Очистные комплексы и щитовые агрегаты для крутых пластов

Особенностью современного этапа развития технологии горных работ на крутых пластах является переход от механизации отдель­ных процессов (выемки угля) к комплексной механизации всех основных процессов в очистном забое (выемки, крепления и управ­ления горным давлением) с применением высокопроизводительных очистных комплексов (с подвигапием очистного забоя по прости­ранию пласта) и щитовых агрегатов (с подвиганием очистного за­боя по падению пласта) с автоматизацией управления. Преиму­щественное применение получили щитовые агрегаты, которыми в 1983 г. было оборудовано более 80 забоев. Технические характе­ристики щитовых агрегатов приведены в табл. 25.1.

 

		Та б	лииа 25.1
	Щитовой а. регаг
Параметры	1 АЩМ	1АНЩ	?АНЩ
Вынимаемая мощность пласта, м Длина агрегата, м Глубина захвата, м Расчетная производительность, т/мнн Масса агрегата, т	1,2-2,2 0,7 1,5-2,0	0,7-1,3 СО 0,7 1,5-2,0	1,2-2,2 б!) 0,64 1,5-2,0

 

 

		Продолжение табл. 25.1
	Щитовой агрегат
Параметры
	I \ЩМ	1АНЩ	2АНЩ
КхшвейЧ	pocipjг
Мощное ib привода, кВт:
электрического при режиме 5 ч
пневматического при Р = 0,3 МПа	35X2	35X2	35X2
Напряжение, В
Скорость резания, м/с:
при электроприводе	1,3	1,3	1,3
при пневмоприводе	0,9	0,9	0,9
Скорость подачи, м/мин	0—0,2	0-0,2	0-0,2
Масса конвейероструга, т
Механизиров	энная крепь
Высота секции, м:
минимальная	1,0	0,64	1,2
максимальная	2,2	1,37	2,2
Число стоек в секции
Рабочее давление гидросистемы, МПа
Сопротивление крепи на 1 м^а поддер-
живаемой кровли, кН/м^2:
при предварительном распоре
при срабатывании предохранитель-
ного клапана
Коэффициент затяжки кровли	0,4	0,7	0,7

§ 1. Комплекс КГУ

Комплекс КГУ предназначен для комплексной механизации очистных работ при разработке по простиранию крутых пластов мощностью 0,6—1,5 м с падением 35—90° при боковых породах не ниже средней устойчивости.

Комплекс КГУ (рис. 25.1) состоит из комбайна / типа «Темп», который подвешен на тяговом 2 и предохранительном 3 канатах на двухбарабанной лебедке 1ЛГКН, установленной на вентиля­ционном штреке; однотипных двухстоечных линейных и концевых секций 4; двух насосных станций 9 типа СНУ5; магнитной стан­ции (при электрическом исполнении) и станции орошения, уста­новленных на вентиляционном штреке. Комплекс может быть по­ставлен также в пневматическом исполнении.

Все секции связаны между собой по падению пласта посред­ством гидравлических штанг 5 и 6, а также попарно гидравличе­скими домкратами передвижения 7, расположенными диагонально между основаниями секций. Гидростойки двойной телескопической раздвижности, гидроштанги и гидродомкраты питаются от общей гидросистемы, включающей насосную станцию, напорную и слив­ную магистрали и гидрооборудование секции. Рабочая жидкость—

 

 

эмульсия. На секции расположены блок клапанов и блок управ­ления (в основании вышерасположенной секции). Каждая секция со стороны выработанного пространства снабжена ограждением 8 и также имеет ограждение со стороны рабочего пространства. Десятая секция имеет предохранительный полок для защиты рабо­чих от случайно падающих кусков породы.

При работе комбайна снизу вверх секции крепи передвигаются вслед за выемкой. На пластах, опасных по внезапным выбросам угля или газа, передвижка секций крепи начинается только после выемки комбайном полосы угля по всей длине лавы.

Щитовой агрегат 1АЩМ

Агрегат 1АЩМ предназначен для комплексной механизации очистных работ при разработке крутых (50—90°) пластов мощ­ностью от 1,2 до 2,2 м широкими полосами (40 м) по падению пласта при сопротивляемости угля резанию до 2 кН/см, кровле не ниже средней устойчивости, управлении горным давлением полным обрушением. Агрегат может применяться на пластах, опасных по выбросам угля и газа. 304

 

 

В целях непрерывной работы участка в эксплуатации нахо­дятся одновременно два щитовых агрегата (рис. 25.2). В то время как один щитовой агрегат 1 закончил выемку полосы угля и пере­монтируется в монтажную камеру 3 для выемки следующей полосы угля, в работе находится агрегат 2. Монтажная камера должна подготавливаться заблаговременно. Ее проходят посред­ством отбойных молотков с оставлением или без оставления целика под вентиляционным штреком.

