Результат интеллектуальной деятельности: ГОРНЫЙ КОМБАЙН

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к горным комбайнам непрерывного действия, и предназначено для проведения горных выработок при добыче полезных ископаемых подземным способом.

Уровень техники

Известен проходческо-очистной комбайн (патент US №2770448 (А)), включающий раму, гусеничный ход, исполнительный орган, выполненный в виде двух роторов, а также верхнюю и нижнюю буровые штанги.

Недостатком данного решения является невозможность получения равномерно-вертикальных стен выработки, а также направленность на формирование профиля выработки, исключительно близкого к прямоугольному.

Также известен тоннельный экскаватор (патент US №6305754 (В1)), включающий ходовую часть, опорный корпус, пару центральных резцов и расположенные горизонтально за ними пару винтовых резцов, установленных в верхней и нижней частях комбайна. Данное устройство принято за прототип.

Недостатком прототипа является получение только овальной формы выработки, что обусловлено конструкцией опорного корпуса. Кроме того, из-за длины нижнего винтового резца не удается обеспечить вертикальных боковых стен, что приводит к неполной выемки вырабатываемой горной массы.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом настоящего изобретения является формирование овально-арочной формы выработки с максимально возможными вертикальными стенами без козырьков и, следовательно, максимальной выемкой полезного ископаемого.

Это достигается тем, что длина барабана L₁ верхнего отбойного устройства находится в интервале 0,9-1,1L межцентрового расстояние между вращающимися исполнительными органами, а его диаметр соответствует неравенству:

При этом барабаны нижнего отбойного устройства выполнены составными, а их концевые части снабжены бермовыми фрезами, диаметр d₂ которых зависит от длины барабана L₂. При этом диаметр фрезы определяется соотношением:

Для придания кровле выработки формы равномерной арки, без переходов от криволинейного к прямолинейному, рекомендуется дополнительное улучшение, при котором диаметр верхнего отбойного барабана переменный и увеличивается к центру комбайна.

Сопоставление заявляемого горного комбайна с прототипом, позволяет сделать вывод об отсутствии в последнем признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого изобретения.

Также изобретение не следует явным образом из уровня техники, поэтому авторы считают, что объект является новым и имеет изобретательский уровень, поскольку при устранении такого технического решения, как длина верхнего отбойного устройства предпочтительно находится в интервале 0,9-1,1L, а его диаметр соответствует неравенству:

,

при этом барабан нижнего отбойного устройства выполнен составным, концевые части которых снабжены бермовыми фрезами, диаметр d₂ которых зависит от длины барабана L₂ нижнего отбойного устройства и определяется соотношением:

,

что позволяет получить максимально возможные вертикальные стенки без козырьков и, следовательно, максимальной выемкой полезного ископаемого.

Кроме того, для достижения дополнительного улучшения в виде переменного диаметра верхнего отбойного устройства, увеличивающегося к центру, будет невозможно обеспечить кровле выработки формы равномерной арки, а следовательно, исчезнет и технический результат.

Описание чертежей

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где изображено:

Фиг. 1 - Общий вид горный комбайн;

Фиг. 2 - Вид сечения горной выработки, проходимый горным комбайном с параметрами выработки;

Фиг. 3 - Горный комбайн с роторным исполнительным органом;

Фиг. 4 - Горный комбайн с планетарно-дисковым исполнительным органом.

Осуществление изобретения

Горный комбайн содержит ходовую часть (1), раму (2), два вращающихся исполнительных органа (3) с межцентровым расстоянием L и радиусом R описываемого контура при вращении одним исполнительным органом, верхнее отбойное устройство (4), нижнее отбойное устройство (5), бермовые фрезы (6).

Изобретение работает следующим образом. Горный комбайн ходовой частью 1 (Фиг. 1) подается на забой до соприкосновения исполнительного органа 3 (фиг. 1) с забоем. При этом идет обработка забоя по контуру R, описываемого при вращении одним исполнительным органом (Фиг. 2). Верхнее отбойное устройство 4 (Фиг 2) при этом удаляет целик, образованный двумя исполнительными органами, параметры отбойного органа при этом соответствуют указанным соотношениям, и обеспечивает плоскую кровлю выработки. Целик в нижней части выработки обрабатывается нижним отбойным устройством 5 (Фиг. 2), выполнен составным, концевые части которого снабжены бермовыми фрезами 6 (Фиг. 2). При этом диаметр d₂ бермовой фрезы определяется по представленной формуле исходя из заданной ширины проходимой выработки L₂ во избежание образования козырька между описываемым контуром при вращении одним исполнительным органом и вертикальной составляющей контура выработки. Таким образом, размеры бермовой фрезы позволяют получить оптимальные параметры проходимой выработки с обеспечением ее устойчивости.

Кроме того, для достижения дополнительного улучшения профиля выработки верхнее отбойное устройства может быть выполнено с переменным диаметром, увеличивающимся к центру.

Следует отметить, что приведенная конфигурация горного комбайна и ее элементы являются частным случаем и могут быть исполнены по-другому. Существенными являются сами возможности, которые такая конфигурация дает и которые, тем не менее, могут быть достигнуты рядом других конструктивных особенностей. Например, если ширина выработки по основанию будет равна L₂=L+2R, то для получения вертикальной составляющей контура выработки диаметр d₂ должен быть равным радиусу R. Также формулой изобретения не ограничивается использование в конструкции горного комбайна исполнительных органов различных исполнений, в том числе роторных (Фиг. 3), планетарно-дисковых (Фиг. 4) и т.п.

Также для заявленного горного комбайна в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, существует возможность изготовления и применения с помощью известных до даты подачи заявки средств и методов.

Заявляемое изобретение может найти широкое применение в горной промышленности для проведения выработок породы, в частности проходческих комбайнов непрерывного действия, используемых при добыче полезных ископаемых подземным способом.