Очистные комбайны и механизированные комплексы. Проходческие комбайны

Достижения последнего десятилетия в повышении нагрузки на забой и объема добычи с выемочного столба связаны с созданием надежных забойных скребковых конвейеров производительностью до 2000-5000 т/час (2-6 млн т в год) для лав длиной до 250-450 м.

Безотказность и ресурс современных скребковых забойных конвейеров обеспечивается не только прочностью и износостойкостью рештаков, их сменных элементов, тяговых цепей и приводных звездочек, но также системой последовательного запуска двигателей без нагрузки с выдержкой времени, синхронизированным выравниванием нагрузки в приводах при разгоне скребковой цепи конвейера, пробуксовкой специальных муфт при динамических нагрузках на цепь, отключением двигателей при блокировках цепи, совершенствованием редукторов приводов конвейеров (рис. 18).

Механизированные крепи в процессе взаимодействия с углевмещающими массивами в общем случае выполняют три основные функции: управление кровлей, активное поддержание кровли над призабойным пространством и ограждение призабойного пространства от обрушающихся пород кровли.

Рис. 18 Типовые редукторы забойных конвейеров

Поэтому по способу и характеру взаимодействия с боковыми породами (т. е. по степени выполнения основных функций) различают типы механизированных крепей: поддерживающие, поддерживающе-оградительные, оградительно-поддерживающие.

По структурной схеме различают механизированные крепи: агрегатные, комплектные и комплектно-агрегатные.

В агрегатных крепях структурные единицы (секции) имеют общую групповую кинематическую связь по длине лавы, фиксирующую интервалы расположения секций, обеспечивающую направленность циклического перемещения и кинематическое взаимодействие секций крепи через конвейер или базовую балку. При этом перемещение секций осуществляется их поочередным подтягиванием к базе-конвейеру.

В комплектных механизированных крепях секции кинематически объединены в комплекты и не имеют общей групповой связи по длине лавы. Передвижка таких секций происходит отталкиванием передвигаемой секции от распертой.

В настоящее время в мировой практике изготовления ОМК имеется большое разнообразие конструктивных схем секций механизированных крепей. Наиболее широко применяются и изготавливаются ведущими фирмами горного оборудования секции, которые могут быть представлены структурными формулами:

· поддерживающе-оградительная, агрегатная, двухрядная, четырехстоечная, устанавливаемая в исходное положение по заряженной схеме;

· поддерживающе-оградительная, агрегатная, однорядная, двухстоечная, заряженная;

· поддерживающе-оградительная, агрегатная, однорядная, двухстоечная, заряженная.

Такие крепи выпускаются в России (М138, М143, М137), Германии (BS 2.1, Хемшайдт 5500-22/60, Хемшайдт 6300-15/28), в Польше, Великобритании и некоторых других странах (рис. 19).

Рис. 19 Двухстоечные однорядные секции механизированных комплексов

Эффективность работы комплексно-механизированных очистных забоев оценивают системой абсолютных и удельных технических и технико-экономических показателей, обеспечивающих сравнительную оценку как самого оборудования, так и эффективность его использования. Однако горно-геологические и горно-технологические условия эксплуатации очистных механизированных комплексов различаются столь значительно, что показатели эффективности работы комплексно-механизированных очистных забоев, даже при отработке одного выемочного столба, трудно сравнивать.

Наличие слабых, а также тяжелых, трудно управляемых, склонных к периодическим блоковым обрушениям кровель, слабых обводненных почв, волнистой гипсометрии, нарушений в залегании пластов, повышенной газоносности - вот далеко не полный перечень горно-геологических факторов, усложняющих эксплуатацию очистных механизированных комплексов при добыче угля в длинных очистных забоях.

Поэтому столь важно выбрать именно тот очистной механизированный комплекс, который в наибольшей степени соответствовал бы горно-геологическим и технологическим условиям отработки конкретного выемочного столба.

Чем выше интенсивность очистных работ, тем большую роль для эффективной и устойчивой работы ОМК играют системы управления выемочными машинами, конвейером, механизированной крепью и комплексом в целом.

