PL218713B1 - Urządzenie do badania skrawalności skał, zwłaszcza węglowych - Google Patents

Abstract

Urządzenie ma prowadnicę (1) z wózkiem (2), napędzanym silnikiem hydraulicznym (3) poprzez łańcuch (4), osadzony na kołach (5) łańcuchowych, i ma zespół dosuwu urządzenia do calizny skalnej. Zespół posiada dwie konsole (6) w prowadnicach (7), z którymi są połączone stojaki (8) hydrauliczne. Konsole (6) są przymocowane powierzchnią czołową do prowadnicy (1) wózka (2) i mają przesuwniki (9) z ręcznym napędem korbowym, połączone ze sobą cięgnem (10). Każdy z przesuwników (9) jest osadzony w dwóch prowadnikach (11). Wózek (2) składa się z korpusu (12) oraz dwóch zespołów łożyskowych (13). Korpus (12) wózka (2) ma płytę (14) do mocowania wymiennie zespołu wyrównującego (15), głowicy strugającej (16) lub głowicy (17), skanującej caliznę skalną.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do badania skrawalności skał, zwłaszcza węglowych i badania zjawisk zachodzących podczas skrawania w celu klasyfikacji skał pod względem urabialności i doboru dla nich maszyn urabiających.

Określenie oporów jakie mogą wystąpić w czasie urabiania skał, zwłaszcza węgla kamiennego zmusza do poszukiwania kryteriów, które w danych warunkach górniczych pozwolą na zastosowanie odpowiedniej maszyny urabiającej. W praktyce oraz w literaturze spotyka się różne urządzenia do wyznaczania wartości oporów urabiania węgla.

Znane urządzenie do wyznaczania wskaźnika skrawalności, opracowane przez CMG KOMAG w Gliwicach, składa się z belki-prowadnicy zamocowanej, przy pomocy skręcanych obejm, do dwóch stojaków hydraulicznych typu SHC-2. Na belce-prowadnicy osadzony jest wózek z uchwytem do mocowania wymiennie noża wyrównującego i pomiarowego. Do belki-prowadnicy przymocowany jest siłownik hydrauliczny służący do przesuwania wózka z nożem, poprzez łańcuch osadzony na kołach łańcuchowych, umożliwiając wykonywanie skrawu pomiarowego na różnej wysokości. Zasilanie siłownika hydraulicznego może być zrealizowane z dowolnego agregatu hydraulicznego o wydajności ₃ dcm³/min i ciśnieniu 16 MPa. Urządzenie to umożliwia określenie siły oporu skrawania P, wskaźnika skrawalności węgla A i energii jednostkowej urabiania E^J w zależności od głębokości i podziałki skrawania. Układ pomiarowy, umożliwiający określenie oporów skrawania i skrawalności węgla w pokładzie składa się z dwóch czujników ciśnienia zamontowanych na przewodzie zasilającym i na przewodzie spływowym siłownika hydraulicznego. Sygnały z czujników ciśnienia zapisywane są przy pomocy magnetofonu pomiarowego lub innego urządzenia rejestrującego. Wykonanie pomiarów wymaga zabudowy urządzenia w wyrobisku ścianowym i powinno odbywać się w miejscach o takiej samej lub zbliżonej budowie i własnościach urabianej calizny. Pomiary wykonuje się przy stropie, spągu oraz w środku pokładu, gdy węgiel jest jednorodny. W innym przypadku wykonuje się dodatkowe pomiary w miejscach zaburzeń i wtrąceń. W celu uśrednienia wyników, przy tych samych parametrach skrawania wykonuje się minimum po trzy pomiary, mierząc jednocześnie szerokość skrawu.

Przed rozpoczęciem pomiarów wyrównuje się caliznę pokładu w miejscu pomiaru, przy pomocy noża wyrównującego. Następnie nożem pomiarowym wykonuje się skraw w wyrównanej caliźnie na założoną głębokość g. Na podstawie zarejestrowanych wartości ciśnień w przewodzie zasilającym i w przewodzie spływowym, określa się wartość siły skrawania nożem pomiarowym z zależności:

P = 2.826 pZ -1,57 pS, gdzie:

Pz - ciśnienie w przewodzie zasilającym,

Ps - ciśnienie w przewodzie spływowym, po czym ze wzoru: A = P/g oblicza się wskaźnik skrawalności węgla.

Znane urządzenie o symbolu DTM, wykorzystywane przez firmę Westfalia - Becorit, ma głowicę z pięcioma nożami, przesuwaną łańcuchem i prowadzoną w prowadniku zamocowanym do dwóch stojaków rozpartych w wyrobisku ścianowym. W urządzeniu tym, wartość siły potrzebnej do przemieszczenia głowicy, mierzona na jednym ze skrawających noży, jest podstawą do klasyfikacji urabialności węgla oraz doboru maszyn w ścianie. Jego zastosowanie w polskich kopalniach wymagałoby ponownego opracowania wyników pomiarów (klasyfikacji) w celu uwzględnienia innych warunków górniczych. Ponadto, stosowanie głowicy z pięcioma nożami skrawającymi powoduje wzrost ciężaru całego urządzenia.

