книги / Процессы очистных работ

ленных на комбайне двигателей, а комбайнов с воздушным охлаждением электродвигателей и с пневмодвигателями – 0,7–0,9. Установленная мощность двигателей очистных комбайнов приведена в

[1], [2].

Удельные затраты энергии на разрушение полезного ископаемого при фактической сопротивляемости угля резанью определяются по формуле

Hw =H1w + Aр −−A1р (H2w −H1w ), A2р A1р

где Aр – фактическая сопротивляемость полезного ископаемого резанью, кН/м;

A1р – табличное значение сопротивляемости полезного ископаемого резанью – ближайшее меньшее к фактической сопротивляемости резанью [2], кН/м;

A2р – табличное значение сопротивляемости полезного ископаемого резанью – ближайшее большее к фактической сопротивляемости резанью [2], кН/м;

H1w – удельный расход энергии на разрушение полезного ископаемого при сопротивляемости полезного ископаемого резанью равной A1р [2], кВт·ч/т;

H2w – удельный расход энергии на разрушение полезного ископаемого при сопротивляемости полезного ископаемого резанью равной A2р [2], кВт·ч/т.

Рассчитанная скорость подачи очистного комбайна должна быть проверена

−по максимально допустимой рабочей скорости подачи комбайна по технической характеристике;

−максимально возможной скорости передвижения машиниста комбайна по лаве;

−скорости крепления лавы механизированной крепью.

31

Проверка скорости подачи комбайна по максимально допустимой скорости подачи

Рассчитанная скорость подачи очистного комбайна не может превышать максимально допустимую рабочую скорость комбайна по его технической характеристике, т.е. должно соблюдаться неравенство

vп ≤ vдоп,

где vдоп – максимально допустимая рабочая скорость подачи комбайна по его технической характеристике [1], [2], м/мин.

Если указанное неравенство не соблюдается, то принимается vп = vдоп. При этом следует иметь в виду, что очистные узкозахватные комбайны для пологого и наклонного падения имеют плавную регулировку скорости подачи, что позволяет принимать любое значение скорости подачи в пределах допустимой. Комбайны же для крутого падения имеют ступенчатую регулировку скорости, поэтому скорость подачи комбайна должна принимать значение, соответствующее одной из ступеней.

Проверка скорости подачи комбайна по максимально возможной скорости передвижения машиниста

Эта проверка выполняется только при вынимаемой мощности пласта в лаве менее 1,3 м. Суть проверки заключается в том, что скорость подачи комбайна не может превышать максимально возможную скорость передвижения машиниста комбайна по лаве (vм), т.е. должно выполняться неравенство

vп ≤ vм.

Максимально возможная скорость передвижения машиниста комбайна при вынимаемой мощности пласта до 1,1 м составляет 2,3 м/мин, а при вынимаемой мощности от 1,1 до 1,3 м – 4,5 м/мин.

Если указанное неравенство не соблюдается, то принимается vп = vм.

32

Проверка скорости подачи комбайна по скорости крепления лавы механизированной крепью

Идея проверки состоит в том, что скорость подачи комбайна не должна превышать скорость крепления лавы (vкр) механизированной крепью, т.е. должно выполняться неравенство

vп ≤ vкр.

Если указанное неравенство не соблюдается, то принимается vп = vкр. Расчет скорости крепления лавы механизированной крепью расмотрен в гл. 5 (п. 5.1.1).

Производительность очистного комбайна

Производительность очистного комбайна (т/мин) по скорости подачи рассчитывается по выражению

q = mrkисvпγ,

где kис – коэффициент, учитывающий использование ширины захвата. При подвигании лавы по простиранию или падению kис = 1, при подвигании лавы по восстанию kис = 0,93;

Следует заметить, что рассчитанная скорость подачи является максимально возможной в условиях данной лавы, но она не учитывает возможные простои и другие задержки в работе комбайна, поэтому реальная производительность комбайна будет меньше рассчитанной. Однако именно по рассчитанной производительности комбайна должна приниматься производительность лавного скребкового конвейера и других транспортных средств, задействованных в транспортировании полезного ископаемого из лавы.

2.1.4. Технология выемки широкозахватными комбайнами

Как уже говорилось выше, в настоящее время применяется главным образом выемка узкозахватными комбайнами. Однако хоть и в небольшом объеме, но все же применяется и широкозахватная выемка. Сегодня отечественной промышленностью выпус-

33

кается два широкозахватных комбайна: «Кировец 2К» и КЦТГ. Конструктивно и по технологии работ они существенно различаются, поэтому в дальнейшем будут рассмотрены отдельно.

