Угольные струги

Угольный струг — выемочная машина струговой установки, в отличие от очистных комбайнов, разрушает уголь резанием с поверхности забоя вдоль линии напластования угля с постоянной или переменной (в зависимости от сопротивляемости угля резанию) глубиной резания (толщиной угольной стружки).

Типы угольных стругов

По способу воздействия рабочего инструмента струга на разрушаемый массив угольного пласта струги могут быть статическими и динамическими.

В статических стругах передача энергии стругу для разрушения угля резанием осуществляется непосредственно замкнутой тяговой цепью привода, без каких либо преобразований.

В динамических стругах подводимая к стругу тем или иным способом энергия преобразуется в ударные импульсы, передающиеся на рабочий инструмент струга.

Струги статического действия

Наибольшее распространение в СССР и за рубежом получили струги статического действия, которые отделяют уголь от массива с помощью резцов под действием усилия подачи, создаваемого гидроцилиндрами передвижения, и за счет усилий, передаваемых на струг тяговой цепью.

Как показывает опыт эксплуатации стругов, их применение наиболее целесообразно на пластах тонких и средней (не более 2 м) мощности.

Сопротивляемость пласта резанию должна составлять не более 250 кН/м в стабильной (неотжатой) зоне и 110—125 кНFм в зоне работы режущего инструмента.

Благоприятны для работы стругов пласты угля с кливажем под углом 5—40 к линии забоя и эффективным отжимом угля под влиянием горного давления; спокойное залегание пласта.

Преимущества струговой выемки

• эффективный способ разрушения угольного пласта резанием вдоль напластования с глубиной резания, достигающей 100 мм (при слабых углях) в наиболее отжатой зоне угольного пласта — с поверхности забоя. Это обеспечивает минимальную энергоемкость процесса разрушения угля, высокую сортность добываемого угля при небольшом пылеобразовании;
• относительная простота и надежность конструкции собственно стругового исполнительного органа, представляющего собой литой корпус с закрепленными на нем резцами. На движущемся струге нет электро- или гидродвигателей, трансмиссий и отсутствует передача энергии к движущемуся стругу;
• приводы струга находятся на рамах приводных головок конвейера, расположенных на штреках или по концам забоя, что упрощает их техническое обслуживание. При выносе приводных головок струга и конвейера на штреки исключается необходимость предварительной выемки ниш.
• отсутствует необходимость перемещения машиниста струга вдоль очистного забоя вслед за перемещением струга, что существенно уменьшает физическую тяжесть и напряженность его труда.

Недостатки струговой выемки

• ограниченная область применения по сопротивляемости угля резанию и наличию в пластах крупных крепких включений колчедана, кварцита, породных прослойков. Геологические нарушения пласта, наличие спаянности(«присухи») верхней пачки пласта с породами кровли, слабые породы кровли и почвы усложняют, а в ряде случаев делают невозможным эксплуатацию стругов;
• неуправляемый процесс обрушения верхней пачки угля под действием веса и горного давления, что затрудняет применение совместно со стругами механизированных крепей;
• низкий КПД стругов из-за больших потерь на трение струга о почву и став забойного конвейера.

Угольный струг струговой установки С075

На рис. 2.14 приведена конструкция угольного струга широко применяемой струговой установки С075.

• Струг состоит из рамы 17, на которой закреплены две поворотные державки 9 и 12, несущие нижние 2 и средние 8 резцы.
• Деражавки с помощью осей 16 закреплены шарнирно в проушинах рамы.
• Для отбрасывания державок от забоя и почвы они связаны между собой цепью 10.
• Длина цепи регулируется стяжкой 5.
• Кроме того, на раме закреплены проставки J и б, каждая из которых несет резец 8 и верхние проставки 4 и 7 с резцами.
• Высота струга регулируется ступенчато изменением числа проставок 3 и 6 в пределах 330-810 мм.

Принцип работы струга

• С помощью болта 11 изменением числа шайб под его головкой регулируется опускание нижних резцов 2 поворотных державок;
• 9 и 12 ниже основания в пределах 10—28 мм.
• Рама 17 (основная) через шарнирные проставки 21 соединяется с концевыми рамами 19 и 13, несущими зачистные резцы 14 и ограничители глубины резания 18 и 15.
• Концевые рамы снабжены также концевыми устройствами 20 для закрепления концов тяговой цепи струга, располагаемой в желобе забойного конвейера со стороны выработанного пространства.
• Регулирование опускания зачистных резцов 14 ниже уровня конвейера в пределах 0—40 мм осуществляется при помощи болта 1.
• На основной раме 17 со стороны выработанного пространства установлены в крышках из немагнитного материала постоянные магниты, взаимодействующие с индуктивными выключателями, обеспечивающими аварийную остановку струга по концам забойного конвейера.