Современные цифровые программируемые системы автоматизации предусматривают контроль технического состояния и режимов работы всех механизмов, оборудования и систем ОМК с выводом необходимой информации, в том числе визуального отображения, операторам машин и диспетчеру, а также выбор режимов работы с пульта управления и введение ограничений, переход в случае необходимости с автоматического на дистанционное или ручное управление.

В особо благоприятных условиях управление работой ОМК может быть выведено на поверхность на центральный пульт диспетчера (рис. 20).



Рис. 20 Схема системы управления механизированными комплексами

Режим работы комплексно-механизированного очистного забоя наглядно отражает зависимость производительности (Q) выемочной машины от скорости подачи и времени вспомогательных операций (Т_всп), несовместимых с работой комбайна по выемке угля , отнесенных к длине лавы (L_n):

где: T_p - время работы комплекса в смену, мин; В - ширина полосы угля, вынимаемая комбайном, м; H - мощность пласта, м; r - плотность угля в массиве, т/м³; K_г - коэффициент готовности комбайна; М - удельные затраты времени на выполнение операций несовместимых с производительной работой комбайна; V - скорость подачи.

Из формул следует, что производительность комплекса можно повышать двумя способами: увеличением скорости подачи комбайна и сокращением времени вспомогательных операций.

При развитии комплексов от первого поколения к четвертому в различных сочетаниях использовались оба направления:

· увеличивалась установленная мощность и масса комплексов, скорости и усилия подачи комбайнов, распорные усилия секций крепи, производительность конвейера и перегружателя;

· совершенствовались кинематические связи структурных элементов комплексов, технологичность и надежность машин и оборудования; отрабатывались программируемые системы диагностики технического состояния машин, систем, режимов работы и автоматизированного управления, чем достигались высокая устойчивость работы комплексов в рациональных режимах и сокращение времени вспомогательных операций.

В настоящее время при работе современных высокопроизводительных комплексов установленная мощность используется не полностью. Поэтому наиболее интенсивно развивается совершенствование комплексов по второму направлению в совокупности с реконструкцией шахт.

2. Проходческие комбайны

Проходческие комбайны служат для механизированного проведения подготовительных выработок на угольных шахтах, рудниках, а также тоннелей при строительстве подземных сооружений.

Комбайновый способ проведения выработок наиболее прогрессивен, так как позволяет совместить во времени наиболее тяжелые и трудоемкие операции по разрушению забоя и уборке из него горной массы. Кроме того при комбайновом способе проведения выработок существенно повышается устойчивость последних, так как монолитность пород в массиве нарушается в меньшей степени, чем при буровзрывных работах. Последнее обстоятельство позволяет снизить расходы на поддержание выработок.

Проходческие комбайны по основным классификационным признакам подразделяются:

· по способу обработки забоя исполнительным органом -- на избирательного (цикличного) действия с последовательной обработкой поверхности забоя и бурового (непрерывного) действия с одновременной обработкой всей поверхности забоя;

· по крепости пород разрушаемого горного массива -- для работы по углю и слабой руде с прослойками и присечками слабых пород (f < 4), для работы по породам средней крепости (f = 4^-8) и по крепким породам (f > 8);

· по области применения -- для проведения основных и вспомогательных подготовительных выработок по полезному ископаемому и смешанным забоем, для проведения основных и капитальных выработок и тоннелей по породе и для осуществления нарезных работ по полезному ископаемому;

· по площади сечения проводимых выработок (в проходке) -- для проведения выработок от 5 до 16 м2, от 9 до 30 м2 и более 30 м2.

Кроме перечисленных основных признаков комбайны могут также подразделяться по установленной мощности привода конструкции исполнительного, погрузочного органов и органов перемещения.

Проходческие комбайны с исполнительными органами избирательного действия применяются преимущественно для проведения выработок по породам с коэффициентом крепости F < 8, при необходимости изменения в широком диапазоне размеров и формы сечений выработок, а также раздельной выемки полезного ископаемого и породы.

