Технологія виймання вузькозахватним комбайном

Вузькозахватні комбайни працюють з ставу конвеєру або використовують його як направляючу для пересування по лаві. Перевагами вузькозахватних комбайнів є: можливість використання човникової схеми виймання вугілля в лаві, повнота виймання при зміні потужності пласта, вільне регулювання виконавчого органу по потужності пласта, виймання вугілля на відносно великій швидкості (велика хвилинна продуктивність лави), поліпшення умов навантаження вугілля, суміщення комбайнової і конвеєрної доріг, можливість використання багатокомбайнових виймальних установок при певних конструктивних рішеннях тощо. До недоліків слід віднести погіршення сортності видобуваємого вугілля, збільшення пилоутворення, складність самозарубки, поява навісного обладнання для механізації укладки кабелю і збільшення ширини привибійного простору, велика вага приводів конвеєрів за рахунок появи винесеної системи подачі, труднощі пересування обслуговуючого персоналу на тонких пластах при швидкостях подачі 4-6 м/хв. тощо.

Більшість вузькозахватних комбайнів мають шнековий виконавчий орган. Вони прості за конструкцією, надійні в роботі, здатні самозарубуватись у пласт, легко регулюються по потужності пласта, добре приспосаблюються до нерівностей покрівлі і підошви, мають високу продуктивність. Але шнекові виконавчі органи можна ефективно використовувати лише при опору пласта різанню до 300 кН/м, при більшому опору їх продуктивність падає.

Барабанні виконавчі органи, що обертаються на вертикальній осі, мають комбайни МК67м, КА80, КА90. Вони здатні ефективно руйнувати вугілля з опором до 400 кН/м, більш стійкі на конвеєрі, дають більший вихід крупних фракцій, здатні фронтально самозарубуватись у пласт, мають менчу енергоємність руйнування пласта, при їх використанні утворюється менче пилу. Але їх конструкція більш складна, є труднощі з навантаженням відбитого вугілля на конвеєр та регулюванням барабану по потужності.

Ворма зрізу, який знімається різцями шнекових і барабанних виконавчих органів, серповидна. Товщина зрізу на початку h=0, а потім h = макс. І наприкінці полуоберту знов h=0. Із збільшенням товщини зрізу, при решті рівних умов, питома енергія відокремлення вугілля зменшується і наближається до величини, яка залежить від властивостей пласта і типу виконавчого органу. При площі зрізу 15-25 см² витрати енергії вже не зменшуються. На питомі витрати енергії руйнування вугілля впливає також відстань між зрізами – крок t. Оптимальне значення кроку h < t < 3h.

Площа перетину зрізу у встановленому режимі роботи в загальнім випадку буде S=ht. Прийнявши t/h=2, раціональна глибина зрізу становить приблизно 6,4 см. Але в умовах Західного Донбасу такий крок є завищеним і краще зменшити крок і збільшити товщину зрізу. Товщина зрізу визначається за формулою:

h = v_п/nn_а;

V_п – швидкічть подачі, см/хв.;

n –частота оберту виконавчого органу, 1/с;

n_а – чмсельність активних різців на лінії зрізу.

З формули видно, що товщину зрізу можна збільшити як підвищенням швидкості подачі, так і зменшенням числа різців в лінії різання або частоти обертання органу. В лаві частоту обертання не міняють, поскільки для цього необхідно замінювати пару шестерен. Товщина зрізу обмежується вильотом різця і потужністю приводу. Число активних різців також обмежене (2 різця). Тому зменшення товщини зрізу при підвищенні опору пласта різанню здійснюється зменшенням швидкості подачі.

Якщо площа зрізу прийнята за вказаними вище рекомендаціями (15-25 см²), то оптимальна товщина зрізу для шнекових і барабанних виконавчих органів визначається:

h_ср.опт. = 0,9{(1+S_ср)/(k_ш -1)}^1/2;

Коефіцієнт k_ш для вязкого вугілля 0,7-1,0, для крихкого – 1,0-1,3. Розрахунки показують, що при А_р ≤ 180 кН/м h_ср.опт =3-5 см, а при виймання вугілля з А_р ≥ 180 кН/м для такої товщини зрізу потужність приводу повинна бути 200-320 кВт, що в умовах тонких пластів поки неможливо.

