§ 13. Виды и источники энергии, применяемой в шахтах

В современных угольных шахтах широкое распространение по­лучили горные машины, питаемые, как правило, электрической или пневматической (создаваемой за счет сжатого воздуха) энергией. Более распространенным видом энергии является электрическая, так как способ передачи ее к местам потребления значительно проще и дешевле пневматической.

Для подачи в шахту электрической энергии служат специаль­ные кабели высокого напряжения, которые прокладывают от элек­трической подстанции, расположенной на поверхности, по одному из шахтных стволов, а затем по сети подземных выработок — к подземной понизительной электрической подстанции. Последнюю обычно располагают в непосредственной близости от очистных и подготовительных участков или других потребителей электриче­ской энергии.

При тиощиост -двтп'тпт.тя тянемочнои) комбайна "свыше т60— 150 кВт напряжение, подводимое к двигателю, должно быть не ни­же 660 В. Для улучшения пусковых режимов выемочных машин в ближайшее время завершается перевод участковых электросетей на такое напряжение.

Все электрооборудование, применяемое на выемочных участ­ках с суточной добычей более 1000 т, переведено на напряже­ние 1140 В.

Для получения сжатого воздуха служат специальные машины, называемые компрессорами. Сжатый воздух применяется в основ­ном на шахтах, разрабатывающих пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа.

14. РУЧНЫЕ ОТБОЙНЫЕ МОЛОТКИ

Подрубку и отбойку угля в лаве и забоях подготовительных выработок можно производить ручными пневматическими отбой­ными молотками. Отбойный молоток состоит из пускового, возду­хораспределительного и ударного устройств. Принцип работы: совершая возвратно-поступательное движение в стволе, боек (рис. 9) наносит удар по хвостовику пики, которая внедряется в массив и откалывает кусок угля или породы. После удара боек возвращается в исходное положение, совершая обратный ход. Боек передвигается под действием сжатого воздуха, поступаю­щего поочередно в различные полости ствола. Отбойные молотки значительно увеличивают производительность труда рабочего по сравнению с ручной отбойкой.

Техническая характеристика отбойных молотков, серийно вы­пускаемых Томским электромеханическим заводом им. В. В. Вах-рушева, приведена ниже.

29

Отбойный

молоток Л',0-611 МО-еК МО-8П МО-9П ЛЮ-10П У.О-39 №0-44

Энергия

единичного

удара, Дж .... 38,2 35,4 29,4 36,3 44,2 38,2 44,2

Число ударов

в минуту 1400 1300 1600 1430 1200 1403 1200

Расход сжатого

воздуха,

м'/мин 1,25 1,80 1,25 1,25 1,25 1,4 1,3

Масса (без

пики)', кг 7,7 6.8 9,2 13,2 11,2 6,7 7.0

К^=э-

Конструкции отбойных молотков постоянно совершенствуются. В последние годы в Институте горного дела им. А. А. Скочинского разработаны пневматические молотки МОО-7/4 и МОМО-6К, в ко­торых впервые использованы легкие полимерные материалы.

Рис. 9. Конструктивная схема ручного ©кронного молотка:

/ — корпус; 2 — щтуцер; i' — рукоятка; 4 — воздухораспределительное устройство; 5 — боек; 6 — пика

Кроме пневматических отбойных молотков, применяются элек­трические и гидравлические отбойные молотки, но в угольной про­мышленности они распространения пок? че получили.

$ 15. ДОБЫЧНЫЕ (ОЧИСТНЫЕ) УГОЛЬНЫЕ КОМБАЙНЫ

В угольных шахтах на очистной выемке широко применяются добычные угольные комбайны. Они представляют собой комбини­рованные горные машины, выполняющие одновременно операции по разрушению угля, дроблению его до кусков транспортабельных размеров и погрузке их на забойные конвейеры.

В 40-е годы широкое распространение получил комбайн «Дон­басс-1». В период с 1949 по 1956 г. на угольных шахтах были внед­рены широкозахватные комбайны, работающие в комплексе с де­ревянной или индивидуальной металлической крепью. Ширина захвата этих комбайнов от 1 до 2,8 м. С 1957 г. начали применять узкозахватные комбайны с шириной захвата от 0,62 до 1 м. Узко­захватные комбайны работают в лавах в комплексе с металличе­скими индивидуальными стойками и верхняками или механизиро-

30

нашим"! крепью. Узкозахватная выемка угля эффективно произво­ди 11-я на глубину 0,62—1 м в зоне отжима угля.

Комбайны добычные подразделяются:

по \тлу падения пластов — для пологих, наклонных и крутых;

по "мощности пластов — для весьма тонких, тонких и средней мощности;

по схеме работы—на работающие но односторонней схеме с холостым перегоном в исходное положение, по двусторонней схе­ме с разворотом по концам очистного забоя и по челноковой схеме;

по типу исполнительных органов — на баровые, барабанные, дисковые, шнековые, корончатые и буровые. В настоящее время в угольной промышленности СССР используются около 4 тыс. очистных комбайнов, в том числе более 3 тыс. узкозахватны.х.

