Результат интеллектуальной деятельности: КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОХОДКИ ВЫРАБОТКИ МЕТРОПОЛИТЕНА КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

Изобретение относится к проходческим комплексам в подземных условиях, а именно к оборудованию для проходки выработок метрополитена круглого поперечного сечения.

Известен принятый за прототип комплекс для проходки выработок, содержащий размещенные на снабженном приводом передвижения каркасе механизмы разрушения горной породы в виде шести дисковых фрез, двух внутренних и шести наружных, ковшовое перегрузочное устройство и ленточный конвейер для погрузки горной массы в транспортные средства (Покровский М.Н. Сооружение и реконструкция горных выработок, часть 3, издание 5, М., Г н-т изд-во по горному делу, 1963, с.260-262, рис.150).

Недостатками известного комплекса являются сложность оборудования для перегрузки горной породы в транспортные средства и невозможность удаления со стороны забоя полного объема горной массы, что вызывает необходимость периодической остановки комплекса и удаления скопившейся у забоя остатков горой массы. Кроме того, периодически необходимо удалять также просыпь, образующуюся в подконвейерном пространстве при самоочистке холостой ветви конвейерной ленты при ее взаимодействии с роликоопорами, что затруднительно из-за ограниченной высоты подконвейерного пространства.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы комплекса за счет упрощения конструкции оборудования для передачи горной массы в транспортное средство, исключения возможности скопления у забоя горной массы, образующейся при проходке выработки метрополитена круглого поперечного сечения, а также уменьшение трудоемкости обслуживания комплекса и увеличение его производительности за счет устранения простоев комплекса.

Технический результат достигается тем, что в комплексе для проходки выработки метрополитена круглого поперечного сечения, содержащем размещенные на снабженном приводом передвижения каркасе механизмы разрушения горной породы, перегрузочное устройство для погрузки горной массы в транспортные средства, которое выполнено в виде закрепленного на каркасе нормально ориентированного к забою желоба цилиндрической формы, соответствующей поперечному профилю проходимой выработки, с расположением нижней кромки желоба под острым углом α к основанию выработки и при ограничении верхних кромок желоба горизонтальной плоскостью, расположенной на уровне центральной оси выработки или с некоторым смещением вниз, при этом угол α наклона основания желоба выбран из условия обеспечения его ширины на противоположной от забоя стороне не более ширины кузова вагонеток, транспортирующих извлеченную при проходке выработки породу, а внутри желоба в его средней части размещен бесконечно замкнутый на приводной и натяжной звездочках двухцепной скребковый контур с криволинейным внешним профилем скребков с радиусом кривизны, равным внутреннему радиусу желоба, и с возможностью взаимодействия скребков нижней грузонесущей ветви с основанием желоба, а верхней холостой ветви с опиранием на ролики, при этом приводная звездочка размещена со стороны разгрузочной кромки желоба, а концевая - со стороны забоя при направлении движения нижней ветви в сторону от забоя, а скорость движения скребково-цепного тягового контура определяется из соотношения

vF=v_кπR²,

где F - площадь поперечного сечения скребков, м², v, v_к - соответственно скорость скребково-цепного контура и скорость проходки выработки, м/с, R - радиус выработки, м.

Комплекс для проходки выработки метрополитена круглого поперечного сечения представлен на фиг.1 - план, на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1, на фиг.3 - вид Б по фиг.1.

