Департамент образования и науки Кемеровской области
Государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
Томь-Усинский горноэнерготранспортный колледж
(ГОУ СПО ТУ ГЭТК)
РАССМОТРЕН И ОДОБРЕН на заседании цикловой комиссии общепрофессиональных и специальных транспортных дисциплин Председатель цикловой комиссии _________ М.В. Григорьева (подпись) протокол № 07 от 31.08.2012 |
УТВЕРЖДЕНО на заседании методического совета колледжа Председатель методического совета _________ Т. Г. Малютина протокол № 7 04.09.2012 (дата)
|
Методические указания
по проведению практического занятия № 29
Тема: Изучить общий состав комплекса, составить технологическую схему. Выбрать и рассчитать механизированную крепь для конкретных условий.
По дисциплине: СД.ДС.02 Горные машины и комплексы
Продолжительность: 2 часа
Для специальности: 140613 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
Автор: Скрипченко Н.Ф.
2012
Практическое занятие № 29
Тема: Изучить общий состав комплекса, составить технологическую схему. Выбрать и рассчитать механизированную крепь для конкретных условий.
Цель: Изучение общего состава комплекса и выбор механизированной крепи.
Входной контроль
Назначение очистного комплекса.
Классификация забоя по назначению
Какая горная выработка называется забой?
Две основные группы комплекса очистного для длинных очистных забоев.
Как взаимоувязано оборудование очистного комплекса?
Назначение и применение механизированной крепи в очистном забое.
Назначение и различие добычных комбайнов по ширине захвата
Теоретический материал
КОМПЛЕКС ОЧИСТНЫЙ — комплект индивидуальных и комбинированных горных машин и механизмов, комплексно- механизирующий в очистном забое процессы выемки и доставки полезного ископаемого, крепления и управления кровлей.
ЗАБОЙ— поверхность массива полезных ископаемых или горных пород (отбитой горной массы), которая перемещается в процессе горных работ по выемке. При подземной разработке месторождений выделяют забои очистные (забои очистных выработок), подготовительные (забои вскрывающих и подготовительных выработок) и забои буровых скважин.
СКРЕБКОВЫЙ КОНВЕЙЕР— транспортирующее устройство, в котором перемещение малоабразивных насыпных грузов осуществляется по неподвижному жёлобу-рештаку с помощью скребков, закреплённых на одной или нескольких тяговых цепях и погружённых в слой насыпного груза.
Оборудование комплекса очистного взаимоувязано основными параметрами, а иногда связано и кинематически.
Различают комплексы очистные для длинных и коротких очистных забоев.
В состав комплекса очистного для длинных очистных забоев входят гидрофицированная механизированная крепь, выемочная машина (узкозахватный добычный комбайн или струговая установка), изгибающийся скребковый конвейер и крепь сопряжения. При одном и том же виде крепи состав оборудования комплекса очистного может меняться.
Выделяют две основные группы комплекса очистного для длинных очистных забоев: для выемки пластов с углами падения до 35° и пластов свыше 35°.
Комплексы очистные охватывают широкий диапазон пластов по мощности (табл.2).
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ — самопередвигающаяся металлическая гидрофицированная крепь очистного забоя, предназначенная для поддержания пород кровли, сохранения очистной выработки в рабочем и безопасном состоянии; обеспечивает механизацию процессов крепления и управления породами кровли, передвижения и удержания става забойного конвейера или базовой балки вместе с выемочной машиной.
Могут работать при подвигании очистного забоя по простиранию, восстанию и падению. Основной способ управления кровлей при применении механизированной крепи — обрушение; имеется опыт закладки выработанного пространства.
Таблица1
Основные данные механизированных крепей,
серийно изготавливаемых
Механизированная крепь очистного забоя (лавокомплект) состоит из системы однотипных или разнотипных секций, расставленных с определённым шагом по длине очистного забоя и передвигающихся в направлении его подвигания. Длина лавокомплекта 80-200 м.
Секция механизированной крепи — самостоятельная структурная единица, способная на ограниченной длине очистного забоя, равной ширине секции, поддерживать призабойное пространство очистного забоя в рабочем и безопасном состоянии.