Комбайн «Кировец 2К» (рис. 2.10) имеет классическую компоновку, характерную для широкозахватных комбайнов. Конструктивно он состоит из корпуса, исполнительного органа и погрузочного органа. В корпусе комбайна расположены электродвигатель, лебедка и редуктор исполнительного органа. Исполнительный орган комбайна – кольцевой бар с режущей «бесконечной» цепью, оснащенной режущими зубками. На рис. 2.10 комбайн «Кировец 2К» показан с погрузочным органом в виде погрузочного щитка (плуга). Комбайн может комплектоваться также кольцевым погрузчиком с «бесконечной» цепью, оснащенной скребками.

Рис. 2.10. Комбайн «Кировец 2К»

Ширина захвата комбайна составляет 1,65 или 1,80 м, максимальный угол падения пласта 35°, комбайн работает с почвы пласта. Корпус комбайна располагается на первой дорожке призабойного пространства, бар и погрузочный орган комбайна – в отрабатываемой полосе. Лавный скребковый конвейер, на который комбайн грузит добытое полезное ископаемое, располагается либо на первой, либо на второй дорожке призабойного пространства (определяется устойчивостью пород непосредственной кровли).

Комбайн «Кировец 2К» работает только по односторонней схеме с двумя нишами. Перемещение комбайна вдоль забоя лавы осуществляется лебедкой, расположенной на переднем (по ходу движения комбайна) конце корпуса комбайна. Канат лебедки растягивается на 15–20 м и закрепляется на распорной стойке. При на-

34

вивке каната на барабан лебедки и осуществляется передвижка комбайна.

Приближаясь к вентиляционному штреку, комбайн выезжает в заранее подготовленную нишу. Концевые операции около вентиляционного штрека заключаются в подготовке комбайна к перегону. Для этого от комбайна отцепляется погрузочное устройство

около откаточного штрека. Подготовка комбайна к выемке новой полосы предусматривает выполнение тех же операций, какие выполняются около вентиляционного штрека, но в обратном порядке. При этом приходится удалять и снова восстанавливать мешающие стойки крепи призабойного пространства. Задвижка исполнительного и погрузочного органов в нишу осуществляется также с помощью лебедки комбайна.

При работе комбайн «Кировец 2К» обслуживают два рабочих очистного забоя: машинист комбайна и его помощник.

35

Комбайн КЦТГ (рис. 2.12) имеет исполнительный орган, расположенный на торце корпуса комбайна. Исполнительный орган состоит из четырех буровых коронок и отбойно-погрузочной кольцевой цепи. Буровые коронки забуриваются в забой отрабатываемой полосы, а отбойно-погрузочная цепь, на которой закреплены режущие зубки и скребки, прорезает кольцевую щель, разрушая забой отрабатываемой полосы, и разрушенное полезное ископаемое грузит на лавный скребковый конвейер. На боковой поверхности корпуса комбайна закреплена лыжа, которая при работе комбайна скользит по забою лавы, являясь направляющей. В призабойном пространстве лавы находится только лыжа комбайна, корпус же комбайна расположен в отрабатываемой полосе.

Рис. 2.12. Комбайн КЦТГ

Комбайн работает с почвы пласта с двумя нишами в лаве. Максимальный угол падения пласта в лаве 18°. Ширина захвата комбайна 1,6 м. Комбайн может работать как по односторонней, так и по челноковой схемам. Обслуживают работу комбайна два горнорабочих очистного забоя: машинист комбайна (ГРОЗ 6-го разряда) и помощник машиниста комбайна (ГРОЗ 5-го разряда).

При односторонней схеме работы комбайн движется по лаве

внаправлении от откаточного штрека к вентиляционному. Перемещение комбайна по лаве осуществляется лебедкой, расположенной в корпусе комбайна. Трос лебедки разматывается и закрепляется на распорной стойке (рис. 2.13). Сам комбайн располагается

вотрабатываемой полосе, лыжа комбайна скользит по забою лавы, не позволяя комбайну ни заглубляться в пласт, ни выходить в при-

36

забойное пространство. Разрушенное исполнительным органом комбайна полезное ископаемое отбойно-погрузочной кольцевой цепью грузится на лавный скребковый конвейер, находящийся на первой дорожке призабойного пространства. Отрабатываемая полоса крепится стоечной крепью.

Около вентиляционного штрека комбайн КЦТГ выезжает в подготовленную нишу. Концевые операции в этом случае не требуются. Начинается холостой перегон комбайна по отработанной полосе, который осложняется необходимостью удаления стоек крепи, установленных в отработанной полосе, перед перегоняемым комбайном и восстановления стоек крепи позади комбайна. Перегон комбайна КЦТГ осуществляется посредством той же лебедки.

Перегон комбайна заканчивается около откаточного штрека, и концевые операции заключаются в задвигании комбайна в нишу, что опять осуществляется с помощью лебедки комбайна. На этом выемка полезного ископаемого в лаве заканчивается и комбайн готов к отработке новой полосы.

