VI.2. Передвижение комбайнов в подготовленную нишу

В настоящее время наибольшее распространение получил способ передвижения комбайнов в конце лавы в нишу, подготавливаемую буровзрывным способом, с помощью отбойных молотков при ручной навалке или с помощью нишенарезных машин.

Недостатки подготовки ниш буровзрывным способом?

высокая трудоемкость работ;

ухудшение условий поддержания кровли в зоне сопряжений лавы со штреками, связанное с неизбежным увеличением поверх­ности обнажаемой кровли и уменьшением плотности крепи над при­водами и переходными секциями передвижного конвейера при пере­креплении кровли на этом участке;

перерывы в работе лав на время взрывания угля в нишах и про­ветривания;

необходимость пропуска под корпусом комбайна отбитого в верх­ней нише угля, а иногда и больших кусков породы, которые прихо­дится разбивать вручную, останавливая процесс выемки.

Указанные недостатки существенно снижают полезное время работы комбайна. Затраты труда на подготовку ниш при узкозахват­ной выемке с индивидуальной крепью составляют 15—19%, а при механизированной крепи — до 26—28% общей трудоемкости очист­ных работ. Узкозахватные комбайны требуют предварительной под­готовки ниш длиной 5—7 м каждая.

Для создания ниш созданы нишенарезные машины и нишевыемоч-ный агрегат. Нишенарезная машина HM-I производит выемку ниш на пластах с углом падения до 20°. По концам корпуса машины рас­положены фронтально зарубающиеся шнеки различной длины, кото­рые можно регулировать по мощности пласта. Это дает возможность отрабатывать забой по всей длине ниши.

Отбитый уголь одним шнеком грузится на лавный конвейер, а от второго шнека передается на первый с помощью кольцевого грузчика с консольными скребками. Крепление ниши осуществляется удлиненными верхняками механизированной крепи. Ниша опережает забой только на ширину одного захвата комбайна.

Последовательность операций по "подготовке ниш с помощью машины HM-I (рис. VI.2):

/ — в исходном положении производится самозарубка исполни­тельных органов машины в пласт;

// — машина, перемещаясь вниз по лав&на 15 м, передним шне­ком вынимает пачку угля и подготовляет нишу для комбайна, а от­стающим шнеком подготовляет нишу для себя;

III — машина движется в обратном направлении, вынимает оста­вшуюся пачку угля и зачищает почву. Очистной комбайн вынимает уголь до уступа, образованного нишенарезной машиной, после чего конвейер передвигается к забою;

IV — производится самозарубка в пласт исполнительных орга­нов комбайна и нишенарезной машины;

F — машина обрабатывает концевую часть лавы до уступа, обра­зованного исполнительным органом комбайна;

VI — ншпенарезная машина возвращается в верхнюю часть лавы и самозарубается в пласт.

Опережающая выемка ниш длиной до 15,4 м может производиться агрегатом ABH, предназначенным для пластов с углом падения до 20° мощностью 0,75—1,4м с углями любой крепости.

Агрегат ABH состоит из выемочной машины, Т-образного кон­вейера и механизма передвижки комбайна и конвейера. По концам корпуса комбайна агрегата расположены два самозарубающихся исполнительных органа с шириной захвата 0,4 м. Подача комбайна на забой осуществляется горизонтальными домкратами крепи. Комбайн вынимает полосу угля по всей мощности пласта за два прохода: вначале верхнюю пачку угля, затем опускается и при обратном ходе вынимает нижнюю пачку. После выемки нижней пачки передвигается крепь.

Передвижение комбайна в подготовленную нишу включает в себя непосредственно введение комбайна в нишу, выемку участка для установки лемеха, зачистку участка лавы у штрека, операции

с погрузочными устройствами, передвижений конвейера и его при­вода, крепление сопряжения и другие вспомогательные операции. При челноковой схеме выемки среднее время концевых операций составляет 37 мин, в том числе: операции с погрузочными устрой­ствами — 14,3 мин, маневры по зачистке лавы — 7,7 мин, введение

Рис. VI.2. Последовательность операций при выемке угля в нишах машиной HM-I

комбайна в нишу — 10 мин, вспомогательные операции — 5 мин. Общая трудоемкость концевых операций составляет 295 чел.-мин. При работе по односторонней схеме выемка в основном произ­водится от конвейерного штрека. У вентиляционного штрека по окончании выемки производится подготовка комбайна к перегону, включающая: разворот подпорного щитка в противоположное поло­жение, манипуляции с кабелем и шлангом орошения. У конвейер­ного штрека подпорный щиток разворачивается в противоположное положение и комбайн задвигается в подготовленную нишу. Среднее время выполнения концевых операций составляет 32 мин.

