2 Проходческое оборудование

2.1 Стволовые погрузочные машины

Погрузка горной массы в вертикальных стволах с учетом наличия в них значительных водопритоков, а также ведения взрывных и бетонных работ предъявляет к погрузочным машинам следующие требования: простота монтажа и демонтажа в стволе, минимальные габариты и масса, обслуживание всей площади забоя и его хороший обзор.

Ведение взрывных работ в забое ствола требует подъёма погрузочных машин на взрывобезопасную высоту и опускания в зону забоя на время погрузки породы.

При проходке вертикальных стволов шахт широкое распространение получили грейферные погрузочные машины, снабженные многолопастными пневматическими грейферами.

2.1.1 Машины стволовые погрузочные КС-2у/40, 2КС-2у/40

Коды ОКП: 31 4244 0102, 31 4244 0201.

Предназначены для механизации процесса погрузки взорванной породы в подъёмные сосуды при проходке вертикальных стволов шахт любой глубины.

Климатическое использование "У", категория 5 (ГОСТ 15150-69).

Изготавливаются по ТУ 24-08-784-79.

Машины КС-2у/40 с одним устройством механического вождения грейфера выпускаются для стволов диаметром 5,5-6,5 м, машины 2КС-2у/40 с двумя устройствами механического вождения грейфера – для стволов диаметром 7-8 м.

Машины КС-2у/40 и 2КС-2у/40 монтируются под нижним перекрытием проходческого полка на двухъярусной опоре и круговом монорельсе.

Общий вид стволовой погрузочной машины КС-2у/40 представлен на рисунке 38.

Рисунок 38 – Стволовая погрузочная машина КС-2у/40

КС-2у/40 состоит из грейфера 1, подвешенного на канат к тельферу 2, который с помощью лебедки 3 перемещается по раме 4. Рама одним концом шарнирно соединена с двухъярусной центральной подвеской 5, другой ее конец прикреплен к тележке поворота 6, имеющий пневмопривод для перемещения по кольцевому монорельсу 7.

Кольцевой монорельс и центральная опора прикрепляются к нижнему ярусу подвесного проходческого полка. Благодаря радиальному перемещению тельфера по раме и повороту рамы вокруг центральной опоры грейфера может забирать породу из любой точки забоя ствола круглого сечения.

Технические характеристики погрузочных машин КС-2у/40, 2КС-2у/40:

	КС-2у/40	2КС-2у/40
Техническая производительность по погрузке взорванной породы, м /мин	1,7	3
Время цикла одного черпанья, с	20-25
Тип привода	пневматический
Суммарная мощность пневмомоторов, кВт	51,9	103,8
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа	0,5
Расход свободного воздуха, м /мин	50	100
Масса, кг:
машины	9900	19000
комплекта поставки
с гидрораспором полка для совмещенного способа проходки	15639	24861
для параллельного способа проходки	16843	25705

Грейфер
Вместимость, м	0,7
Усилие пневмозатвора, т	19,68
Продолжительность закрывания (открывания), с	3
Тельфер
Грузоподъёмность (через блок), кг	5000
Скорость подъёма, м/с	0,51
Диаметр каната, мм	22
Высота подъёма, м	11
Пневмомотор:
тип	К30/МФ
мощность, кВт	40
Тележка поворота
Скорость перемещения, м/с	От 0 до 1
Пневмомотор:
тип	П9-12
мощность, кВт	9
Механизм перемещения тельфера
Скорость перемещения тележки, м/с	0,33
Тяговое усилие на канате, кг	300
Диаметр каната, мм	13
Пневмомотор:
тип	П6,3-12
мощность, кВт	7,5
Пневмосистема
Вместимость водоотделителя, л	240
Вместимость автомасленки, л	4
Диаметр шлангов, мм	65, 50, 25 и 16
Гидрораспор
Вместимость маслобака, л	200
Тип насоса	НШ-50У-2Л
Пневмомотор:
тип	П9-12
мощность, кВт	9
Число распорных домкратов	8
Давление в гидросистеме, МПа	5,5