Проходческие комбайны с буровыми исполнительными органами непрерывного действия применяются для проведения выработок постоянного сечения круглой или арочной формы.

Исполнительные органы проходческих комбайнов, выпускаемых в настоящее время, -- как правило, корончатые, дисковые или комбинированные.

Рис. 1 Схемы стреловидных исполнительных органов избирательного действия: а - с конической коронкой; б - со сферической коронкой; в - схема обработки забоя

Конические коронки (рис. 1, а) получили подавляющее применение на стреловидных исполнительных органах проходческих комбайнов избирательного действия ПКЗР, ГПКС, 4ПП-2, 4ПП-5, выпускаемых серийно в СССР.

Коронки сферической формы, с вращающимися в разные стороны полушариями (рис. 1, б), устанавливаемые на поворачивающихся в горизонтальном и вертикальном направлениях рукоятях (стрелах), применяются в комбайнах типа выпускаемых в ВНР. Разностороннее вращение полушарий сферической коронки, хотя и усложняет трансмиссию от двигателя к коронке, но позволяет уравновешивать крутящие моменты на исполнительном органе, что весьма существенно для обеспечения устойчивости проходческих комбайнов легкого типа.

С помощью указанных исполнительных органов могут проводиться выработки прямоугольного (схема I, рис. 1, в), трапецеидального (схема II, рис. 1, в) и арочного (схема III, рис. 1, в) сечений. Ввиду относительно небольших размеров коронок в проходческих комбайнах со стреловидными исполнительными органами облегчен доступ к забою выработок, что позволяет производить замену изношенного рабочего инструмента на коронках без отодвигания комбайна от забоя.

Двух- и трехлучевые коронки большого диаметра применяются так же в роторных исполнительных органах проходческих комбайнов бурового действия.

Рис. 2 Роторные исполнительные органы бурового действия: а - одноосевой; б - соосно-планшайбовый; в - параллельно-осевой

Роторные исполнительные органы могут быть одноосевыми из одной планшайбы 1 (рис. 2, а) - комбайн КРТ; сооснопланшайбовыми, состоящими из двух встречно вращающихся планшайб 1 и 2, сидящих на одной оси (рис. 2, б) - комбайн ПК8 и параллельно-осевыми -- из трех планшайб, расположенных на параллельных осях -- комбайн ПК10 (рис. 2, в).

Одноосевой исполнительный орган комбайна КРТ, оснащенный дисковыми или штыревыми шарошками, предназначен для разрушения крепких пород (f>8).

Сооснопланшайбовые исполнительные органы предназначены для работы по слабым породам и калийным рудам. Встречное вращение внутренней 1 (см. рис. 2, б) и наружной 2 планшайб позволило уравновесить реактивные крутящие моменты на коронках и улучшить поперечную устойчивость комбайна.

Резцы сооснопланшайбовых исполнительных органов постоянно контактируют с забоем проводимой выработки, прорезая в нем концентрические кольцевые щели на глубину до 250--300 мм. Образующиеся между щелями кольцевые породные целички (до 50 % площади забоя) разрушаются менее энергоемким способом -- скалывателями. Порядка 10--15 % площади забоя разрушаются бермовыми фрезами, которые придают сечению выработки арочную форму и одновременно перемещают шнеками разрушенную горную массу к центру выработки. Разрушенная горная масса зачерпывается внизу ковшами, расположенными на планшайбе.

Три трехлучевые коронки 1 -- планшайбы (см. рис. 2, в), расположенные на параллельных осях, применены в комбайне ПК10, используемом для работы на месторождениях калийных солей. Разностороннее вращение коронок обеспечивает частичное уравновешивание реактивного крутящего момента на исполнительном органе комбайна. Центральная планшайба выдвинута вперед, а две крайние вращаются в одной плоскости.

Для придания выработке овальной формы ее верхняя часть оконтуривается режущей цепью 2. У почвы работают бермовые фрезы 3 со шнековыми валами. Шнеки транспортируют горную массу к центру выработки, где она поступает на скребковый перегружатель 4.

