[go: up one dir, main page]

RU2744123C1 - Cutting-loading machine - Google Patents

Cutting-loading machine Download PDF

Info

Publication number
RU2744123C1
RU2744123C1 RU2020121786A RU2020121786A RU2744123C1 RU 2744123 C1 RU2744123 C1 RU 2744123C1 RU 2020121786 A RU2020121786 A RU 2020121786A RU 2020121786 A RU2020121786 A RU 2020121786A RU 2744123 C1 RU2744123 C1 RU 2744123C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutting
handle
speed
mining
rotation
Prior art date
Application number
RU2020121786A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Георгиевич Скуров
Виктор Владимирович Семенов
Евгений Геннадьевич Ромадинов
Роман Сергеевич Давыдов
Original Assignee
Акционерное общество «Копейский машиностроительный завод»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество «Копейский машиностроительный завод» filed Critical Акционерное общество «Копейский машиностроительный завод»
Priority to RU2020121786A priority Critical patent/RU2744123C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2744123C1 publication Critical patent/RU2744123C1/en
Priority to PCT/IB2021/055462 priority patent/WO2022003477A1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10Making by using boring or cutting machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: machine building; mining.SUBSTANCE: invention relates to actuators of cutting-loading machines. Cutting-loading machine comprises a running gear, at least one actuator with at least one handle rotating at a speed VP, c mounted thereon at least one cutting blade rotating at a speed VD,a cutter attached to it, the lower conveyor and fenders. Said cutters mounted on said disc at an angle that depends on VPand VD.Said cutting disc is mounted on the handle such that its cutting plane is parallel to the plane passing through the axis of rotation of the executive member of the cutting-loading machine, and is spaced from it in direction of handle rotation at distance greater than product of portable handle rotation radius by tangent of said angle.EFFECT: rotating additional torque from cutting speed and cutting surface cutting plane displacement in handle rotation direction.1 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к исполнительным органам горных комбайнов непрерывного действия, и предназначено для расширения функциональных возможностей горных комбайнов, используемых при проведении горных выработок при добыче полезных ископаемых подземным способом.The invention relates to the mining industry, in particular to the executive bodies of continuous mining combines, and is intended to expand the functionality of mining combines used when carrying out mine workings in the extraction of minerals by an underground method.

Уровень техникиState of the art

В горной промышленности известно большое количество горных комбайнов с вращающимися исполнительными органами планетарного-дискового типа, обеспечивающими разрушение горного массива при проведении подземных горных выработок по различным породам.In the mining industry, a large number of mining combines with rotating executive bodies of the planetary-disk type are known, which ensure the destruction of the rock mass when carrying out underground mine workings over various rocks.

При работе комбайнов непрерывного действия при проходке горных выработок и на очистных работах в камерах, когда комбайн движется на забой по оси выработки – важной задачей является обеспечение оптимальной скорости резания исполнительным органом горного комбайна породы для эффективной проходки горной выработки. Это обеспечивает продвижение горного комбайна без излишней нагрузки на редуктор переносного вращения рукоятей исполнительного органа и ходовую часть, тогда как снижение скорости резания приведет к повышенному износу инструмента, нагрузке на редуктор переносного вращения рукояти исполнительного органа и затруднит продвижение комбайна на забой.During the operation of continuous miners during excavation of mine workings and during cleaning operations in chambers, when the miner moves to the face along the axis of the excavation, it is an important task to ensure the optimal cutting speed by the executive body of the rock miner for efficient excavation of the mine work. This ensures the advancement of the mining machine without unnecessary load on the reducer of the portable rotation of the executive body handles and the undercarriage, while a decrease in the cutting speed will lead to increased wear of the tool, the load on the gearbox of the portable rotation of the executive body handle, and will make it difficult to move the miner to the bottom.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническим результатом настоящего изобретения является вращающий дополнительный момент, возникающий от сочетания скорости резания и смещения плоскости резания режущего диска в направлении вращения рукояти, снижающий энергозатраты на привод переносного вращения и уменьшающий динамические нагрузки на его механические элементы.The technical result of the present invention is an additional torque arising from the combination of the cutting speed and the displacement of the cutting plane of the cutting disc in the direction of rotation of the handle, which reduces energy consumption for the portable rotation drive and reduces dynamic loads on its mechanical elements.