VI.3. Самозарубка исполнительных органов комбайнов

Различают самозарубку в пласт косыми заездами и фронтальную. При расположении исполнительных органов комбайнов по концам корпуса применяется фронтальная самозарубка в пласт. При этом концевые операции выполняются в следующей последовательност (рис. VI.3):

7 — в 10—15 м от конца лавы производится отцепка лемеха. Комбайн при этом находится в нижней части лавы, опережающий шнек 1 расположен у кровли пласта, а отстающий 2 — у почвы. У почвы пласта осталась невынутая пачка угля а, равная длине комбайна;

II — находящийся у кровли шнек 1 опускается к почве пласта;

/// — производится выемка межшнекового целика а;

IV — шнеки перед самозарубкой устанавливаются у почвы пласта. Конвейер включается на передвижку и производятся фрон­тальная самозарубка обоих исполнительных органов на величину полезного захвата, а также передвижка головки и рештачного става конвейера к забою на новую дорогу;

V — после самозарубки шнеки одновременно или поочередно поднимаются до кровли;

VI — производится выемка верхней пачки угля до штрека;

VII — шнек 1 опускается к почве при неподвижном ком­байне;

VIII — при движении шнека от штрека до места самозарубки вынимаются нижняя пачка и межшнековый целик.

Затем вынимается участок полосы для монтажа лемеха, и путем перегона комбайна к штреку и обратно этот участок зачищается. После этого монтируют лемех и прицепляют его к комбайну.

Общее время концевых операций в среднем составляет 30,2 мин, в том числе: 14,2 мин — маневры комбайна, связанные с тем, что каждый шнек не вынимает пласт на полную мощность; 9 мин — операции с погрузочным устройством; 5 мин — фронтальная само­зарубка; 2 мин — вспомогательные операции. Общая трудоемкость концевых операций составляет 247 чел.-мин.

При выемке комбайнами 1ГШ-68 участок у вентиляционного штрека обрабатывается полностью, а у конвейерного штрека про­движению комбайна мешает переходная секция и приходится раз­делывать небольшую нишу.

При работе комбайнов с любыми исполнительными органами возможна самозарубка в пласт способом косых заездов. При этом челноковая схема может применяться для комбайнов с двусторон­ними исполнительными органами, а односторонняя — при любом их расположении.

Концевые операции выполняются в следующей последователь­ности (рис. VI.4):

/ — в исходном положении конвейер передвинут к забою, за исключением концевой части, где расположен комбайн;

Рис. VI.3. Последовательность выполнения концевых операций при фронтальной самозарубке

// — комбайн подается вдоль линии изгиба конвейера при вклю­ченном переднем исполнительном органе и вынимает клиновидную полосу угля длиной 12—15 м;

/// — передвигаются недодвинутая часть конвейера и концевая головка, а также производится выемка комбайном оставшегося цели­ка угля;

IV — после перегона комбайна к уступу забоя производится выемка угля.

Рис. VI.4. Последовательность выполнения концевых операций при самозарубке в пласт способом косых заездов

Общее время концевых операций без перегона комбайна состав­ляет 23,5 мин, из них: 10,2 мин — маневры по зачистке лавы, 3,3 мин — фланговая самозарубка с изгибающегося конвейера; 10 мин — передвижка привода и вспомогательные операции.

При одностороннем расположении самозарубающихся исполни­тельных органов самозарубка у обоих концов лав может произво­диться двумя комбайнами. Комбайны должны быть повернуты испол­нительными органами в стороны соответствующих концов лав. Вспомогательный комбайн у вентиляционного штрека производит выемку участка длиной 20—25 м, на котором размещаетсг сам ато'т

комбайн и куда входит основной комбайн с исполнительным орга­ном. Остальная часть лавы обрабатывается основным комбайном. Выемка основным комбайном производится по челноковой схеме, а вспомогательным — по односторонней.

Рис. VI.5. Последовательность выполнения концевых операций при выемке угля двумя комбайнами

Последовательность выполнения операций при выемке двумя комбайнами (рис. VI.5);

7 — комбайны 1, 2 располагаются у концов лавы и фронтально зарубаются в пласт на величину захвата исполнительного органа;

II — комбайн 2, расположенный у вентиляционного штрека, сни­мает полосу угля длиной 15—20 м и затем возвращается, производя

зачистку лавы и навалку угля на конвейер. Вслед за выемкой произ­водится крепление обнаженного пространства;

III — комбайн 2 отходит от места зарубки на 10—12 м и останав­ливается для навески погрузочного устройства, передвижки нижней приводной головки и конвейера ниже комбайна на новую дорогу. Затем производятся выемка полосы угля комбайном 2 и крепление лавы. По окончании выемки демонтируют погрузочное устройство;

IV — оба комбайна фронтально зарубаются в пласт при подаче конвейера на забой;

V — комбайн 2 производит выемку пласта на участке длиной 6—8 м и зачищает почву.