Буровые исполнительные органы по конструктивному исполнению и кинематике движения рабочего инструмента могут быть не только корончатыми роторного типа, но и дисковыми с планетарным движением резцов или шарошек. В приводе таких исполнительных органов используются планетарные редукторы, которые обеспечивают вращение водила 1 (рис. 3, а) с забурником 2 и вращение дисков 3 с резцами относительно водила 1 (комбайн "Караганда").

Диски совершают относительное движение с угловой скоростью, а их переносное движение относительно продольной от выработки обеспечивается вращением водила с угловой скоростью соц. В дальнейшем были созданы серийно выпускаемые в настоящее время проходческие комбайны "Урал-10КСА" и "Урал-20КСА" с двумя планетарно-дисковыми исполнительными органами на параллельных осях вращения.

Принципиальная схема исполнительного органа комбайна "Урал-20КСА" приведена на рис. 3, б.

Каждый планетарно-дисковый исполнительный орган комбайна "Урал-20КСА" кроме двух дисков 3 с осями вращения, параллельными поверхности забоя, имеет по два плоских диска 2 (с осями вращения, перпендикулярными к поверхности забоя), образующих планетарный забурник.

Планетарные исполнительные органы имеют, по сравнению с другими, более сложную трансмиссию привода. Но благодаря планетарному движению рабочего инструмента возможна обработка значительных поверхностей забоя относительно небольшим количеством инструмента. Это позволяет повысить эффективность процесса разрушения пород забоя за счет передачи на каждый резец большей мощности.



Рис. 3 Планетарно-дисковые исполнительные органы бурового действия: а - комбайна "Караганда"; б - комбайна "Урал 2ОКСА"

Для получения выработок арочной и овальноарочной формы поперечного сечения комбайны имеют бермовые органы с боковыми дисковыми фрезами 4 и шнеками 5. Шнеки транспортируют отбитую горную массу к центру комбайна, где расположен скребковый конвейер -- перегружатель б. Для оформления кровли выработки исполнительный орган комбайна "Урал-20КСА" имеет верхний отбойный барабан, который с помощью гидроцилиндров может подниматься и опускаться, что обеспечивает необходимый типоразмер выработки. Зона работы исполнительного органа закрыта щитом 7.

Неудобством обслуживания роторных и планетарных исполнительных органов бурового действия является необходимость отгона комбайнов от забоя при замене резцов и осмотрах.

Для оснащения исполнительных органов проходческих комбайнов широкое распространение получили радиальные, круглые (вращающиеся) резцы и шарошки.

Рис. 4 Резцы исполнительных органов проходческих комбайнов

Радиальный резец ШБМ2С1 (рис. 4, а) предназначен для исполнительных органов проходческих комбайнов по угольным и соляным забоям.

Породный резец РПП2 (рис. 4, б) предназначен для стреловидных исполнительных органов проходческих комбайнов при проведении подготовительных выработок по угольному пласту любой крепости с присечкой до 70 % от площади забоя пород почвы или кровли (F<6) абразивностью не более 18 мг. Поворотный резец РКСЗ (рис. 4, в) применяется в случаях проведения выработок сплошным угольным или породным забоем (f = 6) или смешанным забоем с присечкой до 25 % по площади забоя песчаника (f = 6-8) абразивностью до 18 мг.

На проходческих комбайнах бурового типа при разрушении пород с коэффициентом крепости F более 8 в качестве рабочего инструмента применяются шарошки.

Дисковые шарошки по сравнению с резцовым инструментом позволяют создавать значительные напорные усилия. Дисковые шарошки могут быть лобовыми (рис. 5, а), имеющими форму симметричного клина относительно плоскости вращения шарошки, и тангенциальными (рис. 5, б), имеющими форму несимметричного клина и работающими по схеме подрезного резания. Энергоемкость процесса разрушения по подрезной схеме примерно на 20--30 % ниже, чем по лобовой.

