліндр 22. В напрямних 19 з можливістю основу маніпулятора з важелем, забезпечує переміщення за допомогою гідроциліндру подачі можливість відхилення стріли маніпулятору 23 встановлена бурильна головка 24 з бурильною відносно його основи, внаслідок чого можливо штангою 25. бурити шпури в центральній частині забою, безпоВ іншому варіанті прохідницького агрегату, що середньо біля вісі тунелю під кутом до неї, що пропонується, маніпулятор 12 виконаний двохландозволяє отримати центральний вруб і виключити ковим, що складається з основи 26, яка за допомомертву зону під час буріння шпурів по всій площі гою шарніру 13 з'єднана з кронштейном 10, а тазабою бурильною установкою; кож гідроциліндром 16 повороту маніпулятору 12 з Розташування гідророзподільників керування важелем 4, і стріли 27. Стріла 27 встановлена на бурильною установкою на кронштейні, який основі 26 за допомогою шарніру 28 і з'єднана з закріплений на важелі, і гідравлічне з'єднання їх з ним додатковим гідроциліндром 29. Шарнір 28 насосною установкою і баком, що розташовані на виконаний таким чином, що його вісь 30 перпендирамі прохідницького агрегату, за допомогою кулярна вісі 14 шарніра 13, який з'єднує основу 26 обертової муфти, розташованої на валу важеля, маніпулятора 12 з кронштейном 10. Бурильна мавиключає необхідність подання робочої рідини до шина 18 встановлена за допомогою валу 17 на гідроциліндрів бурильної установки за допомогою вільному кінці стріли 27 і з'єднана з нею великої кількості шлангів, з'єднуючих бурильну гідроциліндром 21 таким же чином, як і у першому установку, яка обертається разом з важелем, з варіанті. нерухомою насосною установкою, і підвищує На рамі 1 прохідницького агрегату встановлені надійність бурильної установки. також гідравлічний бак 31, насосна установка 32 і Прохідницький агрегат, що пропонується, пульт керування 33. На кронштейні 10, який ілюструються кресленнями: закріплений на важелі 4, встановлені фіг. 1 - прохідницький агрегат, вид збоку; гідророзподільники 34-39, з'єднані гнучкими шланфіг. 2 - вид А на фіг. 1; гами 40 з гідроциліндром телескопу 5 важеля 4 і фіг. 3 - вид Б на фіг. 2; гідроциліндрами бурильної установки 18. фіг. 4 - переріз В-В на фіг. 3; Гідророзподільники 34-39 також за допомогою фіг. 5 - варіант виконання маніпулятора; обертової муфти 41, що встановлена на валу 7, фіг. 6 - вид Г на фіг. 5; з'єднані з гідравлічним баком 31 і насосною устафіг. 7 - схема обурювання забою за допомоновкою 32, розташованими на рамі 1 гою прохідницького агрегату; прохідницького агрегату. Прохідницький агрегат фіг. 8 - принципова гідравлічна схема обладнаний електро-, гідро- та пневмообладнанбурильної установки прохідницького агрегату. ням, що забезпечує роботу усіх механізмів агрегаПрохідницький агрегат, що пропонується, ту (на малюнках не показані). вміщує в собі раму 1 і механізм переміщення агреПрохідницький агрегат, що пропонується, гату. Механізм переміщення вміщує в собі колеса працює наступним чином. На початку роботи 2, закріплені на рамі 1, що спираються на рейки, прохідницький агрегат знаходиться біля забою, укладені в тунелі, і привід переміщення 3. шток гідроциліндра 16 втягнутий. Прохідницький агрегат вміщує також Оскільки вісь 13 шарніру 14, який з'єднує телескопічний важіль, всередині якого розташоваманіпулятор 12 з кронштейном 10, розташована ний гідроциліндр телескопу 5. перпендикулярно вісі 15 важеля 4, то маніпулятор На важелі 4 встановлений захват 6 для мон12 бурильної установки 11 при цьому розташоватажу обкладки тунелю. Важіль 4 з захватом 6 ний паралельно важелю 4. За допомогою закріплений на валу 7, який встановлений на рамі гідроциліндра 21 бурильна машина 18 також вста 7 76056 8 новлена паралельно важелю 4, бурильна головка Оскільки бурильна установка 11 під час буріння 24 відведена у крайнє заднє положення. Блоки шпурів, розташованих по зовнішньому контуру обкладки подаються під важіль 4 на блоковозках виробки, повертається разом з важелем 4 на валу (на малюнках не показані) і кріпляться на важелі 7, розташованим в безпосередній близькості від за допомогою захвату 6. Обертаючи вал 7 з вісі тунелю, то значно збільшується точність закріпленим на нім важелем 4 за допомогою буріння цих шпурів і, відповідно, зменшуються механізму обертання 8, і висуваючи телескопічну перебори під час проведення буро вибухових частину важеля 4 гідроциліндром телескопу 5, робіт. почергово встановлюють