Указанные выше технические результаты достигаются тем, что горный комбайн содержит, ходовую часть, по меньшей мере, один исполнительный орган с минимум одной рукоятью вращающейся со скоростью VП с установленным на ней минимум одним режущим диском, вращающимся со скоростью VД с закрепленными на нем резцами, нижнее отбойное устройство и конвейер;The above technical results are achieved by the fact that the mining combine contains, the undercarriage, at least one executive body with at least one handle rotating at a speed VP with at least one cutting disk installed on it, rotating at a speed VD with cutters fixed on it, the lower fender and conveyor;

– упомянутые резцы закреплены на упомянутом диске под углом к плоскости резания, определяющимся по формуле:- the mentioned cutters are fixed on the said disk at an angle to the cutting plane, determined by the formula:

α=arctg(Vп/Vд)α = arctan (Vp / Vd)

– упомянутый режущий диск установлен на рукоять таким образом, что его плоскость резания параллельна плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна, и отстоит от нее в направлении вращения рукояти на расстоянии Δ, которое определяется неравенством:- the mentioned cutting disc is installed on the handle in such a way that its cutting plane is parallel to the plane passing through the axis of rotation of the mining machine's executive body, and is spaced from it in the direction of rotation of the handle at a distance Δ, which is determined by the inequality:

Δ>Rпер⋅tan(α) Δ> R lane ⋅tan (α)

где Rпер – радиус переносного вращения рукояти.where R lane is the radius of the portable rotation of the handle.

Сопоставление заявляемого горного комбайна с существующими на сегодняшний день техническими решениями, позволяет сделать вывод об отсутствии в последних – признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого изобретения.Comparison of the claimed mining machine with the existing technical solutions allows us to conclude that the latter lacks features similar to the essential distinctive features of the claimed invention.

Также изобретение не следует явным образом из уровня техники, поэтому авторы считают, что объект является новым и имеет изобретательский уровень, поскольку при отсутствии вышеуказанных технических решений, таких как установленный со смещением на расстоянии Δ относительно вращающейся со скоростью VП рукояти и в направлении ее вращения режущий диск, вращающийся со скоростью VД, а также установленные на нем под углом α к плоскости его резания резцы – не представляется возможным обеспечить работу исполнительного органа горного комбайна, а следовательно, исчезает и технический результат.The invention should not be explicitly in the art, therefore, the authors believe that the object is new and involves an inventive step, because the absence of the above technical solutions, such as an established offset at a distance Δ with respect to a speed V P arm and in the direction of rotation the cutting disc rotating at a speed V D , as well as the cutters installed on it at an angle α to the plane of its cutting - it is not possible to ensure the operation of the executive body of the mining combine, and therefore, the technical result also disappears.

Описание чертежейDescription of drawings

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где изображено:The essence of the invention is illustrated by graphic materials, which shows:

Фиг. 1 – Сечение выработки горного комбайна с одним исполнительным органом;FIG. 1 - Section of a mining machine with one executive body;

Фиг. 2 – Общий вид горного комбайна с одним исполнительным органом с одной рукоятью с режущим диском;FIG. 2 - General view of a mining combine with one executive body with one handle with a cutting disc;

Фиг. 3 – Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой;FIG. 3 - General view of a mining combine with two executive bodies with two handles with one cutting disc each;

Фиг. 4 – Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой;FIG. 4 - General view of a mining combine with two executive bodies with two handles with one cutting disc each;

Фиг. 5 – Общий вид горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с одним режущим диском на каждой;FIG. 5 - General view of a mining combine with two executive bodies with two handles with one cutting disc each;

Фиг. 6 – Общий вид горного комбайна с одним исполнительным органом с тремя рукоятями с одним режущим диском на каждой.FIG. 6 - General view of a mining combine with one executive body with three sticks with one cutting disc each.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Добыча твердых полезных ископаемых методом проходки включает в себя ряд сложных технологических процессов, таких как, разрушение горной породы, формирование необходимой геометрии (профиля) забоя, удаление отбитой породы из зоны обработки, транспортировка отбитой породы и т.д. Горные проходческие комбайны предназначены для выполнения все этих процессов.Extraction of solid minerals by drilling involves a number of complex technological processes, such as the destruction of rocks, the formation of the required geometry (profile) of the face, removal of chipped rock from the processing area, transportation of chipped rock, etc. Roadheaders are designed to handle all of these processes.