Число ліній різання для барабанних і шнекових органів з горизонтальною віссю обертання визначається:

n_л = 100r/t_ср.опт.;

де r – ширина захвату, м;

t_ср.опт – середня оптимальна ширина зрізу, см; t_ср.опт = S_ср/ h_ср;

Для барабанів з вертикальною віссю (КА80 та ін.) і стругів

n_л = 100m_макс./t_ср.опт.;

m_макс – максимальна виймальна потужність пласта, м;

Комбайн К103М – призначений для механізації виймання вугілля на пластах потужністю 0,7-1,4 м з кутом падіння до 35⁰, при опору різанню до 360 кН/м. При кутах падіння більше 9⁰ комбайн використовується з запобіжною лебідкою. Виймання вугілля здійснюється по човниковій схемі з рами пересувного конвеєра СП202В1, КСД26, СП26, СП26У, СПЦ26, СП250, СП251, СПЦ163. Комбайн не потребує підготовки ниш і самозарубується косими заїздами. Виконавчий орган – шнеки диаметром 0,56; 0,63; 0,71 і 0,8 м, розташовані по кінцям корпусу на поворотних редукторах. Ширина захвату 0,8 м. Регулювання шнеків по потужності – за допомогою гідродомкратів. Привід виконавчого органу розташований в уступі вибою між шнеками, а над рештачним ставом конвеєра розташований портал і опорна система комбайну. Пересування комбайну здійснюється тяговим ланцюгом за допомогою винеменої системи подачі ВСП Кожний з приводів ВСП встановлюється на рамах приводів вибійного конвеєра з боку виробленого простору. Кінці ланцюга прикріплені до корпусу комбайну за допомогою вертлюгів. Передній по ходу комбайну привід ВСП тягне робочу гілку ланцюга, а задній холосту. Обладнання ВСП розташовується на штреку. Комбайн з вибійного боку спирається на полку лемеху конвеєру двома лпорами, дві інші розташовані по кінцях порталу і охватують циліндричну напрвіляючу, закріплену на ставі конвеєру з боку виробленого простору. Навантажувальним пристроєи комбайну є навантажувальні щитки, розташовані між шнеками і торцевими частинами корпусу комбайну. Управляють комбайном з пульту на порталі. Електродвигун комбайну ЕКВ3,5-75 потужністю 2х75 кВт, ВСП – 2х37 кВт. Габарити – 3116х1998х415(520, 605) мм.

Комбайн КА80, КА90, КА200 – призначений для пластів 0,85-1,2 м (КА80) 0,8-1,25 м (КА200) при опору різання до 400 кн/м. Комбайн працює як у правому так і у лівому вибої без перемонтажу з рами конвеєру СПЦ-251, СПЦ163, КСД26, СП26, СП26У, СПЦ26, СП250. Комбайн працює по човниковій схемі без ниш. Виконавчий орган складається з двох барабанів з вертикальною віссю обертання диаметром 1 м, розміщених по кінцях комбайну. Регулювання по потужності здійснюється за допомогою гідродомкрату роздвижки. Верхня і нижня групи кожного барабану приводяться до обертання зірками, між якими знаходиться корпус бару. Обидві групи приводяться одним ріжучим ланцюгом з двосторонніми зубками УМК90. Регулювання виконавчого органу по потужності пласта здійснюється роздвижкою верхнього висувного барабану відносно нижнього стаціонарного. Крім того можна міняти висувні барабани. Між двома барабанами розташовані механізовані підгребні пристрої, призначені для зачистки і погрузки вугілля. Конструкція комбайну забезпечує фронтальну самозарубку. Пересування комбайну здійснюється за допомогою ВСП, приводи якої винесені разм з приводом конвеєра на пересувні столи типу СО75С. Комбайн оснащений телеуправлінням. Електродвигун комбайну ЕКВ3,5-132.У2 потужністю 132 кВт, ВСП – 4ВР-225 – 2х45кВт. Габарити – 5000х800х520мм. Швидкість подачі до 5 м/хв.

Комбайн МК67М - призначений для пластів 0,7-1,0 м. Потужність електроприводу 125 кВт. Комбайн працює з рами конвеєру СП48М, СПЦ151, СП202, СП63М. Виконавчий орган у вигляді барабану з верткальною віссю. Механізм подачі 1Г406 або «Урал-37» забезпечує пересування комбайну по рамі конвеєру. Тяговим органом є ланцюг 24х86-9. Для поліпшення навантаження вугілля комбайн оснащений навантажувальним щитком, який встановлюється в залежності від напрямку руху. Перестановка щитка вручну. Комбайн спирається на раму конвеєру двома завальними і двома вибійними лижами. Швидкість подачі до 5 м/хв. Габарити 6425х1295х675(765)мм. Комбайн потребує ниш довжиною 4 м, але самозарубується у любій точці лави.