блоки обкладки в проВ другому варианті прохідницький агрегат, в ектне положення. Робоча рідина до гідроциліндра якому маніпулятор 12 бурильної установки викотелескопу 5 надається від насосної установки 32 наний двохланковим, робить наступним чином. крізь обертову муфту 42, яка закріплена на валу 7, Встановлювання обкладки тунелю виконується і гідророзподільник 34, розташований на таким же чином, як і в першому варіанті. Після кронштейні 10. Блоки обкладки з'єднуються між встановлювання обкладки прохідницький агрегат собою з висувних площадок 9. Оскільки бурильна приводом переміщення 3 відкочується від забою установка 11 при цьому розташована паралельно по рейках, укладених в тунелі. Гідроциліндром 16 вісі важеля 4 і обертається разом з ним, то вона не основа маніпулятора з встановленою на ній заважає монтажу обкладки. стрілою 27 повертається навкруг вісі 14 шарніру Після закінчення збирання кільця обкладки 13, відхиляючись в напрямку забою. Після того, як вмикається привід переміщення 3 і прохідницький маніпулятор 12 відхилиться на необхідний кут, агрегат відкочується по рейках, укладених в гідроциліндром 21 бурильна машина 18 тунелі, від забою. Шток гідроциліндра 16 повертається на валу 17 таким чином, що штанга висувається і маніпулятор 12 бурильної установки 25 розташовується паралельно вісі тунелю. Після 11 повертається навкруг шарніру 13. Оскільки вісь цього додатковим гідроциліндром 29 стріла 27 з 14 шарніру 13 розташована паралельно площині встановленою на ній бурильною машиною 18 обертання важеля 4, то маніпулятор 12 при цьому повертається на шарнірі 28.Так як вісь ЗО шарніру відхиляється до забою. Після повороту 28, який з'єднує стрілу маніпулятора 27 з його османіпулятора 12 на потрібний кут гідроциліндром новою26, перпендикулярна вісі 14 шарніру 13, то 21 повертають вал 17 з закріпленою на нім бубурильна машина 18 при цьому відхиляється до рильною машиною 18, встановлюючи штангу 25 центру виробки. Розпірним гідроциліндром 22 припаралельно вісі тунелю. Розпірним гідроциліндром тискають бурильну машину 18 до забою, вмикають 22 притискують бурильну машину 18 до забою, обертання бурильної головки і гідроциліндр подачі після чого вмикають обертання бурильної головки 23 і бурять шпур. Після того, як шпур буде пробу24 і гідроциліндром подачі 23 переміщують бурений на необхідну глибину, гідроциліндром рильну головку зі штангою 25 по напрямним 19, подачі 23 бурильна головка 24 зі штангою 25 виконуючи буріння шпуру. Після того, як шпур відводиться у крайнє заднє положення, обертання пробурений на необхідну глибину, бурильна говимикається і розпірним гідроциліндром 22 ловка 24 зі штангою 25 переміщується знімається притискання бурильної машини 18 до гідроциліндром подачі в крайнє заднє положення, забою. Важіль 4 з бурильною установкою 11 вимикається обертання бурильної головки 24 і повертається на необхідний кут навкруг розпірним гідроциліндром 22 знімається притисповздовжньої вісі і процес буріння повторюється. кання бурильної машини до забою. Важіль 4 з Оскільки стріла 27 з встановленою на ній бурилькронштейном 10 і з'єднаною з ним бурильною усною машиною 18 відхилена до центру виробки, то тановкою 11 механізмом обертання 8 шпури в центральній частині забою буряться поповертається на валу 7 навкруг повздовжньої вісі. хилими, створюючи центральний вруб і виключаюПісля того, як важіль 4 з бурильною установкою чи можливість з'явлення мертвої зони у центрі повернеться на необхідний кут, обертання виробки. Внаслідок цього поліпшуються умови припиняється, бурильна машина знову попереднього створення врубової порожнини і притискується до забою розпірним гідроциліндром забезпечується більш рівномірне подрібнення по22 і буриться наступний шпур. Пробуривши таким роди під час проведення буро вибухових робіт. чином необхідну кількість шпурів по колу даного Після того, як будуть пробурені усі центральні радіусу, маніпулятор 12 бурильної установки 11 похилі шпури, стріла 27 додатковим відхиляється гідроциліндром 16 на більший кут, гідроциліндром 29 відхиляється від центру таким після чого гідроциліндром 21 бурильна машина 18 чином, що штанга 25 розташовується паралельно знову повертається таким чином, що штанга 25 вісі тунелю, основа маніпулятора 26 зі стрілою 27 встановлюється паралельно вісі тунелю, але вже гідроциліндром 16 відхиляється на більший кут. на більшій відстані від вісі тунелю, і процес буріння