PL234350B1 - Automatyczna wieżyczka kotwiąca, zwłaszcza dla niskich wyrobisk górniczych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest automatyczna wieżyczka kotwiąca, mocowana na wysięgniku samojezdnego wozu kotwiącego w górnictwie podziemnym, zwłaszcza w niskich wyrobiskach o wysokości do 1,6 m.

Znane są różne rozwiązania automatycznych wieżyczek kotwiących, przeznaczonych do realizacji całego cyklu zabudowy kotw mechanicznych lub wklejanych, wykonująca kolejno zabiegi wiercenia otworu, montażu i napięcia kotwy. Przykładowo, wieżyczka przedstawiona w opisie zgłoszenia wynalazku PLP.405103 dokonanego przez firmę Mine Master, zawiera kolumnę z rozporą stropową oraz ustalone obrotowo-wychylnie na kolumnie zespoły: wiercący, kotwiący ze strzelcem naboju klejowego. Oba zespoły mają podzespoły posuwu, w których zamocowane są odpowiednio: wiertarka z żerdzią wiercącą, oraz dokrętak z kotwą - usytuowane osiami równolegle i na równym sobie promieniu względem osi kolumny. Zespoły wiercący i kotwiący wychylane są kolejno podzespołem pozycyjnym w położenie zamocowania kotwy. Otwór w stropie wyrobiska wykonywany jest niezależnymi żerdziami o różnej długości - i według materiałów firmowych w wyrobisku o wysokości 1,6 m maksymalna długość otworu wynosi 1,2 m. Zespół kotwiący ma bębnowy magazynek wyposażony w podajnik kotw, pozwalający z jednego napełnienia zabudowań 8 kotw w stropie wyrobiska.

W niskich wyrobiskach, prowadzonych zwłaszcza w skałach trudnourabialnych, problemem technicznym występującym przy automatyzacji procesu kotwienia stropu - na długościach geologicznie wymaganych jako większe od wysokości wyrobiska - są ograniczenia w stosowaniu wydajnych wiertarek obrotowo-udarowych wynikające z ich większej długości oraz wyboczenia żerdzi wiercącej.

W technice zabezpieczania podziemnych pustek górotworu kotwami o dużej długości znane jest rozwiązanie, przykładowo przedstawione w opisie patentowym PL 204 955, polegające na szeregowym zestawianiu żerdzi wiercących i odpowiednio kotw, z wielu odcinkowych elementów połączonych współosiowo złączami gwintowymi na wymaganą długość całkowitą. Dotychczasowo czynności odcinkowego łączenia żerdzi wiercącej i kotwy wykonywane są w sposób niezautomatyzowany.

Wieżyczka według wynalazku, podobnie jak w powyżej opisanych rozwiązaniach, ma kolumnę z rozporą stropową oraz obrotowo-wychylnie łożyskowane na kolumnie zespoły: wiercący i kotwiący, które mają podparte na podzespołach posuwu wiertarkę z żerdzią wiercącą oraz dokrętak z kotwą. Oba zespoły usytuowane są równolegle względem osi kolumny na równym promieniu oraz wychylane podzespołem pozycyjnym w położenie mocowania kotwy. Zespół kotwiący ma bębnowy magazynek kotw przystosowanych do współosiowego połączenia złączami gwintowymi na wymaganą długość całkowitą i wyposażony jest w podajnik kotew. Silnik wiertarki jest dwukierunkowy, a na górnych powierzchniach zespołu wiercącego i kotwiącego są zabudowane uchwyty zaciskowe, do łączenia i i rozłączania odcinkowych żerdzi wiertniczych oraz łączenia odcinkowych kotew. Istota wynalazku polega na tym, że zespół wiercący ma również bębnowy magazynek odcinkowych żerdzi wiercących, usytuowany względem kolumny na wysokości bębnowego magazynka zespołu kotwiącego.