Состоит секция в основном из основания, опирающегося на породы почвы; верхнего перекрытия, поддерживающего породы кровли; оградительной части, препятствующей проникновению в рабочее пространство обрушившихся пород кровли; гидравлических стоек (от одной до шести в секции), с помощью которых оказывается податливое сопротивление опусканию пород кровли; домкрата (одного или двух в секции), осуществляющего передвижение как секции, так и става забойного конвейера (наличие гидродомкрата передвижения не является обязательным для структурного состава секции).
В состав секции могут дополнительно входить устройства: силовой связи основания с верхним перекрытием, обеспечения направленного передвижения секции, удержания плоскости забоя от высыпания, а забойного конвейера от сползания; активного подпора верхнего перекрытия в процессе передвижения секции; для борьбы с пылью и др.
В качестве привода механизированной крепи применяется система объёмного гидропривода типа насос — группа гидроцилиндров, с использованием в качестве рабочей жидкости водо-масляной эмульсии (рабочее давление в системе гидропривода 20-32 МПа с тенденцией перехода на 45 МПа).
Насосная станция гидропривода представляет собой самостоятельный агрегат с резервуаром для рабочей жидкости, главными и подпиточными насосами, аппаратурой управления, контроля и очистки рабочей жидкости; располагается вне очистного забоя, в прилегающей выработке.
В зависимости от характера взаимодействия с породами кровли механизированные крепи могут быть поддерживающего, поддерживающе-оградительного и оградительного типов (рис. 1).
Поддерживающая крепь имеет только поддерживающее породы кровли перекрытие; поддерживающе- оградительная крепь — поддерживающие и оградительные элементы, воспринимающие вертикальную нагрузку от пород кровли; оградительная крепь — только оградительный элемент. На современных шахтах наиболее распространены крепи поддерживающе-оградительного типа.
По способу связей секций механизированные крепи делятся на комплектные и агрегатированные.
У комплектных механизированных крепей две или более секций соединены между собой через гидродомкрат передвижения, при этом каждый комплект не связан с забойным конвейером или базовой балкой, а комплекты — друг с другом. Передвижение каждого комплекта осуществляется независимо. У агрегатированных крепей все секции связаны (агрегатированы) со ставом забойного конвейера или базовой балки.
Механизированные крепи выполняются с различными системами управления: ручным дистанционным из-под соседней секции, односторонним или двухсторонним; ручным дистанционным с центрального пульта, вынесенного на штрек; автоматическим групповым с передвижкой групп секций в автоматическом режиме; дистанционно-автоматическим с центрального пульта, вынесенного на штрек.
рис.1
Таблица2
Характеристика очистных комплексов
ДОБЫЧНОЙ КОМБАЙН — комбинированная горная машина для отделения полезного ископаемого от массива с одновременной погрузкой (навалкой) на забойный конвейер.
Различают добычные комбайны также по виду добываемых полезных ископаемых и ширине захвата — на широкозахватные (от 1 до 1,6-1,8 м) и узкозахватные (менее 1 м).
Добычные комбайны длинных забоев состоят:
из исполнительных органов, отделяющих от массива полезных ископаемых и осуществляющих его погрузку на забойный конвейер;
механизмов для перемещения (подачи) комбайна по забою;
приводов для приведения в движение исполнительных органов и механизмов подачи.
Развитие исполнительных органов добычных комбайнов происходило в направлении постепенного упрощения их конструкции и повышения надёжности работы.
Первые добычные комбайны имели по несколько исполнительных органов (рис. 2, а, б) и, кроме того, отдельные скребковые пластинчатые и сетчатые конвейеры для погрузки полезных ископаемых на забойный конвейер. Инструментом, отделяющим полезные ископаемые от массива, служат резцы, буровые коронки, а также дисковые шарошки, струи воды высокого давления (до 30-50 МПа и более) и ударные долота.
Рис.2
рис.3
На большинстве добычных комбайнов, работающих в лавах, применяются отбойно-погрузочные шнековые (рис. 2, г), барабанные (рис. 2, б, г), буровые (рис. 2, ж) и корончатые (рис. 2, в, з) исполнительные органы, осуществляющие как отделение полезных ископаемых от массива, так и погрузку его на забойный конвейер.
