Проходческие комбайны и комплексы

Глава 27

ПРОХОДЧЕСКИ КОМБАЙНЫ

§ 1. Состояние и перспективы механизации горнопроходческих работ

Важным звеном в технологической цепи добычи угля являются подготовительные работы, в процессе проведения которых под­готавливают новую линию очистных забоев.

Проведение подготовительных выработок осуществляется про­ходческими комбайнами и комплексами и буровзрывным способом с погрузкой разрушенной горной массы погрузочными машинами.

Проходческие комбайны предназначены для механизированного проведения горных выработок, погрузки разрушенной горной массы на конвейер комбайна, с него на перегружатель, установ­ленный за комбайном, и далее в общешахтные транспортные сред­ства Проходческие комбайны по сравнению с буровзрывным спо­собом проходки обеспечивают более высокий уровень механизации производственных процессов в забое, упрощают технологию и организацию работ, повышают безопасность и улучшают окон-туривание горных выработок, что существенно повышает устой­чивость горных выработок Благодаря названным преимуществам в 1,5—2,5 раза повышается производительность труда проход­чиков, увеличивается скорость проходки и снижается себестои­мость.

На угольных шахтах Советского Союза эксплуатируется 1800 проходческих комбайнов, уровень проходки которыми превысил 40 %. При этом фактические показатели скорости проходки (160 м'мес) в 2,7 раза, а производительность труда рабочего в 1,5 раза выше среднего уровня по отрасли. Еще более высоких тех­нико-экономических показателей работы достигают передовые проходческие бригады. Рекордные скорости проходки комбай­нами составляют 1500—2500 м/мес.

В некоторых угольных бассейнах страны (Подмосковный, Карагандинский, Печорский и др.) подготовительные выработки проводятся только комбайнами. Проходческие комбайны отече­ственного прозводства находятся на уровне лучших мировых образцов, экспортируются во многие страны мира.

В настоящее время преимущественно применяются проход­ческие комбайны избирательного действия (разрушения) со стре­ловидным исполнительным ортаном (рис. 27.1). Исполнительный орган / оснащен на конце фрезерной головкой, обрабатывающей

 

 

заходками всю площадь запоя Комбайны имеют гусеничный ме­ханизм перемещения 2, погрузочный ортан в виде нагребающие спаренных лап 3, расположенных на подъемно-поворотном столе 4, скребковый конвейер 5, перегружатель 6, электрическое и гидрав­лическое оборудование, средства пылеподавления (орошение И пылеотсос) и другое вспомогательное оборудование

Широкое распространение проходческие комбайны избира­тельного действия получили благодаря таким преимуществам, как возможность изменения в широком диапазоне размеров и форм сечения проводимой выработки (трапециевидная, прямоугольная, арочная); раздельная выемка угля и породы при коэффициенте крепости пород до / — 6, при углах наклона выработки до 25°; удобный доступ к забою (отсюда крепление выработки непосред­ственно у груди забоя и, следовательно, возможность работы в выработках с неустойчивой кровлей); дистанционное управление комбайном с выносного пульта или по радио; применение в шах­тах, опасных по газу и пыли; проведение горных выработок раз­личного назначения (кроме подготовительных): камеры, тоннели, приямки под ножки крепи, дренажные канавки и т. д.; осуществ­ление зачистки и обборки кровли, боков выработки и почвы; возможность авюматизации и программного управления; исполь­зование как базу при создании проходческих комплексов.

В результате унификации и модернизации проходческих ком­байнов избирательного действия к серийному производству при­няты два базовых типа: ГПКС и 4ПП-2.

На основе серийной базовой модели комбайна ГПКС (без ленточного перегружателя) разрабогано семейство унифициро-

 

 

ванных проходческих комбайнов этого типа с большой поузловой унификацией (до 70—90 %). Семейство состоит из нескольких моделей, предназначенных для проведения горных выработок по углю или смешанным забоем с присечкой пород крепостью f — = 4ч-5, с площадью сечения выработки 4,7—15 м², при наклоне пласта 20—25° (табл. 27.1). Намечено изготавливать следующие модели: ГПКСП — с ленточным перегружателем для работы с рельсовым транспортом; ГПКСВ — для проведения восстающих (до 20°) выработок. К задним осям гусеничного хода на консоли добавляются барабаны с канатами для удержания комбайна при движении вверх, концы канатов крепятся к распорным стойкам или анкерам; ГПКСН — для проведения наклонных (до 25°) выработок. Предусмотрена подвеска комбайна на лебедке ЗЛП; ГПК.СГ — проходческо-добычной с гидросмывом (без погрузоч­ного устройства и конвейера) для гидрошахт; ГПКС — для Под­московного бассейна с уширенными гусеницами для работы на слабых почвах

