Угледобывающие комбайновые и струговые комплексы

Угледобывающие комбайновые и струговые комплексы УГЛЕДОБЫВАЮЩИЕ АГРЕГАТЫ

Применение механизированных комплексов позволяет совмещать во времени все основные операции в очистном забое:

  • выемку угля,
  • доставку угля,
  • крепление призабойного пространства и управление кровлей.

Целесообразность применения средств комплексной механизации очистных работ

Для определения целесообразности применения механизированного комплекса учитываются следующие основные факторы:

  • мощность и угол падения пласта,
  • свойства основной непосредственной кровли,
  • несущая способность почвы.

Отрицательное влияние на эффективное использование средств комплексной механизации очистных работ оказывают:

  • высокая газоносность и водообильность пластов,
  • наличие крепких включений,
  • внезапные выбросы угля и газа,
  • тектоническая нарушенность пластов.

Высокая газоносность пластов

Высокая газоносность пластов ограничивает производительность горных машин по условиям безопасного проветривания очистного забоя.

Пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, должны разрабатываться только при принятии специальных мер безопасного ведения работ.

Пропускная способность транспорта

Пропускная способность транспорта на участке от забоя до главного откаточного штрека должна быть не менее расчетной производительности конвейера, а при работе средств комплексной механизации на пластах с углами падения более 35° — не менее расчетной (теоретической) производительности горной машины.

Рациональная длина очистного забоя

Рациональная длина очистного забоя, зависящая от горно-геологических и горнотехнических факторов, зачастую не совпадает с длиной поставляемых заводами комплексов.

Поэтому в ряде случаев варьируют длину комплексов за счет изменения числа секций механизированной крепи, устанавливаемой в очистном забое, и линейных секций забойного скребкового конвейера (на пластах с углами падения до 35°).

Наибольшие трудности возникают при создании средств комплексной механизации для работы на тонких пластах (с любым углом падения) и на крутых пластах, что в последнем случае обусловлено значительным проявлением гравитационных сил, склонностью пород кровли и почвы к сползанию, к обильным газовыделениям, спецификой проявления горного давления.

Группы угледобывающих комплексов

С учетом специфических условий эксплуатации, определяемых в первую очередь мощностью и углом падения пласта, угледобывающие комплексы обычно разделяют на группы:

  • для тонких пологих пластов с углами падения до 35°,
  • для пологих пластов средней мощности и мощных и для крутых пластов.

Комплектующее оборудование угледобывающих комплексов

Современные угледобывающие комплексы, работающие на пологих и полого наклонных пластах (угол падения до 35°), включает в себя (рис. 2.25):

  • добычную машину — очистной комбайн 2 (или струг),
  • поставочную машину — забойный скребковый конвейер 1,
  • механизированную крепь 5,
  • крепи сопряжений очистного забоя со штреками 4,
  • кабелеукладчик,
  • насосную станцию типа СНУ или СНГ для питания гидросистемы механизированной крепи,
  • типовую оросительную систему (ТОС) с оросительной установкой типа НУМС и энергопоезд Зу состоящий из фидерного автомата и пускателей для дистанционного включения машин.

Комплектующее оборудование угледобывающих комплексов

Угледобывающий комплекс 1КМ103

Так, в состав механизированного угледобывающего комплекса 1КМ103 входят:

  • очистной узкозахватный комбайн К103,
  • скребковый конвейер СП202В1,
  • кабелеукладчик КЦ-170 или КЦН-170 и гидрофицированные столы С075С, выполняющие частично и функцию крепи сопряжений.

Комплекс предназначен для выемки пластов мощностью 0,71 — 0,95 м (F типоразмер) и 0,85—1,2 м (П типоразмер). Длина забоя до 170 м. Расчетная производительность труда рабочего очистного забоя — не менее 26 т/выход.

Крепление и поддержание кровли в призабойном пространстве после прохода комбайна обеспечиваются подрессоренными консолямл перекрытий, а в остальном рабочем пространстве — передним и задним верхняками, соединенными между собой рессорами.

Секция крепи четырехстоечная, соединенная с конвейером направляющей балкой. Направляющие балки в совокупности с системой направления и устойчивости обеспечивают направленное движение секций крепи, а при передвижке на забой конвейера — предотвращают его сползание по падению пласта.

Управление секциями механизированной крепи производится распределителями с любой соседней секции, что обеспечивает удобство и безопасность обслуживания. Основная часть гидрооборудования смонтирована на платформах штрекового оборудования, которые передвигаются по рельсам лебедкой по мере подвигания очистного забоя.

Комбайн К103 работает по челноковой схеме и исключает необходимость подготовки ниш. Корпус комбайна располагается в уступе забоя между шнеками и связан с портальной рамой, в которой расположены электроблок, гидроблок и пульт управления.