Rozwiązanie wieżyczki według wynalazku umożliwia automatyczne wykonanie obudowy kotwowej stropu podwieszonego do górotworu również kotwami o długościach większych od wysokości wyrobiska. Żerdź wiercąca złożona z wielu odcinków sztywno połączonych złączami tulejowymi - które zewnętrznie przylegający do powierzchni wierconego otworu - jest mniej narażona na wyboczenie. Uchwyty zaciskowe umożliwiają montaż żerdzi wiercącej z odcinkowych elementów, a po wierceniu jej demontaż żerdzi w celu zwrotnego przejęcia do magazynka oraz montaż kotwy z odcinków tworzących wymaganą długość całkowitą.

Wynalazek wyjaśniony jest opisem przykładowego wykonania wieżyczki dla automatycznej zabudowy rozprężnych kotw mechanicznych, wieżyczki przedstawionej na rysunku schematem kinematycznym. Schemat obrazuje układ konstrukcyjny podstawowych zespołów i podzespołów oraz ich przemieszczeń, przy czym oczywistą jest realizacja wynalazku również z wykorzystaniem ekwiwalen tnych funkcją podzespołów o innej budowie niż wynikająca bezpośrednio ze schematu, przykładowo z podzespołem posuwu o napędzie siłownikiem tłokowym zamiast przekładnią łańcuchową, z rozpora stropową o napędzie śrubowym zamiast hydraulicznym.

Konstrukcję nośną wieżyczki stanowi kolumna 1 wyposażona na górnym końcu w rozporę stropową 2, służącą do stabilizacji wieżyczki podczas operacji kotwienia. Na kolumnie 1 zabudowane są w sposób obrotowo-wychylny: zespół wiertarki 3 i zespół kotwiący 4. Oba zespoły 3 i 4 mają podobną konstrukcję, złożoną z: narzędzi roboczych wiertarki 3.1 i dokrętaka 4.1, podzespołów posuwu 3.2 i odpowiednio 4.2, bębnowych magazynków 3.3 i 4.3, podajnika 3.4 odcinkowych żerdzi

PL 234 350 B1 wiercących 5 i podajnika 4.4 odcinkowych kotw 6, oraz zabudowanych na górnych powierzchniach obu zespołów 3 i 4 uchwytów zaciskowych żerdzi 3.5 i kotwy 4.5. Osie wiertarki 3.1 i dokrętka 4.1 usytuowane są względem osi kolumny 1 na obwodzie okręgu o promieniu R, co przy obrocie podzespołem pozycyjnym 7 sytuuje je kolejno w wybranym punkcie zabudowy kotwy. Kolumna 1 wieżyczki mocowana jest za pośrednictwem przegubu obrotowego na końcu wysięgnika 8 samojezdnej kotwiarki - nie uwidocznionej na rysunku.

Po naprowadzeniu kolumny 2 w wybrane miejsce zabudowy kotwy, dokonywane jest ustalenie położenia wieżyczki przez zagłębienie p1 ostrza rozpory stropowej 2 w strop wyrobiska. Wiercenie rozpoczyna pierwsza, odcinkowa żerdź wiercąca 5 z osadzonym na górnym końcu narzędziem skrawającym a na dolnym mająca nakręconą tuleję złączną. Wiertarka 3.1 sprzężona z dolnym końcem żerdzi 5 wprowadza ją w ruch obrotowy +n1 z równoczesnym przemieszczaniem p2 przez podzespół posuwu 3.2 wzdłuż prowadnicy do góry. Po wykonaniu pełnego skoku wiercenia następuje wyłączenie wiertarki 3.1 i podzespołu posuwu 3.2 po czym dolny koniec żerdzi 5 zostaje unieruchomiony przez zaciśnięcie p3 szczękami uchwytu zaciskowego 3.5 na tulei złącza. Wiertarka 3.1 po wykręceniu -n1 wrzeciona z tulei złącza zostaje opuszczona w położenie dolne, magazynek bębnowy 3.3 obrócony o podziałkę n2 oraz podajnik 3.4 doprowadza następną odcinkową żerdź 5 z nakręconą na dolny koniec tuleją złącza w oś wiertarki 3.1. Taki cykl czynności wiercenia powtarzany jest aż do uzyskania wymaganej głębokości otworu. W następnym zabiegu odcinkowe żerdzie zostają kolejno rozkręcone i zwrotnie pobrane do magazynka 3.3. Po odłączeniu zespołu wiercącego 3 od górotworu układ sterowania wieżyczki wymusza podzespołem pozycyjnym 7 obrót n3 o kąt środkowy współosiowości dokrętaka 4.1 z osią wywierconego otworu. Zespół kotwiący 4, o układzie konstrukcyjnym funkcjonalnie bardzo podobnym do zespołu wiercącego 3, wykonuje czynności zabudowy kotwy kolejno zestawianej z odcinkowych kotw 6 sekwencja ruchów n4, p4 i p5.