Гідроциліндром 21 бурильна машина 18 шпурів продовжується. Так як бурильна установка повертається таким чином, що штанга 25 11 обертається разом з важелем 4, який може порозташовується паралельно вісі тунелю, але на вертатися механізмом обертання на 360°, а більшій відстані від центру виробки, і буриться маніпулятор 12 бурильної установки повертається наступна серія шпурів. Буріння допоміжних шпурів на шарнірі 13 гідроциліндром 16, то прохідницький (розташованих не в центральній частині забою) і агрегат, що пропонується, забезпечує буріння шпурів, розташованих по зовнішньому контуру шпурів по всієї площі забою. Шпури, розташовані виробки, при цьому виконується таким же чином, по зовнішньому контуру виробки, буряться таким як і під час використання першого варіанту же чином, але під кутом 10-15° до вісі тунелю. прохідницького агрегату. 9 76056 10 Робоча рідина від насосної установки 32 до Таким чином, завдяки тому, що маніпулягідроциліндрів 16, 21, 22, 23 і 29 бурильної устатор бурильної установки розміщений на кронновки 11 подається через обертову муфту 41, штейні, який закріплений на важелі, забезпечуєтьзакріплену на валу 7, і відповідні гідро ся можливість обертання бурильної установки розподільники 35-39 і гнучкі шланги 40. Таким чиразом з важелем на 360° навкруг повздовжньої ном, виключається необхідність передачі робочої вісі. Оскільки маніпулятор встановлений на кронрідини з нерухомої рами 1 на бурильну установку, штейні за допомогою шарніру, вісь якого паралеяка обертається разом з важелем 4, гнучкими льна площині обертання важеля перпендикулярно шлангами і пов'язані з цим відмови, і збільшується його вісі і з'єднаний з важелем гідроциліндром, то надійність прохідницького агрегату. маніпулятор може відхилятися від важеля в наПісля того, як буріння шпурів по всій площі запрямку забою. Внаслідок цього забезпечується бою скінчене, пробурені шпури заряджаються з буріння шпурів по всій площі забою. Причому, так висувних площадок 9. Прохідницький агрегат прияк вал, на якому закріплено важіль з бурильною водом переміщення по рейках, укладених в тунелі, установкою, розташований по центру тунелю, то відкочується від забою і виконується вибух. забезпечується висока точність буріння шпурів, Оскільки шпури, розташовані по зовнішньому конрозташованих по зовнішньому контуру виробки, і туру виробки, пробурені з великою точністю, а в виключаються перебори породи під час проведенцентрі виробки пробурені похилі врубові шпури, то ня буро вибухових робіт. В той же час під час внаслідок вибуху порода в забої подрібнюється установлювання блоків обкладки бурильна устарівномірно і без переборів по контуру виробки. новка розташовується паралельно важелю і не Після провітрювання виробки зруйнована порода заважає монтажу обкладки. Завдяки тому, що манавантажується в вагонетки звичайною навантаніпулятор виконаний двохланковим, і стріла маніжувальною машиною (на малюнках не зображена), пулятора з'єднана з основою маніпулятора шарніпрохідницький агрегат переміщується до забою, з ром, вісь якого перпендикулярна вісі шарніру, який висувних площадок 9 виконується оборка забою і з'єднує маніпулятор з кронштейном, забезпечуєтьцикл робіт повторюється. ся можливість буріння похилих шпурів, що дозвоНеобхідно також зазначити, що прохідницький ляє бурити врубові шпури і виключає можливість агрегат, що пропонується, може бути використапояви мертвої зони в центральній частині тунелю. ний для спорудження не тільки горизонтальних, Розташування гідророзподільників керування гідале і похилих тунелів круглого перерізу великого роциліндрами бурильної установки на кронштейні, діаметру в міцних породах з використанням буро закріпленому на важелі, і з'єднування їх з насосвибухового засобу робіт. Задля цього ною установкою, яка розташована на рамі, за допрохідницький агрегат, що пропонується, помогою обертової муфти, підвищує надійність оснащується відповідними механізмами прохідницького агрегату. Усе це призводить до переміщення, наприклад, крокуючого типу, який підвищення продуктивності прохідницького агрегазабезпечує його переміщення вздовж похилої виту під час спорудження тунелів круглого поперечробки. Бурильна установка залишається без змін. ного перерізу великого діаметру в міцних породах з використанням буро вибухового засобу. 11 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 76056 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601