Комбайн оснащен системой пылеподавления, которая подает волу непосредственно к местам разрушения угля через шнеки, а также на погрузочные щиты и поворотные редукторы шнеков.

Вынесенная система подачи комбайна состоит из двух приводов, закрепленных на рамах приводов конвейера, тяговой цепи и устройства для натяжения цепи.

Скребковый конвейер СП202В1

Скребковый конвейер СП202В1 предназначен для доставки угля из очистного забоя на штрек. В борту конвейера, прикрепленного к боковине рештака, размещаются:

  • тяговая цепь комбайна,
  • силовые кабели,
  • шланги орошения,
  • кабели управления,
  • кабелеукладчик.

Лемех, предназначенный для механической зачистки почвы пласта, крепится к боковине рештака со стороны забоя. Конструкция рамы головного и хвостового приводов конвейера обеспечивает не только размещение приводов конвейера, но и установку ВСП комбайна.

Размеры пространства для прохода людей под механизированной крепью должны соответствовать физиологическим возможностям человека для выполнения операций по управлению и обслуживанию машин и механизмов.

Исследованиями Донецкого НИИ гигиены труда и профзаболеваний установлено, что просто перемещение человека по проходу высотой 400 мм относится к категориям тяжелых и сверхтяжелых работ.

При высоте прохода 500 мм и скорости перемещения человека по забою не более 3 м/мин (с выполнением всех необходимых операций) напряжения человека не превышают пределов, характерных для выполнения работ средней тяжести.

На основании этих исследований рекомендована минимальная высота свободного прохода под секциями механизированной крепи, которая должна быть не менее 500 мм.

Минимальная мощность обслуживаемых пластов крепью, а следовательно, и минимальная мощность пласта, в котором может работать угледобывающий механизированный комплекс, несколько больше минимальной конструктивной высоты крепи.

Механизированные угледобывающие комплексы КМ87УМ

Механизированные угледобывающие комплексы КМ87УМ работают в забоях с непосредственной кровлей не ниже средней устойчивости в шахтах, опасных по газу и пыли.

Двухстоечные секции механизированной крепи М87УМ имеют рамную конструкцию с нижней завязкой.

Стойки двойной гидравлической раздвижности, коэффициент гидравлической раздвижности составляет 1,95.

В основании секции предусмотрен гидродомкрат для передвижения забойного конвейера и секции крепи.

Крепи типа М87УМ обеспечивают сопротивление при работе 410 кН/м2 (кроме крепи М87УМП), имеют шаг установки секций 0,95 м и шаг их передвижки 0,63 м.

Комплекс КН87УМН может работать по простиранию на пластах с углом падения до 35°. Крепь М87УМН имеет специальное гидравлическое устройство, которое обеспечивает боковую устойчивость секций крепи.

Комплекс КМ87УМП имеет уплотненную схему расстановки секций крепи (шаг расстановки 0,63 и 0,79 м, в остальных модификациях комплекса шаг установки только 0,95 м), что обеспечивает повышение сопротивления крепи до 520-620 кН/м2.

Отличительная особенность комплекса КМ87УМА — применение электрогидравлической аппаратуры для группового автоматического управления секциями крепи.

Аппаратура автоматического управления крепью содержит:

  • блок контроля и источник питания, которые устанавливаются в штреке;
  • посты управления, рассредоточенные по длине забоя;
  • датчики переднего положения секций, устанавливаемые в основании каждой секции;
  • блоки управления секциями с электрогидроклапанами, закрепленные на буферах передних стоек.

Комплекс КМ87УМВ имеет электрооборудование на напряжение 1140 В.

Угледобывающий комбайновый комплекс 1КМ88

Угледобывающий комбайновый комплекс 1КМ88 по компоновке оборудования и технологической схеме работы подобен комплексам КМ87УМ.

Основное отличие заключается в уменьшенной конструктивной высоте рамных двухстоечных секций крепи, имеющих стойки двойной гидравлической раздвижности, что позволило применять комплекс на пластах мощностью от 1 до 1,3 м.

Секции крепи 1М88 связаны между собой гидравлическим механизмом устойчивости нового типа, обеспечивающим беспрепятственный пропуск в выработанное, пространство угольной мелочи, остающейся на почве пласта, зачистка которой раньше производилась вручную. В секциях крепи установлено более прочное и широкое перекрытие.

Комплекс КМТ по конструктивному устройству и технологической схеме работы также сходен с комплексами КМ8FУМ, но секции его крепи выполнены четырехстоечными (кустовой конструкции) и поэтому имеют почти в 2 раза большую несущую способность.

По способу расположения в комплексе и по схеме перемещения рамные, кустовые и щитовые крепи, агрегатированные со ставом забойного конвейера, могут располагаться в исходном положении (перед началом работы комбайна) по заряженной и незаряженной схемам.

