механизированной выемки угля

Технологические схемы и средства

Цель занятия: усвоение современной технологии при подземной разработке пластовых месторождений угля.

Содержание занятия: Изучение эксплуатационной характеристики современных средств механизированной выемки угля. Изучение эксплуатационной характеристики современных механизированных крепей и комплексов. Выполнение индивидуального задания.

Очистные работы включают процессы по выемке полезного ископаемого, креплению забоя и управлению кровлей. Очистная выемка является главным процессом очистных работ. Под очистной выемкой понимают совокупность процессов отбойки, по грузки на забойное транспортное средство и доставки угля до ближайшей транспортной выработки. Названные процессы очи-

стных работ и очистной выемки характерны для пологих и на­клонных пластов, где широко применяется комплексная механи­зация. В других условиях могут отсутствовать такие процессы как крепление или управление кровлей, погрузка или механизи­рованная доставка угля в забое.

В длинных очистных забоях (лавах) применяют две схемы выемки: фланговую и фронтальную (рисунок 1). При фланговой схеме отделение угля от массива осуществляется выемочной ма­шиной, перемещающейся вдоль забоя перпендикулярно к на­правлению его подвигания. В зависимости от ширины захвата выемочной машины различают узкозахватную и струговую вы­емку. При узкозахватной выемке ширина захвата до 1, 0 м, стру­говой - до 0, 15 м. Основными выемочными машинами на совре­менном этапе развития технологии угледобычи являются узкоза­хватные комбайны. При фронтальной выемке отделение угля от массива осуществляется исполнительным органом одновременно по всей длине очистного забоя.

Рисунок 1- Фланговая (а) и фронтальная (б) схемы выемки угля:

1 - узкоза­хватный комбайн; 2 - забойный конвейер; 3 - перегружатель;

4 - струговая установка

Очистной комбайн для выемки угля на пологих и наклон­ных пластах имеет электродвигатель, исполнительный орган, по­грузочное устройство, механизм подачи, систему управления и пылеподавления. Исполнительный орган современного узкоза­хватного комбайна выполнен в виде шнека, оснащенного резца­ми, армированными твердыми сплавами. Комбайн перемещается по раме забойного изгибающегося конвейера. Комбайны выпускаются с шириной захвата 0, 63 и 0, 8 м. и могут применяться при углах падения пласта до 35° и мощности пласта до 5, 0 м.

АО «Гипроуглемаш» разработал блочно-модульный ряд очистных комбайнов «Кузбасс», сочетающих в себе высокую мощность с компактностью конструкции, увеличенную надеж­ность и производительность, эффективное пылеподавление. Об­щий вид узкозахватного комбайна показан на рисунке 2.

Рисунок 2 - Узкозахватный очистной комбайн 1 - механизм подачи; 2 - левый шнек; 3 - левый редуктор поворота; 4 - ле­вый домкрат; 5 - левый редуктор; 6 - электродвигатель; 7 - правый редук­тор; 8 - правый шнек; 9 - правый редуктор поворота; 10 - правый домкрат; 11 - погрузочный щиток; 12 - электроблок; 13 - опорные лыжи

В качестве очистных комбайнов предлагается использовать модернизированные комбайны типа К-85 для тонких пластов, К-300 и К-500 - для пластов средней мощности и К-800П для мощных пластов (таблица 1).

В настоящее время наиболее совершенной является техно­логия с применением механизированных комплексов, в состав которых входят механизированная крепь, безразборный забой­ный скребковый конвейер и узкозахватный комбайн или струг.

В механизированных комплексах комбайн перемещается по раме конвейера по рейкам.

Механизированной называют крепь очистных комплексов, все секции которой кинематически связаны между собой и пере­двигаются с помощью гидравлических домкратов вслед за подвиганием забоя.

Т

Таблица 1 - Техническая характеристика выемочных комбайнов «Кузбасс»

Секция крепи имеет основание, гидравличес­кие стойки, верхняк, ограждение и гидродомкрат для передвиже­ния крепи и конвейера.