Wieżyczka według wynalazku pozwala na automatyczną zabudowę stropowych kotew w niskich wyrobiskach górniczych, bez konieczności przebywania pracowników w niebezpiecznej strefie drążonego wyrobiska.

Wykaz oznaczeń na rysunku

1. kolumna

2. rozpora stropowa

3. zespół wiercący

3.1 wiertarka

3.2 podzespół posuwu żerdzi

3.3 bębnowy magazynek żerdzi

3.4 podajnik żerdzi

3.5 uchwyt zaciskowy żerdzi

4. zespół kotwiący

4.1 dokrętak

4.2 podzespół posuwu kotwy

4.3 bębnowy magazynek kotw

4.4 podajnik kotw

4.5 chwyt zaciskowy kotwy

5. odcinkowa żerdź wiercąca

6. odcinkowa kotwa

7. podzespół pozycyjny

8. wysięgnik samojezdnej kotwiarki

R. promień okręgu zabudowy zespołów wiercącego i kotwiącego p1 przemieszczenie rozpory stropowej p2 posuw żerdzi p3 zacisk uchwytu żerdzi p4 posuw kotwy p5 zacisk uchwytu kotwy n1 obrót wiertarki n2 obrót magazynka żerdzi n3 obrót wieżyczki podzespołem pozycyjnym n4 obrót dokrętaka n5 obrót magazynka kotw

PL 234 350 Β1

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Automatyczna wieżyczka kotwiąca, zwłaszcza dla niskich wyrobisk podziemnych, zawierająca kolumnę (1) z rozporą stropową (2) oraz ustalone obrotowo-wychylnie na osi kolumny (1) zespoły: wiercący (3) i kotwiący (4), mające podparte na podzespołach posuwu (3.2, 4.2) wiertarkę (3.1) z żerdzią wiercącą (5) oraz dokrętak (4.1) z kotwą (6), usytuowane osiami równolegle do osi kolumny (1) na promieniu (R) oraz wychylane podzespołem pozycyjnym (7) w położenie robocze mocowania kotwy (6), przy czym zespół kotwiący (4) ma bębnowy magazynek (4.3) odcinkowych kotew (6) wyposażony w podajnik (4.4), silnik wiertarki (3.1) jest dwukierunkowy a na górnych powierzchniach zespołu wiercącego (3) i kotwiącego (4) zabudowane są uchwyty zaciskowe (3.5, 4.5) tulejowych złącz gwintowanych, służących odpowiednio do łączenia i rozłączania odcinkowych żerdzi wiertniczych (5) oraz łączenia odcinkowych kotew (6) na wymaganą długość całkowitą, znamienna tym, że zespół wiercący (3) ma również bębnowy magazynek (3.3) odcinkowych żerdzi wiercących (5), usytuowany względem kolumny (1) na wysokości bębnowego magazynka (4.3) zespołu kotwiącego (4).