При расположении по заряженной схеме секции в исходном положении удалены от става конвейера на величину хода гидродомкрата передвижения. После прохода комбайна каждая секция может быть без промедления передвинута для поддержания вновь обнаженной кровли.

Конвейер при этом передвигается фронтально домкратами секций после выемки угля комбайном по всей длине забоя после зачистки почвы при работе по односторонней схеме.

При расположении секций крепи комплекса по незаряженной схеме они в исходном положении вплотную придвинуты к ставу забойного конвейера. Секции передвигаются после прохода комбайна и передвижения става конвейера с изгибом («волной») с отставанием от комбайна на длину участка изгиба става при передвижении конвейера.

Такая схема передвижения конвейера и секций должна допускать возможность обнажения большей площади кровли и может быть осуществлена при работе комбайна только по челноковой схеме (оба хода комбайна в забое вверх и вниз — рабочие, в процессе которых комбайн осуществляет выемку полезного ископаемого).

Секции крепей, агрегатированных по верхним перекрытиям (крепь М130), располагаются в комплексе только по заряженной схеме.

Секции агрегатированных крепей могут передвигаться последовательно (поочередно) и в шахматном порядке (через одну). Аналогичным образом передвигаются и секции комплектных крепей.

Для агрегатированных и комплектных крепей основной способ передвижения — это последовательный, так как в этом случае лучше обеспечиваются проходы для рабочих между стойками секций крепи.

Шахматный способ передвижения не получил широкого распространения из-за сложности образования свободных проходов для рабочих между рядами стоек соседних секций. Этот способ применяется в основном в струговых комплексах для уменьшения незакрепленного призабойного пространства.

Комплекс КМ87УМС

Комплекс КМ87УМС, предназначенный для работы со стругами С075, СН75 и УСВ2 в забоях длиной до 200 м, имеет механизированную крепь МЙ7УМС, расположенную в исходном положении по шахматной схеме.

Основные данные по области применения и составу оборудования комплексов для выемки угля из пластов средней мощности и мощных с углом падения 35° приведены ниже:

Техническая характеристика крепи М87УМС

Комплекс 1МКМ

Работа комплекса 1МКМ возможна как при челноковой, так и при односторонней схеме выемки угля комбайном. В исходном положении комплекса при челноковой схеме работы шнеки комбайна заведены в массив угля у конвейерного штрека.

Конвейер находится у забоя, секции крепи поддерживающе-оградительного типа расположены в один ряд и придвинуты к забою перекрытиями, а основания расположены на расстоянии шага передвижки от конвейера (заряженная схема).

Вслед за проходом комбайна передвигаются последовательно одна за другой секции крепи, а с отставанием на 10—15 м от комбайна с изгибом передвигается конвейер.

После выемки угля по всей длине к забою передвигается концевая часть конвейера. Следующий цикл работ выполняется аналогично описанному, но в-, обратном направлении.

При односторонней схеме работы комбайна выемка угля и передвижка секции крепи производятся в направлении от конвейерного штрека к вентиляционному с зачисткой угля комбайном в обратном направлении.

С отставанием от комбайна при его ходе по зачистке угля передвигается с изгибом забойный конвейер. Затем цикл повторяется.

Комплекс МК75Б

Угледобывающий комплекс МК75Б

В комплексе МК75Б — (бесцепной) также применяется щитовая крепь поддерживающе-оградительного типа. Комплекс (рис. 2.26) состоит из:

  • механизированной крепи 2,
  • крепей сопряжений 1 и 3 конвейерного и вентиляционного штреков,
  • комбайна 6,
  • конвейера 5.

Секции механизированной крепи делятся на:

  • линейные,
  • якорные,
  • концевые.

Якорные секции по конструкции аналогичны линейным, но имеют между собой связь по верхнякам. Применение спаренных якорных секций обеспечивает поперечную устойчивость крепи вдоль забоя.

Концевые секции крепят выработанное пространство в зоне расположения приводов конвейера. Они оборудованы удлиненными козырьками и имеют между собой связь по верхнякам и основаниям, что предотвращает их сползание и заваливание при углах падения пласта свыше 15°.

Верхняя цифра угла падения пласта (градус) соответствует работе комплекса по простиранию пласта; вторая — работе по падению и восстанию пласта. Электрооборудование комплекса выполнено на напряжение 1140 В.

Крепь сопряжения конвейерного штрека комплекса МК75Б

Крепь сопряжения (рис. 2.27) конвейерного штрека комплекса МК75Б состоит:

  • Из двух штрековых секций 7, 2, става 3 и гидрооборудования 4.
  • На основаниях секций в средней части расположен став, являющийся концевой частью штрекового перегружателя.
  • Штрековые секции передвигаются поочередным подтягиванием их к ставу. Став шарнирно связан с приводом конвейера, чем обеспечивается стабильное пересыпание угля на штрековый перегружатель.
  • Крепь сопряжения вентиляционного штрека 3 (см. рис. 2.26) состоит из трех секций, аналогичных по конструкции линейным секциям лавной крепи. Но только вместо козырька на них устанавливается проставка, шарнирно соединенная с вандрутом 4.
  • Одна секция крепи сопряжения (без вандрута) устанавливается вплотную к последней секции забойной крепи, две другие — на вентиляционном штреке.