На современных добычных комбайнах, работающих в камерах, исполнительные органы главным образом корончатые и шнековые (рис. 2, з и рис. 3).
Обычные комбайны с отбойной коронкой и погрузочным устройством (рис. 2, з) используются для очистных работ в лавах и в камерах.
Погрузка полезных ископаемых на забойные конвейеры осуществляется с помощью шнеков, погрузочных лопаток на барах и барабанах, неподвижных и поворотных лемехов, загребающих лап.
Для перемещения добычных комбайнов в лавах пластов с углом наклона до 35° применяют бесцепные механизмы подачи (БСП) с цевочными или зубчатыми рейками, укрепляемыми к рештакам забойных конвейеров, которые вытесняют цепные модели этих механизмов.
В лавах на пластах с углами свыше 35° добычные комбайны перемещаются вниз под собственным весом, а вверх с помощью лебёдок с двумя канатами: тяговым и предохранительным.
Комбайны, работающие в камерах, обычно оборудуют гусеничными механизмами перемещения.
На добычных комбайнах используют встроенные механизмы подачи трёх типов:
гидравлические, имеющие механический редуктор и гидродвигатель, питаемый от специального гидронасоса, установленного на комбайне;
электрический — также механический редуктор и электродвигатель постоянного тока с регулируемой частотой вращения;
механические редукторы, представляющие автоматические коробки передач с 5-11 скоростями, приводимые в движение от основного электродвигателя добычного комбайна.
При углах падения пластов свыше 10° для обеспечения безопасности работ в лавах, кроме механизмов подачи, применяют предохранительные канатные лебёдки, располагаемые на верхнем штреке и удерживающие комбайн при обрыве тяговой цепи или при аварии одиночного бесцепного механизма подачи. Такие лебёдки работают автоматически, постоянно поддерживая канат в натянутом состоянии. Для тех же целей вместо предохранительных лебёдок на добычных комбайнах используют 2 параллельно работающих двигателя бесцепных механизмов подачи.
Способы управления современными добычными комбайнами:
ручной (всеми операциями) — с помощью кнопок и рукояток, расположенных на корпусе комбайна;
дистанционный (всеми операциями) — с переносного кнопочного поста по кабелю или по радио;
программный (операциями изменения положения исполнительных органов) — специальными носителями информации, закладываемыми в аппарат управления, установленными на комбайне или в штреке, а также в специальные устройства, располагаемые вдоль лавы;
автоматизированный — с помощью датчиков, определяющих границы "полезное ископаемое — порода" и изменение гипсометрии пласта.
Большинство добычных комбайнов лав снабжаются аппаратами для автоматического изменения скорости подачи в зависимости от сопротивляемости полезных ископаемых разрушению, для защиты комбайновых электродвигателей от перегрузок и т.п., а также средствами сигнализации при пуске комбайнов.
Для уменьшения запылённости забоев добычные комбайны имеют пониженные скорости движения резцов (не свыше 1,8-2 м/с), системы подачи распылённой воды на каждый резец и в зону работы исполнительных органов, а также отсоса пыли.
На добычных комбайнах, работающих на пластах мощностью свыше 2-2,5 м с частыми вывалами полезных ископаемых из забоя, устанавливают дробилки.
Таблица 3
Комплексы очистные для коротких очистных забоев могут быть комбайновыми и буровзрывными.
Первые комплексы очистные включают комбайн (например, ПК-8, ГПК), станок для установки анкеров, самоходные вагоны или скребковый конвейер.
В состав буровзрывных комплексов очистных входят погрузочная машина (или скреперная лебёдка), буровой станок для анкерования (например, БУА-16), скребковый конвейер.
Эффективность работы комплекса очистного зависит от соответствия его горно-геологическим условиям и техническим требованиям эксплуатации. Основные данные, учитываемые при выборе комплекса очистного: мощность пласта, угол падения, сопротивление угля разрушению, свойства боковых пород.
