PL229109B1 - Sposób prowadzenia prac górniczych w czynnym przodku ścianowym kopalni głębinowej i mobilna maszyna dla prowadzenia prac górniczych w czynnym przodku ścianowym kopalni głębinowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadzenia prac górniczych w trudnych warunkach górniczo-geologicznych w czynnym przodku ścianowym kopalni głębinowej, zwłaszcza prac wiertniczych. Przedmiotem wynalazku jest również mobilna maszyna dla prowadzenia prac górniczych w czynnym przodku ścianowym kopalni głębinowej.

Znane jest z opisu kanadyjskiego wynalazku nr CA2234745 p.t. „Górnicza wiertnica podziemna”, urządzenie, które jest przeznaczone dla używania w podziemnych kopalniach dla wiercenia otworów strzelniczych i innych otworów np. dla kotwienia. Posiada teleskopowy maszt do blokowania na stropie oraz dwa pionowo i poziomo umiejscowione wysięgniki z wiertarkami, których położenie można dopasować w zakresie wysokości stanowiska a także podwozie oparte na kołach dostosowane do poruszania się na tymczasowych torach szynowych.

Inne znane urządzenie, ujawnione w opisie polskiego zgłoszenia nr P.351903 p.t. „Wiertnica stojakowa przenośna”, przeznaczona zwłaszcza do wiercenia otworów w węglu, składa się z posadowionej na podstawie stabilizującej kolumny, która w części górnej ma wysuwany element rozporowy. Pomiędzy podstawą stabilizującą a wysuwnym elementem rozporowym jest wahliwa prowadnica z obwodowym łańcuchem współpracującym z silnikiem napędowym organu urabiającego. Prowadnica na jednym końcu ma mechanizm posuwu silnika napędowego zaś na drugim końcu podtrzymkę organu urabiającego. Mechanizm przesuwu silnika napędowego jest sprzężony z zespołem sterującym uruchamiającym obroty silnika napędowego wiertarki.

Jeszcze inne rozwiązanie jest przedstawione w opisie polskiego zgłoszenia nr P 389091 p.t. „Układ zmechanizowanego zestawu wiertniczego wychylno-obrotowego w wyrobisku górniczym”. Układ ma hydrauliczną wiertarkę górniczą przymocowaną przegubowo wahliwie na suporcie korpusu wychyłowo-obrotowego łoża wiertniczego ze stopniem ruchu obrotowego w płaszczyźnie poziomej i stopniem ruchu wychylno-opuszczającego w płaszczyźnie pionowej. Korpus łoża wiertniczego jest przymocowany przegubowo od czoła do objemki obrotowej stojaka hydraulicznego oraz z dołu, poprzez regulowany mechanizm wychylania łoża wiertniczego, do jego objemki stałej.

Z chińskiego opisu zgłoszeniowego wzoru użytkowego CN 202039774 U znana jest „Zautomatyzowana hydrauliczna maszyna wiertnicza używana w górnictwie węglowym”, znana jest wiertnica osadzona na stojaku podporowym, który w cyklu roboczym przemieszcza się po trasie posuwu kombajnu na przenośniku ścianowym.

Zasadniczą wadą przedstawionych urządzeń jest konieczność demontażu i usunięcia całego urządzenia w czasie przejazdu kombajnu urabiającego i ponownego montażu po jego przejeździe. Są to prace czasochłonne, uciążliwe, wymagające użycia znacznej siły fizycznej i niebezpieczne z uwagi na pracę pod niezabezpieczonym stropem.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu prowadzenia prac górniczych w przodku ścianowym w szczególności prac wiertniczych bez konieczności ręcznego demontażu, przenoszenia oraz ponownego montażu stanowiska pracy. Celem wynalazku jest także wzrost bezpieczeństwa pracy poprzez zabezpieczenie pracownika prowadzącego prace górnicze, w szczególności prace wiertnicze przed opadem skał ociosowych i stropowych, co stanowi znaczny odsetek wypadków górniczych. Kolejnym celem wynalazku jest opracowanie maszyny do prowadzenia prac mechanicznych w czynnym przodku ścianowym, która realizuje cele wskazane wyżej.

