Opis patentowy opublikowano: 89 10 31 147 544 Int. Cl.4 E21C 37/14 % E21C 41/04 Twórca wynalazku Uprawniony z patentu: Gepipari Technologiai,Intezet, Budapeszt; Mecseki Szenbanyak, Pecs /Wegry/ URZADZENIE DO ROZLUZNIANIA l/LUB URABIANIA MATERIALÓW,ZWLASZCZA POKLADÓW WCGLOWYCH Przedmiotein wynalazku jest urzadzenie do rozluzniania i/lub urabiania materialów, zwlaszcza pokladów weglowych* Mechaniczne urabianie zagrozonych gazem kopalnianym, usytuo¬ wanych w obszarze zaklócen geologicznych pokladów weglowych o stosunkowo duzej wytrzymalos¬ ci, które maja jedynie niewielki wymiar zarówno w kierunku opadania jak i w kierunku zgar¬ niania, sprawia wiele problemów technicznych* W kopalniach, obok urabiania recznego, stosu¬ je sie glównie jednocylindrowe glowice urabiajace lub rozluzniajace w krótkich otworach, a wiec urabianie nastepuje za pomoca pojedynczej glowicy urabiajacej napedzanej sprezonym powietrzem, umieszczonej w krótkim otworze wiertniczym* Znana glowica urabiajaca napedzana sprezonym powietrzem stanowi cylinder wyposazony na swym obwodzie w otwory zwane szczeli¬ nami wylotu powietrza urabiajacego, ze stozkowymi koncami, do których poprzez tarcze roz¬ dzielajaca dolaczony jest waz sprezonego powietrza. Te jednocylindrowe urzadzenia urabia¬ jace, zasilane z sieci sprezonego powietrza wykonanej specjalnie dla pracy w kopalni mak- p symalnym cisnieniem 100 MN/m , daja uzyskiwane w jednej operacji dlugosci lub glebokosci urabiania przy plaskich pokladach 1-2 m, a przy silnie opadajacych pokladach najwyzej 6 nu Przy plaskich pokladach glebokosc urabiania w kilku etapach, poprzez kolejne dlugosci urabiania zwieksza sie o 1 - 1,5 m, podczas gdy metoda ta przy silnie opadajacych pokla¬ dach i przy zastosowaniu technologii zawalu stropu bez obudowy nie jest mozliwa, poniewaz strop powyzej urobionego miejsca w wiekszosci przypadków zalamuje sie. Kiedy otwory wiert¬ nicze potrzebne dla urabiania wywierci sie jako dluzsze, a przy podstawie otworu wiert¬ niczego uruchomi sie jednocylindrowe urzadzenie urabiajace, wówczas nie bedzie dzialania rozluzniajacego i/lub urabiajacego, a jedynie dzialanie zageszczajace. Przy urabianiu strzalowym konieczne byloby czasochlonne ewakuowanie calego oddzialu kopalni. Niedogod-2 147 544 nosciami wystepujacymi przy stosowaniu tych znanych urzadzen sa: mala glebokosc* urabia¬ nia, mala wydajnosc produkcyjna oraz fakt, ze moga one byc stosowane do rozluzniania i/ lub urabiania silnie opadajacych, zawierajacych gaz, pokladów przy uzyciu technologii zawalu stropu bez obudowy Jedynie z niewielka wydajnoscia produkcyjna oraz ze wzgledu na czeste zalamania stropu - z duzymi stratami wegla* Dalsza wada jednocylindrowych urzadzen urabiajacych z tarcza szczelinowa jest to, ze pracuja one wadliwie przy roz¬ luznianiu, poniewaz sprezone powietrze dziala na wegiel na calym obwodzie glowicy ura¬ biajacej, na skutek czego urabianie nastepuje tylko z niewielka wydajnoscia* Z opisu patentowego USA nr 3 098 442 jest znane wieloglowicowe urzadzenie do urabia¬ nia i/lub rozluzniania materialów, zwlaszcza pokladów wegla, a glowice tego urzadzenia sa zaopatrzone w tloki róznicowe z zaworami zwrotnymi, otwierajacymi sie w kierunku przeciwnym do kierunku przeplywu powietrza zasilajacego, przy czym otwieranie tych za¬ worów nie nastepuje samoczynnie pod wplywem dzialania sprezonego powietrza, lecz wywo¬ lywane jest przez wiele dodatkowych elementów konstrukcyjnych, takich jak popychacze, uklady sprezyn i dodatkowe tloki sterujace* W tym znanym urzadzeniu, na skutek koniecznosci stosowania otworów dlawiacych wartosc cisnienia powietrza zasilajacego, stanowiacego równoczesnie czynnik urabiajacy i/lub rozluznia jacy material, ulega znacznej i zbytecznej redukcji* Celem, wynalazku jest wyeliminowanie tej niedogodnosci przez rozwiazanie