После окончания этих операций устанавливают погрузочное устройство;

VI — комбайн 1 вынимает полосу угля у вентиляционного штрека при движении вниз и зачищает почву при движении вверх. Вслед за выемкой производится крепление обнаженной кровли;

VII — комбайн 1 зарубается в пласт, а комбайн 2 вынимает полосу угля от места зарубки до нижней головки конвейера. После прохода комбайна передвигают конвейер и производят крепление лавы.

Среднее время концевых операций при двухкомбайновой выемке составляет 20,5 мин. По операциям это время распределяется следу­ющим образом: 12 мин — самозарубка комбайнов, 5,5'мин — ма­невры, связанные с зачисткой лавы вспомогательным комбайном; 3 мин — операции с погрузочным устройством.

Недостатки двухкомбайновой выемки: сложность координации работы двух комбайнов; прохождение угля, подрубленного вспомо­гательным комбайном, под корпусом основного комбайна, в резуль­тате чего возможно заклинивание; использование вспомогательного комбайна всего на 1СГ—15%.

VI.4. Передвижение комбайнов по свободному пространству на сопряжении лавы с выработкой

При соответствующей ширине штреков узлы приводов конвейера могут быть вынесены на штрек. Увеличение ширины выработок до 4—5 м является перспективным, направлением, позволяющим .сократить время выполнения концевых операций. Для этого необ­ходимо также уменьшить наклон секций, примыкающих к приводу конвейера, и увеличить вылет исполнительного органа комбайна. Очевидно, что чем шире штрек, тем большую часть привода кон­вейера можно выдвинуть из лавы, сократив тем самым длину не обра­батываемой комбайном части лавы. Длина этой части лавы у штрека (рис. VI.6)

(VLl)

где Lcp д — длина средств доставки;

•#штр — ширина выработки на сопряжении; LB и. о — длина вылета исполнительного органа комбайна от его опорных лап.

Общая длина средств доставки с необходимыми зазорами на сопряжении и в конце лавы, ограниченная точкой предельного продвижения лапы комбайна и боком выработки,

(VI.2)

~ —•—.—1

Рис. VI.В. Геометрические параметры оборудования и сопряжения лавы с выработкой:

о — предельное продвижение комбайна к штреку ограничено переходной секцией конвейера; б — при опущенном шнеке продвижению комбайна препятствует забой­ный двигатель конвейера

где 0,4 — зазор между штрековым конвейером и боком выработки;

Вш к — ширина конвейера; Ал. к. п — длина привода лавного конвейера. Ширина штрека, при которой отпадает необходимость в нишах,

Для применяемых в настоящее время комбайнов при штреках шириной 2— 3 м длина ниш будет изменяться от 0,5 до 5 м.

VJl. Монтаж и демонтаж механизированных комплексов

VILl. Монтаж комплексов

Для уменьшения горного давления в монтажных камерах монтаж механизированных комплексов должен производиться в минимальные сроки.

Монтажу должна предшествовать тщательная подготовка, кото­рая включает:

проведение в случае необходимости временных дополнительных горных выработок;

прокладку рельсовых путей в монтажной камере, монтаж роль­ганга или других транспортных средств;

проверку на поверхности взаимодействия механизмов комплекса, а также комплектности оборудования, полученного от завода-изго­товителя;

закрытие заглушкой открытых отверстий гидрооборудования или предохранение гидросистемы от засорения другими способами;

разборку комбайна на две части — режущую и подающую с элек­тродвигателем и снятие режущего органа для его отдельной доставки;

защиту выступающих деталей комбайна от ударов при транс­портировании по откаточным выработкам;

разработку схемы доставки оборудования с поверхности до места разгрузки его в монтажной камере (при этом необходимо предусмат­ривать исключение промежуточных перегрузок и обеспечение макси­мально возможной механизации всех операций по погрузке, доставке и разгрузке);

разделку горизонтальной площадки перед монтажной камерой для одновременного размещения необходимого числа платформ с оборудованием и настилку на площадке пола из брусьев на уровне головок рельсов;

устройство аккумулирующих разминовок для размещения в от­каточных горных выработках вагонеток и платформ с оборудованием комплекса, поступающих с поверхности;

установку вспомогательных лебедок для доставки оборудования комплекса к месту монтажа от горизонтальной площадки.