Sposób według wynalazku polega na prowadzeniu prac górniczych narzędziem, montowanym na stojaku podporowym, który w cyklu roboczym przemieszcza się po trasie posuwu kombajnu na przenośniku ścianowym. W czasie przejazdu kombajnu podnosi się stojak wraz z narzędziem mechanicznie w górę i odciąga w przestrzeń pola obchodowego sekcji obudowy zmechanizowanej. Po przejeździe kombajnu wprowadza się go z powrotem do pozycji roboczej na przenośniku. Przemieszczanie stojaka odbywa się poprzez napęd mechaniczny dla pokładów wydobywczych wysokich lub ręczny dla pokładów niskich lub średnich.

Maszyna dla prowadzenia prac górniczych w czynnym przodku ścianowym ma hydrauliczny stojak dwustronnego działania z podporą wyposażoną w układ mocujący dla narzędzia. Stojak jest umocowany na zespole jezdnym osadzonym w sposób rozłączny na trasie posuwu kombajnu górniczego. Górna część stojaka posiada uchwyt dla podczepienia całości do obudowy zmechanizowanej w celu podniesienia w górę. W dolnej części stojaka znajduje się uchwyt dla połączenia z układem odciągającym przymocowanym do obudowy zmechanizowanej. W wersji dla pokładów wysokich zespół jezdny jest wyposażony w silnik hydrauliczny oraz gwiazdę napędową z przekładnią. Korzystnie gdy podporę

PL 229 109 B1 dla narzędzia stanowi połączony ze stojakiem za pomocą ciernego sprzęgła tarczowego stół wiertniczy, do którego jest zamocowany układ wiertnicy hydraulicznej. Konstrukcja sprzęgła umożliwia zmianę pionowego kąta ustawienia stołu w zakresie +/- 70° i blokadę wybranego ustawienia poprzez otwory w tarczach ciernych i śruby blokujące. Korzystnie gdy maszyna ma jako wyposażenie zewnętrzne układ odciągający, który stanowi zawieszony na stropnicy sekcji obudowy zmechanizowanej siłownik z zaczepem dla łącznika stojaka. Korzystnie zespół jezdny jest wyposażony w zabezpieczający przed wypadnięciem z trasy podchwyt, który stanowi ruchoma, zawieszona na nieruchomym sworzniu górnym zapadka oparta o ruchomy sworzeń dolny wysuwany na czas prowadzenia prac wiertniczych. W innej wersji maszyny na stole wiertniczym montuje się jako narzędzie układ kotwiący.

Główną zaletą sposobu jest bezpieczeństwo i sprawność wykonywania prac wynikająca z możliwości przemieszczania się stojaka wzdłuż czoła ściany oraz samoczynnego i mechanicznego udostępnienia trasy przenośnika na czas przejazdu kombajnu. Prowadzenie prac górniczych według wynalazku niemal całkowicie eliminuje ryzyko ekspozycji pracowników na opady skał ociosowych i stropowych. Ponadto przy zastosowaniu sposobu według wynalazku liczba pracowników potrzebnych do obsługi stanowiska wiertniczego została zredukowana z pięciu do dwóch osób. Zastosowanie sposobu jak i urządzenia według wynalazku zwiększa wykorzystanie czasu dyspozycyjnego pracy maszyn górniczych. Podczas prób ruchowych porównawczych przy zastosowaniu sposobu i urządzenia według wynalazku bez zatrzymywania przenośnika ścianowego, dwóch pracowników wykonało 4 otwory wielkośrednicowe w czasie 35 minut. Wykonanie tych samych otworów w sposób znany ze stanu techniki i wymagający zatrzymania przenośnika zajęło czterem pracownikom 1 godz. 15 minut. Należy wziąć także pod uwagę fakt iż zatrzymanie przenośnika równoznaczne jest z zatrzymaniem produkcji. Dodatkowo zastosowanie urządzenia według wynalazku eliminuje zagrożenia wibracją podczas wykonywania robót wiertniczych. Konstrukcja maszyny pozwala na szeroki zakres manipulacji narzędziem oraz pewne zamocowanie stojaka na saniach kombajnowych zespołu jezdnego i możliwość sprawnego odsunięcia go wraz narzędziem i saniami do wolnej przestrzeni poza trasą kombajnu bez konieczności demontażu i ponownego montażu po przejeździe kombajnu.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przykładach wykonania przedstawionych na rysunku, gdzie pokazano etapy realizacji sposobu według wynalazku dla wiertnicy górniczej jako narzędzia oraz konstrukcję maszyny dla dwóch przykładów stosowania napędu.

