Угледобывающие агрегаты

Угледобывающие комплексы с механизированными крепями разрабатывались и разрабатываются в основном для осуществления цикличной технологии выемки угля с перерывами в работе очистной машины при выполнении вспомогательных (концевых и маневровых) операций. Технология выемки угля с помощью угледобывающих комплексов многооперационна и требует постоянного присутствия людей в очистном забое.

В 50-х годах в СССР были развернуты работы по созданию угледобывающих агрегатов, т.е. таких систем очистного забойного оборудования, в которых различные функциональные машины имеют не только технологические (широко- и узкозахватные комплекты очистного оборудования) и кинематические связи (угледобывающие комбайновые и струговые комплексы), но главным образом конструктивные связи.

Испытания первого очистного агрегата А2 конструкции института «Гипроуглемаш» начались в 1958 г. на шахте «Ново-Мосьпино» в Донецком угольном бассейне. Агрегат А2 имел в своем составе струговой исполнительный орган челнокового действия, передвижной скребковый конвейер, механизированную крепь, перегружатель и гидрооборудование. Особенность этого агрегата — наличие структурно развитой базы, которую составляли став конвейера и забойные секции крепи, расположенные по длине очистного забоя через одну с посадочными секциями. За период с .1958 по 1965 г. в Донецком бассейне испытывалась опытная партия агрегатов А2 в количестве 8 шт.

Несмотря на то, что при испытаниях агрегатов на пластах мощностью 1,3—1,8 м фактическая среднесуточная добыча угля (269 т) далеко не достигла расчетного значения 1000 т, экономические показатели работы агрегата были положительными.

Дальнейшее развитие структура очистного агрегата получила в конструкции стругового автоматизированного агрегата СА (разработчики — МГИ и Узловский машиностроительный завод). Агрегат в своем составе имел: струговый исполнительный орган челнокового действия, скребковый забойный конвейер, механизированную забойную крепь оградительно-поддерживающего типа, крепи сопряжения и системы направленного передвижения в плоскости и профиле пласта. Став конвейера и соединенные с ним шарнирно забойные секции крепи составили базу агрегата, которая передвигалась на забой фронтально. В качестве базовых использовались обычные секции механизированной крепи (каждая вторая секция).

Опытная партия агрегатов СА в количестве 5 шт прошла испытания на шахтах Подмосковного и Кузнецкого угольного бассейнов в 1964—1970 гг. В целом результаты испытаний были положительными. Производительность труда рабочего очистного забоя составила 68,3 т/выход, а участковая себестоимость угля — 0,45 руб. Однако устойчивой расчетной нагрузки на забой получить не удалось. Вместо 1200 т/сут она составила фактически 670 т/сут.

Большую роль в отечественном агрегатостроении сыграла разработка Гипроуглемашем конструкции агрегата A3. Многие технические решения, заложенные в этом агрегате, нашли эффективное применение в последующих типах агрегатов.

Если в агрегатах А2 и СА при фронтальной подаче базы на забой использовался струговый исполнительный орган цикличного действия, то в агрегате A3 был применен многоструговый отбойно-доставочный кольцевой исполнительный орган, замкнутый в вертикальной плоскости. Крепь агрегата состояла из одностоечных секций оградительно-поддерживающего типа. Для подачи отбойно-доставочного органа на забой, а также крепи с активным подпором на каждой секции предусмотрены два гидродомкрата — по одному у основания и перекрытия.

В агрегате A3 была предусмотрена фронтальная обработка угольного забоя одновременно по всей длине очистного забоя на всю вынимаемую мощность пласта при непрерывной подаче отбойно-доставочного органа агрегата на забой; фронтальная, одновременная передвижка групп секций крепи по всей длине очистного забоя; дистанционное управление агрегатом с находящегося в штреке пульта управления.

Агрегат A3 имел недостаточную управляемость в профиле пласта. Кроме того, отсутствие забойного конвейера и доставка отбитого угля каретками и скребками исполнительного органа приводили к его переизмельчению, большому пылеобразованию, низкой производительности и большой энергоемкости процесса выемки. Все это не позволило достичь агрегату A3 на пологом пласте устойчивых технико-зкономических показателей.

