PL B1. Małaczyński Krzysztof,Lubin,PL Małaczyński Wilhelm,Lubin,PL BUP 04/ WUP 02/10. Wilhelm Małaczyński

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. E21B 7/02 ( ) E21B 19/24 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Rama wiertnicza (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 04/05 (76) Uprawniony i twórca wynalazku: Małaczyński Krzysztof,Lubin,PL Małaczyński Wilhelm,Lubin,PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 02/10 (74) Pełnomocnik: Wilhelm Małaczyński PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest rama wiertnicza, zamocowana do wysięgnika samojezdnego wozu wiercącego, która stanowi miejsce osadzenia wiertarki obrotowo - udarowej wraz z żerdzią i koronką wiertniczą. Samojezdne wozy wiercące SWW przeznaczone są do wiercenia otworów strzałowych w podziemnych wyrobiskach górniczych, szczególnie w kopalniach rud metali. Głębokość wierconych otworów zależy od długości zastosowanej ramy prowadniczej wiertarki, dla której dobiera się długość żerdzi. Samojezdny wóz wiercący składa się z ciągnika i członu roboczego, przy czym głównym elementem członu roboczego jest teleskopowy wysięgnik, zakończony ruchomo zamocowaną do niego ramą prowadniczą. Rama ta jest miejscem osadzenia wózka wiertarki obrotowo - udarowej, centralizatorów prowadzących żerdź wraz z koronką siłownika posuwu wiertarki, wymuszającego ruch postępowy wiertarki, napinacza węży zasilających wiertarkę oraz rozpory czołowej, za pomocą której ustala się położenie ramy wiertniczej wraz z oprzyrządowaniem względem powierzchni calizny. W znanych samojezdnych wozach wiercących SWW, na górnych listwach prowadniczych ramy wiertniczej, osadzone są kolejno: wózek napinacza węży zasilających wiertarkę, wózek wiertarki obrotowo - udarowej, centralizator środkowy - przesuwny i centralizator końcowy - stały. Urządzenie napinające węże zasilające wiertarkę usytuowane jest w układzie poziomym, ponad wózkiem napinacza i umiejscowione za wiertarką. We wnętrzu ramy umocowany jest siłownik hydrauliczny, za pomocą którego realizuje się ruch postępowy wiertarki wraz z żerdzią i koronką wiertniczą w kierunku powierzchni calizny. Siłownik ten przez układ cięgieł i stałych połączeń przesuwa centralizator środkowy oraz wózek prowadzący i napinający węże, pomiędzy którymi za pomocą linek rozpięty jest wózek z przymocowaną wiertarką. Natomiast na płycie czołowej ramy wiertniczej, od strony wierconych skał, osadzona jest nieruchoma rozpora czołowa w kształcie pojedynczego trzpienia lub czterech trzpieni z zaostrzonymi krawędziami, albo też wykona z gumowej płyty. Ramy wiertnicze stosowane są o różnej długości, bowiem różne są głębokości wykonywanych otworów strzałowych. Długość ramy wiertniczej również zależy od wielkości wyrobisk górniczych, w których pracuje samojezdny wóz wiercący według zasady: im większe wyrobiska, tym dłuższa rama, a tym samym dłuższe otwory. Na przykład: obecnie stosowane ramy wiertnicze umożliwiają wiercenie otworów o głębokości 3,2 m przy długości ramy 5 m, a otwory o głębokości 4,5 m - przy długości ramy 6,5 m. Główną niedogodnością dotychczas stosowanych ram wiertniczych w samojezdnych wozach wiercących jest ich znaczna długość w porównaniu do głębokości wykonywanych otworów strzałowych. Szczególnie jest to kłopotliwe w trakcie prac wiertniczych w niskich i wąskich wyrobiskach, gdzie ze względu na ograniczoną wolną przestrzeń do manipulowania wysięgnikiem i manewrowania maszyną stosowane są krótkie ramy, co skutkuje pozyskiwaniem niewielkich zabiorów. Dlatego też problemem technicznym do rozwiązania staje się możliwość wiercenia głębszych otworów strzałowych przy niezmienionej długości ramy. Celem wynalazku jest umożliwienie wiercenia dłuższych otworów oraz polepszenie przyczepności rozpory czołowej do wierconej skały, a tym samym lepszej stabilizacji ramy podczas zawiercania i wiercenia otworów. Cel ten został osiągnięty przez zmianę konstrukcji elementów wyposażenia ramy wiertniczej. Według wynalazku rama wiertnicza ma takie same elementy składowe, jak ramy dotychczas stosowane. Jest wyposażona w listwy prowadnicze, wózek do mocowania wiertarki, dwa centralizatory środkowy i końcowy, napinacz węży zasilających wiertarkę, siłownik posuwu wiertarki oraz w rozporę czołową. Także i w tej konstrukcji siłownik posuwu wiertarki jednocześnie