Режущий инструмент для стругов

Режущий инструмент для стругов (рис. 2.15, а) состоит из резцедержателей 1, которые устанавливаются в державках и проставках струга, и вставок 2, состоящих из стального корпуса, режущая головка которого армирована пластинками твердого сплава.

Конусные хвостовики вставок СТВ.04 (рис. 2.15, б) и СТВ.05 (рис. 2.15, в), предназначенных для исполнительных, органов струговых установок типа СН75 и С075, обеспечивают надежное закрепление их в корпусах резцедержателей.

Пластинки твердого сплава крепятся к корпусам пайкой высокопрочным припоем. После пайки вставки подвергаются термообработке.

Струговая установка

Струговой установкой (рис. 2.16) называется система забойного оборудования, состоящая из приводов струга и конвейера, конвейера 5 и струга 4, перемещаю вдоль конвейера с помощью тяговой цепи 2.

• Приводы струга и конвейера оснащены асинхронными электродвигателями, расположенными своими осями вращения перпендикулярно к продольной оси конвейера.
• Приводы струга и конвейера унифицированы, имеют коробки перемены передач и обеспечивают рациональное соотношение скоростей струга и конвейера.
• Редукторы приводов оснащены встроенными механизмами для натяжения и соединения тяговых цепей.
• Струговая установка перемещается на забой гидродомкратами 3.
• Для удержания приводов струговых установок служат гидрофицированные столы 7 с распорными стойками 8.
• Электрооборудование установки выполнено на базе станций управления СУВ-350А и аппаратуры АРУС.
• Электрооборудование обеспечивает дистанционное управление токоприемниками, электрическую защиту, освещение и громкоговорящую связь.
• Гидрооборудование соединено рукавами высокого давления с насосной станцией СНУ5Р, работающей на водомасляной эмульсии. Система орошения автоматическая дистационная с форсунками 6, установленными на забойном конвейере со стороны выработанного пространства.
• По мере перемещения струга форсунки 6 поочередно включаются, а затем выключаются, что уменьшает расход воды и создает более благоприятные условия для рабочих.

Схемы взаимодействия струга с конвейером

Созданные в последние годы струговые установки по характеру взаимодействия струга с конвейером и расположению тяговых цепей выполняются по двум схемам.

1. Струг снабжен подконвейерной плитой, установленной под рештачным ставом конвейера, а тяговые цепи размещены в специальном желобе, расположенном со стороны выработанного пространства става конвейера (струговые установки УСТ2М, С075, УСВ2 и «Reishackenhobef» — ФРГ). Такие струги называют стругами «отрывного действия».
2. Струг не имеет подконвейерной плиты и передвигается по направляющим, расположенным вдоль става конвейера с его забойной стороны. Тяговые цепи также размещены в желобе с забойной стороны става конвейера (струговые установки СН75 и «Gfeithobef» — ФРГ).

Такие струги называют стругами «скользящего типа», они считаются предпочтительными для разрушения углей повышенной сопротивляемости резанию.

Струговые установки УСТ2М, С075, СН75 и УСВ2

В настоящее время для шахт серийно выпускаются отечественными заводами следующие струговые установки: УСТ2М, С075, СН75 и УСВ2.

Технические данные приведены в табл. 2.3.

Все струговые установки, технические данные которых приведены в табл. 2.3, применяются на пластах с углами падения до:

• 25 — при работе по простиранию,
• 6° — по восстанию,
• 5° — по падению.

Струговая установка УСВ2 работает совместно с механизированной крепью, остальные как с индивидуальной, так и с механизированной.

Установки УСТ2М, С075, УСВ2 работают с отжимом рештачного става конвейера от забоя при движении струга вдоль конвейера в процессе работы, что позволяет стругу самому регулировать в определенном диапазоне глубину резания (толщину стружки) в зависимости от изменения сопротивляемости угля резанию и степени износа вставок стругового режущего инструмента.

Особенность струговой установки СН75 — отсутствие отжима конвейерного става при проходе струга, что дает возможность передавать большие напорные усилия, необходимые при выемке крепких углей.

Скрепероструговая установка УСЗУ

Кроме указанных струговых установок серийно выпускается скрепероструговая установка УСЗУ, отличающаяся тем, что в ней отсутствует передвижной забойный конвейер, а уголь в условиях пологих и пологонаклонных (до 35°) пластов доставляется скрепером.

Скрепероструговая установка предназначена для выемки угля из пластов мощностью 0,3—1,2 м с углами падения до 30°.

Привод скрепероструга осуществляется двумя электродвигателями мощностью по 85 кВт.