Znane jest również z polskiego opisu patentowego nr 176886 urządzenie do badania minerałów skalnych poprzez skrawanie pojedynczym nożem poruszającym się po łuku o promieniu zależnym od promienia krzywizny wymiennych prowadnic. Urządzenie ma ramię obrotowe ułożyskowane w korpusie. Ramię obrotowe jest napędzane siłownikiem hydraulicznym. Wewnątrz tego ramienia znajduje się ramię wysuwne wyposażone w rolki nośne rozmieszczone na dwóch osiach poziomych i dwóch pionowych. Rolki nośne toczą się po bieżniach w ramieniu obrotowym. Przemieszczenie ramienia wysuwnego w ramieniu obrotowym wymuszają osadzone na osi poziomej rolki prowadzące, które poruszają się w prowadnicach mocowanych do korpusu. Na końcu ramienia wysuwnego mocowana jest przegubowo podstawa z głowicą pomiarową wyposażoną w nóż skrawający, a dodatkowo jest ona mocowana do łącznika. Łącznik ma osadzone na poziomej osi rolki nośne, które toczą się po bieżniach w ramieniu obrotowym.

Urządzenie do badania skrawalności skał, zwłaszcza węglowych zawierające stojaki hydrauliczne i prowadnicę z wózkiem wyposażonym w uchwyt do mocowania wymiennie noża wyrównującego

PL 218 713 B1 lub strugającego, napędzanym silnikiem hydraulicznym, poprzez łańcuch osadzony na kołach łańcuchowych, według wynalazku ma zespół dosuwu urządzenia do calizny skalnej. Zespół ten zawiera dwie konsole w prowadnicach, połączone ze stojakami hydraulicznymi. Konsole są połączone powierzchnią czołową z prowadnicą wózka i każda z nich posiada przesuwnik z ręcznym napędem. Przesuwniki są ze sobą połączone cięgnem. Każdy przesuwnik jest osadzony w prowadnikach na konsoli i na jej prowadnicy. Wózek składa się natomiast z korpusu zawierającego zespoły łożyskowe. Zespoły te znajdują się na przeciwległych płaszczyznach, z których każdy ma korzystnie dwa łożyska usytuowane względem siebie pod kątem prostym. Dłuższy bok korpusu ma występ z zamocowanym do niego uchwytem w postaci płyty z rowkami do mocowania zespołu wyrównującego lub głowicy strugającej lub głowicy skanującej caliznę skalną, które mają płytę z występami do osadzania w płycie korpusu. Krótsze boki tego korpusu mają uchwyty łańcucha przesuwającego wózek. Korzystnie, do pionowych boków płyty z rowkami do mocowania zespołu wyrównującego lub głowicy strugającej lub głowicy skanującej są przymocowane blachy osłaniające łańcuch, drugostronnie zamocowane w zwijaczach. Każda konsola, od strony prowadnicy wózka, ma płytę do osadzania na płycie prowadnicy wózka. Prowadnice konsoli, od strony stojaków hydraulicznych, mają natomiast płyty mocujące z rowkami, a każdy ze stojaków hydraulicznych ma dwuczęściową obejmę, której część od strony konsoli jest zakończona płytą z występami do osadzania w rowkach płyty mocującej konsoli. Ręczny napęd przesuwników zespołu dosuwu urządzenia do calizny skalnej ma koła łańcuchowe i korby, osadzone na każdym przesuwniku oraz ma trzecie, naciągowe koło łańcuchowe znajdujące się poza osią poziomą kół łańcuchowych przesuwników. Prowadnica wózka jest zbudowana z dwóch ceowników, których ramiona, od strony stojaków hydraulicznych, połączone są płaskownikiem. Do prowadnicy tej mocowane są płyty ze zwijaczami do przewijania blachy osłaniającej łańcuch oraz płyty do osadzania na płycie konsoli. Płyta górna i dolna konsoli oraz prowadnica konsoli mają w dwóch rzędach otwory na sworznie blokujące.