Комбайн 1К101У - призначений для пластів 0,95-1,3 м з опором різанню до 200 кН/м при роботі тангенціальними різцями і до 300 кН/м при роботі радіальними різцями. При кутах падіння більше 9⁰ потребує запобіжну лебідку. Виконавчий орган складається з двох шнеків диаметром 0,71м з захватом 0,8 м, або 0,8 м з шириною захвату 0,63 і 0,8 м. Шнеки розташовані з одного боку, тому необхідна з одного боку ниша довжиною 6 м. Виймання вугілля можливе як по човниковій, так і односторонній схемі з рами пересувного конвеєру СП250, СП251, КСД-26, СП-26, СП-26У, СПЦ-26, СПЦ-163. По потужності шнеки ругулюються гідродомкратами. Навантаження вугілля здійснюється виконавчим органом. Механізм подачі «Урал-37» або 1Г405. Тяговий орган – ланцюг, розтягнутий по лаві і закріплений на кінцевих частинах вибійного конвеєру з компенсатором витяжки 800мм. Швидкість подачі до 4,4 м/хв. Електродвигун ЕДКО4-100У5 – 100кВт. Габарити – 6420х1295х675(765) мм.

На базі цього комбайну створений комбайн 1К101УД з винесеною системою подачі і розміщенням шнеків з двох боків. Він працює без ниш з самозарубкою косими заїздами. При кутах більше 9⁰ потребує запобіжної лебідки.

Комбайни 1ГШ68, 1ГШ68Е, 2ГШ68Б – комбайн 1ГШ68 призначений для пластів 1,3-2,5м з опором різанню до 200 або 300 кН/м. При кутах падіння більше 9⁰ потребує запобіжної лебідки. Виймання вугілля можливе як по човниковій, так і по односторонній схемі з рами конвеєру типу СП87ПМ, СП202, СП301М, СП250. Виконавчий орган – два рознесені шнеки диаметром 1120, 1250, 1400 і 1600 мм. Шнеки закріплені на виходних валах поворотних редукторів і регулюються по потужності пласта гідродомкратами. Самозарубка здійснюється косими заїздами без ниш. Механізм подачі гідравлічний, Тяговий орган – ланцюг 26х92-9. Електродвигун ЕКВ4У-У5 – 2х132 кВт. Габарити 8524х1005х900(1000)мм.

Комбайн 1ГШ68Е працює на напрузі 1140В, призначений для пластів 1,3-1,95м. Електродвигуни ЕКВ4-160-2У5 – 160 кВт.

Комбайн 2ГШ68Б призначений для пластів 1,4-2,5м. Диаметр шнеков 1,25 м з захватом 0,63 і 0,8 м, а також 1,4 та 1,6 м з шириною захвату 0,5; і 0,63 м. Механізм подачі гідравлічний безцепний з використанням насосу 1НП200 і гідромотору 1ДП4. Пересування здійснюється перекатуванням зубчатого колеса механізму подачі по цевочній рейці, закріпленій на завальній стороні конвеєру. В механізмі подачі передбачений спеціальний тормоз, але на кутах падіння більше 9⁰ потрібна запобіжна лебідка 3ЛП. Управління комбайном з виносного пульту. Швидкість подачі до 6 м/хв. Габарити 8400х1005х950(1175)мм.

Комбайн ГШ200Б, ГШ500 – для пластів 0,95-1,7 м (ГШ200Б) і 1,3-2,7 м (ГШ500) з опором різанню до 360 кН/м.

Має два безцепних механізму подачі, працює без запобіжної лебідки. Комбайн уніфікований з ГШ200В і РКУ. Працюють з конвеєру СП87ПМ, СПЦ273 з рейкою 1БСП (ГШ200) і 3БСП (ГШ500).