Рис. 5 Шарошки исполнительных органов проходческих комбайнов: h - глубина внедрения; ? - угол заострения; D- діаметр шарошки

Во время разрушения горных пород шарошка перекатывается по поверхности забоя, вращаясь на оси.

Чаще всего применяют одно- и двухдисковые шарошки диаметром 230--300 мм с режущей частью, армированной пластинками твердого сплава, или изготовленной из легированной стали.

Для разрушения крепких пород используют штыревые шарошки (рис. 5, в) со штырями из твердого сплава.

Для погрузки разрушенной горной массы на конвейер комбайна наибольшее распространение в комбайнах избирательного действия получили погрузочные устройства, выполненные в виде нагребающих лап, в комбайнах бурового действия -- шнековые и ковшовые погрузочные устройства.

Ходовое оборудование проходческих комбайнов предназначено: для создания напорного усилия на забой при разрушении пород забоя, и при погрузке отбитого материала; маневрирования комбайна в забое во время работы; транспортирования комбайна при перегонах по горным выработкам.

Применяют гусеничное или шагающее ходовое оборудование. Гусеничное ходовое оборудование обеспечивает высокую маневренность и мобильность проходческого комбайна. Оно получило наибольшее распространение. Применяются двухгусеничные тележки с многоопорными гусеницами.

Давление на почву должно быть не более 0,05--0,1 МПа. У тяжелых мощных комбайнов оно может достигать 0,2 МПа.

В тех случаях, когда для работы комбайнов требуются большие напорные усилия (при работе по крепким породам), применяется распорно-шагающее гидравлическое ходовое оборудование, которое является ходовым оборудованием цикличного действия.

Перевод комбайнов с шагающим ходовым оборудованием в другие выработки не может осуществляться своим ходом, как комбайнов на гусеничном ходу, и требует дополнительных транспортных средств.

Основной вид энергии проходческих комбайнов -- электрическая энергия. В состав электрооборудования комбайнов входят: электрические двигатели для привода исполнительных органов, органов погрузки, перегружателей и органов перемещения (кроме шагающе-распорного ходового оборудования и некоторых гусеничных ходов, оснащенных гидродвигателями), а также для привода насосов маслостанций комбайнов; магнитные станции с аппаратурой управления и защиты; электрические пульты управления; аппаратура сигнализации и освещения; кабельная сеть и электрическая арматура.

Преимущественное применение на проходческих комбайнах получили асинхронные короткозамкнутые электродвигатели в рудничном взрывобезопасном исполнении РВ. Синхронная частота вращения ротора составляет обычно 25 с^-1.

Включение и выключение электродвигателей комбайна выполняет машинист на самом комбайне с помощью пусковой аппаратуры, установленной в магнитной станции комбайна. С целью безопасного обслуживания на всех комбайнах предусмотрена подача звукового сигнала перед включением двигателей.

В проходческих комбайнах получили также широкое распространение системы силового объемного гидропривода типа насос -- силовой гидроцилиндр и насос -- гидромотор. Первая система используется: для перемещения стреловидных исполнительных органов комбайнов избирательного действия в горизонтальной и вертикальной плоскостях, раздвижности телескопической стрелы, подъема и опускания разгрузочного конца конвейера комбайна, для работы шагающе-распорного органа перемещения комбайнов бурового типа, а также для выполнения вспомогательных операций по управлению движением комбайна и ряда других операций.

Систему насос -- гидромотор используют в приводах гусеничного хода комбайнов.

В качестве рабочей жидкости гидросистем комбайнов можно применять минеральное масло, но в целях предотвращения пожаров правилами безопасности требуется применение огнестойкой нетоксичной рабочей жидкости. Такая жидкость представляет собой мелкодисперсную эмульсию воды и минерального масла (46 % воды и 50 % масла) с добавлением 4 % антизадирных, антикоррозионных и противопенных присадок.



Проходческие комбайны избирательного действия

Отличительные особенности этой группы комбайнов -- цикличность работы и возможность избирательной обработки забоя -- раздельная выемка полезного ископаемого и породы (при проведении выработки по пласту полезного ископаемого с присечкой боковых пород).