Важной задачей при проектировании горных комбайнов является выбор исполнительного органа горного комбайна, обеспечивающего оптимальную скорость резания породы для эффективной проходки горной выработки.An important task in the design of mining machines is the choice of the cutting head of the mining machine, which provides the optimal cutting speed of the rock for efficient driving of the mine workings.

Плотность добываемых проходческим методом пород может изменяться от 0,4 до 4,5 т/м3. Свойства и условия добычи угля существенно отличаются, например, от добычи калийной соли. Существенным разбросом свойства обладают и другие виды породы, например, сильвинит, карналлит, каменная соль, гипс, трона.The density of the rocks mined by the tunneling method can vary from 0.4 to 4.5 t / m 3 . The properties and conditions of coal mining are significantly different, for example, from the extraction of potash salt. Other types of rock also have a significant scatter of properties, for example, sylvinite, carnallite, rock salt, gypsum, throne.

Вышесказанное показывает, что создание горнопроходческого комбайна, обладающего универсальностью, т.е. способностью эффективно работать при добыче широкого диапазона пород, является сложной задачей. Как правило, проходческие комбайны создаются для добычи породы какого-то одного вида и их конструктивные параметры закладываются для работы в каком-то конкретном месторождении или даже конкретной шахте.The foregoing shows that the creation of a mining machine with versatility, i.e. the ability to work effectively in a wide range of rocks is challenging. As a rule, roadheaders are created for the extraction of rock of one kind and their design parameters are laid for work in a particular field or even a particular mine.

Настоящее изобретение направлено на создание горного комбайна, который обеспечивает работу исполнительного органа горного комбайна при большом разбросе факторов, без необходимости перенастройки под определенную породу. То есть при конструкции исполнительного органа горного комбайна рассчитанной на среднюю плотность добываемой породы, должна быть возможность использования данного исполнительного органа на горном комбайне в выработках с более плотной породой без замены приводного оборудования. Это может быть достигнуто с помощью вращающего дополнительного момента на исполнительном органе в соответствии с заявляемым изобретением.The present invention is directed to the creation of a mining machine, which ensures the operation of the executive body of the mining machine with a wide range of factors, without the need to reconfigure for a certain breed. That is, with the design of an executive body of a mining machine designed for the average density of the mined rock, it should be possible to use this executive body on a mining machine in workings with a denser rock without replacing the drive equipment. This can be achieved by using additional torque on the actuator in accordance with the claimed invention.

Горный комбайн содержит ходовую часть (1) исполнительный орган с рукоятью (2) с режущим диском (3) и установленными в режущем диске резцами, нижнее отбойное устройство (4) и конвейер (5).The mining harvester contains a running gear (1), an executive body with a handle (2) with a cutting disc (3) and cutters installed in the cutting disc, a lower deflector (4) and a conveyor (5).

С помощью ходовой части 1 (Фиг.2), горный комбайн движется по выработке до забоя. Затем приводится в движение исполнительный орган горного комбайна. Его конструкция должна обеспечивать такие скорости вращения режущего диска 3 (Фиг.2) и переносного вращения рукояти 2 (Фиг.2), при которых отношение скорости переносного вращения рукояти VП к скорости вращения режущего диска VД будет определять угол α установки резцов. Вращающий дополнительный момент возникнет при наличии плоскости резания режущего диска отстоящей от плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна на расстояние Δ, определяемом неравенством:With the help of the undercarriage 1 (Fig. 2), the mining combine moves along the roadway to the face. Then the executive body of the mining combine is set in motion. Its design should provide such speeds of rotation of the cutting disc 3 (Fig. 2) and portable rotation of the handle 2 (Fig. 2), at which the ratio of the speed of the portable rotation of the handle V P to the rotation speed of the cutting disc V D will determine the angle α of the cutters. An additional torque will occur when there is a cutting plane of the cutting disc spaced apart from the plane passing through the axis of rotation of the executive body of the mining combine at a distance Δ determined by the inequality:

Δ> Rпер⋅tan(α) Δ> R lane ⋅tan (α)

При этом реакция от забоя на резцы (3) (Фиг.1) будет воздействовать на исполнительный орган горного комбайна через плечо, отсекаемое от горизонтальной оси вектором реакции от забоя.In this case, the reaction from the face to the cutters (3) (Fig. 1) will affect the executive body of the mining machine over the shoulder, cut off from the horizontal axis by the reaction vector from the face.

