Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Историческая справка

2. Выемочные комбайны и оборудование для механизации очистных работ

2.1 Основные технологические схемы механизации очистных работ

2.2 Схемы и способы перемещения машин вдоль забоя

2.3 Механизмы перемещения и силовое оборудование привода очистных комбайнов

2.4 Врубовые машины

2.5 Узкозахватные комбайны. Классификация

Список использованной литературы

Введение

Выемочный комбайн - комбинированная горная машина, обеспечивающая одновременно механизацию отделения полезного компонента от забоя, его разрушение и погрузку на транспортную машину.

Выемочные комбайны работают по цикличной технологии , обрабатывая очистной забой заходками определенной ширины при одновременном перемещении вдоль забоя по односторонней или челноковой схеме выемки. В конце пути в зоне сопряжения со штреками выполняется цикл вспомогательных операций, способствующий началу выемку очередной полосы. В связи с этим комбайн имеет исполнительно-погрузочный орган, механизм, обеспечивающий перемещение машины вдоль забоя, а так же дополнительные средства для подавления пыли в очистном пространстве. Управление механизмами комбайна возможно как с пульта, расположенного непосредственно на машине, так и вынесенного за пределы очистного пространства в подготовительную выработку специального устройства.

Ввиду разнообразия горно-геологических условий разработки месторождений полезных ископаемых отмечается и разнообразие конструкций и технических решений очистных комбайнов.

В зависимости от направления выемки и перемещения комбайна различают фланговые и фронтальные конструкции. Фланговые комбайны перемещаются вдоль длинных забоев, обеспечивая выемку полосы угля определенной ширины, при этом обработка и продвижение лавы производится перпендикулярно направлению движения комбайна. Это основной тип комбайнов, применяемых на угольных шахтах. Фронтальные комбайны обеспечивают выемку всей полосы полезного ископаемого, при этом перемещение комбайна соответствует направлению движения фронта забоя. Такие комбайны нашли применение при разработке калийных и соляных месторождений полезных камерными системами разработки.

Фланговые комбайны по ширине выемки за один проход вдоль лавы разделяют на широкозахватные (1.0 - 1.8 м) и узкозахватные (менее 1.0 м).

Струговая установка - выемочная машина, позволяющая механизировать выемку пластов, не охватывающихся узкозахватными комбайнами, повысить технику безопасности и эффективность работы очистных забоев.

Характеристики

1. Способность разрушать резанием крепкие угли

2. Возможность устранения или уменьшения размеров ниш

3. Легкость регулировки струга относительно кровли и почвы пласта

4. Компактность приводов

5. Долговечность работы струга, конвейера, рештачного става

6. Высокие показатели надежности

Применение

1. Механизация выемки угля

2. Обойка породы

3. Отгрузка породы

Рабочие инструменты

1. Струговой исполнительный орган с вынесенной цепной системой подачи

2. Забойный скребковый конвейер

3. Гидродомкрат передвижения

4. Гидрофицированные столы

5. Электрооборудование

6. Средства управления

7. Средства автоматизации

8. Средства сигнализации

9. Средства освещения

10. Автоматизированная система орошения

Классификация

1. Струговые установки с исполнительным органом, Опирающимся на почву пласта и расположением тяговых цепей струга у стругового конвейера со стороны выработанного пространства (СО)

2. Струговые установки с исполнительным органом, перемещающимся по специально закрепленной на струговом конвейере направляющей, без опоры на почву пласта, с расположением тяговых цепей у забоя (СН)

1. Историческая справка

Принципиально новый угледобывающий комбайн был создан коллективом конструкторов Донгипроуглемаша, который возглавляли А. Д. Сукач, В. Н. Хорин и С. М. Арутюнян. В конструкции комбайна содержалась оригинальная идея - применение кольцевого бара с одношарнирной цепью в сочетании с отбойной штангой, имеющей две опоры. Такое решение устраняло ряд принципиальных недостатков режуще-отбойных органов, имевших место у большинства предшествующих машин. К середине 1948 года на Горловском машиностроительном заводе им. С. М. Кирова был изготовлен опытный образец комбайна «Донбасс-1», предназначенный для работы в пологих пластах мощностью от 0.8 до 1.5 м.