Крепь сопряжения конвейерного штрека комплекса МК75Б

Комбайн комплекса 2ГШ68Б с без цепной системой подачи

Комбайн комплекса 2ГШ68Б с без цепной системой подачи работает с рамы конвейера по челноковой схеме без ниш. Комбайном управляют с выносного пульта.

Комплексы типа ОКП — 4ОКП70Б, 1ОКП70Е, 2ОКП70Б, ЗОКП70Б имеют в своем составе одностоечные секции щитовой конструкции оградительно-поддерживающего типа, но отличающиеся геометрическими размерами и массой секций, значениями сопротивления крепи, начального распора гидростоек и другими параметрами (см. табл).

Параметр 2ГШ68Б
Применяемость по вынимаемой мощности пласта, м 1,4-2,5

Производительность, т/мин:

     -при сопротивляемости угля резанию 120 кH/м 5,0
     -при сопротивляемости угля резанию 240 кH/м 4,5
     -при сопротивляемости угля резанию 360 кH/м 4,3
Суммарная номинальная мощность приводов, кВт 300; 370
Номинальное напряжение, В 660; 1140
Максимальная рабочая скорость подачи, м/мин, не менее 6
Максимальное тяговое усилие системы подачи, кH, не менее 220
Средний ресурс до капитального ремонта, тыс. т 780

Габаритные размеры:

     -длина комбайна, мм 10600
     -длина по осям шнеков, мм 8820
     -ширина, мм 1840
     -высота по корпусу в зоне крепи, мм 1600
Масса, т, не более 21,0

Геометрические размеры крепей и величина их раздвижности определяет мощность обслуживаемых пластов.

Все указанные комплексы могут работать на пластах с углами падения до 30° — по простиранию и до 10° — по падению и восстанию пласта. Секции крепи устанавливаются в комплексе по заряженной схеме. Комбайны могут работать по челноковой и односторонней схемам.

Комплексы 4ОКП70Б и ЗОКП70Б комплектуются комбайнами с бесцепной системой подачи соответственно типов 2ГШ68Б и 2КШЗ.

Угледобывающие комплексы нового технического уровня

В настоящее время в нашей стране развернуты широкие работы по созданию угледобывающих комплексов нового технического уровня.

В их состав будут входить очистные комбайны унифицированного ряда: повышенной энерговооруженности, самозарубающиеся в угольный пласт, с бесцепной системой подачи. Для перемещения комбайнов, работающих на тонких пластах, допускается применение вынесенной системы подачи.

Кроме систем автоматического и дистанционного с выносного пульта управления комбайны будут оснащаться средствами технической диагностики.

В угольной промышленности страны разработан унифицированный ряд базовых скребковых конвейеров, состоящий из четырех моделей восьми типоразмеров:

  • I — одноцепные СПЦ151 и СПЦ61;
  • II — двухцепные СП87ПМ, СП202 и СП202В1;
  • III — одноцепные СПЦ261 и СПЦ271;
  • IV — двухцепные СП301.

Для условий тонких пластов мощностью до 1,2 м предназначены две модели конвейеров пяти типоразмеров. Это одноцепные скребковые конвейеры СПЦ151 (узкий) и СПЦ161 (нормальный) и двухцепные скребковые конвейеры СП87ПМ, СП202 и СП202В1.

Разабатываются автоматизированные комплексы нового технического уровня КАМ, КМ137А и КМ138А, в которых для автоматизации управления работой комбайнов и механизированных крепей предусмотрено применение микропроцессорной техники, а также высокопроизводительные комплексы КМ142, УКП4, УКП5,МК85Б.

Для работы на крутонаклонных и крутых пластах (угол падения более 35—90°) мощностью 0,6-1,5 м разрабатывается комплекс КГУМ на базе крепи КГУМ и очистного комбайна «Темп-Г».

Модернизированная крепь КГУМ имеет по сравнению с выпускаемой крепью КГ более высокое удельное сопротивление (не менее 250 кН/м2), сопротивление оградительной части (не менее 120 кН/м2), коэффициенты:

  • начального распора — 0,45;
  • раздвижности — 1,82;
  • затяжки кровли — 0,9.

Средний курс крепи — металлоконструкции — 21000 ч, гидростойки — 6000 ч.

Крепь агрегатированная, поддерживающе-оградительного типа, имеет направляющую балку для работы с комбайном.

Оцените статью
Горные машины - спецтехника