Агрегат 1АЩМ (рис. 25,3) состоит из гидрофицированной огра­дительно-поддерживающей щитовой крепи 1, конвейероструга 2, насосной станции, электрического или пневматического обору­дования и системы орошения, расположенных в вентиляционном штреке.

Щитовая крепь агрегата скомплектована из отдельных секций 3, которые шарнирно связаны между собой у почвы пласта. Каждая секция состоит из основания 7, двух гидравлических стоек 8 и 10 двойной телескопической раздвижности и верхняка 12. Со сто­роны выработанного пространства имеется телескопическое ограж­дение //, нижняя часть которого связана с основанием секции, а верхняя — с верхняком. Секции связаны по верхнякам отрез­ками цепи. На неподвижную часть ограждения укладывают и закрепляют металлическую сетку или изношенную конвейерную ленту, а поверх нее — накатник из двух рядов бревен На накат­ник насыпают породную подушку шириной примерно равной

 

 

 

двукратной мощности пласта. Породная подушка смягчает удары обоушающихся за щитом пород кровли.

' Конвейероструг осуществляет выемку угля по всему фронту забоя на полную мощность пласта и доставку его к углеспускной печи производительностью до 2 т/мин. Исполнительный орган представляет собой каретки 4 с резцами. Каретки перемещаются на роликах по направляющей балке 5 посредством круглозвенной бесконечной цепи и привода (электрического или пневматического). Подача копвеиероструга на массив угля происходит с помощью гидродомкратов 6 и гидродомкратов качания 9, установленных на секциях через каждые 6 м.

Цикл работ по выемке угля под щитом осуществляется сле­дующим образом:

1) в начальном положении (рис. 25.3, а) крепь щитового агрегата придвинута вплотную к забою и опирается о него своим основанием; шдростойки секций расперты между кровлей и поч­вой пласта; конвейероструг находится в верхнем положении; расстояние от консоли верхняка до забоя 1_п = 0,82 м;

2) включаются насосная станции, конвейероструг и орошение, производится зарубка конвейероструга в массив угля по всему фронту забоя, для чего конвейероструг равномерно перемещается всеми гидродомкратами подачи на забой со скоростью до 0,2 м/мин; при этом образуется вруб глубиной 0,7 м и шириной 0,8 м (рис. 25.3, б);

3) при помощи гидродомкратов качания конвейероструг пере­мещают вверх для отбойки верхней пачки угля (рис. 25.3, в). Ширина обнаженной полосы кровли по всей длине забоя состав­ляет при этом L_t = 1,54 м;

4) далее таким же способом перемещают конвейероструг вниз для отбойки нижней пачки угля (рис. 25.3, г);

5) возвращают конвейероструг в исходное положение (рис. 25.3, д);

6) постепенно снимают распор со всех секций крепи, и весь агре­гат под действием составляющей силы веса опускается вниз до упора концов оснований секций в массив угля (см. рис. 25.3 а). Одновре­менно ведутся вспомогательные работы: возводится органная крепь в ходке и наращивается лестница. Затем цикл работ повторяется.

В перспективе вместо щитового агрегата 1АЩМ предпола­гается выпускать для той же мощности пластов (1,2—2,2 м) щи­товой агрегат 2АНЩ, в котором применена механизированная крепь с принудительной гидравлической передвижкой, успешно эксплуатировавшаяся в агрегате 1АНЩ. Опытный образец щи­тового агрегата 2АНЩ прошел шахтные испытания. Подготав­ливается выпуск опытной партии.

§ 3. Щитовой агрегат 1АНЩ

Агрегат 1АНЩ предназначен для комплексной механизации очистных работ при разработке пластов угля мощностью 0,7— 1,3 м с углом падения 35—90° полосами шириной 60 м по падению

 

 

 

 

пласта при кровле не ниже средней устойчивости и управлении горным давлением полным обрушением.