Благодаря коллективным усилиям конструкторов Донгипроуглемаша и механизаторов шахт угольная промышленность СССР первой в мире перешла к массовому применению угледобывающих комбайнов. Разработанный институтом комбайн «Донбасс» начал серийно выпускаться в 1949 году, а его создатели - А. Д. Сукач, С. М. Арутюнян, В. Н. Хорин, А. И. Башков и другие удостоены Государственной премии 1950 года. В 1950 году было выпущено уже более 400 машин. В течение 1949-1951 гг. выпуск комбайнов «Донбасс» превысил 650 единиц и продолжал расти. Применение комбайнов «Донбасс» позволило повысить нагрузку на лаву в среднем на 43 %, а производительность труда на 35-45 %. Он экспонировался на ВДНХ, а также на зарубежных промышленных выставках и был первым из советских угольных машин, экспортированных в зарубежные страны. Комбайн осваивался угольными бассейнами многих стран, в том числе Венгрии, Польши, Чехословакии, КНР, Индонезии.

Создание и широкое внедрение комбайнов «Донбасс» имели важное историческое значение -- в промышленных масштабах была разрешена сложная техническая проблема механизации основных процессов добычи угля (зарубки, отбойки и навалки) на пологих пластах мощностью 0,8 -- 1,5 м. В дальнейшем институтом «Донгипроуглемаш» под общим руководством А. Д. Сукача и В. Н. Хорина был создан ряд модификаций комбайна «Донбасс»: «Донбасс-2», «Донбасс-3», «Донбасс-4», «Донбасс-6», «Донбасс-7», которые позволили значительно расширить область применения комбайновой выемки угля на шахтах страны, в частности, на пластах мощностью до 2,8 м.

Комбайн «Донбасс-2»(главный конструктор С. М. Арутюнян) механизировал выемку пластов с крепкими и вязкими углями. После модернизации в 1956--1957 годах комбайн получил наименование «Донбасс-2К». Конструкция его основных узлов имела принципиальные отличия: большая мощность главного электродвигателя (120 кВт); наличие двух скоростей движения режущей цепи, высокая тяговая характеристика подающей части, наличие фрикционно-пульсирующей подачи.

Комбайн «Донбасс-3» предназначался для работы в пластах с малоустойчивой кровлей и не нуждался в специальной машинной дороге, а работал с рамы конвейера. Для работы в пластах мощностью 2,3-2,7 м был создан комбайн «Донбасс-4», который после испытаний в Карагандинском бассейне в 1955 был поставлен на серийное производство.

Комбайн «Донбасс-6» (главный конструктор К. П. Иваницкий) для пластов мощностью 1,8-2 м успешно внедрялся на шахтах Печорского и других бассейнов Советского Союза.

С целью регулирования исполнительного органа комбайна по мощности пласта в процессе работы был разработан комбайн «Донбасс-7» (главный конструктор Б. Ф. Ручко). Исполнительный орган этой машины был выполнен в виде кольцевого бара и двух отбойных штанг, при этом верхняя штанга могла регулироваться по высоте. Комбайны «Донбасс-7» успешно эксплуатировались главным образом на шахтах Кузбасса в пластах мощностью 2,2-2,6 м.

Комбайн «Донбасс» был в свое время наиболее совершенной в мировой практике угледобывающей машиной подобного класса. С первых же дней своей эксплуатации он давал устойчивую высокую производительность и зарекомендовал себя надежной и высокоэффективной угледобывающей машиной. К концу пятой пятилетки угольные шахты СССР имели 2145 выемочных комбайнов; в стадии испытаний находилось несколько новых типов угледобывающих машин. Сотни угольных шахт полностью добывали уголь комбайнами.

В 1955 году в Донбассе при помощи комбайнов «Донбасс» добывалось в очистных забоях пологопадающих и наклонных пластов около 35 % угля, в Кузбассе -- 17 %, в Карагандинском бассейне -- 64 %, а в среднем по шахтам СССР -- 26,4 %. За все годы было изготовлено более 2000 комбайнов «Донбасс», которыми на шахтах страны добыто более 900 млн тонн угля. привод очистной комбайн фронтальный

Широкое применение комбайнов типа «Донбасс» на шахтах страны в разнообразных горно-геологических условиях показывало, что производительность комбайновой выемки и общая эффективность работы могут быть повышены за счет дальнейшего совершенствования конструкции и увеличения энерговооруженности комбайна. Эти работы проводились, начиная с 1950 г. Взамен электродвигателя МАД-191/11 Донгипроуглемашем совместно с Первомайским электромеханическим заводом им. К. Маркса был создан новый, более мощный и совершенный электродвигатель типа ЭДКО (главный конструктор В. Н. Хорин) с наружным обдувом.

