PL225882B1 - Organ urabiający w wieloczerpakowych koparkach kołowych, zwłaszcza do bardzo trudnych warunków urabiania - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest organ urabiający w wieloczerpakowych koparkach kołowych, zwłaszcza do bardzo trudnych warunków urabiania, przeznaczony głównie do stosowania w odkrywkowych kopalniach węgla brunatnego.

Stan techniki

W złożach kopalin, eksploatowanych odkrywkowo wieloczerpakowymi koparkami kołowymi, nad pokładami użytecznymi (węgla brunatnego), występują często w formie rozległych warstw lub zwartych skupisk utwory trudno urabialne lub bardzo trudno urabialne, których cechy wytrzymałościowe przekraczają wielkości sił skrawania jakimi dysponują znane wieloczerpakowe koparki kołowe, a nawet koparki specjalne o wyższych siłach skrawania.

Dla bezpiecznego i efektywnego usuwania tych np. trudno urabialnych skał stosuje się wówczas oprócz podstawowych wieloczerpakowych koparek kołowych, także dodatkowe technologie wspomagające (roboty strzałowe, hydrauliczne koparki jednonaczyniowe dużej mocy, spycharki z osprzętem zrywarkowym, czy też młoty hydrauliczne). Stosowanie takich technologii pomocniczych niesie ze sobą niekorzystne skutki w postaci:

- dodatkowych kosztów,

- znacznego zakłócenia procesu podstawowego,

- obniżenia efektywność koparek podstawowych i pozostałych elementów układu KTZ, tj. koparek, przenośników i zwałowarek,

- dodatkowych zagrożeń w ruchu zakładu górniczego.

Zastosowanie takich technologii pomocniczych na szeroką skalę w zamian za koparki wieloczerpakowe jest praktycznie niemożliwe, ze względu na wymagane duże postępy zdejmowania nadkładu, przekraczające wielokrotnie praktycznie możliwości takich pomocniczych technologii.

Dalsze zwiększanie sił skrawania w nowoprojektowanych specjalnych koparkach kołowych byłoby nieuzasadnione, ponieważ:

a) spowodowałby niewspółmiernie wysoki koszt ich budowy w stosunku do prawdopodobnych efektów technicznych - wzrostu wydajności,

b) udział utworów trudno urabialnych, przekraczających możliwości stosowanych już k oparek specjalnych szacuje się na nie więcej niż 5% i takie maszyny byłyby niedostatecznie uniwersalne do zastosowania poza frontami trudno urabialnymi.

Bariera urabialności nadkładu koparkami kołowymi może stanowić istotny czynnik decydujący o nieopłacalności eksploatacji niektórych partii złoża lub budowy nowych kopalń węgla brunatnego.

Cel wynalazku

Celem wynalazku jest modyfikacja układu urabiającego w znanych wieloczerpakowych koparkach kołowych przez wprowadzenie dodatkowych organów urabiających przeznaczonych głównie do urabiania utworów trudno - i bardzo trudno urabialnych.

Istota wynalazku

Organ urabiający w wieloczerpakowych koparkach kołowych, zwłaszcza do bardzo trudnych warunków urabiania, zawierający na obwodzie koła czerpakowego znane czerpaki, charakteryzuje się tym według istotnej cechy wynalazku, że ma postać zrywaka zamocowanego poprzez swoją podstawę na obwodzie koła czerpakowego, naprzemiennie pomiędzy znanymi czerpakami, przy czym każdy zrywak wyposażony jest w co najmniej jeden wymienny i przesuwalny ząb z zabudowanym na swym górnym końcu grotem.

Również istotną cechą wynalazku jest to, że wymienny i przesuwalny ząb osadzony jest obrotowo i przesuwnie poprzez uchwyt w przegubie osadzonym na podstawie zrywaka, która jest wymienna z podstawą znanego czerpaka.

Dalszą istotną cechą każdego zrywaka jest to, że ząb zawiera szereg przelotowych otworów do przesuwalnego zamocowania w uchwycie.