Агрегат 1АНЩ (рис. 25.4) имеет такую же технологическую схему выемки угля и такое же общее устройство, как и агрегат 1АЩА1, и примененный аналогично конвейероструг. Принципиаль­ное отличие заключается в новой кинематической схеме механизи­рованной крепи с принудительной гидравлической ее передвиж­кой и принятых конструктивных решениях.

Механизированная крепь 1 оградительно-поддерживающего типа, агрегатная, конструктивно и технологически связанная с кон-вейеростругом 2, состоит из двух групп двухстоечных секций! основных 3 и вспомогательных 4, чередующихся через одну. Каж­дая группа секний кинематически обособлена, передвигается само­стоятельно и поочередно.

Основные двухстоечные секции состоят из линейных секций, секций подвески и двух концевых. Линейная секция состоит из основания 5, двух стоек 6 двойной гидравлической раздвижности, верхняка 8, гидравлического оборудования и телескопического ограждения 7 от проникновения в рабочее пространство обрушен­ных пород из выработанного пространства. Секция подвески отличается от линейной наличием на основании проушин 9, в которые установлен рычаг подвески 10 со встроенным гидро­домкратом // подачи конвейероструга. К основанию секции при­варена опора и установлен гидродомкрат 12 качания конвейеро­струга. Гидродомкраты подачи и качания образуют механизм передвижения конвейероструга. Основные секции соединены между собой в единую группу двумя рядами связей по переднему и заднему рядам гидростоек.

Вспомогательные секции с основанием клиновидной формы, установленные между основными, не имеют между собой кинема­тической связи и соединены посредством телескопических гидро­домкратов с балкой конвейероструга для подтягивания к ней.

Перед началом цикла в исходном положении агрегата основные секции крепи придвинуты к забою, расперты между кровлей и почвой пласта, а конвейероструг находится в контакте е углем. Далее включают насосную стьнцию и привод конвейероструга, а затем гидродомкратами подачи перемещают конвейероструг на вабой для получения первоначального вруба на шаг выемки. Телескопические гидродомкраты вспомогательных секций при эгом раздвигаются. Шаг выемки может регулироваться е помощью гидрозамков и кранов, установленных на секциях подвески. Да­лее, как и при агрегате 1АЩМ, производится выемка конвейеро-стругом верхней и нижней пачек угля и подача конвейероструга в исходное положение. При этом гидродомкраты основных и вспо­могательных секций раздвинуты на величину шага выемки; гидродомкраты качания находятся в сдвинутом положении, а ши­рина обнаженной полосы кровли максимальная (L = 0,72 м).

Процесс передвижения механизированной крепи осуществ­ляется с принудительным гидравлическим последовательным пере-

 

 

движением групп секций крепи. Вспомогательные секции разгру­жаются и телескопическими гидродомкратами подтягиваются к балке конвейероструга по всей длине агрегата (или посекционно) и распираются между почвой и кровлей пласта, поддерживая кровлю. Затем производится снятие распора, передеьжка гидро­домкратами и распор основных секций крепи.

Одновременно с выемкой угля в вентиляционном ходке лавы возводшся органная крепь, переносятся лестницы для переме­щения рабочих из погашаемой углеспускной печи и выполняются другие вспомогательные работы. Новый цикл работ выполняется в той же последовательности.

К преимуществам щитовых агрегатов следует отнести: гори­зонтальное расположение забоя с фронтальной выемкой угля полосами по падению пласта, что упрощает выполнение многих производственных операций (в том числе перемещение и управле­ние механизированной крепи); подбутовка за щитом, способству­ющая поддержанию боковых пород, уменьшающая нагрузку на крепь и поэтому позволяющая создавать ее облегченной конструкции и безопасно отрабатывать пласты с труднообру-шаемой кровлей; малая глубина захвата агрегата, полуцилин-дрнческая форма забоя, разрушение угля с поверхности забоя с малой толщиной стружки, а также действие гравитационных сил и веса агрегата в направлении, противоположном развитию вы­бросов, что значительно снижает выбросоопасность горного мас­сива и повышает эффективность отработки пласта; резание угля под слоем ранее разрушенного и увлажненного угля, невысокая скорость резания и доставки угля, благодаря чему уменьшается вынос пыли в рабочее пространство забоя; дистанционное управ­ление агрегатом с выносного пульта без присутствия людей в очистном забое во время выемки угля, что повышает безопас­ность работ.