zadania po¬ legajacego na opracowaniu konstrukcji urzadzenia do rozluzniania i/lub urabiania, w któ¬ rym uruchamianie zaworów zwrotnych kolejno i szeregowo usytuowanych wzgledem siebie glowic nastepowaloby samoczynnie pod dzialaniem powietrza zasilajacego, bez koniecznos¬ ci stosowania dodatkowych elementów i zespolów konstrukcyjnych, oraz bez zbednej re¬ dukcji cisnienia tego powietrza zasilajacego* Zgodnie z. wynalazkiem sprezyna dociska¬ jaca zawieradlo do gniazda zaworowego zaworu zwrotnego jest usytuowana po stronie za- wieradla, przeciwnej do kierunku wlotu sprezonego powietrza, a ponadto tlok kazdej glo¬ wicy jest podparty na pierscieniowym gniezdzie oporowym, osadzonym w sasiadujacym ruro¬ wym zbiorniku i usytuowanym po przeciwnej stronie jednostki rozruchowej* Glowice urzadzenia wedlug wynalazku sa uruchamiane od ujscia otworu wiertniczego do jego zamknietego konca kolejno z malym opóznieniem, sterowanym samoczynnie, na skutek czego sprezone powietrze wyplywa z poszczególnych glowic strumieniami, z których kaz¬ dy kolejny jest opózniony wzgledem poprzedniego.Dzieki temu pierwszy, wyplywajacy strumien powietrza rozluznia material w obszarze ujscia otworu wiertniczego, ulatwiajac rozluznianie tego materialu przez kolejno, z opóznieniem wyplywajace strumienie powietrza, w obszarach otworu wiertniczego polozonych powyzej obszaru materialu juz rozluznionego* Przedmiot wynalazku zostanie dokladniej opisany na przykladowym wykonaniu uwidocznio¬ nym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment urzadzenia wedlug wynalazku stano¬ wiacy jedna glowice urabiajaca w przekroju osiowym, fig. 2 - urzadzenie urabiajace osa¬ dzone w silnie opadajacym pokladzie w widoku z góry, fig. 3 - urzadzenie z fig. 3 w wi¬ doku z boku, zas fig* 4 przedstawia umieszczenie poszczególnych urzadzen urabiajacych w pokladzie plaskim w widoku z góry. Jak pokazano na fig* 1 w glowicy urabiajacej 1 jest wykonany przelotowy, stopniowany otwór 2 z umieszczonym w nim tlokiem róznicowym 3f którego uszczelnienie zapewnione jest przez wykonana na nim powierzchnie uszczelnia¬ jaca w ksztalcie scietego stozka, która przylega do pierscieniowego gniszda oporowego 4, oraz przez pierscien uszczelniajacy 6* W obudowie glowicy urabiajacej 1 wykonana jest zamykana tlokiem róznicowym 3 szczelina 7 wylotu powietrza, która rozciaga sie na luku okregu w zakresie 90-120° i jest skierowana do dolu pod katem okolo 45° po stronie ura¬ bianego wegla* Wewnatrz tloka róznicowego 3 umieszczony jest zawór zwrotny okreslajacy kierunek przeplywu, zlozony ze sruby 8 prowadzenia kulki, gniazda 9 oraz kulki 10 osadzonej na tym gniezdzie 9, która jest poprzez sprezyne 11 dociskana do gniazda 9 za pomoca sruby 12 wkreconej w tlok róznicowy 3« Pierscieniowe gniazdo oporowe 4 umieszczone w górnej147544 3 czesci glowicy urabiajacej 1 jest ustalone w swym polozeniu przez rure koncowa 13. Przy dolnym, doplywowym koncu glowicy urabiajacej 1 za pomoca polaczenia gwintowanego zamoco¬ wany jest pierscien 14 tlumienia powietrza, który przy otworzeniu tloka róznicowego 3 uniemozliwia jego uderzenie. Glowica urabiajaca 1 lub glowica urabiajaca 1^... 1 aa poprzez polaczenie gwintowane polaczone bezposrednio z rurami przylaczowymi 13T....13 , jako samodzielnymi zbiornikami powietrza, a niezbedne uszczelnienie zapewnione jest po¬ miedzy nimi przez pierscienie uszczelniajace 15* Polaczenie glowicy urabiajacej 1 1 ru¬ ry przylaczowej 13 mozna ulatwic za pomoca zlaczki. Na fig. 2-4 przedstawiono poklad przygotowany do urabiania, przy czym urzadzenie urabiajace jest za kazdym razem umiesz¬ czone w otworze wiertniczym 16 wykonanym w pokladzie. W otworze wiertniczym 16 widac poszczególne glowice urabiajace 1^, 12».