Комплекс для проходки выработки метрополитена круглого поперечного сечения содержит размещенные на снабженном приводом передвижения каркасе (не показан) механизмы 1 разрушения горной породы, перегрузочное устройство для погрузки горной массы в транспортные средства, которое выполнено в виде закрепленного на каркасе нормально ориентированного к забою 2 желоба 3 цилиндрической формы, соответствующей поперечному профилю проходимой выработки 4. Нижняя кромка 5 желоба 3 расположена под острым углом α к основанию 6 выработки 4, а верхние кромки 7 желоба 3 ограничены горизонтальной плоскостью, расположенной на уровне центральной оси выработки 4 или с некоторым смещением вниз, в зависимости от конструкции механизмов 1 разрушения горной породы. При этом угол α наклона основания желоба (нижней кромки 5) выбран из условия обеспечения ширины желоба 3 на противоположной от забоя 2 стороне не более ширины кузова вагонеток 8, транспортирующих извлеченную при проходке выработки 4 породу. Это объясняется тем, что радиус R желоба 3 одинаковый по всей его длине, а сверху желоб 3 ограничен горизонтальной плоскостью. Поэтому при наклонном расположении желоба 3 с цилиндрической поверхностью основания его верхние боковые кромки 7 сближаются друг с другом при изменении ширины желоба 3 от величины, равной двойному радиусу R выработки 4, до ширины, равной ширине кузова вагонетки 8 (фиг.1 и 3). Эта минимальная ширина как раз и определяется величиной угла α наклона желоба, тем меньше его ширина на конечной кромке в зоне ее размещения над кузовом вагонетки 8. Поэтому величина угла α наклона желоба 3 должна быть задана в зависимости от ширины кузова используемых вагонеток 8 для удаления горной массы при проходке выработки 4.

Внутри желоба 3 в его средней части размещен бесконечно замкнутый на приводной 9 и натяжной 10 звездочках двухцепной скребковый контур 11 с криволинейным внешним профилем скребков 12 с радиусом их кривизны, равным внутреннему радиусу желоба 3, и с возможностью взаимодействия скребков 12 нижней грузонесущей ветви двухцепного скребкового контура 11 с основанием (5) желоба 3, а верхней холостой ветви - опиранием на горизонтально ориентированные ролики 13. При этом приводная звездочка 9 размещена со стороны разгрузочной кромки желоба 3, а натяжная звездочка 10 - со стороны забоя 2 при направлении 14 движения нижней ветви в сторону от забоя 2. Скорость движения скребково-цепного тягового контура определяется из соотношения

vF=v_кπR²,

где F - площадь поперечного сечения скребков, м², v, v_к - соответственно скорость скребково-цепного контура и скорость проходки выработки, м/с, R - радиус выработки, м.

15 - сыпучая горная масса, образующаяся при проходке выработки 4.

Комплекс действует следующим образом. В процессе проходки выработки 4 образующийся при работе механизмов разрушения 1 горной породы весь объем сыпучей горной массы 15, при продвижении комплекса в сторону забоя 2, размещается внутри желоба 3 и непрерывно удаляется в сторону от забоя 2 нижней грузонесущей ветвью двухцепного скребкового контура 11 путем захвата горной массы 15 скребками 12 при их огибании натяжной звездочки 10 и дальнейшего транспортирования горой массы 15 путем ее смещения скребками 12 по основанию (5) желоба 3 в направлении 14 с подъемом под углом α по отношению к основанию 6 выработки 4. При огибании двухцепного скребкового контура 11 приводной звездочки 9 транспортируемая горная масса 15 разгружается в кузова вагонеток 8, а верхняя холостая ветвь двухцепного контура 11 движется вниз, в сторону натяжной звездочки 10, опираясь на опорные ролики 13. При этом за счет криволинейной формы поперечного сечения желоба 3, перекрывающего по ширине выработку 4, и размещения в центральной части желоба 3 двухцепного скребкового контура 11 с нижней грузонесущей ветвью вся образующаяся при проходке выработки 4 горная масса 15 смещается под действием собственного веса в центральную часть желоба 11 и подхватывается движущимися в сторону от забоя скребками 12 с последующей разгрузкой горной массы 15 в кузова вагонеток 8.

Отличительные признаки изобретения обеспечивают повышение надежности работы комплекса за счет упрощения конструкции оборудования для передачи горной массы в транспортное средство, исключения возможности скопления у забоя горной массы, образующейся при проходке выработки метрополитена круглого поперечного сечения, а также уменьшение трудоемкости обслуживания комплекса и увеличение его производительности за счет устранения простоев комплекса.