Маркируют комплексы очистные длинных очистных забоев для пластов до 35° обычно буквами MK или KM (например, KM87, КМ97Д, KM81, 1MKM, 2МКЭ — комбайновые комплексы) и ими же с приставкой С, если выемка осуществляется струговой установкой (например, KM88С — струговый комплекс). Буквенное обозначение комплекса очистного с оградительно-поддерживающими крепями — ОКП или УКП. Цифровая приставка 1, 2 или 3 перед индексом означает типоразмер комплекса очистного. Если к наименованию комплекса после индекса-номера добавлена буква А (например, KM87А или 2КГДА), комплекс очистный автоматизирован, буква 3 (например, КМЗ) — работает с закладкой выработанного пространства.
Технология работ и организация труда в комплексно – механизированных лавах
В настоящее время очистная выемка на пологих и наклонных пластах полностью механизирована и частично автоматизирована. Комплексная механизация – одно из важнейших направлений технического прогресса, которое обеспечило замену ручного труда механизированным. При комплексной механизации достигается повышение производительности труда, создаются условия для автоматизации производственных процессов, а самое главное – повышается безопасность работ.
Современные механизированные комплексы способны отрабатывать пласты мощностью от 0,6м до 7,0м., добывать по 1млн. тонн и более угля в месяц. А комплексы с выпуском межкровельной толщи способны отрабатывать за один проход пласты мощностью до 10-12м.
Полностью автоматизированные струговые установки (без постоянного присутствия людей в забое) на пластах мощностью до 1м. добывают более 1млн.т. угля в год.
Состав механизированного комплекса
Основной (базовой) частью механизированного комплекса является забойный конвейер, который расположен по всей длине лавы вдоль очистного забоя. Приводная головка выходит на конвейерный штрек, а концевая – на вентиляционный. По забойному конвейеру перемещается очистной комбайн, который производит выемку угля и осуществляет его погрузку на конвейер.
Если для управления кровлей используется механизированная крепь, то секции крепи устанавливаются одна за другой вдоль всего очистного забоя. Обычно длина лавы в современных условиях достигает 300 и более метров. Соответственно при шаге установки крепи в 1,5м, чтобы закрепить весь очистной забой, потребуется 200 секций механизированной крепи. Все секции крепи при помощи домкратов передвижки крепятся к забойному конвейеру.
Секции крепи по своему назначению подразделяются на линейные, которые устанавливаются в очистном забое и крепи сопряжения, устанавливаются на конвейерном и вентиляционном штреках.
Выпускаемые механизированные крепи отличаются структурной схемой, числом гидростоек в секции, высотой секции, рабочим сопротивлением, шагом передвижки и установки секций, системами управления.
Для передвижки секций механизированных крепей применяют различные способы: последовательный, шахматный и групповой.
При последовательной передвижке секции передвигают одну за другой вслед за проходом комбайна. Передвижкой очередной секции управляют с соседней распертой секции (при ручном управлении) или дистанционно с пульта управления (при автоматическом правлении).
При шахматной передвижке секций сначала последовательно передвигают четные или нечетные секции крепи, а затем последовательно остальные.
Этот способ применятся при устойчивой кровле. При этом способе сокращается время на передвижку крепи (увеличивается скорость крепления), а значит и повышается скорость передвижения комбайна. В настоящее время современные механизированные крепи имеют очень высокую скорость передвижения и не влияют на темпы выемки комбайном. Поэтому шахматный способ передвижки применяется в основном в комплексах, имеющих секции крепи 1-го и 2-го типов - это «шагающие» КМ-81, КМ-130, КМ-145 и при струговой выемке, где имеются секции 1, 2, 3, и 4-го типов.
При групповой передвижке – одновременно передвигают группу секций в определенном порядке - последовательном или шахматном. Такую передвижку применяют при дистанционном групповом или автоматическом управлении передвижкой секций
Рис.4 Расположение оборудования в очистном забое.
1- крепь сопряжения вентиляционного штрека с лавой» 2- линейные секции мехкрепи; 3-лавный конвейер; 4-очистной комбайн; 5-секции сопряжения конвейерного штрека с лавой; 6- лебедка; 7-гидростойка; 8-гидродомкрат передвижки конвейера.