Istotną też korzystną cechą wynalazku jest to, że ząb zrywaka osadzony jest obrotowo w przegubie w płaszczyźnie pionowej koła czerpakowego, przy czym jego grot oddalony jest od osi obrotu przegubu o wielkość minimum 100 mm.

Korzystne skutki wynikające z istotnych cech wynalazku

Organ urabiający w wieloczerpakowych koparkach kołowych, mający postać zrywaka jest niestosowanym dotychczas rozwiązaniem, które łączy w sobie funkcje kruszenia i skrawania skał, poPL 225 882 B1 przez zastosowanie w zrywaku dodatkowo specjalnego grota krusząco-rozluźniającego wysuwanego ponad średnicę skrawania znanych czerpaków w koparkach kołowych.

Zastosowanie takiego rozwiązania w koparkach kołowych umożliwia ich efektywne zastosowanie w skałach charakteryzujących się klasami urabialności wyższymi niż dotychczas zalecanych, tj. nieurabialnych w procesie skrawania bez stosowania technologii wspomagających, takich jak np.: rozluzowujące roboty strzałowe, zrywanie osprzętem zrywarkowym zamontowanym na spycharkach, czy też za pomocą hydraulicznych młotów udarowych.

Przykład użytecznego wykorzystania istotnych cech wynalazku w zakresie budowy organu urabiającego w wieloczerpakowych koparkach kołowych, stanowiącym zrywak i sposobu jego zamocowania oraz wykorzystania, pokazany jest na rysunku, na którym:

- fig. 1 przedstawia rzut boczny wycinka koła czerpakowego znanej koparki kołowej wyp osażonej w dwa zrywaki i

- fig. 2 - przekrój A-A z fig. 1.

Organ urabiający koparki kołowej w postaci dwóch zrywaków 1 pokazany jest na fig. 1 na tle rzutu bocznego wycinka koła czerpakowego 2 koparki kołowej, które usytuowane są pomiędzy znanymi dwoma czerpakami 3 (wymienialne ze znanymi czerpakami tradycyjnymi) w miejscach ich osadzenia. Pokazany na fig. 1 zrywak 1 może być na podstawie bieżącego rozpoznania warunków geologiczno-górniczych i doświadczeń eksploatacyjnych przez służby eksploatacyjne, usytuowany według ilościowo ustalanych potrzeb w określonej ilości na obwodzie 9 koła czerpakowego 2, co umożliwia usuwanie warstw zakwalifikowanych do warstw trudno i bardzo trudno urabialnych.

Zrywak 1 zamocowany jest poprzez swoją podstawę 1 na obwodzie koła czerpakowego 2, naprzemiennie pomiędzy znanymi czerpakami 3, przy czym każdy zrywak 1 wyposażony jest w dwa wymienne i przesuwalne zęby 4 z uformowanymi na swym górnym końcu grotami 5.

Każdy ząb 4 osadzony jest obrotowo i przesuwnie poprzez uchwyt 6 w przegubie 7 osadz onym na podstawie, która jest wymienna z podstawą znanego czerpaka. 3. Ząb 4 zawiera też sz e₁ reg przelotowych otworów 4 do przesuwalnego zamocowania w uchwycie 6. Ząb 4 osadzony jest obrotowo w przegubie 7 w płaszczyźn ie pionowej koła czerpakowego 2, przy czym jego grot 5 oddalony jest od osi obr otu przegubu 7 w kierunku przeciwnym do kierunku urabiania o wielkość minimum 100 mm, co umożliwia w procesie urabiania na swobodny obrót dostosowawczy zęba 4 do siły wypadkowej działającej na grot 5, minimalizując przy tym siły boczne z procesu rozdra bniania. Siły takie bardzo niekorzystnie oddziaływują na napęd obrotu i konstrukcję nadwozia k oparki kołowej. Przesuwne osadzenie zęba 4 umożliwia też obniżenie grota 5 poniżej średnicy 8 skrawania znanych czerpaków 3 w przypadkach robót górniczych nie wymagających wyprzedzającej, rozluźniającej potrzeby działania zrywaka 1.