По характеру взаимодействия с боковыми породами меха­низированные крепи подразделяются на крепи оградительного, поддерживающего, оградительно-поддерживающего и поддерживающе-оградительного типов. Крепи оградительного типа со­держат только оградительные элементы, препятствующие про­никновению обрушенных пород в призабойное пространство. Схема для определения типа крепи показана на рисунке 3.

Крепи поддерживающего типа имеют верхняк, поддержи­вающий кровлю по всей ширине призабойного пространства. Ог­радительные элементы выполняют вспомогательную роль, пре­дотвращая проникновение обрушенных пород кровли в рабочее пространство очистного забоя.

Рисунок 3 - Схема для определения типа крепи (по Б.К. Мышляеву):

1, 2, 3 и 4 - элементы крепи соответственно несущие, поддерживающие, опорные и оградительные

Крепь оградительно-поддерживающего типа имеет ограж­дение, предотвращающее проникновение обрушенной породы в рабочее пространство, а также козырек, поддерживающий кров­лю непосредственно у забоя.

Рисунок 4- Секция крепи ОКП: 1 - основание; 2 - четырехзвенники; 3 - пере­крытие; 4 - козырек; 5 - гидростойка; 6 - гидродомкрат передвижения

Рисунок 5 - Секция крепи 2УКП: 1 и 2 козырьки; 3 - гидростойка; 4 - огради­тельное перекрытие; 5 - гидрооборудование управления; 6 - основание

Поддерживающе-оградительные крепи имеют поддержи­вающие и оградительные элементы, активно воспринимающие нагрузку со стороны поддерживаемых пород. К ним относятся крепи М144, М147, Ml74 и др. Гидродомкрат для передвижения секций расположен в основании секций; этим же гидродомкратом осуществляется передвижка конвейера. Каждая секция механизи­рованной крепи имеет блок управления, обеспечивающий раз­грузку, передвижку и распор крепи.

Рисунок 6 - Секция крепи М-144

Техническая характеристика современных механизирован­ных крепей М147, М144 и М174 приведена в таблице 2.

Транспортное оборудование выемочного участка - вклю­чает забойные конвейеры для очистных забоев длиной 250-300 м, перегружатели, дробилки и перегрузочные средства типа «Ма­тильда».

В качестве забойных конвейеров используются модернизи­рованные конвейеры типа СПЦ 391, СПЦ 3100 и СПЦ 3125 с ли­тыми боковинами става с боковой разгрузкой с производительно­стью в зависимости от рабочей ширины конвейеров и скорости скребковой цепи 1200, 1800 и 2500 т/ч.

Для перегружателей типов ПС 391, ПС 3100 и ПС 3125 ис­пользуются скребковые цепи и приводы соответствующих забой­ных конвейеров с литыми боковинами (таблице 3).

Использование в механизированных комплексах отечест­венных машин позволит создать конкурентоспособное оборудо­вание при затратах на его приобретение в 3-4 раза меньших, чем на приобретение подобного оборудования, предлагаемого зару­бежными фирмами «Джой», «Эйкхоф» и др.

Таблица 2 - Техническая характеристика механизированных крепей

Таблица 3 - Техническая характеристика комплексов транспортного оборудования

Таблица 4 - Набор основного оборудования для отработки пологих угольных пластов высокопроизводительными комплексами

Задание: обосновать выбор комплекса оборудования для комплексно-механизированной выемки угля согласно индивиду­альному заданию в приложении.

Контрольные вопросы

1. Назовите процессы и технологические схемы механизиро­ванной выемки угля.

2. Дайте общую характеристику современных угольных ком­байнов.

3. Дайте общую характеристику устройства механизирован­ных крепей.

4. Назовите типы механизированных крепей и их отличитель­ные особенности.

5. Что представляют собой механизированные комплексы?

6. Дайте общую характеристику скребковых конвейеров для очистных забоев.

Приложение

Индивидуальные задания для выполнения практических работ

Примечание:

1. Расстояние между пластами принять произвольно (от 30 до 100 м), мощность наносов 30-50 м.

2. ТРО, СРО, СРУ - кровля соответственно труднообрушаемая, средней обрушаемости, средней устойчивости.