Экспериментально установлено, что отсутствие выноса диска на расстояние Δ, приведенное выше – приводит к возникновению препятствующей переносному вращению силы.It has been experimentally established that the absence of the disc removal at the distance Δ given above leads to the appearance of a force that prevents the transfer rotation.

В процессе работы, отбитая исполнительным органом порода, с почвы выработки, посредством нижнего отбойного устройства 4 (Фиг.2) грузится на конвейер 5 (Фиг.2) и, в зависимости от схемы погрузки, отправляется к бункеру перегружателю или самоходному вагону (не показаны).In the process of work, the rock knocked off by the executive body, from the working soil, by means of the lower fender 4 (Fig. 2) is loaded onto the conveyor 5 (Fig. 2) and, depending on the loading scheme, is sent to the bunker, a reloader or a self-propelled car (not shown ).

Следует отметить, что приведенная конфигурация горного комбайна и ее элементы являются частным случаем и могут быть исполнены по-другому. Существенными являются сами возможности, которые такая конфигурация дает и которые, тем не менее могут быть достигнуты рядом других конструктивных решений. Например, горный комбайн в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается использованием только лишь одного исполнительного органа и/или только одной рукояти (на Фиг.6). На Фиг.3 – Фиг.5 можно увидеть проиллюстрированные несколько вариантов исполнения горного комбайна с двумя исполнительными органами с двумя рукоятями с режущими дисками на каждом.It should be noted that the given configuration of the mining machine and its elements are a special case and can be performed differently. Essential are the very possibilities that such a configuration provides and which, nevertheless, can be achieved by a number of other design solutions. For example, the mining machine according to the present invention is not limited to using only one actuator and / or only one stick (in FIG. 6). In Fig.3 - Fig.5 you can see illustrated several versions of the mining machine with two executive bodies with two handles with cutting discs on each.

Также для заявленного горного комбайна в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, существует возможность его изготовления и применения с помощью известных до даты подачи заявки средств и методов.Also, for the claimed mining machine in the form as it is described in the claims, there is a possibility of its manufacture and application using means and methods known before the filing date of the application.

Заявляемое изобретение может найти широкое применение в горной промышленности для проведения горных выработок, в частности проходческими комбайнами непрерывного действия, используемыми при добыче полезных ископаемых.The claimed invention can find wide application in the mining industry for carrying out mine workings, in particular, continuous roadheaders used in the extraction of minerals.

Claims (6)

Горный комбайн, содержащий ходовую часть, по меньшей мере один исполнительный орган с минимум одной рукоятью, вращающейся со скоростью V П , с установленным на ней минимум одним режущим диском, вращающимся со скоростью V Д , с закрепленными на нем резцами, нижнее отбойное устройство и конвейер;A mining harvester containing a running gear, at least one executive body with at least one handle rotating at a speed V P , with at least one cutting disk installed on it, rotating at a speed V D , with cutters attached to it, a lower deflector and a conveyor ; – упомянутые резцы закреплены на упомянутом диске под углом, определяющимся по формуле- the said cutters are fixed on the said disc at an angle determined by the formula
Figure 00000001
Figure 00000001
– упомянутый режущий диск установлен на рукоять таким образом, что его плоскость резания параллельна плоскости, проходящей через ось вращения исполнительного органа горного комбайна, и отстоит от нее в направлении вращения рукояти на расстоянии Δ, которое определяется неравенством- the mentioned cutting disk is installed on the handle in such a way that its cutting plane is parallel to the plane passing through the axis of rotation of the mining machine's executive body, and is spaced from it in the direction of rotation of the handle at a distance Δ, which is determined by the inequality
Figure 00000002
,
Figure 00000002
,
где R пер – радиус переносного вращения рукояти.where R lane is the radius of the portable rotation of the handle.
RU2020121786A 2020-07-01 2020-07-01 Cutting-loading machine RU2744123C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121786A RU2744123C1 (en) 2020-07-01 2020-07-01 Cutting-loading machine
PCT/IB2021/055462 WO2022003477A1 (en) 2020-07-01 2021-06-21 Mining machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121786A RU2744123C1 (en) 2020-07-01 2020-07-01 Cutting-loading machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2744123C1 true RU2744123C1 (en) 2021-03-02