К середине 50-х годов совершенствование конструкций и методов эксплуатации новых комбайнов потребовало дальнейшего повышения мощностей электродвигателей для них. В результате работ Донгипроуглемаша (главный конструктор П. Л. Светличный), Кемеровского электромеханического завода и Первомайского электромеханического завода им. К. Маркса был создан ряд электродвигателей с внутренней вентиляцией серии ЭДК с часовой мощностью до 120 кВт и длительной -- до 40 кВт.

Повышение мощности комбайновых электродвигателей при тех же габаритах и предельных температурах достигалось путем применения теплостойкости кремнийорганической изоляции и ряда других конструктивных и электротехнических новшеств.

Успешное применение на шахтах комбайнов «Донбасс» на пластах мощностью более 0,8 м и необходимость расширения области применения комбайновой выемки на пласты меньшей мощности обусловили создание в Донецком филиале Гипроуглемаша в 1950--1951 гг. комбайна «Горняк», предназначенного для работы в пластах мощностью 0,65 -- 0,9 м (главный конструктор В. Н. Хорин).

2. Выемочные комбайны и оборудование для механизации очистных работ

2.1 Основные технологические схемы механизации очистных работ

Выемка пластовых (угольных) месторождений полезных ископаемых очистными комбайнами производится (в основном) по двум технологическим схемам: широкозахватной и узкозахватной.

Широкозахватная выемка угля предусматривает ширину захвата исполнительного органа комбайна за один проход вдоль забоя в пределах до 1.8 (2.2) м. При этом комбайн движется между грудью забоя и первым рядом крепи, конвейер отделен от комбайновой дороги дополнительным рядом крепи. По мере выемки угля а комбайном появляется обнажение шириной до 2.7 м, которое необходимо закрепить. Погрузка угля производится грузчиком. Окончание выемки полосы угля завершается выходом комбайна в специально подготовленную нишу. Комбайн демонтируется и на маневровой скорости перегоняется в исходное положение, предшествующее началу выемку следующей полосы. С этой целью в другой части лавы также подготавливается монтажная ниша. Конвейер разбирается на секции и переносится на новую дорогу. Лишь после этого возможно начало выемки следующей полосы. В современных выемочных комплексах механизированы все операции технологического цикла: выемка, погрузка угля, его транспорт, крепление и управление кровлей.

Узкозахватная выемка угля предусматривает ширину захвата исполнительного органа комбайна за один проход вдоль забоя в пределах 1 м. Узкозахватные комбайны последних модификаций обеспечивают выемку угля при скоростях подачи 8.0 - 10.0 м/мин, против 1.0 - 2.0 м/мин широкозахватных машин.

2.2 Схемы и способы перемещения машин вдоль забоя

В зависимости от технологии, назначения и конструктивного исполнения различают следующие виды и способы перемещения выемочных машин вдоль забоя:

- канатная подача;

- канатная подача на пластах крутого и наклонного падения;

- цепная подача;

- цевочная подача;

- шагающая;

- гусеничная.

Канатная подача обеспечена за счет принудительной навивки каната на барабан подающей части комбайна, при этом конец каната закрепляется за распорную стойку. Габариты комбайна ограничивают канатоемкость барабана, которая не превышает 20-25 м, поэтому переодически по мере подвигания вдоль забоя производится перестановка распорной стойки, разматывание и повторное закрепление конца тягового каната. При необходимости формирования больших усилий подачи канат перебрасывается через блок, установленный на распорной стойке, и конец его закрепляется на комбайне. Канатная подача, связанная с необходимостью выполнения большого объема вспомогательных операций, применяется лишь на врубовых машинах и широкозахватных комбайнах.

Канатная подача на пластах крутого падения обеспечивается специальной двухбарабанной лебедкой ЛГКН 4, установленной на вентиляционном штреке. Подача комбайна производится с помощью двух канатов, закрепленных на развития техники является определяющей как у нас в стране, так и за рубежом.

Цепные подачи имеют серьезные недостатки. При большой длине забоя цепи деформируются, возникают продольные колебания тягового органа, что вызывает нежелательные динамические нагрузки на исполнительный орган комбайна.