К недостаткам щитовых агрегатов следует отнести значитель­ную трудоемкость перемонтажных работ, работ по креплению де­ревом и поддержанию углеспускных скатов.

§ 4, Организация работ и передовой опыт щитовой выемки угля

Щитовые агрегаты применяются в тяжелых горно-геологиче­ских условиях залегания крутых пласгов, поэтому средняя на­грузка на лаву немного превышает 200 т угля в сутки, а произво­дительность труда рабочего 5—6 т на выход. Однако многие пере­довые бригады, умело используя горную технику, регулярно вы­нимают агрегатом по две полоски шириной по 0,7 м за смену, обеспечивая при этом нагрузку на лаву 400 т угля за сутки и более.

Рациональная организация работ применяется на шахте им. Артема ПО Артемуголь (Донбасс) в лавах, оборудованных щитовыми агрегатами типа 1АЩМ (рис. 25.5). Пласт «Толстый»

 

 

имеет мощность 1,7 м, угол падения 56", боковые породы средней устойчивости, длина очистного забоя 50 м.

Щитовой агрегат обслуживает суточная комплексная бригада. Режим работы лавы — четырехсменныш три смены по добыче угля, четвертая — ремонтно-подготовительная. В каждую до­бычную смену на работу выходит звено из одиннадцати человек в следующем составе: один машинист агрегата, два помощника машиниста, двое ГРОЗ по насыпке угля в вагонетки на штреке и шестеро ГРОЗ по креплению ската. В каждую добычную смену снимается агрегатом по две полоски угля. В ремонтно-подготови-тельную смену работает бригада из четырех электрослесарей и двух забойщиков. Добыча угля за месяц составляет 11,2 тыс. т при производительности труда рабочего по участку 150 т.

Особенностью работы передовых бригад является слаженный ритм работы, умение выполнять каждым рабочим все процессы производственного цикла, тщательный профилактический осмотр и текущий ремонт агрегата, высокая дисциплина, рациональное использование рабочего времени, социалистическое соревнование, творческое отношение к использованию горной техники в целях повышения ее эффективности. На некоторых шахтах успешно применяют работу одновременно двух сдвоенных (и даже строен­ных) агрегатов. Это позволяет в 2—3 раза увеличить длину очист­ного вабоя и довести ее до 80—120 м, благодаря чему значительно сокращаются тяжелые ручные работы и расход лесоматериалов при возведении углеспускных и вентиляционных скатов (шахта «Зиминка» в Кузбассе). Для продления срока службы панели и сокращения перемонтажных работ выемку угля агрегатом ведут без перемонтажа в пределах двух этажей (шахта «Углегорская» в Донбассе и др.).

Передовая комплексная бригада на шахте «Зиминка», творче­ски осваивая горную технику, эффективно применила агрегат

 

 

1АЩМ в пласте мощностью 2,6 м с углом падения 55°. Агрегат предназначен для пластов мощностью 1,2—2,2 м, поэтому на верхняки секций крепи были прикреплены надставки из деревян­ных брусьев, обшитых листовым железом. Бригада установила рекорд добычи угля сдвоенным агрегатом — 26 479 т, а затем строенным агрегатом —33 116 т за месяц при длине очистного забоя 123 м и производительности труда рабочего 33 т на выход. Максимальная суточная добыча угля из щитового забоя при этом достигла 2372 т, а средняя при работе по рекордному графику 1068 т.

§ 5. Проведение разрезных печей щитовыми агрегатами, монтаж и демонтаж

На шахтах центрального района Донбасса получает примене­ние способ проведения разрезных печей шириной 3 м (на два от­деления) и 4 м (на три отделения) посредством щитовых агрегатов.

К проведению разрезной печи приступают сразу после бурения скважины диаметром 0,5 м на всю высоту этажа. В меае выхода скважины на вентиляционный юрпзош оборудуют монтажную камеру размером 6X6 м по падению и простиранию пласта. Над откаточным штреком в устье скважины проводят камеру размером 10 м по восстанию и 3—4 м по простиранию пласта, в которой оборудуют бункер для магазинирования угля из расширяемой сква­жины и отделение для ее вентиляции.