Family

ID=74857671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020121786A RU2744123C1 (en) 2020-07-01 2020-07-01 Cutting-loading machine

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2744123C1 (en)
WO (1) WO2022003477A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808069C1 (en) * 2022-06-30 2023-11-22 Сани Хэви Эквипмент Ко., Лтд. Method and control device for tunnelling machine and tunnelling machine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU101917A1 (en) * 1952-06-06 1954-11-30 Я.Я. Гуменник Executive body of tunneling machines
US3958830A (en) * 1974-03-18 1976-05-25 World Oil Mining Ltd. Longwall mining system and archshield for mining tar sands, oil shales and the like
RU2093677C1 (en) * 1990-07-09 1997-10-20 Тульский государственный технический университет Operating member of tunneling machine
RU2319835C1 (en) * 2006-08-24 2008-03-20 ОАО "Копейский машиностроительный завод" Heading-and-winning machine
RU2627806C1 (en) * 2016-04-11 2017-08-11 Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" Mining tunnelling machine
RU178558U1 (en) * 2016-09-16 2018-04-09 Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" MINING COMBINE
BY21942C1 (en) * 2016-04-04 2018-06-30

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU101917A1 (en) * 1952-06-06 1954-11-30 Я.Я. Гуменник Executive body of tunneling machines
US3958830A (en) * 1974-03-18 1976-05-25 World Oil Mining Ltd. Longwall mining system and archshield for mining tar sands, oil shales and the like
RU2093677C1 (en) * 1990-07-09 1997-10-20 Тульский государственный технический университет Operating member of tunneling machine
RU2319835C1 (en) * 2006-08-24 2008-03-20 ОАО "Копейский машиностроительный завод" Heading-and-winning machine
BY21942C1 (en) * 2016-04-04 2018-06-30
RU2627806C1 (en) * 2016-04-11 2017-08-11 Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" Mining tunnelling machine
RU178558U1 (en) * 2016-09-16 2018-04-09 Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" MINING COMBINE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТРИФАНОВ М.Г., Оценка нагруженности приводов проходческо очистных комбайнов "УРАЛ-20Р" для выбора технически обоснованных режимов работы в реальных условиях эксплуатации. Диссертацияна соискание ученой степени кандидата технических наук. Пермь, 2018. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808069C1 (en) * 2022-06-30 2023-11-22 Сани Хэви Эквипмент Ко., Лтд. Method and control device for tunnelling machine and tunnelling machine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022003477A1 (en) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2754101A (en) Machine and method for mining underground deposits
Kotwica Atypical and innovative tool, holder and mining head designed for roadheaders used to tunnel and gallery drilling in hard rock
CN1053256C (en) Apparatus for underground extraction
US6948779B2 (en) Cutting roller for a continuously operating surface miner
Bołoz et al. Ability to mill rocks in open-pit mining
RU2744123C1 (en) Cutting-loading machine
CN111927450B (en) Hard rock ore body mining equipment and mining method based on hole array advance pre-splitting
US3032325A (en) Mining apparatus having tubular digging tool
US3288532A (en) Continuous mining machine and method
EA045659B1 (en) MINING MINE
Bołoz Mining of thin coal seams using surface-underground methods
RU2752912C1 (en) Combined method for development of thin ore veins
RU2744120C1 (en) Cutting-loading machine
US5338102A (en) Method of mining
RU2744122C1 (en) Cutting-loading machine
CN210317297U (en) A cutting device, mining machine for mining
RU2744121C1 (en) Cutting-loading machine
Mellor Mechanics of Cutting and Boring: Kinematics of axial rotation machines
Gerike et al. Concept of a rock-breaking working element of an underground kimberlite ore mining machine
RU2645697C1 (en) Method for development of steeply dipping deposits of solid minerals
RU2149995C1 (en) Screw actuator
CN105863662A (en) Tunnel boring machine tunneling method and trenchless tunnel boring machine applying same
Allington The machining of rock materials.
Moxham A hard rock narrow reef mining machine—ARM 1100
US20240309761A1 (en) A cutting head assembly