Fig. 1 przedstawia maszynę wraz z wiertnicą jako narzędziem w stanie roboczym, fig. 2 przedstawia etap gdy maszyna jest uniesiona w górę a fig. 3 etap gdy maszyna jest uniesiona w górę i umieszczona w polu obchodowym sekcji obudowy zmechanizowanej. Fig. 4 pokazuje konstrukcję maszyny dla napędu mechanicznego, fig. 5 dla napędu ręcznego a fig. 6 konstrukcję napędu.

W przykładzie wykonania sposobu prace wiertnicze prowadzone są w czynnym przodku ścianowym kopalni głębinowej węgla kamiennego o wysokości mniejszej niż 2,5 metra, gdzie kombajn ścianowy porusza się na układzie jezdnym bezcięgnowym Eicotrack. Układ jezdny 1b wraz ze stojakiem podporowym 2 montuje się na trasie posuwu 5 kombajnu górniczego. Do stołu wiertniczego 2f zabudowanego w górnej części korpusu stojaka 2 montuje się układ wiertnicy. Po przeprowadzeniu odpowiednich ustawień wykonuje się wiercenia otworów. Następnie na czas przejazdu kombajnu głowicę stojaka 2d z uchwytem zamocowania 2e i osłonę boczną 7 sekcji obudowy zmechanizowanej łączy się łańcuchem, następnie ściąga się stojak hydrauliczny przez co uzyskuje się podnoszenie układu jezdnego 1 b. W dalszej fazie siłownik hydrauliczny 6 o odpowiedniej długości wysuwu, który zamocowany jest do części stropnicy sekcji obudowy zmechanizowanej 8 podczepia się do łącznika 2b zespołu jezdnego. Po wysterowaniu siłownika zespół jezdny 1b wciągany jest do pola obchodowego sekcji obudowy zmechanizowanej 9. Uzyskuje się w ten sposób możliwość swobodnego przejazdu kombajnu po trasie 5. Po przejeździe kombajnu elementy maszyny wracają do stanu poprzedniego. Zmiana miejsca wykonywania otworu odbywa się poprzez ręczne przesunięcie maszyny na zespole jezdnym 1b po trasie posuwu 5 kombajnu górniczego.

W drugim przykładzie wiercenia górnicze wykonuje się w przodku ścianowym o wysokości ponad 2,5 m. Pozostałe warunki tak jak w przykładzie pierwszym. Zmiana miejsca wykonywania otworu odbywa się poprzez przesunięcie maszyny przy pomocy zespołu jezdnego 1a zawierającego napęd hydrauliczny opisany w przykładzie wykonania maszyny górniczej według wynalazku, po trasie posuwu 5 kombajnu górniczego. Podniesienie maszyny na czas przejazdu kombajnu górniczego i usunięcie jej do pola obchodowego sekcji zmechanizowanej odbywa się tak jak w przykładzie pierwszym.

PL 229 109 B1

Konstrukcja maszyny dla obu przykładów wykonania składa się z trzech zespołów: zespół jezdny 1, zespół podporowo - rozporowy związany ze stojakiem 2 i układ wiertnicy 3. Zespół jezdny 1 jest przeznaczony do przesuwania maszyny na saniach kombajnowych na przystawce przenośnika ścianowego 4 po trasie posuwu kombajnu 5 w zależności od miejsca wykonywania otworu. Przedstawiony jest w dwóch wersjach: pierwsza, 1a dla przodków ścianowych powyżej 2,5 m ma sanie kombajnowe z napędem hydraulicznym a druga, 1b dla przodków niskich i średnich ma sanie bez zespołu napędowego - wtedy przesuwanie układu odbywa się ręcznie. W obu wersjach zespół jezdny 1 jest wyposażony w podchwyt 1f, który go zabezpiecza przed wypadnięciem z trasy posuwu 5 i stabilizuje podczas wykonywania prac wiertniczych.