Монтаж агрегата на длину 6 м осуществляют двумя лебедками 1ЛГКН. На вентиляционном штреке устанавливают насосную станцию. В монтажную камеру под вентиляционным штреком спускают и собирают приводную головку конвейероструга, его балку, обводную головку и исполнительный орган. Над привод­ной и обводной головками устанавливают секции подвески и соединяют их гидродомкратами подачи с конвейеростругом и гидросистемой. После выемки конвейеростругом полосы угля на глубину захвата 0,7 м на всю мощность пласта и длину камеры конвейероструг поднимают гидродомкратами подачи в исходное положение, производят посадку агрегата и крепление камеры. Далее цикл работ повторяется. Разрезная печь проводится агре­гатом со скоростью 8—10 м/сут, т. е. в 2 раза быстрее, чем отбой­ными молотками. При этом трудоемкость работ также почти в 2 раза меньше.

Монтаж щитового агрегата производится в подготавливаемой к разработке панели и ведется специальной бригадой строго по графику, чтобы обеспечить бесперебойный переход с одной па­нели в другую. Монтаж ведется с вентиляционного штрека в под­готовленной камере длиной 8—10 м с оставлением или без остав­ления целиков под штреком (рис. 25.6). На некоторых шахтах монтаж ведут непосредственно со штрека в специально подготов­ленной по пласту канаве глубиной 3 м. Вначале устанавливают скип 1 для доставки в камеру крепежного леса, тельфер 2, две

лебедки 3 и 4, насосную станцию агрегата. С помощью лебедок спускают и монтируют в камере первую секцию 5 над углеспуск-ныад скатом, распирая ее между почвой и кровлей пласта; затем монтируют последующие секции. Монтаж конвейероструга 6 ведут обычно параллельно и начинают с установки приводной головки, а затем подсоединяют балки конвейероструга, подвеши­вая их на телескопических рычагах с гидродомкратами подачи и качания. После установки крайней балки и обводной головки монтируют исполнительный орган и систему орошения. Смонти­рованный конвейроструг используют обычно для доставки угля к углеспускному скату при дальнейшем проведении монтажной печи, если она не проведена сразу на полную длину. При удли­нении печи устанавливают и секции крепи. После всего уклады­вают прорезиненную конвейерную ленту с напуском по кровле и почве пласта на 0,3—0,4 м и сверху двухрядный накатник из бревен длиной поЗм и диаметром 18—20 см. На некоторых шихтах вместо накатника применяют металлическую сетку. По окончании полного монтажа производят наладку системы агрегата и опробо­вание под нагрузкой. Совершенствуя организацию труда и совме­щая операции, передовые бригады осуществляют монтаж агрегата за четверо суток при трудоемкости монтажных работ 80 чел.-смен, что почти в 2 раза меньше, чем в среднем по Донбассу.

Демонтаж щитового агрегата проводит специализированная бригада в составе обычно 5—6 человек. Сначала демонтируют

цепь, каретки, обводную головку, одну балку конвеиероструга и две последние секции. Затем крепят скат, одновременно демон­тируя остальные балки конвеиероструга и секции агрегата. Де­монтаж производят со стороны углеспускного ската с последова­тельным возведением призабойной и органной крепи. Операции по демонтажу выполняют с помощью лебедки, установленной в штреке. Секции транспортируются лебедкой под щитовой крепью по целику и выдаются в штрек. На месте демонтируемой секции под накатник возводится крепь, чтобы предотвратить обрушение нависающих пород. Секции крепи грузят в штреке на платформы, выдают на поверхность и после ремонта направляют для монтажа в новой панели.

§ 6. Определение нагрузки на щитовой забои

При выемке угля щитовым агрегатом нагрузка на очистной вабой (т/сут) может быть определена по формуле

q_ T_CMnLmych

где Г_см — продолжительность добычной смены, мин; п — число добычных смен; L — длина очистного забоя, м; т — мощность пласта, м; у — плотность угля, т/м³; с — коэффициент извлечения угля, равный 0,97; h — глубина снимаемой полосы угля, рлвная 0,6—0,7 м; Тц — продолжительность цикла, мин:

^ = *(^ + ^) + *Лсп + Гр.