Поскольку размеры исполнительных органов проходческих комбайнов избирательного действия значительно меньше размеров проводимой выработки, исполнительный, орган для обработки всей поверхности забоя должен многократно перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях (см. рис. 1,.в).

Избирательные исполнительные органы не отделены щитом от призабойного пространства выработки, поэтому конструкция их системы пылеподавления более сложная и громоздкая, но в то же время, отсутствие щита значительно упрощает проведение работ по техническому обслуживанию и ремонту исполнительных и погрузочных органов таких комбайнов.

Указанный ряд положительных сторон комбайнов избирательного действия -- возможность проведения одним комбайном выработок с поперечными сечениями различной формы и размеров без переналадки исполнительных органов, -- а также относительная простота их конструкции по сравнению с буровыми комбайнами предопределили широкое применение этих комбайнов в угольной промышленности и при строительстве городских подземных сооружений.

В настоящее время выпускаются комбайны избирательного действия со стреловидными исполнительными органами типов: ПКЗр, 1ГПКС,4ПП2м, и 4ПП5.

В базовом исполнении комбайн 1ГПКС предназначен для проведения горизонтальных и наклонных (до +10 ) выработок сечением 5,3--15 м2 по углю, породе или смешанному забою с присечкой до 50% (по площади сечения выработки) пород, сопротивляемостью одноосному сжатию до 70 МПа, с показателем абразивности до 15 мг.

Рис. 6 Проходческий комбайн 1ГПКС

Комбайн 1ГПКС (рис. 6) состоит из исполнительного органа, включающего в себя телескопическую стрелу 3 и резцовую коронку 1; ходовой части 11; погрузочного устройства 12; гидросистемы 4; электрооборудования 5; пульта управления 6; скребкового конвейера 7, системы пылегашения 2.

Исполнительный орган смонтирован на поворотной турели и посредством гидродомкратов 4 и 13 может перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях при обработке забоя. Стрела телескопическая, имеет раздвижность до 500 мм.

Ходовая часть представляет собой самоходную гусеничную тележку и предназначена для движения, поворотов и разворотов комбайна. Привод гусениц 10 осуществляется от общего электродвигателя через коническую передачу и кинематические цепи, включающие в себя два рабочих и два тормозных фрикциона.

Сзади ходовой части размещены гидроцилиндры 9, выполняющие роль вспомогательных опор -- аутригеров, использование которых повышает устойчивость комбайна в процессе работы.

Погрузочное устройство состоит из рамы с закрепленными на ней двумя кинематически связанными редукторами нагребающих лап, привод которых осуществляется от скребковой цепи конвейера. Тяговый орган скребкового конвейера представляет собой круглозвенную цепь с установленными на ней штампованными скребками. Концевая часть конвейера может перемещаться гидроцилиндрами 8 в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Комбайн 1ГПКС, кроме базового исполнения, может выпускаться для работы в восстающих выработках с углом до 20 (1ГПКСВ) и для работы по падению до 25 (1ГПКСН).

В комбайне 1ГПКСВ на задних осях гусеничного хода установлены барабаны с канатами для удержания комбайна и создания дополнительного напорного усилия при работе вверх под углом 20°. Канат крепится к распорной стойке или анкеру, устанавливаемому у передней части гусеничного хода. Комбайн 1ГПКСН снабжается предохранительной лебедкой ЛП и распорной колонкой для подвески на канате.

Основные технические данные проходческих комбайнов избирательного действия приведены в табл. 3.4.

К особенностям проходческих комбайна 4ПП2М относятся: наличие четырех аутригеров для повышения устойчивости комбайна; встроенная в конструкцию комбайна система орошения с подачей воды под резцы; пылеотсос; две скорости резания (1,2 и 2 м/с) средства дистанционного и программного управления.

Особенности проходческого комбайна 4ПП5: возможность разрушения пород с коэффициентом крепости F = 6-8 и проведения выработок сечением вчерне до 30 м2; наличие дистанционного и автоматического управления; подача воды для пыле по давления под резцы.