При челноковой схеме работы комбайна КЦТГ рабочий ход комбайна в направлении от откаточного штрека к вентиляционному

совершенно аналогичен описанному выше при односторонней схеме работы. Но после выезда комбайна в нишу у вентиляционного штрека выполняются концевые операции, которые заключаются в отсоединении лыжи от корпуса комбайна, в развороте комбайна на 180°, в присоединении лыжи к противоположной стороне корпуса комбайна и задвигании комбайна в нишу около вентиляционного штрека. При развороте комбайна и его задвигании в нишу приходится удалять стойки крепи ниш и восстанавливать их после

37

выполнения процесса. На этом выемка полезного ископаемого в цикле заканчивается и комбайн готов к отработке новой полосы, которая будет осуществляться аналогично описанному выше, только в направленииотвентиляционного штрекак откаточному.

2.2. Струговая выемка в длинных очистных забоях

Струговая выемка в лавах была первоначально задумана для разработки весьма тонких угольных пластов, каких немало в Донецком да и в других бассейнах. В отличие от очистных комбайнов, разрушающих пласт резаньем, струг, перемещаясь по лаве, снимает стружку с забоя лавы. В какой-то мере работу струга можно уподобить работе рубанка, снимающего стружку с древесины. Имеющийся опыт эксплуатации стругов показал, что струги могут успешноприменяться дляотработкипластов мощностью до2,0–2,2 м.

Основными элементами струговой установки являются: струг, скребковый конвейер, столы управления струговой установкой. Скребковые конвейеры струговых установок имеют специальную конструкцию и не могут быть использованы не только при других способах выемки, но и в составе других струговых установок.

На рис. 2.14 показана принципиальная конструкция одной из струговых установок. Рештаки конвейера подвешены консольно на высоком борте конвейера, внутри которого расположены рабочая и холостая ветви тяговой цепи. Между почвой пласта и рештаками

конвейера движется плита, приводимая в движение тяговой цепью. На плите расположен струг – массивная конструкция, на которой расположены зубки, снимающие стружку с забоя лавы.

Струг движется вдоль забоя лавы со скоростью до 1,52 м/с. Толщина стружки, снимаемой за один проход струга по лаве, прак-

38

тически составляет 3–5 см, хотя по техническим характеристикам может достигать 10 см. Работа струговой установки требует наличия в лаве двух ниш, длина каждой из которых составляет 4–5 м, а глубина принимается из расчета, чтобы постоянно имелся неснижаемый запас на 2–3 цикла. Напротив ниш в призабойном пространстве располагаются головки скребкового конвейера, столы управления струговой установкой. Технология проходки ниш рассмотрена в гл. 8. Поскольку струг выходит в ниши с большой скоростью, правила безопасности запрещают находиться и выполнять ка- кие-либо работывнишахво времяработыструговойустановки.

Струги работают в лаве по челноковой схеме. Перемещаясь по лаве, струг отрабатывает 50–90 % мощности пласта, оставляя пачку

ки определяет затупившиеся зубки, следит за обрушением подпиленной пачки у кровли пласта, при необходимости обрушает ее с помощью пики, подчищает призабойное пространство от кусков пород и полезного ископаемого, попавших за конвейер. Указанные рабочие находятся на первой дорожке призабойного пространства за скребковым конвейером. Им категорически запрещается находиться между конвейером и забоем лавы во время работы струговой установки, что объясняется большой скоростью движения струга, а также запрещается даже наклоняться над конвейером в связи с возможностью самообрушения подпиленнойпачкиу кровлипласта.

Кроме рабочих очистного забоя, рассредоточенных по длине лавы, работу струговой установки обслуживают машинист струговой установки (ГРОЗ 6-го разряда), находящийся около стола управления струговой установкой около откаточного штрека, и помощник машиниста струговой установки (ГРОЗ 5-го разряда), находящийся около стола управления струговой установкой около вентиляционного штрека. Таким образом, состав сменного звена, обслуживающего работу струговой установки, определяется по формуле

nзв = nу + 2,

где nу – число участков, на которыеразделена лава.

Включает в работу струговую установку машинист струговой установки. Любой из рабочих очистного забоя, обслуживающих работу установки, при обнаружении нештатной ситуации на своем участке лавы может остановить струговую установку. Для этого по всей длине лавы протягивается тросик, подсоединенный к концевому выключателю. В случае такой остановки струговой установки машинист должен выяснить причину остановки, по возможности устранить причину. Возобновить работу струговой установки может только машинист.

Как уже говорилось выше, струги работают по челноковой схеме. При движении струга от откаточной выработки к вентиляционной направление движения струга и цепи конвейера противо-

40