Здесь k — коэффициент, учитывающий непредвиденные пере­рывы в работе щитового забоя (k = 1,15); v_n — нормативная скорость подачи конвеиероструга при зарубке, всреднем.0,04 м/мии; Л_н — ширина начального вруба, равная 0,8; v_B — нормативная вертикальная скорость подачи конвеиероструга, в среднем 0,06 м/мин; kt — коэффициент, учитывающий норматив времени на подготовительно-заключительные операции, равный 1,06; Т_ьси — время на вспомогательные операции, мин:

■■ исц ⁼⁼ 'щ ~т~ 'кс "Т" ^п "Г" «о»

Здесь £_щ — норматив времени на посадку щита, распор крепи, осмотр агрегата, равный 8—10 мин; t_KC — время на поднятие и передвижку конвеиероструга, равное 8—10 мин на цикл; t_n — рремя на погашение углеспускной печи, равное 10—20 мни; t₀ — время на снятие угольного откоса, равное 5 мин; Т_р — время на ремонтно-подготовительные работы, равное в среднем 30 мин на цикл.

Глава 26.

БЕЗЛЮДНАЯ ВЫЕМКА УГЛЯ

§ 1. Выемка угля без постоянного присутствия людей в очистном забое

В одиннадцатой пятилетке и на ближайшую перспективу перед угольной промышленностью поставлены задачи по ускорению создания и внедрения комплексов очистного оборудования для выемки тонких угольных пластов и пластов со сложными горно­геологическими условиями, а также автоматизированных средств добычи угля без постоянного присутствия людей в очистных набоях.

Перспективным техническим направлением является создание струговых агрегатов фронтального действия. Агрегат такого типа вынимает уголь на полную мощность пласта сразу по всей длине лавы при непрерывном перемещении на забой. При этом полностью механизированы и автоматизированы процессы добычи угля в очистном забое. Особенностями агрегата являются, во-первых, наличие жесткой базы (обычно забойного конвейера или специальной балки), с которой технологически и кинематически связаны исполнительный орган и передвижная гидрофицирован-ная крепь, и, во-вторых, высокая степень автоматизации операций, число которых сведено до минимума. Это позволяет оператору дистанционно управлять агрегатом со штрека без постоянного нахождения рабочих в очистном забое. Присутствие людей в очист­ном забое необходимо лишь периодически, для профилактического осмотра и текущего ремонта агрегата.

В СССР это техническое направление начало формироваться в тридцатые годы. Первые разработки принадлежат инженерам А. К. Сердюку и Г. А. Ломову. В дальнейшем оно получило зна­чительное развитие: на шахтах Подмосковного и Кузнецкого угольных бассейнов испытан и доведен до серийного производства струговый фронтальный агрегат АК-3 конструкции Гипроугле-маша; в стадии создания и испытания опытных образцов н партий находятся струговые фронтальные агрегаты для тонких пологих пластов типа АСБ конструкции Гипроуглемаша, АФК Донгипро-углемаша, струговый агрегат ШахтНИУИ и др. Для крутых пластов созданы и серийно изготовляются струговые щитовые агрегаты 1АЩМ и 1АНЩ, получившие широкое применение в Донбассе, Кузбассе, Воркуте и за рубежом. Выемку угля этими агрегатами можно осуществлять дистанционно в автоматизирован­ном режиме, когда зарубка на полный шаг производится с вынос­ного пульта и в очистном забое нет людей (см. гл. 25, § 2—5).

Агрегат АК-3 (рис. 26.1) предназначен для полной механи-вации и автоматизации добычи угля из лав длиной до 120 м на пластах мощностью 1,6—2,5 м с углом падения от 0 до 90", разра­батываемых длинными столбами по простиранию при непрерывной 316

поточной выемке угля по всему фронту забоя на полную мощ­ность пласта без постоянного присутствия людей в очистном забое.

Основными частями агрегата являются: струговый отбойно-доставочный исполнительный орган; механиззфованная крепь; пульт дистанционного управления агрегатом с нахождением опе­ратора в штреке; перегружатель с кабелеукладчиком, располо­женные в конвейерном штреке; система орошения; гидравличе­ское и электрическое оборудование.

Струговый отбойно-доставочный исполнительный орган пред­ставляет собой кольцевую цепь /, протянутую вдоль забоя лавы. К цепи прикреплены рассредоточенные каретки 3 с мощными рез­цами 4. Каретки перемещаются по трубчатым направляющим 2, укрепленным на телескопических стенках секций. Механизирован­ная крепь 7 оградительно-поддерживающего типа состоит из одностоечных линейных секций, связанных друг с другом осно­ваниями и передними стенками, а также двух гидродомкратов передвижки — нижнего 5 и верхнего 6. В состав агрегата входят крепи сопряжения лавы со штреками.