Рабочим органом машины по уборке взорванной породы и погрузке ее в подъёмные сосуды является шестилопастный пневматический грейфер 1. Грейфер снабжен пневматическим цилиндром, который является приводом, осуществляющим раскрывание и закрывание грейфера. Спуск и подъём грейфера осуществляется тельфером 2. Тельфер имеет канатоукладчик, прижимной ролик и пневмоконцевики. Наличие канатоукладчика и прижимного ролика исключает проскальзывание каната по шкиву при подъёме грейфера, даже если последний отключен от вертикальной оси подвески. Наличие конечных выключателей автоматически ограничивает переподъём и переспуск грейфера.

Радиальное перемещение тельфера по раме к центру ствола или периферии осуществляется лебедкой механизма перемещения тельфера посредством канатов и двух обводных блоков жестко закрепленных на концах рамы. Канаты навиты и закреплены на барабане лебедки и, огибая блоки, соединяются с тележкой тельфера 8.

Двухъярусная центральная подвеска является воздухосъемником для передачи сжатого воздуха к вращающейся машине. Подвеска выполнена полой. Через отверстие в подвеске в забой может пропускаться маркшейдерский отвес.

Управление грейфером и механизмами его перемещения производится машинистом из кабины 9, которая шарнирно закреплена на раме и посредством ролика опирается на монорельс.

Вращение рамы совместно с кабиной позволяет машинисту непрерывно наблюдать за забоем.

Входить в кабину машиниста можно через специальный проем полка и проем в верхней части кабины, перекрываемый двухстворчатой крышкой.

Для раскрепления полка в стволе, восприятия динамических нагрузок, возникших при работе машины, а так же центрирования полка относительно оси ствола предусмотрена система гидравлического распора полка, состоящая из гидростанции и восьми распорных домкратов (по четыре на каждом этаже полка).

Гидросистема включает в себя маслобак, насос, регулирующую аппаратуру, трубопроводы.

Пневмосистема подает сжатый воздух ко всем механизмам машины. Управление механизмами осуществляется пусковыми коробками и золотниками из кабины машиниста. Машина имеет водоотделитель и автомасленку.

Машина 2КС-2у/40 – двухгрейферная, снабжена двумя комплектами механизмов для перемещения грейфера по забою.

Общий вид стволовой погрузочной машины 2КС-2у/40 представлен на рисунке 39. Расположение КС – 2у/40 и 2КС – 2у/40 в сечении ствола представлено на рисунках 40, 41.

В комплект поставки входят машина, разобранная на отдельные сборные единицы, запасные части и инструмент.

Машина отгружается потребителю железнодорожным, автомобильным или морским транспортом. Для разгрузки узлов машины необходим кран грузоподъёмностью не менее 5 т.

Машины хранят в помещении или под навесом.

Сменные и запасные части, резинотехнические изделия, инструмент и приспособления хранят на складах при температуре от 5 до 35 °С и относительной влажности не более 70 %.

Разработчик – ОАО "ЦНИИподземмаш" и ОАО "Ясиноватский машиностроительный завод".

Рисунок 39 – Стволовая погрузочная машина 2КС-2у/40
	Рисунок 40 – Расположение КС-2у/40 в сечении ствола
	Рисунок 41 – Расположение 2КС-2у/40 в сечении ствола

В ОАО "ЦНИИподземмаш" разработаны электрогидравлическая породопогрузочная машина МПГС с расчетной производительностью в 1,5 раза выше, чем у машины КС-2у, и машина ПМС для неглубоких и углубляемых вертикальных стволов.

Ниже показаны области применения стволовых погрузочных машин в зависимости от диаметра и глубины вертикальных стволов.

Тип машины	Диаметр ствола, м	Глубина ствола, м
КС-2у/40	5,5÷6,5	250÷1000
2КС-2у/40	7÷8	400÷1200
КС-1МА	7÷8	600÷1500
2КС-1МА	7,5÷8,5	500÷1500
КСМ-2у	4÷5	250÷1000

2.1.2 Грузчик пневматический КС-3М

Код ОКП: 31 3244 0504.