Fig. 2 pokazuje przekrój A-A z fig. 1 uwidaczniając budowę zębów 4 na tle wycinki koła czerpakowego 2 znanej koparki kołowej.

Podany przykład realizacji wynalazku nie wyczerpuje innych możliwych jego odmian. W zależności od rozpoznanych warunków geologiczno-górniczych (geometrii, ilości i urabialności warstw trudnourabialnych) na obwodzie koła czerpakowego 2 można zamontować, np. 2, 4, 6 ewentualnie 8 zrywaków 1. Zabudowane w zrywaku 1, wysuwne szybko-wymienne zęby 4 uzbrojone w specjalne ostrzagroty 5, umożliwiają ich optymalne wykorzystanie przy kontrolowaniu stanu ich zużycia, przez służby eksploatacyjne. Przewiduje się, że w miarę zdobywania doświadczeń prawidłowość tych ocen będzie coraz lepsza.

Siły obwodowe oddziaływania grotów 5 zrywaka 1 na górotwór mogą być regulowane poprzez ilość zamontowanych zrywaków 1 i stopień wysunięcia zęba 4, odpowiednio w zakresie od obciążeń jak dla zwykłych czerpaków do max dopuszczalnego momentu obrotowego mechanizmu urabiającego koparki.

Sposób osadzenia zębów 4 zrywających umożliwia ich obrót w płaszczyźnie pionowej koła czerpakowego 2. Osadzenie grotów 5 na sztywno narażałoby koparkę na dodatkowe oddziaływanie bocznych sił reakcji, sił bardzo niekorzystnie oddziaływujących na mechanizm obrotu oraz na wielkość dynamicznego obciążenia na cały ustrój nośny koparki. Skutkuje to często zwiększoną ich awaryjnością.

Takie reakcje znane są i występują przy procesie urabiania czerpakami tradycyjnymi z sztywno osadzonymi zębami i nożami, co jest jedną z istotnych przyczyn dużego zużycia tych elementów skrawających i między innymi przyczyną ich zwiększonej awaryjności przy urabianiu warstw trudno urabialnych.

PL 225 882 B1

Przedstawiony w przykładzie realizacji wynalazku organ urabiający według istotnych cech wynalazku, nie wyczerpuje wszystkich możliwych jego odmian realizacji. Ten szczegółowy opis korzystnej odmiany i sposobu jego działania nie może być interpretowany jako ograniczający zasadniczą ideę wynalazczą opisaną w podstawowej części niniejszego opisu.

Claims (4)

1. Organ urabiający w wieloczerpakowych koparkach kołowych, zwłaszcza do bardzo trudnych warunków urabiania, zawierający na obwodzie koła czerpakowego znane czerpaki, znamienny tym, że ma postać zrywaka (1) zamocowanego poprzez swoją podstawę (1 ) na obwodzie koła czerpakowego (2), naprzemiennie pomiędzy znanymi czerpakami (3), przy czym każdy zrywak (1) wyposażony jest w co najmniej jeden wymienny i przesuwalny ząb (4) z uformowanym na swym górnym końcu grotem (5).

2. Organ urabiający według zastrz. 1, znamienny tym, że wymienny i przesuwalny ząb (4) osa₁ dzony jest obrotowo i przesuwnie poprzez uchwyt (6) w przegubie (7) osadzonym na podstawie (1 ), która jest wymienna z podstawą znanego czerpaka (3).

3. Organ urabiający według zastrz. 1, znamienny tym, że ząb (4) zawiera szereg przelotowych ₁ otworów (4 ) do przesuwalnego zamocowania w uchwycie (6).

4. Organ urabiający według zastrz. 1, znamienny tym, że ząb (4) zrywaka (1) osadzony jest obrotowo w przegubie (7) w płaszczyźnie pionowej koła czerpakowego (2), przy czym jego grot (5) oddalony jest od osi obrotu przegubu (7), w kierunku odwrotnym do kierunku urabiania, o wielkość