На базе комбайна 4ПП-2 создается семейство унифицирован­ных проходческих комбайнов этого типа с поузловой унификацией до 70—80 %, предназначенных для проведения горных выработок по углю или смешанным забоем по породам с f < 6, с площадью сечения в проходке 9—25 м², при наклоне выработки до ±25° (см. табл. 27.1). Модель 4ПП-2В предназначена для проведения восстающих (до ±20°) выработок; 4ПП-2Н — для проведения выработок сверху вниз под углом до —25°; 4ПП-2Щ — для шахт, опасных по внезапным выбросам угля; 4ПП-2С — для калийных шахт; 4ПП-4 — для проведения выработок по породам с / — 6-=-8. Кроме обычного стреловидного исполнительного органа с корон­кой, комбайн снабжен мощным гидроударником с большой энер­гией удара для разрушения крепких пород пикой; 4ПП-2У — для проведения выработок только по углю. Увеличена частота вращения коронки исполнительного органа и применены резцы для угля.

В дальнейшем планируется создание и внедрение проходческих комплексов с комбайнами, позволяющими комплексно механизи­ровать все основные процессы проходческого цикла: разрушение горного массива, погрузку и транспортирование разрушенной горной массы с одновременным возведением крепи. Такие комплексы создаются на базе серийных проходческих комбайнов типов ГПК2, 4ПП-2 и 4ПП-5 избирательного разрушения, осна­щенных стреловидным исполнительным органом.

Создаются проходческие комплексы и на базе комбайнов сплошного разрушения забоя типа «Союз» и КРТ, оснащенных буровым исполнительным органом роторного типа с шарошечным инструментом и имеющих гидравлический распорно-шагающий механизм перемещения.

Эти комплексы имеют большую энерговооруженность, соответ­ственно 910 и 420 кВт, установленную мощность двигателей испол­нительного органа 640 и 230 кВт, массу 190 и 115 т, Различие

 

		Семейство	ГПКС
Параметры	о		я	X		ГПКС (Щ1Я ПОД­МОСКОВ­НОГО бассейна)	7 с
Площадь сечения выра­ботки в проходке, иг	4,7-15		10—30
Размеры выработки, м; высота ширина	1,8—3,6 2,6—4,7		3,0—5,5 3,7—7,5
Угол наклона выработки, градус	±10	До +20	До -20	±10	±10	±10
Тип исполнительного ор­гана	Стрела с резцо­вой коронкой или резцовым барабаном	Стрела с резцо­выми бараба­нами	Стрела с резцовой коронкой или рез­цовыми барабанами	Два диска с резцами
Коэффициент крепости породы, не более						•1	6—8
Техническая производи­тельность' по углю, г/мин по породе, м^3/мин	18 0,5	1,5 0,4	1,8 0,5	3,5 0,5
Погрузочный орган	Нагребающие л	апы	От- сут- ству- ет	Нагребающие лапы
Мощность привода испол­нительного органа, кВт
Установленная мощность на комбайне, кВт
Удельное давление на поч­ву, МПа	0,06		0,06	0,05	-
Скорость передвижения, м/с		0,11		0,16
Габаритные размеры, м^-длина без перегружа­теля ширина по ходовой ча­сти высота	1,6 1,5	10 1,6 1,5	0,1 1,6 1,4	10 1,6 1,6	13,3 2,4 1,65
Масса к Зайна, т

 

 

"	Семейство	4ПП-2
4ПП-2	4ПП-2В	4ПП-2Н	4ПП-2С	4ПЛ«4	4ПП-2Ш	ШП-В
9—25		10—25	11—25	10—30
2,6—4,5 3,6-6,2		3—4 3,6—6,5	3,2—4 3,9—5,6	2,8—5,0 3,8—6,5
±10	±20	До -25
Резцовая коронка	Резцо­вый ба­рабан	Резцовая коронка	Гидроудар­ник и ко­ронка	Удлиненн	ая стрела
				6—8		7—8
3,5 0,35	0,35	0,66	0,5	0,25	3,5 0,7
	Нагребающ	ие лапы
	0,11			0,18
0,33	0,066	0,0		0,033
9,1 2,45 2,1	11,5 2,45 2,1	8,15 2,45 2,6	9,18 2,45 2,0	14,0 2,45 2,0

 

параметров связано с разницей в технической производительности. Комплексы предназначены для проведения горизонтальных или слабо наклонных горных выработок по породе большой протя­женностью (кЕершлаги, полевые штреки и т. п.), арочного сече­ния диаметром 4—5 м в крепких породах с f = 8 — 10 (см. раздел седьмой).

Большое внимание уделяется также созданию и внедрению нарезных комбайнов и комплексов для проведения нарезных и подготовительных выработок по углю.