Предназначен для механизации погрузки взорванной породы в подъёмные сосуды при проходке и углубке вертикальных стволов шахт.

Климатическое использование "У", категория 5 (ГОСТ 15150-86).

Изготавливается по ТУ 24-08-04-096-86.

Технические характеристики КС-3М:

Техническая производительность, м /мин	0,42
Продолжительность цикла черпания, с	36
Вместимость грейфера, м	0,25
Рабочее давление в пневмосистеме, МПа	0,5-0,6
Грузоподъёмность пневмопогрузчика, кг	500
Ход пневмопобъемника, м	2,47
Масса пневмопогрузчика, кг	1000

Конструкция пневматического грузчика КС-3М представлен на рисунке 42.

Рисунок 42 – Пневмопогрузчик КС-3М

Грузчик пневматический КС-3М состоит из шестилопастного грейфера 1, пневмоподъеника 2, водителя 3 и пневмокоммуникаций 4.

Передача усилий от пневмозатвора к лопастям осуществляется посредством траверсы и тяг, с которыми шарнирно связаны лопасти.

Подъём-спуск грейфера производится пневмоподъёмником.

Управление и перемещение пневмоподъёмника по забою осуществляется водилом, которое представляет собой кронштейн с установленными на нем кранами управления грейфером и пневмоподъёмником.

Пневмокоммуникация элементов грузчика выполнена резинотканевыми рукавами.

В комплект поставки входят разобранный на сборочные элементы превмопогрузчик КС-3М, запасные части и инструмент.

Превмопогрузчик КС-3М отгружается потребителю железнодорожным, автомобильным или морским транспортом. Для разгрузки узлов машины необходим кран грузоподъёмностью не менее 1 т.

Изготавливается серийно с 1987 г.

Разработчик – ОАО "ЦНИИподземмаш".

Изготовитель – ОАО "Кузнецкий машиностроительный завод".

2.1.3 Стволовая электрогидравлическая проходческая машина типа МПС

В ОАО "КузНИИшахтострой" разработана базовая модель стволовой электрогидравлической проходческой машины типа ПМС, предназначенной для погрузки взорванной породы при проведении неглубоких и углубляемых вертикальных стволов. Компактность и небольшие размеры машины (1200×1200мм) в транспортном положении позволяют применять ее не только при проходке стволов диаметром в свету 5–8м, но и при проходке шурфов площадью поперечного сечения до 10 м² (рисунок 43).

Рисунок 43 - Стволовая электрогидравлическая проходческая машина ПМС

2.1.4 Погрузочные машины, применяемые при проходке стволов за рубежом

За рубежом для уборки породы используют ковшовые погрузочные машины и погрузочные машины на гусеничном ходу в стволах диаметром в проходке 5,5м. Также применяют грейферные грузчики вместимостью 1–2м³. Общие виды погрузочных машин представлены на рисунках 44÷46.

Рисунок 44 - Погрузочная машина на гусеничном ходу, применяемая при проходке стволов большого сечения в Канаде

Рисунок 45 - Ковшовый погрузчик конструкции DEILMANN-HANIEL, Германия

Рисунок 46 - Стволовые погрузчики конструкции Minesteel Fabricators Limited, Канада

2.2 Стволовые бурильные установки

2.2.1 Стволовые бурильные установки типа БУКС и СМБУ

Применяются при проходке вертикальных стволов для механизированного бурения шпуров.

Общий вид бурильной установки БУКС-1М представлен на рисунке 47.

Бурильная установка БУКС-1М состоит из центральной раздвижной колонны 1, к которой шарнирно прикреплены четыре бурильные машины 2 вращательного действия с фиксаторами углового отклонения при бурении накладных периферийных шпуров, пульта управления 3 бурильными машинами. На направляющих стойках бурильных машин установлены лестницы 4 для обеспечения обслуживания узлов, расположенных в верхней части установки.

Шарнирные узлы крепления 5 бурильных машин позволяют устанавливать их в заданное рабочее положение согласно расположения шпуров по паспорту БВР (буровзрывных работ) и складывать их в транспортное положение, обеспечивая габарит диаметром 1540 мм для пропуска установки через бадьевые проёмы.