Urządzenie, według wynalazku, zwłaszcza zespół umożliwiający równomierne i stabilne jego dosuwanie do calizny skalnej, jak i konstrukcja wózka, zapewnia wysoką dokładność przygotowania calizny skalnej na długości minimum 1 m oraz podobnie wysoką dokładność wykonania w niej skrawów i dokonania pomiarów parametrów do wyznaczenia współczynnika skrawalności skały. Współrzędne danych pomiarowych są rejestrowane z dokładnością 1 mm. Umożliwia ono wykonanie skrawów w dwóch kierunkach, pomiar oporów skrawania w pokładach o zakresie od 0,6 do 2,0 m, wykonanie minimum 10 skrawów pomiarowych z jednego zamocowania urządzenia na jednej wysokości, bez konieczności przesuwania stojaków hydraulicznych, co także rzutuje na dużą dokładność pomiarów. Ponadto, urządzenie jest łatwe w montażu, proste w obsłudze i tanie w eksploatacji.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w widoku z góry, fig. 2 przedstawia wózek w widoku z przodu, fig. 3 przedstawia układ kół łańcuchowych ręcznego napędu przesuwników zespołu dosuwu urządzenia do calizny skalnej, a fig. 4 przedstawia konsole z prowadnicami.

Urządzenie ma prowadnicę 1 z wózkiem 2 napędzanym silnikiem hydraulicznym 3 poprzez łańcuch 4 osadzony na kołach 5 łańcuchowych i ma zespół dosuwu urządzenia do calizny skalnej. Zespół dosuwu urządzenia posiada dwie konsole 6 w prowadnicach 7, z którymi są połączone stojaki 8 hydrauliczne. Konsole 6 są przymocowane powierzchnią czołową do prowadnicy 1 wózka 2 i mają przesuwniki 9 z ręcznym napędem korbowym. Przesuwniki 9 są połączone ze sobą łańcuchem 10. Każdy z przesuwników 9 jest osadzony w dwóch prowadnikach 11, z których jeden znajduje się na konsoli 6, a drugi na prowadnicy 7 konsoli 6. Wózek 2 składa się z korpusu 12 oraz dwóch zespołów łożyskowych 13 na przeciwległych płaszczyznach korpusu 12. Każdy zespół łożyskowy 13 stanowi dwa łożyska usytuowane względem siebie pod kątem prostym. Korpus 12 wózka 2 ma występ z zamocowanym do niego uchwytem w postaci płyty 14 z trapezowymi rowkami do mocowania wymiennie zespołu wyrównującego 15, głowicy strugającej 16 lub głowicy skanującej 17 caliznę skalną, wyposażonych w płytę 18 z trapezowymi występami. Korpus 12 wózka 2 ma także uchwyty łańcucha 4 przesuwającego wózek 2, natomiast do pionowych boków płyty 14 z trapezowymi rowkami są przymocowane blachy 19 osłaniające łańcuch 4, drugostronnie zamocowane do zwijaczy 20. Prowadnica 7 konsoli 6, od strony stojaka 8 hydraulicznego ma płytę mocującą 21 z trapezowymi rowkami, natomiast każdy ze stojaków 8 hydraulicznych ma dzieloną obejmę 22. Część tej obejmy 22, od strony konsoli 6, jest zakończona płytą 23 z trapezowymi występami do osadzania w trapezowych rowkach płyty mocującej 21 konsoli 6. Ręczny napęd przesuwników 9 zespołu dosuwu urządzenia do calizny skalnej ma koła 24 łańcuchowe i korby 25, osadzone na każdym przesuwniku 9 oraz ma trzecie,

PL 218 713 B1 naciągowe koło 26 łańcuchowe usytuowane poza osią poziomą kół 24 łańcuchowych przesuwników 9. Prowadnicę 1 wózka 2, do której są mocowane płyty ze zwijaczami 20 do przewijania blachy 19 osłaniającej łańcuch 4 oraz płyty 27 do osadzania w płycie 28 konsoli 6, stanowią dwa ceowniki, których ramiona od strony stojaków 8 hydraulicznych są połączone płaskownikiem. W płytach górnych i dolnych konsoli 6 i prowadnicach 7 konsoli 6 wykonane są, w dwóch rzędach, otwory 29 na sworznie blokujące 30.