Коронка с резцами РКСЗ, специально созданными для комбайна 4ПП5, устанавливается для разрушения крепких трещиноватых пород, а коронка с резцами РПП2 -- для вязких пород. Коронка имеет две частоты вращения -- 0,4 и 0,575 с^-1

В качестве привода исполнительного органа в комбайне применен электродвигатель ЭКВ-220.2У5 с водяным охлаждением. Вода для охлаждения двигателя поступает от системы орошения.

Под каждый резец через форсунки, установленные на коронке, подается вода.

Стреловидный исполнительный орган комбайна представляет собой блок редукторов с электродвигателем и режущей коронкой, установленный в направляющей П-образной раме. С помощью двух гидроцилиндров, вмонтированных в раму, блок может выдвигать по ее направляющим на 900 мм, что позволяет проводить выработки сечением вчерне до 35 м2 и производить до двух зарубок коронки в забой без включения гусеничного хода и подъема аутригеров.

Гидроцилиндры поворотов стрелы комбайна в горизонтальной и вертикальной плоскостях за счет ступенчатого изменения расхода поступающей в них рабочей жидкости обеспечивают перемещение стрелы в указанных плоскостях с тремя рабочими скоростями.

В качестве движителя для индивидуального привода гусениц комбайна принят гидромотор, обеспечивающий две скорости перемещения комбайна и крутящий момент приводной звездочки редуктора 165 кН*м.

Система дистанционного и автоматического управления позволяет осуществлять: управление с местного пульта; дистанционное управление с переносного пульта в зоне визуального контроля работы комбайна с расстояния до 25 м; программное (автоматическое) управление перемещением исполнительного органа в горизонтальной и вертикальной плоскостях и перемещением питателя погрузочного органа в горизонтальной плоскости; автоматическую стабилизацию нагрузки и защиту электродвигателя исполнительного органа.

В настоящее время разработан проходческий комбайн КП-25 для проведения выработок любой формы (кроме круглой) с площадью сечения в проходке от 7 до 25 м2 с углом наклона ±10°- Комбайн может работать в выработках с присечкой пород прочностью на одноосное сжатие до 80 МПа и абразивностью до 15 мг. Стреловидный телескопический исполнительный орган комбайна имеет две оси поворота в вертикальной плоскости, что позволяет обрабатывать выработку по высоте до 5 м и ниже уровня почвы на 0,7 м. Мощность привода исполнительного органа составляет 120 кВт.

Гусеницы ходовой части имеют индивидуальный привод от гидромоторов. Управление комбайном дистанционное с переносного пульта.

Комбайн оснащен средствами технической диагностики, устройством для подъема верхняков крепи и ручным гидравлическим инструментом. Масса комбайна с дополнительным оборудованием составляет 37 т.

Проходческие комбайны бурового действия.

Эти комбайны по области применения делятся на две группы:

· для работы по углю, калийным солям и слабым породам с коэффициентом крепости F < 4;

· для работы по сильно абразивным породам с коэффициентом крепости F = 8-10.

Комбайны первой группы (ПК8М, "Урал-10КС; "Урал-20КСА") используют главным образом при добыче калийных руд (для проведения подготовительных горных выработок и очистной выемки в камерах).

Комбайном ПК8М проводятся выработки сечением 8 и 9 м2. Установленная мощность двигателей комбайна составляет 356 кВт. Два двигателя по 110 кВт служат для привода исполнительного органа. Частота вращения исполнительного органа 0,12 и 0,21 с^-1

Рабочая скорость подачи комбайна может изменяться в пределах 0-110,2 м/мин, маневровая до 200 м/ч. Масса комбайна 66 т.

Комбайны "Урал-10КСА" и Урал-20КСА" могут проходить выработки с площадью поперечных сечений соответственно 8,3; 9,4; 10,5 м2 и 15,3; 17,9 и 20,2 м2.