Вместе с тем при опытной эксплуатации этого агрегата на крутом пласте на шахте «Новая» в Кузбассе была достигнута месячная добыча 6000 т при максимальной суточной производительности 400 т. Этим агрегатом был отработан столб длиной 350 м. С учетом этого положительного результата дальнейшие работы над агрегатом продолжались с целью приспособления его к эксплуатации на крутых пластах и был создан агрегат АКЗ, который в настоящее время выпускается серийно.

Агрегат A3 и другие агрегаты, выполненные по указанной принципиальной схеме (АКЗ, Ф1), получили название фронтальных агрегатов. Такие агрегаты позволяют осуществлять: малооперационную технологию работ в очистном забое; совмещение во времени всех операций в очистном забое и на прилегающих штреках; вывод людей из забоя во время выполнения этих операций.

Фронтальный агрегат АКЗ предназначен для выемки наклонных и крутых пластов мощностью 1,6—2,5 м с сопротивляемостью угля резанию до 200 кН/м, породами кровли средней устойчивости и сопротивлением почвы вдавливанию до 0,75 МПа.

image136-1928653

Основные элементы агрегата АКЗ (рис. 2.28): кольцевой струговый исполнительный орган 2, состоящий из пластинчатой цепи 17, 11 шт. резцовых кареток 14 и двух приводов 1 и 5 по концам очистного забоя; став 15 агрегата, состоящий из оснований 3 и телескопических передних стенок 13 с верхними и нижними направляющими 9 и 4 исполнительного органа 2, механизированная  крепь 10 — секционная одностоечная оградительно-поддерживающего типа, состоящая из верхняков 27, спинок 20, стоек 19 и башмаков 16 с опорами 18 для установки стоек; две крепи сопряжений 8 и 77 с конвейерным и вентиляционным штреками; скребковый перегружатель 6 на колесном ходу, пульт управления 7, магнитная станция МСВ, три насосные станции СНУ5, оросительная установка НУМС200С, гидро- и электроразводка.

При работе агрегата его став вместе с направляющими 72 резцовых кареток 14 и исполнительным органом в целом движется на забой, отталкиваясь секционными домкратами от распертых секций. Уголь отбивается кольцевым струговым исполнительным органом и самотеком транспортируется до штрекового перегружателя. Управление скоростью подачи исполнительного органа на забой и разворотом става агрегата осуществляется с центрального, расположенного на штреке, пульта управления 7.

После выбора хода домкратов 1/3 всех секций крепи последние дистанционно разгружаются, подтягиваются своими домкратами к движущемуся ставу, а затем распираются и включаются на подачу става. В период выдвижки 1/3 секций став движется на забой за счет домкратов остальных 2/3 секций. Информация о выдвижке секций крепи с помощью, встроенных в гидродомкраты датчиков (герконов) отображается на пульте, индикации. Крепи сопряжения передвигаются при местном управлении двумя машинистами. Таким образом обеспечивается работа агрегата по добыче угля без присутствия людей в очистном забое и с минимальным количеством обслуживающего персонала (агрегат обслуживают четыре человека).

Фронтальный агрегат АКЗ применяется в следующих условиях: система разработки длинными столбами по простиранию: угол падения пласта 35—90°, длина очистного забоя 60 м.

Теоретическая производительность Q (т/ч) фронтального агрегата:

image138-5760132

где Hпл — вынимаемая мощность пласта угля, м; L — длина очистного забоя, в котором работает агрегат, м; у — плотность угля, т/м3; Vу — скорость фронтальной подачи исполнительного органа агрегата, м/мин.

Для фронтальных агрегатов цикличного действия с кольцевым струговым исполнительным органом имеют место несовмещенные с работой исполнительного органа концевые операции, включающие в себя передвижку групп секций лавной крепи после выдвижения базы на величину хода гидроцилиндров подачи базы агрегата на забой и крепи сопряжения очистного забоя со штреками.

Техническая Qт и эксплуатационная Qэ производительность агрегатов цикличного действия рассчитывается по формулам (2.11) и (2.13) для угледобывающих комплексов.