W wersji z napędem hydraulicznym poruszanie odbywa się za pomocą zamontowanej w środku zespołu jezdnego gwiazdy napędowej 1c z przekładnią, gdzie obrót realizowany jest przez silnik hydrauliczny 1d. Gwiazda napędowa 1c osadzona jest na korpusie 1e obudowy za pomocą wału napędowego z łożyskami tocznymi. W wersji z napędem ręcznym wysokość zespołu jezdnego jest niższa z uwagi na brak napędu co powoduje większe możliwości podniesienia maszyny w ścianach średnio wysokich i niskich.

Zespół podporowo - rozporowy stanowi stojak hydrauliczny 2 dwustronnego działania z możliwością przemieszczania rdzennika w górę i w dół. Stojak 2 jest osadzony w gnieździe 2a na górnej pokrywie zespołu jezdnego 1, na którym umieszczony jest również łącznik 2b dla połączenia z siłownikiem 6. Elementy te połączone są przegubowo za pomocą sworznia 2c. W górnej części stojaka zbudowana jest głowica 2d wraz z koronką podporową 2h, która umożliwia rozpieranie układu oraz podnoszenie. Na korpusie stojaka 2 zabudowany jest stół wiertniczy 2f połączony z nim za pomocą sprzęgła ciernego tarczowego 2g, do którego jest mocowany za pomocą kompletu śrub układ wiertnicy 3. Konstrukcja sprzęgła umożliwia zmianę pionowego kąta ustawienia stołu w zakresie +/- 70° i blokadę wybranego ustawienia poprzez otwory w tarczach ciernych, w których umieszcza się śruby.

W miejscu prowadzenia robót wiertniczych zabudowuje się jako układ odciągający siłownik hydrauliczny 6 o odpowiedniej długości wysuwu, który zamocowany jest do części stropnicy sekcji obudowy zmechanizowanej 8. Siłownik 6 wykorzystywany jest do wciągania układu wiertnicy 3 do pola obchodowego sekcji zmechanizowanej 9 oraz wprowadzenia do trasy 5 po przejeździe kombajnu ścianowego.

Układ wiertnicy 3 zbudowany jest z wiertarki poruszającej się po wysięgniku 3a wiertnicy za pomocą łańcucha dociskowego 3b, którego ruch do przodu i do tyłu zapewnia silnik hydrauliczny 3c zabudowany w tylnej części wiertnicy. Wiertarka przemieszcza się po prowadzeniach wysięgnika 3a wykonanych z dwóch odwróconych ścianami do siebie ceownikach a, zabudowany w tylnej części prowadzenia, silnik hydrauliczny 3c posiada możliwość dwukierunkowego poruszania się, co umożliwia docisk wiertarki jak również czyszczenie wykonywanych otworów w przypadku wykonywania otworów wielkośrednicowych do korytkowania.

Zasilanie hydrauliczne maszyny górniczej odbywa się z magistrali hydraulicznej zasilającej sekcje obudowy zmechanizowanej. Do zaworu odcinającego magistrali podłącza się dwa przewody hydrauliczne, jeden dla zbudowania ciśnienia, a drugi dla spływu medium. Przewody łączy się z dwoma rozdzielaczami sterującymi, z których jeden służy do sterowania posuwem oraz podnoszeniem i opuszczaniem układu jezdnego a drugi do sterowania siłownikiem 6 do odciągania maszyny górniczej poprzez wysuwanie i zsuwanie rdzennika. Układ wiertnicy 3 posiada osobne zasilanie z bloków rozdzielających z magistrali hydraulicznej połączonych z rozdzielaczem typu RB4, którym steruje się posuw wiertarki do przodu i cofanie oraz obroty wiertarki.

W czasie wiercenia otworów maszyna jest ustabilizowana w gnieździe 2a na zespole jezdnym 1. Zmiana miejsca wykonywania otworu odbywa się poprzez przesunięcie maszyny na saniach po tr asie kombajnu 5. Przy zbliżaniu się kombajnu do przodka następuje wysterowanie rdzennika stojaka 2 w górę i podniesienie zespołu jezdnego 1 ponad trasę kombajnu. Siłownik 6 łączy się z łącznikiem 2b zespołu jezdnego 1, co po wysterowaniu siłownika 6 powoduje wciągnięcie zespołu jezdnego 1 do pola obchodowego sekcji obudowy zmechanizowanej 9 i stwarza swobodny przejazd kombajnu po trasie 5. Po przejeździe kombajnu elementy maszyny wracają do stanu poprzedniego. Do stołu wiertniczego 2f można zamocować także inne urządzenie, przykładowo układ kotwiarki do kotwienia stropu wyrobiska.