Выемка угля кольцевым исполнительным органом произво­дится одновременно с подачей става на забой и дистанционной выдвижкой крепи. Однорезцовые каретки снимают стружку угля одновременно в 12 точках поверхности забоя. Крепь передвигается фронтально сразу группами секций, расположенных равномерно по длине лавы. Регулирование крепи по мощности пласта осуще­ствляется путем подъема или опускания гидродомкратами перед­ней телескопической стенки секций вместе с верхней трубчатой направляющей исполнительного органа.

Суммарная мощность электродвигателей агрегата составляет 510 кВт, исполнительный орган имеет два электропривода мощ­ностью по 115 кВт, напряжение 660 В.

При эксплуатации агрегата АК-3 в Кузбассе на шахте «Пио­нерка» в один из выходных дней на шахте работал только один агрегат АК-3. За три рабочие смены при числе выходов по агре-

 

 

гатному участку 28 было добыто 2250 т угля. Производительность труда рабочего по участку при этом составила 92,7 т угля на вы­ход, а по очистному забою — 162 т. Производительность агрегата достигала 12 т/мин.

Агрегат по своему техническому уровню не имеет аналогов в мировой практике угольного машиностроения. В нем впервые в мире применена автоматизированная крепь с дистанционным управлением оператором со штрека. Добыча угля ведется без постоянного присутствия человека в лаве.

§ 2. Технология и средства механизации при безлюдной выемке угля

Все процессы и операции в очистном забое ведутся при без­людной выемке угля и обычно без крепления. В настоящее время промышленную основу получили следующие технологические схемы и средства безлюдной выемки угля: бурошнековая сква­жинами; лавами-камерами с применением скрепероструговых установок; камерами с применением на крутых пластах нарезных комплексов КМД72; камерами на гидрошахтах. Ведутся поисковые и экспериментальные работы по изысканию других способов и средств безлюдной выемки угля.

Бурошнековая выемка угля скважинами получила промышлен­ное применение как в СССР, так и за рубежом при открытом и подземном способах добычи угля без крепления очистного забоя и присутствия в нем людей.

Бурошнековая установка БШУ (модернизированная БУГЗ), показанная на рис. 26.2, предназначена для выемки угля сдвоен­ными скважинами при подземной разработке пластов мощностью 0,60—0,85 м с углом падения до 15°. Сдвоенные скважины бурятся из штрека по пласту в обе стороны с одной установки машины или одновременно посредством двух машин. При диаметре коро­нок 0,52, 0,62 и 0,70 м ширина сдвоенной скважины соответ­ственно равна 1,16, 1,26 и 1,34 м, а длина 30—50 м.

Выбуривание угля производится сдвоенным шнековым буром /, вращение и подача которого на забой осуществляются бурошне-ковой машиной 2. Разрушенный коронками уголь транспорти­руется из скважины шнековым ставом на конвейер 3, располо­женный в штреке. Для пылеподавления используется насосная установка 4 типа НУМС-30Е. Вода под давлением подводится по водопроводу к шнековому буру к четырем форсункам, установлен­ным в зоне работы коронок. Для механизации вспомогательных операций по монтажу и демонтажу буровых штанг и других опе­раций используется таль 5 грузоподъемностью 30 кН. Перед началом бурения машина о помощью гидродомкратоБ 6 устанав­ливается под необходимым углом.

В машине БШУ установлен двухшпиндельный редуктор 7, оба шпинделя которого получают вращение от электродвигателя 9 через редуктор приводного вала 8. Кроме того, редуктор получает

поступательное движение от электродвигателя // через механизм подачи 10. Ходовая гусеничная часть 12 является базовой по­стелью машины, на которой смонтированы гидробак 13, магнитная станция 14, гидросистема и пульт управления.

Гидрокинематическая схема бурошнековой установки БШУ (рис. 26.3) предусматривает передачу вращения от электродви­гателя М_х мощностью 110 кВт через трехступенчатый двухско-ростной редуктор / на приводной вал /, опоры которого распо­ложены в корпусах 2 и 3 направляющей рамы 4. Благодаря шлн-цевому соединению вращение приводного вала передается двух-шпиндельному редуктору 5 и через него — шнековому буру с тремя буровыми коронками 6. Частота вращения шпинделей 45 и 65 об/мин. Изменение частоты вращения или отключение про­изводится рукояткой Р, механизма переключения.