Расположение приводных цевочных колес на близком расстоянии друг от друга по центру комбайна обеспечивает более равномерное распределение усилия подачи между двумя приводами, поэтому она получила наибольшее распространение как в отечественных, так и зарубежных конструкциях узкозахватных комбайнов.

Шагающая, распорно-шагающая подача, реализуемая за счет усилий гидродомкратов, применяется в проходческих комбайнах. С помощью гидродомкратов можно формировать значительные усилия подачи, что необходимо при проведении выработок в породах повышенной крепости.

Более широкое применение в проходческих комбайнах нашел гусеничный вариант подачи, осуществляемый двумя гусеницами с общим или индивидуальным приводами. В условиях разрушения крепких пород возможен гусенично-распорный вариант подачи.

2.3 Механизмы перемещения и силовое оборудование привода очистных комбайнов

Скорость подачи должна плавно регулироваться в зависимости от крепости разрушаемого угля. Оптимальный диапазон регулирования скорости подачи с учетом реальных условий эксплуатации машин находится в пределах 0-10 м/мин.

Наиболее широкое применение в очистных узкозахватных комбайнах получил гидравлический вариатор скорости. Как правило, в приводи подачи применяются радиально-поршневые насосы типа 1НП-120, либо 1НП-200 и высокомоментные радиально-поршневые двигатели (ДП-510, ДП-514, либо 1ДП-4)

Объемный гидропривод позволяет плавно в широком диапазоне регулировать скорость подачи. В последних конструкциях комбайна КШ1 используется система автоматического регулирования скорости подачи «Тула-1», основанная на частотном регулировании электропривода с электронной системой управления. При этом регулирование скорости подачи обеспечено в пределах 0.2 - 9.0 м/мин при усилии подачи в 250 кН на всем диапазоне скоростей.

2.4 Врубовые машины

Врубовая машина предназначена для проведения дополнительной плоскости обнажения в очистном забое, разрушаемом буровзрывным способом. Дополнительная плоскость способствует более эффективному разрушению полезного ископаемого и точному оконтуриванию ширину захвата в пределах выемочного цикла. Ширина захвата (глубина подрубки щели), принимается равной 1.8 м (кратной паспорту крепления очистного забоя).

Промышленностью выпускается лишь один тип врубовых машин - «Урал-33».

2.5 Узкозахватные комбайны. Классификация

Узкозахватные комбайны располагаются непосредственно у груди забоя, перемещаются по конвейеру или опираются на его став, разрушают уголь в отжатой зоне пласта. Как правило, комбайны работают по челноковой схеме с механизированной выемкой ниш в зоне сопряжения с верхним и нижним штреками. По способу перемещения вдоль забоя узкозахватные комбайны бывают со встроенным либо вынесенным на штреки механизмом подачи (ВСП).

По типу механизма подачи - с гидравлическим или электрическим вариатором скорости.

По мощности вынимаемого пласта - комбайны для тонких пластов (менее 0.8 м); маломощных (0.8-1.5 м); средней мощности (1.5-3/5 м) и мощных (более 3.5 м).

По углу падения: комбайны для пластов полого падения ( до 25 градусов) - работа с конвейером при механизированной погрузке угля; наклонных пластов (25-45 градусов) - для транспорта угля используются специальные течки и металлические желоба; крутого падения (более 45 градусов) - транспорт угля производится под действием собственного веса.

По конструкции исполнительного органа комбайна: шнековые, барабанные, буроскалывающие, врубо-навалочные, строгающего действия.

По конструкции погрузочного органа: работающие с подпорно-погрузочными щитками пассивного и активного типов с погрузочными устройствами, управляемыми усилием гидродомкратов.

По расположению исполнительного органа относительно корпуса комбайна: с симметричным и асимметричным. Комбайны с симметричным расположением исполнительных органов обеспечивают механизированную подготовку верхней и нижней ниш. Комбайны с асимметричным расположением исполнительного органа, как правило, работают по односторонней схеме, либо требуют подготовки ниш значительных размеров.

По типу привода: с электрическим и пневматическим двигателем. Последние применяются лишь на пластах крутого падения в условиях жестких требований правил техники безопасности.

Список использованной литературы

1. Топорков А.А. «Машинист горных выемочных машин»

2. Бучнев В.К. Справочник горного инженера

3. Репин Н.Я., Репин Л.Н. «Выемочно-погрузочные работы: учебное пособие"