Перед спуском оборудования в шахту рекомендуется в целях проверки его исправности и комплектности смонтировать на поверх­ности его основные узлы, а именно: 15—20 и конвейера, 15—20 секций крепи, комбайн, подключить магнитную и насосную станции.

В зависимости от способов и средств доставки оборудования и технологии монтажно-демонтажных работ все механизированные комплексы разделяют на четыре группы:

I группа — механизированные комплексы с крепями поддержи­вающего и поддерживающе-оградительного типов для пологих пла-

стов мощностью до 2 м («Донбасс», КМК-97, КМ-87, IMKM и др.), доставка и монтаж-демонтаж которых производятся без разборки крепи;

II группа — механизированные комплексы с крепями огради­тельного, оградительно-поддерживающего и поддерживающего типов для пологих пластов мощностью более 2 м (ОКП и др.), достав­ляемые до места монтажа в разобранном виде;

III группа — механизированные комплексы с крепями поддержи­вающего и поддерживающе-оградительного типа для пологих пла­стов мощностью 2,2—3,2м (КМ-81Э и др.), доставляемые до мои-' тажной камеры в разобранном виде;

IV группа — механизированно комплексы с крепями поддержи­вающего типа для крутых пластов мощностью до 1,5 м (2КГД и др.), доставляемые до монтажной камеры секциями в собранном виде.

Секции механизированной крепи комплексов I группы грузят на поверхности шахты на платформы в собранном виде и доставляют до монтажной камеры, где перегружают на аккумулирующий роль­ганг штрека, с которого по уголковым направляющим лебедкой или цепью конвейера доставляют в монтажную камеру к месту установки. При демонтаже секции крепи транспортируют в собранном виде в обратном направлении.

Секции механизированной крепи комплексов II группы грузят на платформы в разобранном виде: стойки и верхние перекрытия укладывают на основание и по рельсовому пути доставляют в мон­тажную камеру к месту их установки.

Механизированные крепи комплексов III группы до монтажной камеры доставляют по схеме, характерной для II группы, а в монтаж­ной камере до места установки — в собранном виде.

Секции механизированной крепи комплексов IV группы достав­ляют до монтажной камеры в собранном виде, а до места установки— под собственным весом крепи с применением предохранительных лебедок.

Неразбираемые секции крепи должны быть установлены на плат­формах таким образом, чтобы они были доставлены к монтажной камере лавы в нужном для сборки положении.

Механизированные крепи комплексов I группы монтируют в направлении от откаточного штрека к вентиляционному (рис. VII. 1). Для сокращения сроков монтажа оборудования в лаве его проводят одновременно с монтажом транспортных средств в конвейерном штреке. Доставка оборудования производится в следующей последо­вательности: по откаточному штреку доставляют сначала штрековый конвейер, затем магнитную, насосную и оросительную станции, кабели электрооборудования, штрековые трубопроводы, перегружа­тель, механизм передвижения штрекового оборудования, привод лавного конвейера; по вентиляционному штреку в первую очередь Доставляют забойный конвейер, затем секции крепи и элементы к ним, комбайн, гидромагистрали, шланги, трубопроводы орошения. Монтаж оборудования производится при двухсменном либо при трехсменном режиме.

Комбайн/ (см. рис. УП.1)-£обирают в вентиляционном штреке одновременно с монтажом секции крепи. В монтажной камере перво­начально монтируют скребковый конвейер 2 и коммуникации для

Рис. VlI. 1. Монтаж механизированных комплексов на пологих пластах мощностью до 2 м

гидро- и электроэнергии. Секции крепи 3 монтируют снизу вверх. Их доставляют на платформах к штрековому рольгангу 4, вмеща­ющему не менее 30 секций. С платформ на рольганг секции стяги­вают лебедкой 5, затем той же лебедкой или вручную подкатывают к началу монтажной камеры. В монтажной камере секции по направ-

ляющим 6 транспортируют до места их установки, при этом исполь­зуют тяговую цепь конвейера, за которую секции закрепляют при помощи скобы 7 и сцепки 8. Каждую последующую секцию устанавли-

Рис. VII.2. Монтаж механизированных комплексов на пологих пластах } мощностью более 2 м:

а — разгрузка комбайна и привода конвейера; б — разгрузка и установка секций крепи; в — разгрузка и установка секций конвейера

вают на расстоянии 4—5 м от смонтированной. Для установки сек­ций используют канат лебедки 9, расположенной в откаточном штреке. После подсоединения секций к конвейеру и маслопроводам их тщательно опробывают и распирают. Одновременно с монтажом секций крепи производится крепление труб маслопровода и става орошения.