Комбайни уніфікованого ряду РКУ – призначені для пластів 1,1-4,5 м. РКУ10 – 1,1 -1,93м; РКУ-13 – 1,35-2,6 м; РКУП20 – 1,8-4,5 м. Виймання вугілля можливе як по човниковій, так і односторонній схемі з рами конвеєру. Базовою моделлю є РКУ-10. Виконавчий орган складається з двох рознесених шнеків диаметром 1000, 1120 і 1250 мм (в РКУ-13 також 1400 мм) на виводних валах поворотних редукторів. Регулюються по потужності за допомогою гідродомкратів. Можлива робота також з одним шнеком при двохкомбайновій роботі. Комбайни оснащені двома безцепними механізмами подачі на базі насосу РНАСМ -125/320 і гідромотора РМНА-125/320; РКУП20-25. Наявність двох механізмів подачі дозволяє працювати без запобіжної лебідки. Електродвигун ЕКВЕ4-200 з водяним охолодженням потужністю 200 кВт. Управління комбайном здійснюється зі стаціонарного і виносного пульту. Опір вугілля різанню до 360 кН/м. РКУ10 працює з конвеєру КСД26, СП26, СП26У, СПЦ26, КСД27, СП250, СПЦ153, СПЦ271, СП301М/90, СП326. РКУ13 з конвеєру – КСД27, КСД29, СПЦ271, СПЦ230, СП301М/90, СП326.

Комбайн УКД200-250 – з винесеною системою подачі для відробки пластів 0,85-1,3 м з опором різанню до 360 кН/м. Ширина захвату 0,63 і 0,8 м. Диаметр шнеків 0,8 і 0,9 м. Загальна енерговооруженість 330 кВт, продуктивність до 5,5 т/хв. Має безфланцеве з’єднання силових вузлів, систему охолодження редукторів ріжучої частини і адаптовану до верхняків кріплення конфігурацію порталу, підвищену міцність і довговічність зубчатих передач і підшипникових вузлів. Корпус розташований в уступі вибою. Довжина лави до 250 м. Працює з конвеєру СПЦ26 (СПЦ163), СП26У (СП251).

Комбайн УКД-300 - з безланцюговою системою подачі на базі частотно-регулююмого приводу забезпечує відробку пластів 0,85-1,5м з опором різанню до 360 кН/м. Ширина захвату 0,7 м. Диаметр шнеків 800, 900, 1000, 1120 і 1250 мм. Випускається двох типорозмірів 0,85-1,3 м та 0,95-1,5 м. Енерговооруженість 420 кВт. Поворотні автономні ріжучі частини оснащені електродвигунами по 180 кВт, а привода подачі 2х30 кВт. Швидкість подачі до 12 м/хв., продуктивність до 10 т/хв. Система управління дозволяє здійснювати місцеве і дістанційне управління, плавне регулювання подачі і виконавчих органів. Для викидонебезпечних пластів передбачени засоби автоматизації, що забезпечують дистанційне управління поза межами видимості. Працює з конвеєра КСД26В. Довжина лави до 300 м.

Комбайни серії УКД розроблені замість 1К101У. Навантаження на лаву 1000 – 2500 т/добу при максимальній 3500 т/добу.

Комбайн КДК400 – для відробки пластів 1,1-2,1 м (два типорозміру) оснащений безланцюговою системою подачі з частотним регулюванням швидкості. Енерговооруженість – 467,5 кВт, в т.ч. приводів виконавчих органів 2х200 кВт, подачі – 2х30 кВт. Комбайн розташований на рештачному ставі еонвеєру. Управління місцеве і дистанційне. Максимальна продуктивність 11 т/хв. Випускається замість 1К101У і РКУ-10.

Комбайни КДК500, КДК-500Ш- для пластів потужністю 1,35-4,3 м. Ширина захвату 0,63 і 0,8м. Диаметр шнеків 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200мм. Механізм подачі – електричний частотно-регульований БСП. Максимальна швидкість подасі 20 м/хв. Продуктивність 8-18 т/хв. Працює з конвеєрів КСД27, КСД28,СПЦ271,СПЦ273 з рейкою 3БСП, РПК, РКД. «Айкотрак». Ресурс збільшений в з рази. Навантаження на вибій 2500-5000т/добу.

Комбайн КДК-500Ш розроблений на базі КДК500 для суцільних і комбінованих систем розробки і може вести обробку вибоїв штреків, що примикають до лави, де міцність порід до 80Мпа (f = 6). Продуктивність досягає 18 т/хв. Сумарна потужність приводів 597,5 кВт, в т.ч. виконавчих органів 2х250 кВт, подачі 2х45 кВт.

Комбайн КДК700 – для видобутку пластів 1,8-4,3 м з добовим навантаженням до 15 тис.т. Ширина захвату 0,63 і 0,8м. Диаметр шнеків 1800-2200 мм. Має привід ріжучої частини 2х355 кВт і безланцюговий механізм подачі 2х60 кВт на базі частотно регульованого приводу. Комбайн КДК700 замінить КШ-3м та 1КШЕ, бо має ресурс і продуктивність у 2-3 рази більше.