przemieszcza stale przymocowane wózki centralizatora środkowego i napinacza węży, wzdłuż górnych listw prowadniczych. Istotą wynalazku jest konstrukcja centralizatorów oraz zmiana usytuowania napinacza węży. Centralizator środkowy i centralizator końcowy mają elementy podtrzymujące żerdź wiertniczą - wkładki centralizatorów o zmiennych otworach. Natomiast napinacz węży zasilających wiertarkę umieszczony jest na swoim wózku, ale w układzie pionowym, z boku ramy i prowadnic ślizgowych. Zmienność wymiaru otworów w centralizatorach, korzystnie, dokonuje się przez rozsunięcie części wkładek centralizatorów podtrzymujących żerdź wiertniczą szczególnie przez promieniowe rozsunięcie tych części. Rozchylenie wkładek centralizatorów podtrzymujących żerdź sterowane jest samoczynnie postępowym ruchem siłownika posuwu wiertarki poprzez wózek centralizatora środkowego, przy czym wielkość rozchylenia zmienia wymiary otworów wkładek centralizatorów

3 PL B1 3 od wymiaru poprzecznego żerdzi do wymiaru poprzecznego tulei, za pomocą której łączy się wiertarkę z żerdzią. Istotą tego wynalazku jest zastosowana, oprócz zmiany konstrukcji centralizatorów i usytuowania napinacza węży, także zmiana konstrukcji rozpory czołowej. Przede wszystkim rozpora czołowa osadzona jest w ramie wiertniczej wychylnie, szczególnie za pośrednictwem przegubu zamocowanego na elementach sprężystych i sprężynie. Konstrukcja rozpory według wynalazku posiada trzy stopnie swobody. Zalecana jest rozpora czołowa w postaci płyty z trzema zaostrzonymi trzpieniami, mocowana do ramy wiertniczej za pośrednictwem przegubu. Zastosowanie elementów ramy, według wynalazku, pozwala na zwiększenie długości każdego odwiercanego zabioru, bez zwiększania długości ramy wiertniczej, średnio o około 0,8 m. Fakt ten znacznie poprawia wszystkie wskaźniki wykorzystania pracy maszyny podczas wiercenia otworów strzałowych, co skutkuje zwiększeniem koncentracji robót i wydobycia kopalin. Przedmiot wynalazku wyjaśniony jest w przykładach wykonania oraz pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok ramy wiertniczej z boku w początkowym położeniu wiertarki, fig. 2 - przedstawia widok ramy wiertniczej z góry w początkowym położeniu wiertarki, fig. 3 - widok ramy wiertniczej z boku w końcowym położeniu wiertarki, fig. 4 - widok ramy wiertniczej z góry w końcowym położeniu wiertarki, fig. 5 - przekrój poprzeczny ramy wzdłuż linii A-A z fig. 4, fig. 6 - rozporę czołową z elementem elastycznym w widoku z boku, fig. 7 - rozporę czołową z wbudowanym przegubem w widoku z boku, a fig. 8 szczegół B centralizatora z fig. 3 w widoku od czoła, z rozsuniętymi wkładkami i przy usuniętej części obudowy. P r z y k ł a d I Rama wiertnicza ma obudowę 1, na zewnątrz której wzdłużnie zamocowane są prowadnice ślizgowe 2. Na górnych prowadnicach ślizgowych 2 osadzone są przesuwne wózki: wózek 3 wiertarki 4, wózek 5 centralizatora środkowego 6 i wózek 7 napinacza 8 węży 9 zasilających wiertarkę 4. Do obudowy 1 przytwierdzone są na stałe centralizator końcowy 10 oraz rozpora czołowa 11. W osi wzdłużnej ramy, pomiędzy prowadnicami ślizgowymi 2, zamocowany jest siłownik 12 posuwu wiertarki 4. Tłoczysko 13 siłownika posuwu 12 połączone jest z obudową 1, natomiast jego cylinder 14 współpracuje z wózkami 5 i 7 oraz pośrednio z wózkiem 3 wiertarki 4. W czasie pracy drążenia otworów strzałowych wiertarka 4 połączona jest za pośrednictwem tulei 15 z żerdzią 16, zakończoną koronką 17 wiertniczą. Żerdź 16 podtrzymywana jest i prowadzona przez centralizatory: środkowy 6 i końcowy 10. Wkładki 18 centralizatorów 6 i 10 podtrzymujące żerdź 16 w centralizatorach 6 i 10 składają się z dwóch części, które rozsuwają się dla przepuszczenia tulei 15 w czasie, gdy tuleja 15 zbliża się do centralizatora 6 lub 10 w ruchu postępowym wiertarki 4. Rozsuwanie i zamykanie wkładek 18 centralizatorów 6 i 10 sterowane jest samoczynnie, mechanicznie lub hydraulicznie postępowym ruchem siłownika 12 posuwu wiertarki 4 poprzez wózek 5 centralizatora środkowego 6. Rozsunięcie wkładek 18 podtrzymujących żerdź 16 w otworach centralizatorów 6 i 10 od wielkości średnicy żerdzi 16 do średnicy tulei 15 umożliwia przesunięcie tulei 15 przez otwory w obudowie centralizatorów 6 i 10. Żerdź 16 wiertnicza wraz z koronką 17 prowadzona jest i podtrzymywana w czasie wiercenia otworów