Процесс выемки угля стругами

 

При работе струга призабойное пространство формируется путем фронтальной выемки угля узкими полосами на глубину 30—150 мм.

Струги работают в бесстоечном призабойном пространстве по челноковой схеме. Передвигаются они между забоем и конвейером, став которого является направляющей для струга, и вынимают ниж­нюю пачку угля; верхняя пачка обрушается под действием собствен­ного веса. Погрузка отбитого угля на конвейер осуществляется корпусом струга. По всей длине конвейера через определенные расстояния в зависимости от конкретных условий установлены гидро­домкраты, осуществляющие передвижку конвейера и прижимающие его и струг к забою.

Кроме разрушения угля стругом и его погрузки на конвейер в цикл работ входят также оформление и крепление забоя, пере­движка конвейера и приводных головок, подготовка верхней и ниж­ней ниш.

Управляет струговой установкой машинист, находящийся у блока управления на нижней приводной головке. Верхнюю приводную головку обслуживает помощник машиниста. Рабочие очистного за­боя контролируют работу струговой установки.

Эксплуатационная производительность струговых установок может быть определена из выра­жения (по Э. С. Котлову)

(3.21)

где L_с — рабочая длина очистного забоя, м;

(3.22)

l_н — протяженность ниш, м;

ål — суммарная протяженность зон очистного забоя с выемкой угля другими способами (ручным, буровзрывным и т. д.), м;

d — коэффициент извлечения угля;

h_c — толщина стружки, м;

n_c — число рабочих ходов струга в сутки.

Для конкретных условий величины L_c, т, g, d обычно являются постоянными. Поэтому задача установления эксплуатационной про­изводительности струговых установок сводится к определению толщины стружки и числа рабочих ходов струга в сутки. Толщина снимаемой стружки зависит главным образом от крепости угля, по­казателем которой может служить сопротивляемость угля разруше­нию резанием. Для выявления этого влияния в струговых лавах весьма тонких пластов Донецко-Макеевского района было проведено более 50 замеров сопротивляемости угля разрушению резанием и соответствующих значений толщины стружки. Математическая обработка полученных данных методом наименьших квадратов позво­лила установить следующую зависимость:

(3.23)

где 40 £ А_b £ 150 кгс/см.

Число рабочих ходов струга определяется на основании устано­вленного режима, машинного времени работы струга в смену и за­трат времени на один ход струга при заданной толщине снимаемой стружки:

 

3.24)

где Т_см — продолжительность добычной смены, мин;

T_{п. з} — время подготовительно-заключительных операций, мин;

k_пр — коэффициент, учитывающий потери рабочего времени;

n_см — число смен по добыче угля в сутки;

v_c — скорость движения струга, м/мин;

k_r — коэффициент эксплуатационной надежности;

t_Д — время на перестановку домкрата, мин;

l_ш — длина выдвижного штока домкрата, м;

t_П.Г — время на передвижку приводных головок струга, мин;

l_П.Г — расстояние, на которое производится передвижка при­водных головок, м;

Z — удельный расход рабочего инструмента, шт./т;

t_р — время на замену одного резца, мин;

t_ДР — затраты времени на дробление крупных кусков угля, мин/т;

t_О.П — затраты времени на обмен партии вагонеток;

t_РЕВ — время на включение, реверсирование и разгон тяговых двигателей, мин.

После подстановки полученных зависимостей и соответствующих преобразований расчетная формула для определения эксплуатацион­ной производительности струговых установок будет иметь вид

 

т/сут. (3.25)

При работе струга с холостым ходом знаменатель необходимо уве­личить на величину L_с / v_c.

 

 

Скрепероструги

 

При разработке тонких и весьма тонких пластов небольшое распро­странение получили скрепероструговые установки. Известны два типа этих установок. В первоначальных конструкциях скреперные ящики прижимаются к забою и направляются жесткими направляющими проводниками с пневматическими домкратами, что препят­ствует сползанию скрепероструга в выработанное пространство. В качестве тягового органа служат канаты, которые проходят через направляющие блоки, установленные в бортовых штреках и квер­шлаге, к неподвижной лебедке.

В более новых конструкциях прижатие скреперных ящиков к за­бою обеспечивается за счет гибкого направляющего устройства. Последнее проходит над ящиками или сбоку ящиков со стороны выработанного пространства. Приводы размещаются в выработан­ном пространстве или в выемочных штреках. Отказ от прижимных балок способствует повышению скорости выемки. Ввиду небольшой емкости скреперных ящиков длина лавы для работы одного скре­пероструга не превышает 120 м. Для увеличения добычи из лавы применяют также многоструговые установки, состоящие из двух или более скреперостругов, приводимых в действие одной цепью.

Производительность труда рабочего по лаве в очистных забоях, оборудованных скреперостругами, достигает 4 т на выход при мощ­ности пласта 0,55 м.

Область применения скреперостругов: угол падения пласта до 20°; мощность пласта 0,3—1,0м; крепость угля — от мягкого до средней крепости. Скрепероструги способны преодолеть геологические нарушения, расположенные по нормали к линии забоя, высотой до мощности пласта. При нарушениях типа седловины и мульды применять их нежелательно, так как в этих условиях возможны подъем скреперных ящиков с почвы, оставление отбитого угля на почве и оставление угля в глубине мульд.

Дальнейшим направлением развития технологии очистных работ с применением стругов является разработка автоматизированных струговых установок, а также конструирование стругов динамиче­ского действия, что позволит разрабатывать ими крепкие угли.