Паспорти кріплення і управління покрівлею при роботі вузькозахватних комбайнів компонуються як з індивідуальним, так і механізованим кріпленням.

При індивідуальному кріпленні і ширині захвату комбайну 0,63м типовими модулями по технологічним зонам є: І,ІІ зона – 2у.Г, Поб:У₂(П1Г); Ш зона – а(1.Г)₃ +з.д.; ІУ зона – б(6.Г)₃ +з.д.; У зона – в(6.Д)₃.

При потужності пласта 1,3-2 м, обрушаємості масиву А₂, стійкості Б₄ і краще, П₃ використовується стойки ГД(СУГМ), ГВП, ГВПу з верхняками 3ВИК(3ВВ30) з опорою. У вихідному стані привибійний простір закріплений стойками по трьохугольній схемі. Одна рамка має відстань від вибою до першого ряду 1,4м, до другого -2,7 м, до посадочного кріплення – 3,8 м. Друга рамка – до першого ряду – 2 м; до другого 3,3 м, до посадочного – 3,8 м. Після проходу комбайну з відставанням4-5 м здійчнюється пересування конвеєру на ділянці 16-20 м, а з відставанням 30-40 м навішування чергового верхняка з опорою і встановлення ріду кріплення через 1,3 м. З відставанням не менче 30 м здійснєється перенесення посадочного ряду кріплення.

При потужності пласта 0,9-2 м, ширині захвату 0,8 м, породах А_2-3, А₃, Б₃, Б₄, П₃ використовуються стойки ГД (СУГМ, ТУ) під обапол. Типовими модулями є: І, ІІ зона – 6у.Г, Чоб.: Б_р +П1Г; Ш зона – а(6.Г)₁ +з.д.; ІУ зона – б(6.Г)₁+з.д.; У зона – а (6.Д)₂+з.д. За цією ж схемою компонується паспорт при управлінні покрівлею частковою закладкою.

У вихідному положенні лава закріплена трьома стойками під обапол довжиною 2 м. Відстань до першого ряду стойок 1,4 м, між стойками 0,8м. Під вибоєм стойка встановлюється під консоль укосом. Посадочний ряд посилений стойками, що встановлені між рамками під подлапок. Після проходу комбайну здійснюється пересування конвеєру і установка чергової рамки із зміщенням на 0,8м. В місті викладки бутової смуги бутовий штрек і бутова смуга оконтурюються органкою. Ширина бутової полоси 4 м, бутового штреку – 2м. Довжина шпурів 2м. Крок викладки бутової смуги 0,8-1,6 м. Кріплення бутового штреку – дві стойки під обапол. При частковому обваленні після викладки бутових смуг переноситься кріплення в місцях обвалення з відставанням не менче 30 м від точки закінчення пересування конвеєру і кріплення лави.

На тонких пластах 0,5-1,0 м при стійкості покрівлі Б₄ і краще, підошви -П_3-2 і краще кріплення здійснюється стойками ГВП (ГВПу, ТУ.ГД, СУГМ) під обапол рамками за падінням. Типові модулі: І,ІІ зона – 8уТ, Пл.оп.:У₂(К_пв); Ш зона – а(5.Т)₂; ІУ зона – б(5.Т)₂; У зона – в(6.Д)₂.

У вихідному положенні лава закріплена чотирма рамками кріплення через 0,8 м за простяганням під обапол довжиною 1,5 м. Відстань між стойками за падінням 1 м. В якості посилюючого кріплення використовуються пневмокостри. Відстань до першого ряду стойок 1,3 м, до останнього 3,7 м. Після проходу комбайну на ділянці 15-20 м пересувається конвеєр, після чого встановлюється черговий ряд стойок. З відставанням не менче 30м здійснюється переноска пневмокострів і вилучення останнього ряду стойок.

В умовах А₁, А₂, А₃, Б₃ і вище, П_3-2 і вище використовуються механізовані комплекси.

Технологія виймання вугілля вузькозахватними комбайнами з механізованими комплексами відрізняється тим, що з відставанням не більше 3 м слідом за проходом комбайну здійснюється пересування механізованого кріплення. При човниковій роботі комбайну конвеєр пересувається або з відставанням 12-15 м, або фронтально по всій довжині лави зразу. При односторонній схемі роботи комбайну конвеєр пересувається слідом за проходом комбайну по зачістці лави.

На кінцевих ділянках може використовуватись кріплення сполучення та секції з подовшеною консоллю.

Дата добавления: 2014-11-09