Вспомогательное оборудование установки состоит из насоса подачи воды к бурильным машинам, бака для промывочной воды и фиксатора кругового перемещения, которые располагают на подвесном проходческом полке.

Центральная раздвижная колонна 1 на время бурения шпуров фиксирует установку в рабочем положении путем распора между забоем и тельфером машины КС-2у/40, к которому она подвешивается.

Общий вид бурильной установки СМБУ-4М представлен на рисунке 48.

Бурильная установка СМБУ-4М состоит из колонны 1, служащая центральной опорой для размещения на ней манипуляторных стрел (на рисунке 48 показана только одна стрела), системы раскрепления установки в забое 2, трех бурильных машин 3, гидравлической системы 4, пультов управления 5, автомасленки 6 и прицепного устройства 7.

Рисунок 47 – Бурильная установка БУКС-1М

Манипуляторные стрелы служат для перемещения бурильных машин по забою и удержания их в заданном рабочем положении.

Каждая манипуляторная стрела состоит из поворотной стрелы 8 коробчатого сечения, имеющей проушины на концах, и стрелы 9, имеющей в верхней части жестко закрепленный блок малых звездочек 10, шарнирно соединенный с поворотной стрелой, а в нижней части проушину для подвески бурильной машины.

Радиальное перемещение бурильной машины осуществляется гидроцилиндром 11 раздвижки стрел и цепным механизмом, состоящем из блоков звездочек 10, 12 и 13.

Перемещение бурильной машины по дуге сектора осуществляется гидроцилиндром поворота 14 с зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с шестерней 15, установленной на хвостовик блока больших звездочек 12.

Подъём и опускание бурильных машин осуществляется гидроцилиндром 16.

Бурильные машины снабжены вращательно-ударными головками 17 типа БУ-1 и БГА-1.

Система раскрепления 2 установки в забое ствола состоит из трех гидроцилиндров 18, к штокам которых через коуши прикреплены канаты растяжек. Канаты пропущены через отклоняющие блоки 19, закрепленные под углом 120° на верхней части колонны. На концах канатов имеются крюки 20 для крепления растяжек за кольца каркаса забойной опалубки или анкера.

Установка БУКС-1МЦ в отличие от установки БУКС-1М снабжена дополнительными приспособлениями и устройствами для бурения дегазационных, разведочных, цементационных и других скважин.

В настоящее время осваивается выпуск унифицированной бурильной установки БУКС-1у5, позволяющей осуществлять бурение шпуров по породам крепостью f = 20. Серийно выпускаемые установки БУКС-1М осуществляют бурение шпуров по породам крепостью f  12.

Конструкция установки БУКС-1у5 позволяет собирать ее из унифицированных узлов (модулей) с пятью, четырьмя, тремя и двумя бурильными машинами в зависимости от условий и возможностей пропуска установки через бадьевой проем.

Рисунок 48 – Бурильная установка СМБУ-4М

Технические характеристики стволовых бурильных установок:

	БУКС-1М	БУКС-1МЦ	СМБУ-4М	СМБУ-1у2
Число бурильных машин	4		3	2-5
Диаметр, мм:
Шпуров	42-52
Скважин	-	52	-	52
Глубина, м:
Шпуров	4,2		3,9	4,4
Скважин	-	50	-	50
Длина хода бурильной головки (автоподатчика), мм	4500		4000	4500
Усилие подачи, Н	10780	10780	10780	8820
Бурильная головка	БГА-1М
Число бурильщиков, обслуживающих установку	3
Установленная мощность двигателя, кВт	36,5		25,8	52
Основные размеры (в транспортном положении), мм:
высота	10300		6760	9500
диаметр описанной окружности	1540		1370	1250-1950
Масса, т	10,2		7,8	10,6

Разработчик – ОАО "ЦНИИподземмаш" (бурильные установки типа БУКС) и ОАО "Кузниишахтострой" (бурильные установки типа СМБУ-4М).

Изготовитель – ОАО "Ясиновский машиностроительный завод".