strzałowych na całej długości żerdzi 16. Wózek 7 napinacza 8 węży 9 osadzony jest na listwach prowadniczych 2 za wózkiem 3 wiertarki 4 względem wierconej powierzchni skały. Jego rama 19 ma kształt kątowy, co umożliwia osadzenie napinacza 8 węży 9 w układzie pionowym, z boku ramy wiertniczej. Wózek 7 ten porusza się za wózkiem 3 wiertarki 4, z którym jest połączony za pośrednictwem cięgła. Również wózek 5 centralizatora środkowego 6 porusza się po prowadnicach ślizgowych 2 w powiązaniu z wózkiem 3 wiertarki 4, lecz w tym przypadku centralizator środkowy 6 wyprzedza wózek 3 wiertarki 4. W tym przykładzie rama wiertnicza wyposażona jest w rozporę czołową 11, ukształtowaną w formie płyty z trzema ostrymi kolcami 20, która jest mocowana do ramy za pośrednictwem przegubu 21 o trzech stopniach swobody, zamocowanego w płycie czołowej ramy na elementach elastycznych i sprężynie. Tak ukształtowana rama wiertnicza umożliwia wiercenie otworów strzałowych o długości większej o 0,8 m od ramy konwencjonalnej o tej samej długości. P r z y k ł a d II Rama wiertnicza jest zbudowana podobnie, jak w przykładzie I. Różni się dwoma elementami konstrukcyjnymi. Wkładki 18 podtrzymujące i prowadzące żerdź 16 łącznie z koronką 17 w centralizatorach 6 i 10 powiększają swoje otwory dla przepuszczenia tulei 15 przez promieniowe rozsunięcie, identycznie jak w mechanizmie migawki. Rozsunięcie to sterowane jest samoczynnie ruchem postępowym siłownika 12 posuwu wiertarki 4 poprzez wózek 5 centralizatora środkowego 6. Druga różnica

4 4 PL B1 dotyczy konstrukcji rozpory czołowej 11. Zamiast zastosowania przegubu 21 o trzech stopniach swobody, wykorzystano klocek 22 z materiału elastycznego i sprężynę 23, zabudowane na zewnątrz płyty czołowej ramy. I w tym przypadku powiększa się możliwość wiercenia głębszych otworów strzałowych o około 0,8 metra. Zastrzeżenia patentowe 1. Rama wiertnicza stanowiąca ruchome zakończenie wysięgnika członu roboczego samojezdnego wozu wiercącego, wyposażona w listwy prowadnicze, wózek do mocowania wiertarki, centralizatory żerdzi środkowy i końcowy, napinacz węży zasilających wiertarkę, siłownik posuwu wiertarki, przesuwający wózek centralizatora środkowego i wózek napinacza węży, oraz w rozporę czołową znamienna tym, że centralizatory środkowy (6) i końcowy (10) mają wkładki (18) podtrzymujące żerdź wiertniczą (16) o zmiennym otworze, natomiast napinacz (8) usytuowany jest w układzie pionowym, z boku ramy. 2. Rama wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że wkładki (18) podtrzymujące żerdź (16) w centralizatorach (6 i 10) mają zmienne otwory przez rozsunięcie ich części. 3. Rama wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że zmienność otworów wkładek (18) podtrzymujących żerdź (16) w centralizatorach (6 i 10) dokonuje się przez promieniowe rozsunięcie części wkładek (18) podtrzymujących żerdź (16). 4. Rama wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że zmiany wymiarów otworów sterowane są samoczynnie postępowym ruchem siłownika (12) posuwu wiertarki (4), poprzez wózek (5) centralizatora środkowego (6). 5. Rama wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że zmiany wielkości otworów wkładek centralizatorów dokonują się od wielkości poprzecznego wymiaru żerdzi (16) do poprzecznego wymiaru tulei (15) łączącej wiertarkę (4) z żerdzią (16). 6. Rama wiertnicza stanowiąca ruchome zakończenie wysięgnika członu roboczego samojezdnego wozu wiercącego, wyposażona w listwy prowadnicze, wózek do mocowania wiertarki, centralizatory żerdzi środkowy i końcowy, napinacz węży zasilających wiertarkę, siłownik posuwu wiertarki, przesuwający wózek centralizatora środkowego i wózek napinacza węży, oraz w rozporę czołową znamienna tym, że centralizator środkowy (6) i końcowy (10) mają wkładki (18) podtrzymujące żerdź (16) wiertniczą o zmiennym otworze, napinacz (8) usytuowany w układzie pionowym, z boku ramy, natomiast rozpora czołowa (11) osadzona jest w ramie wychylnie. 7. Rama wiertnicza według zastrz. 6, znamienna tym, że rozpora czołowa (11) ma płytę z trzema trzpieniami (20) osadzoną wychylnie za pośrednictwem przegubu (21). 8. Rama wiertnicza według zastrz. 6, znamienna tym, że rozpora czołowa (11) osadzona jest w ramie za pośrednictwem elementu sprężystego (22) i sprężyny (23).

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.