Монтаж оборудования на шахтах Донбасса обычно длится 20— 25 сут, однако при четкой организации труда и применении спе­циальных кранов время монтажа может быть уменьшено до 6—7 сут.

Механизированные комплексы II группы монтируют подобно ком­плексам I группы. Отличие заключается в том, что секции механи­зированной крепи доставляют в' разобранном виде. Кроме того, для облегчения передвижения секций крепи по разрезному ходку настилают рельсовый путь. Если в откаточном штреке смонтирована конвейерная линия, то все оборудование откаточного штрека до­ставляют на платформах через монтажную камеру. Монтаж ком­байна 1 производят параллельно с монтажом секций крепи в нижнем конце лавы (рис. VII.2). Начинают монтаж с установки энерго­поезда, конвейера и перегружателя на штреке, привода 2 лавного конвейера и концевых секций крепи. Конвейер 3 и секции крепив монтируют одновременно. При этом используют специальный мон­тажный станок типа MC.

Монтаж механизированных комплексов III группы начинают со спуска насосной станции, которая доставляется на откаточный

штрек на собственном ходу. Затем монтируют последовательно транспортные средства штрека, энергопоезд, секции крепи 1, кон­вейер лавы 2, комбайн 3 (рис. VII.3). Верхние перекрытия 4, стойки и ограждения на вентиляционном штреке перегружают с платформ 5 на рольганг 6 лебедкой 7 и после поворота рольганга доставляют в лаву по почве пласта к месту монтажа. Секции собирают с по­мощью лебедки 8, блока 9 и каната 10. Собранная секция разворачи­вается и лебедкой 11 с канатом 12 заталкивается на монтажную раму 13. После монтажа четырех-пяти секций крепи монтируют

Рис. VII.3. Монтаж механизированного комплекса КМ-81Э

привод конвейера. Комбайн монтируют в верхней нише и после настилки лавного конвейера устанавливают на рештаки.

На крутых пластах монтаж механизированных комплексов является еще более сложным. Секции механизированной крепи до­ставляют из вентиляционного штрека путем подвешивания их на канатах с помощью лебедки и разного рода блоков. Для этого уча­сток вентиляционного штрека длиной 6—7 м на сопряжении с лавой расширяют до сечения 9,2 ма и для спуска крепи делают специаль­ные окна, около которых устанавливают лебедки. В нижней части лавы в 1,2 м от нее на сопряжении с магазинным уступом до начала монтажа возводят по простиранию двухрядную органную крепь на ширину двух секций крепи. Комбайн опускают ниже сопряжения и закрепляют на кусте стоек.

Монтаж секций ведется снизу вверх. Подвешенную секцию при помощи лебедки или тали разворачивают в нужней направлении и спускают до места ее установки в лаве. Затем ее подтягивают до створа с соседними секциями, подсоединяют к ним и к гидромаги­страли и распирают гидростойками между боковыми породами. В такой последовательности монтируют все секции крепи.

При такой схеме монтажа невозможно совмещение операций и площадь монтажной камеры используется нерационально.

Для ускорения монтажных работ взаимное ориентирование сек­ций, их кинематическая и гидравлическая связь могут осущест­вляться не в лаве, а в штреке. Для этого секции крепи с помощью тельфера устанавливают в штреке, соединяют между собой и с гидро­системой. После монтажа секций на полную длину лавы начинают их спуск в монтажную камеру способом многократного последова­тельного шагания на величину, допускаемую межсекционными

Рис. VII.4. Схема поточного монтажа механизированной крепи способом периодического индивидуального пере­мещения секций

связями. В момент шагания из-под распора освобожена лишь передвигаемая секция. Все остальные находятся под распором ' (рис.У11.4).

По этой схеме целесообразно монтировать механизированные крепи, межсекционные связи которых допускают относительное боковое смещение секций на величину, не меньшую половины шага установки секций. Породы кровли при этом должны быть устойчи­выми.

Спуск крепи производится в следующем порядке. При опуска­нии секции / укосные гидростойки 1 и 2 включаются на распор и направляют ее в монтажную камеру. Центральная гидростойка 3 распирает секцию / между кровлей и почвой. Затем передви­гается секция //,которая стопорится центральной гидростойкой 3''. С помощью укосных стоек 4 и 5, работающих на раздвижность,

и стоек 4' и 5' следующая секция подвигается к ранее спущенной и т. д.