« ln lub dolaczone do nich rury przylaczowe 13^, 132 ••• 13n« Przy ujsciu otworu wiertniczego znajduje sie rura rozruchowa 17, w której umieszczony jest zawór rozruchowy /18/, tworzace jednostke rozruchowa. Cale urzadzenie urabiajace jest poprzez elastyczny waz 19 polaczone z zaworem wlotowym 20.Zamontowane urzadzenie urabiajace jest za pomoca lancucha 21 przymocowane do obudowy chodnika 22 lub przodka 23* Do odprowadzania urobionego wegla sluzy przenosnik lancu¬ chowy 24. Urabianie pokladów wegla odbywa sie w sposób nastepujacy: Za pomoca wiertarek recznych lub stojakowych z przedluzonymi zerdziami wiertniczymi, które w przypadku silnie opadajacych pokladów /fig. 2, 3/ ustawiane sa w chodniku, a w przypadku pokladów plaskich /fig. 4/ w przodku lub tez w wykonanych do tego celu wcieciach, stanowiacych stanowiska montazowe przed sciana weglowa, wykonuje sie w scianie weglowej otwory wiertnicze 16 odpowiadajace dlugosci urabiania lub dlugosci przykrycia. W otwór wiertniczy 16 wsuwa sie wstepnie zmontowany odcinkowo, pierwszy zespól urabiajacy zlozony z rury przylaczowej 13i i glowicy urabiajacej 1^, a na¬ stepnie dalszy zespól urabiajacy zlozony z rury przylaczowej 132 i glowicy urabiajacej lp itd. Po wsunieciu pierwszego zespolu drugi lub dowolny nastepny zespól przed wsu¬ nieciem skreca sie z juz wsunietymi zespolami i przesuwa sie je dalej. Operacje te pow¬ tarza sie tak dlugo, az otwór wiertniczy 16 zostanie calkowicie wypelniony. Do ostat¬ niej, najnizszej glowicy urabiajacej 1 za pomoca polaczenia gwintowanego mocuje sie rure rozruchowa 17 z zaworem rozruchowym 18 i tak zmontowane urzadzenie mocuje sie za pomoca lancucha 21 na obudowie chodnika 22 lub przodka 23* Nastepnie cale urzadzenie urabiajace sprzega sie elastycznym wezem 19 z zaworem wlotowym 20, który sluzy do otwierania lub zamykania drogi dla sprezonego powietrza. Nastepnie, po utworzeniu za¬ woru wlotowego 20 sprezone powietrze przeplywa poprzez elastyczny waz 19 do rury roz¬ ruchowej 17 lub do pierwszej, najnizszej glowicy urabiajacej 1 i dociska w tej glo¬ wicy przedstawiony na fig. 1 tlok róznicowy 3 do pierscieniowego gniazda oporowego 4, podczas gdy tlok róznicowy zamyka równiez szczeline 7 wylotu powietrza. Kiedy cis¬ nienie sprezonego powietrza w rurze rozruchowej 17 i w glowicy urabiajacej 1 prze¬ wyzszy uprzednio ustawiona wartosc potrzebna dla otworzenia zaworu zwrotnego, zlozo¬ nego z elementów 8, 9, 10, 11, 12, korzystnie 0,3 - 0,5 MN/m , zawór zwrotny otwiera sie i powietrze przeplywa do sasiedniej rury przylaczowej 13n lub do nastepnej glo¬ wicy urabiajacej ln-1t przy czym proces taki, to znaczy kolejne napelnianie rury przylaczowej i otwieranie zaworu zwrotnego w glowicy urabiajacej powtarza sie az do napelnienia ostatniej, najwyzszej rury przylaczowej 13-i lub calego urzadzenia ura¬ biajacego.Kiedy cisnienie po napelnieniu calego urzadzenia osiagnie wartosc potrzebna dla otworzenia zaworu rozruchowego 18, zawór ten otwiera sie i powietrze przeplywa z rury rozruchowej 17 w sciane weglowa lub na zewnatrz. Podczas szybkiego oprózniania rury rozruchowej 17 tlok róznicowy 3 glowicy urabiajacej 1 umieszczonej pomiedzy rura rozruchowa 17 a rura przylaczowa 13n jest popychany sprezonym powietrzem, do tylu, czyli do dolu, na skutek czego szczelina 7 wyplywu powietrza zostaje odslonieta i przez szczeline te sprezone powietrze z duza predkoscia moze wyplywac w otwór wiert¬ niczy 6 wykonany w scianie weglowej, przez co przeprowadzana jest praca rozluznienia4 147 544 lub urabiania. Kazda z polaczonych szeregowo glowic urabiajacych 1,..# 1 dziala iv opi¬ sany sposób. Uzyskany w ten sposób urobek odprowadzany jest za pomoca przenosników lan¬ cuchowych 24 lub innych srodków transportu.Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc stosowane nie tylko do wegla, lecz równiez do innych skal, jak równiez do róznych materialów ziarnistych lub mas odpadowych* PL