PL 229 109 B1

Wykaz oznaczeń

- zespół jezdny

1a - zespół jezdny z napędem hydraulicznym

1b - zespół jezdny z napędem ręcznym

1c - gwiazda napędowa

1d - silnik hydrauliczny

1e - korpus

1f - podchwyt zabezpieczający

- stojak

2a - gniazdo

2b - łącznik

2c - sworzeń

2d - głowica stojaka

2e - uchwyt

2f - stół wiertniczy

2g - sprzęgło

2h - koronka podporowa

- układ wiertnicy

3a - wysięgnik wiertnicy

3b - - łańcuch dociskowy

3c - silnik wiertarki

- przenośnik ścianowy

- trasa posuwu kombajnu ścianowego

- siłownik

- osłona boczna sekcji obudowy zmechanizowanej

- stropnica obudowy zmechanizowanej

- pole obchodowe sekcji obudowy zmechanizowanej

Claims (8)

1. Sposób prowadzenia prac górniczych w czynnym przodku ścianowym kopalni głębinowej z zastosowaniem przemieszczającego się po trasie posuwu kombajnu stojaka podporowego, na którym montuje się narzędzie, znamienny tym, że w czasie przejazdu kombajnu stojak podporowy podnosi się mechanicznie w górę i odciąga w przestrzeń pola obchodowego sekcji obudowy zmechanizowanej po czym wprowadza się go z powrotem do pozycji roboczej na przenośniku.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przemieszczanie stojaka po trasie odbywa się ręcznie lub poprzez napęd mechaniczny.

3. Mobilna maszyna dla prowadzenia prac górniczych w czynnym przodku ścianowym kopalni głębinowej, która zawiera stojak podporowy dla narzędzia zamocowany w sposób rozłączny na trasie posuwu kombajnu poprzez układ jezdny, znamienna tym, że hydrauliczny stojak (2) dwustronnego działania ma podporę wyposażoną w układ mocujący dla narzędzia a górna część stojaka (2) posiada uchwyt (2e) dla podczepienia do obudowy zmechanizowanej zaś w dolnej części stojaka (2) znajduje się uchwyt (2b) dla połączenia z układem odciągającym przymocowanym do obudowy zmechanizowanej.

4. Mobilna maszyna według zastrz. 3, znamienna tym, że zespół jezdny (1) jest wyposażony w silnik hydrauliczny (1 d) oraz gwiazdę napędową (1c) z przekładnią.

5. Mobilna maszyna według zastrz. 3, znamienna tym, że podporę dla narzędzia stanowi połączony ze stojakiem za pomocą ciernego sprzęgła tarczowego (2g) stół wiertniczy (2f), do którego jest zamocowany układ wiertnicy hydraulicznej (3) przy czym konstrukcja sprzęgła umożliwia zmianę pionowego kąta ustawienia stołu w zakresie +/- 70° i blokadę wybranego ustawienia poprzez otwory w tarczach ciernych.

6. Mobilna maszyna według zastrz. 3, znamienna tym, że jej wyposażenie zewnętrzne jako układ odciągający stanowi zawieszony na stropnicy sekcji obudowy zmechanizowanej (8) siłownik (6) z zaczepem dla łącznika (2b) stojaka.

PL229 109 Β1

7. Mobilna maszyna według zastrz. 3, znamienna tym, że zespół jezdny (1) jest wyposażony w zabezpieczający przed wypadnięciem z trasy podchwyt (1 f), który stanowi ruchoma, zawieszona na nieruchomym sworzniu górnym zapadka oparta o ruchomy sworzeń dolny wysuwany na czas prowadzenia prac wiertniczych.

8. Mobilna maszyna według zastrz. 5, znamienna tym, że do stołu wiertniczego (2f) jest zamocowany układ kotwiący.