Tok postępowania przy badaniu polega, w pierwszym etapie, na montowaniu urządzenia na stojakach 8 hydraulicznych, zabudowaniu zespołu wyrównującego 15 na płycie 14 z trapezowymi rowkami wózka 2, uruchomieniu silnika hydraulicznego 3 i silnika zespołu wyrównującego 15, dosunięciu tego zespołu 15 do calizny skalnej, za pomocą zespołu dosuwu urządzenia do calizny węglowej, wyrównaniu powierzchni węglowej, odsunięciu zespołu wyrównującego 15 od wyrównanej powierzchni, wyłączeniu silnika hydraulicznego 3 oraz silnika zespołu wyrównującego 15 i wybudowaniu tego zespołu 15. W drugim etapie należy zabudować głowicę skanującą 17 na płycie 14 wózka 2, dosunąć głowicę 17 do calizny, uruchomić silnik hydrauliczny 3 i przesuwając tą głowicę 17 skanować wyrównaną powierzchnię węglową, a potem wyłączyć silnik hydrauliczny 3 i wybudować głowicę skanującą 17. W trzecim etapie zabudowuje się głowicę strugającą 16 z nożem pomiarowym, na płycie 14 wózka 2, uruchamia się silnik hydrauliczny 3 i dosuwając głowicę strugającą 16 do calizny węglowej, wykonuje się bruzdę pomiarową i rejestruje się siłę oporów skrawania, po czym, od calizny węglowej, odsuwa się głowicę strugającą 16, wyłącza się silnik hydrauliczny 3 i wybudowuje się tą głowicę 16. W czwartym etapie ponownie zabudowuje się głowicę skanującą 17, przesuwa się ją, po uruchomieniu silnika hydraulicznego 3, skanuje się powierzchnię węglową z wykonaną bruzdą, po czym wyłącza się silnik hydrauliczny 3 i wybudowuje się głowicę skanującą 17. Na podstawie zarejestrowanych wartości oporów skrawania oraz obliczonej objętości urobionego węgla, oblicza się jego współczynnik skrawalności. W celu wykonania kolejnych bruzd pomiarowych na tej samej wysokości, przedstawiony tok postępowania należy powtórzyć. W pokładzie, na jednym poziomie, wykonuje się minimum trzy bruzdy pomiarowe. Następnie, po odsunięciu zespołu dosuwającego od calizny węglowej, zespół ten przesuwa się w kierunku pionowym z wykorzystaniem stojaków 8 hydraulicznych na kolejny poziom w celu wykonania następnych bruzd pomiarowych. W zależności od grubości badanego pokładu, przewiduje się wykonanie bruzd na kilku poziomach.

Claims (7)

1. Urządzenie do badania skrawalności skał, zwłaszcza węglowych, zawierające stojaki hydrauliczne i prowadnicę z wózkiem, wyposażonym w uchwyt do mocowania wymiennie noża wyrównującego lub strugającego, napędzanym silnikiem hydraulicznym, poprzez łańcuch osadzony na kołach łańcuchowych, znamienne tym, że ma zespół dosuwu urządzenia do calizny skalnej składający się z dwóch konsoli (6) w prowadnicach (7) połączonych ze stojakami (8) hydraulicznymi, a konsole (6) połączone powierzchnią czołową z prowadnicą (1) wózka (2) posiadają przesuwniki (9) z ręcznym napędem, połączone ze sobą cięgnem (10), każdy osadzony w prowadnikach (11) na konsoli (6) i jej prowadnicy (7), natomiast wózek (2) składa się z korpusu (12) zawierającego zespoły łożyskowe (13), a jeden, dłuższy bok korpusu (12) ma występ z zamocowanym do niego uchwytem w postaci płyty (14) z rowkami do mocowania zespołu wyrównującego (15) lub głowicy strugającej (16) lub głowicy skanującej (17) caliznę skalną, posiadających płytę (18) z występami do osadzania w płycie (14) korpusu (12), przy czym krótsze boki tego korpusu (12) mają uchwyty łańcucha (4) przesuwającego wózek (2).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespoły łożyskowe (13) znajdują się na przeciwległych płaszczyznach korpusu (12), z których każdy ma korzystnie dwa łożyska usytuowane względem siebie pod kątem prostym.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że do pionowych boków płyty (14) z rowkami do mocowania zespołu wyrównującego (15) lub głowic strugającej (16) oraz skanującej (17) są przymocowane blachy (19) osłaniające łańcuch (4), drugostronnie zamocowane w zwijaczach (20).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że prowadnica (7) konsoli (6), od strony prowadnicy (1) wózka (2) ma płytę (28) do osadzania na płycie prowadnicy (1) wózka (2), a od strony stojaka (8) hydraulicznego, ma płytę mocującą (21) z rowkami, natomiast każdy ze stojaków (8) hydraulicznych ma dwuczęściową obejmę (22), której część od strony konsoli (6) jest zakończona płytą (23) z występami do osadzania w rowkach płyty mocującej (21) konsoli (6).

PL 218 713 B1

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ręczny napęd przesuwników (9) zespołu dosuwu urządzenia do calizny skalnej ma koła (24) łańcuchowe i korby (25), osadzone na każdym przesuwniku (9) oraz ma trzecie naciągowe koło (26) łańcuchowe znajdujące się poza osią poziomą kół (24) łańcuchowych przesuwników (9).

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że prowadnicę (1) wózka (2) stanowią dwa ceowniki, których ramiona, od strony stojaków (8) hydraulicznych, połączone są płaskownikiem, do której mocowane są płyty ze zwijaczami (20) do przewijania blachy (19) osłaniającej łańcuch (4) oraz płyty (27) do montowania na płycie (28) konsoli (6).

7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że płyta górna i dolna konsoli (6) oraz prowadnica (7) konsoli (6) mają w dwóch rzędach otwory (29) na sworznie blokujące.