Если во фронтальном агрегате перемещение на забой групп секций крепей очистного забоя и сопряжения совмещено с перемещением на забой базы, а следовательно, и исполнительного органа агрегата, то полностью исключаются концевые операции, и такой агрегат по конструктивной схеме является агрегатом непрерывного действия.

Для фронтального агрегата непрерывного действия коэффициент совершенства схемы работы kс = 1 и

image140-3135252

т.е. техническая производительность фронтального агрегата непрерывного действия полностью определяется теоретической производительностью его исполнительного органа и уровнем надежности агрегата, оцениваемым значением коэффициента готовности kГ. Причем значение kГ полностью определяет значение коэффициента технически возможной непрерывности работы агрегата kT.

Таким образом, уровень надежности автоматизированных фронтальных агрегатов, предназначенных для выемки угля без присутствия людей в забое, определяет, главным образом, возможность выполнения такими агрегатами своих функций. Необходимость посылки людей в очистной забой диктуется только необходимостью ликвидации отказов забойных элементов агрегата.

На крутых пластах нашли также широкое применение конвейеро-струговые агрегаты 1АНЩ и 2АНЩ.

Агрегаты предназначены для комплексной механизации очистных работ на пластах с углом падения 35—90° мощностью от 0,7 до 1,3 м (1АНЩ) и от 1,2 до 2,2 м (2АНЩ) широкими полосами (60 м) по падению пласта при сопротивляемости угля резанию до 200 кН/м. Агрегат 1АНЩ (рис. 2.29) состоит из гидрофицированной щитовой крепи, конвейероструга 7, насосной станции, электрического или пневматического оборудования и системы орошения, расположенных на вентиляционном штреке. Конвейероструг представляет собой выемочно-доставочную машину фронтального действия, осуществлящую выемку угля по всей мощности пласта и длине забоя, а также доставку его к углеспускной печи. Щитовая крепь агрегата состоит из двух групп двухстоечных секций (стойки двойной гидравлической подвижности): основных 2 и вспомогательных 4, чередующихся через одну. Каждая группа секций кинематически обособлена, передвигается принудительно. Основные двухстоечные секции- состоят из линейных секций 2, секций подвески конвейероструга и концевых 2. Секции подвески в отличие от линейных имеют на основании проушины, в которых закреплены гидравлические телескопические (с гидродомкратами) рычаги подвески 5. К основанию секции приварена опора и установлен гидродомкрат 6 качания конвейероструга. Основные секции соединены между собой в единую группу двумя рядами связей по передним и задним гидростойкам.

image142-3921562

Вспомогательные секции 4, с основаниями клиновидной формы, установлены между основными, не имеют между собой кинематической связи и соединены гидродомкаратами 3 подачи секций с конвейероструга м.

В исходном положении основные и вспомогательные секции крепи придвинуты к забою и расперты. Конвейероструг находится в контакте с углем. Далее включаются привод конвейероструга и насосная станция. Конвейероструг гидродомкратами телескопических рычагов подается на забой для получения первоначального вруба. Гидродомкраты 3 вспомогательных секций при этом раздвигаются. Далее гидродомкратами 6 конвейероструг перемещается к почве пласта и происходит выемка угля по всей мощности пласта. При этом гидродомкраты основных и вспомогательных секций раздвинуты на шаг выемки (глубину вруба).

Вспомогательные секции разгружаются и подтягиваются гидродомкратами 3 к балке конвейероструга одновременно по всей длине или поочередно. После передвижки вспомогательные секции снова распираются в боковые породы. Затем производятся снятие распора, передвижение гидродомкратами и распор основных секций 2 крепи.

Агрегат 2АНЩ имеет аналогичную конструкцию.

В настоящее время разрабатываются модернизированные агрегаты 1АНЩМ и 2АНЩМ. У них повышена суммарная мощность приводов в электрическом исполнении до 185 кВт и в пневмоисполнении до 125 кВт. Это позволяет повысить расчетную производительность до 2,2 — 3 т/мин. Сопротивление поддерживающей части крепи увеличено до 250 кН/м2. Коэффициент затяжки кровли возрос с 0,7 до 0,75. Ресурс до капитального ремонта составляет 240 тыс. т. Управление агрегатами дистанционно-автоматизированное.

Оцените статью
Горные машины - спецтехника