Двухшпиндельный редуктор, предназначенный для передачи вращения на шнековый бур и подачи его на забой, перемещается

 

 

по направляющим рамы посредством тяговой цепи Ц. Цепь, охва­тывающая концевую 7 и приводную 8 звезды, соединена с корпу­сом редуктора. Приводная звезда своим валом через редуктор подачи РП соединена с гидравлическим механизмом подачи Г, приводом для которого служит электродвигатель М_г мощностью 11 кВт. От вала этого электродвигателя через пару цилиндриче­ских шестерен приводится во вращение вал аксиально-поршневого гидронасоса переменной производительности НА1. Насос посред­ством двух трубопроводов соединен с аксиально-поршневым ги­дромотором МА по замкнутой схеме, подпитка которой осуществ­ляется самовсасыванием через подпиточные клапаны. Предохра­нительный клапан защищает гидросистему от перегрузки.

На валу гидромотора расположена цилиндрическая шестерня, которая через полумуфту передает вращение планетарной пере­даче 12 и трем парам цилиндрических передач 9, 10, 11 и далее — выходной полумуфте, валу и приводной звезде 8 тяговой цепи Ц.

Бесступенчатое регулирование скорости подачи шнекового бура в пределах 0—3 м/мин осуществляется изменением положе­ния подвижной чашки гидронасоса посредством рукоятки Р₂ с шестерней 13 через шестерни 14, 15 и рейку 16. Фиксируется рукоятка Р.₂ посредством шестерни 13 и зубчатой обоймы.

Гидросистема машины предназначена для установки бурошне-ковой машины посредством гидродомкратов на необходимый угол и высоту для бурения скважин, а также для закрепления машины в этом положении при помощи распорных гидродомкратов. Ги­дросистема состоит из шестеренного насоса НШ-32У с приводом от редуктора /, гидробака и пульта управления установочными и распорными гидродомкратами.

Ходовая часть машины РХ состоит из двух гусениц с индиви­дуальным приводом каждая от электродвигателя мощностью 6 кВт. Для передачи вращения используется трехступенчатый редуктор, имеющий три пары цилиндрических зубчатых пере­дач 17, 19, 20 и одну червячную передачу 18. Редуктор передает вращение приводной звезде 21 и далее на гусеницы.

Электрооборудование бурошнековой установки выполнено во взрывобезопасном исполнении РВ. Рабочее напряжение 660 В. Цепи управления магнитной станции, освещения и сигнализации (сирены) имеют напряжение 36 В. Суммарная мощность электро­двигателей на машине 139 кВт. Максимальная расчетная произ­водительность машины до 1,2 т/мин.

Технологическая схема выемки угля бурошнековой установки ВШУ с закладкой выработанного пространства (рис. 26.4) преду­сматривает проведение бортовых штреков /, оконтуривающих длинный столб, с применением проходческих комбайнов 2 типа ГПК. Комбайны этого типа обеспечивают раздельную выдачу угля и породы на перегружатель 3, затем на конвейеры 4, 5, 6 и далее на транспортные средства участка. Выбуривание угля осуществляется спаренными скважинами 7 с помощью бурошнеко­вой машины 8 типа БШУ с выдачей угля на конвейер 4. Разрушен-

П Яцких В. Г. и др 321

 

 

 

 

ная порода от проведения штре­ков комбайнами ГПК может быть подана перегружателем 3 также на шнековый буровой став и за­бучена им в выработанное про­странство скважины при извле­чении става обратным ходом из скважины.

Выемка угля лавами-камерами с использованием скрепероструго-вых установок (рис. 26.5) приме­няется при разработке тонких (0,5—0,8 м) пологих пластов длин­ными столбами по простиранию лавами-камерами / без крепления очистного забоя и присутствия в нем людей. Выемка угля скреперо-стругом 2 типа УСЗ ведется от разрезной печи с подвиганием очистного забоя по простиранию пласта на расстояние, равное устойчивому пролету кровли (15 — 20 м). После этого оборудование извлекается и монтируется во вновь разрезанной печи 3. Недо­статками рассматриваемой техно­логии являются: ограниченная область применения (устойчивые боковые породы, отсутствие лож­ной кровли и нарушений, некрепкий уголь); большие потери угля в междукамерных целиках; выпуклая форма забоя; большая трудоемкость и продолжительность проведения разрезных печей.

Для устранения этих недостатков разрабатываются способы управления горным давлением без нахождения людей в очистном з