Комбайн "Урал-10КСА" имеет: планетарный исполнительный орган, обрабатывающий забой двумя парами режущих дисков с забурниками; верхнее отбойное устройство, оформляющее кровлю выработки; бермовые фрезы со шнеками, служащие для выравнивания почвы, подрезки боков выработки и передачи горной массы скребковому конвейеру. Хвостовая часть конвейера выполнена подъемно-поворотной, что позволяет производить погрузку горной массы в различные поставочные средства. Комбайн имеет гусеничный ход с гидромеханическим приводом каждой гусеницы, обеспечивающим плавное регулирование скорости подачи и перемещения комбайна со скоростью до 120 м/ч.

Комбайн оборудован электрической и гидравлической системами, а также системой пылеподавления, бурильной установкой для бурения шпуров под анкерное крепление, насосной станцией, системой смазки и заправки редукторов и системой управления, обеспечивающей работу комбайна в режимах ручного и автоматического управления. Суммарная установленная мощность электродвигателей -- 422,8 кВт. Масса комбайна 63 т.

Комбайн "Урал-20КСА" имеет те же функциональные органы и системы, что и комбайн "Урал-10КСА".

В отличие от комбайна "Урал-10КСА", в комбайне "Урал-20КСА" - два двигателя переносного движения исполнительного органа. Два приводных блока имеет и скребковый конвейер. В то же время привод гусениц групповой -- от одного гидромотора.

Мощность привода исполнительного органа отбойного и бермовых органов составляет 444 кВт, общая установленная мощность двигателей -- 532,8 кВт. Масса комбайна до 82 т. На комбайне "Урал 20КСА" установлена кабина машиниста с автономной вентиляцией. В кабине размещены электрический и гидравлический пульты управления комбайном.

Для проведения выработок в породах с коэффициентом крепости F = 6-10 разработан и принят в серийное производство комбайн бурового действия KPT. Сечение выработки в проходке составляет 19 м2, угол наклона ±10°. Породный забой разрушается в два приема торовым забурником с дисковыми тангенциальными шарошками и коническим расширителем. На комбайне предусмотрены две бермовые фрезы, придающие выработке арочную форму. Орган перемещения комбайна -- гидравлический распорно-шагающий. Направленное движение комбайна осуществляется лазерным указателем курса. На комбайне установлен манипулятор для предварительного монтажа и установки комплектов крепи и предусмотрены средства технической диагностики основных узлов комбайна. Масса комбайна 130 т.

Пылеподавление при работе комбайнов

Запыленность воздуха в проходческом забое без применения средств пылеподавления может достигать 3000 мг/м3 и более, что весьма опасно для здоровья персонала, обслуживающего проходческую технику.

В этой связи разработаны и широко внедряются эффективные системы пылеподавления, применяемые при работе проходческих комбайнов как избирательного, так и бурового действия и состоящие из систем орошения и пылеотсоса. Наибольшее распространение получило орошение очагов пылеобразования в сочетании с отсосом запыленного воздуха.

На комбайнах со стреловидным исполнительным органом вода подводится к форсункам, установленным перед каждым резцом. При этом происходит осаждение крупнодисперсной пыли с частичками размером 6--10 мкм и охлаждение резцов, что повышает их стойкость. На стреле исполнительного органа располагаются плоскоструйные форсунки для создания водяной завесы перед забоем. В комбайнах бурового действия ввиду наличия у них за исполнительным органом ограждающих щитов такая завеса действует гораздо эффективнее.

Частички пыли размером до 5 мкм выносятся из забоя струей воздуха нагнетательной вентиляции и засасываются пылеулавливающей установкой.

С помощью автономных пылеулавливающх установок (АПУ) очистка запыленного воздуха может производиться как с помощью воды, так и без воды тканевыми фильтрами. Промышленностью выпускаются пылеулавливающие установки АПУ-265 и АПУ-465, снабженные глушителями шума и имеющие производительность соответственно 265 и 465 м3/мин очищенного воздуха. Автономные установки располагаются на почве выработки позади комбайна, а их отсасываающий трубопровод подвешивается к крепи и по мере продвижения комбайна перевешивается ближе к зоне работы исполнительного органа.

Размещено на Allbest.ru

...