К узкозахватным комбайнам для механизированной выемки тонких (более 1,2 м), пологих и наклонных пластов относятся 1К-101, МК-67, БК-52, 1ВКТ и др.

Комбайн 1К.-101 предназначен для выемки угля в длинных очистных забоях пологих пластов (с углами падения до 20°) мощ­ностью 0,75—1,2 м при боковых породах не ниже средней устой­чивости. Он может работать на углях с сопротивляемостью реза­нию до 2,5 кН/см и коэффициентом крепости включений / не бо­лее 2 *,

Комбайн работает по челноковой схеме с рамы забойного кон­вейера и выпускается двух типоразмеров: для пластов мощностью 0,76—0,9 и 0,9—1,2 м.

Комбайн 1К-101 (рис. 10) состоит из следующих основных уз­лов: исполнительного органа — подпорного щита / и двух шнеков

Рис. 10. Угольный комбайн 1К-101

2, электродвигателя 3, механизма подачи 4, редуктора 5, опорных устройств 6, установки для подавления пыли и электрообору­дования.

Конструкция исполнительного органа комбайна позволяет про­изводить самозарубку в любом месте лавы. Комбайн снабжен

* Здесь и далее коэффициент крепости приводится по шкале проф. М. М, Протодьяконова.

31

оросительным устройством для пылеподавления. Исполнение элек­трооборудования рудничное взрывобезопасное. Ширина захвата исполнительного органа 0,63—0,8 м.

Комбайн МК-67 предназначен для выемки угля в длинных очистных забоях пологих пластов (с углом падения до 20°) мощ­ностью 0,7—1,2 м и с боковыми породами средней устойчивости. Он может работать на пластах угля с сопротивляемостью реза­нию до 2,9 кН/см и коэффициентом крепости породных включений / до 3; суммарная мощность породных включении не должна пре­вышать 10% мощности пласта.

Рис. П. Угольный комбайн МК-67

Комбайн МК-67 работает по челноковой схеме с рамы изги­бающегося скребкового конвейера в комплексе с индивидуальной металлической или передвижной механизированной крепью. Он выпускается двух типоразмеров: для пластов мощностью 0,7—1,0 и 0,9—1,2 м.

Комбайн МК-67 состоит из исполнительного органа / (рис. 11), электродвигателя 2, редуктора привода 3, электроблока 4, меха­низма подачи 5, погрузочного щита и оборудования для пылепо­давления. Исполнение электрооборудования комбайна рудничное взрывобезопасное.

К узкозахватным комбайнам для механизированной выемки пологих и наклонных пластов средней мощности относятся 2К-52, 1ГШ-68, КШ-ЗМ, Kill-1 КГ и др.

Комбайн 2К-52 предназначен для выемки угля и антрацита любой крепости в длинных очистных забоях пологих пластов (с углом падения до 20°) мощностью 1,1—2 м, с боковыми поро­дами не ниже средней устойчивости. В специальном исполнении комбайн (марки 1К-52Н) может быть применен на пластах с уг­лами падения до 30°. Комбайн 2К-52 входит в состав очистных

32

механизированных комплексов оборудования с гидрофицирован-ными крепями М-87 и 1МК. Он применяется также с индивидуаль­ной металлической крепью.

Комбайн выпускается двух типоразмеров: для пластов мощ­ностью 1,1 —1,7 и 1,35—2 м. Ширина захвата исполнительного ор­гана составляет 0,63 м при работе в комплексе с механизирован-

Рис. 12. Угольный комбайн 1ГШ-68:

/ — механизм подачи: 2 —левый шнек; 3, 5. 7, 9 — редукторы; 4, 10 — гидродомкраты;

5 —электродвигатели; 8 — правый шнек; // — погрузочный щит; 12 — злектроблок; 13 — опорные лыжи

ной крепью и 0,8 м — при работе с индивидуальной крепью. Элек­трооборудование комбайна 2К-52 выполнено взрывобезопасным.

Комбайн 1ГШ-68 (рис. 12) предназначен для выемки угольных пластов мощностью 1,30—2,30 м при угле падения до 20°, с сопро­тивляемостью угля резанию 2,9 кН/см и коэффициентом крепости до 4. Он работает с самозарубкой без ниш по челноковой схеме. Ширина захвата исполнительного органа комбайна 0,63—0,80 м. Электрооборудование взрывобезопасное.

Комбайн БК-52 (рис. 13)—узкозахватный, буровой, предна­значен для выемки угля на пластах с углом падения до 20°, мощ­ностью 0,95—1,4 м, сопротивляемостью угля резанию до 2,9 кН/см; величина захвата — 0,63 м.

Основными частями комбайна являются: / — электрооборудо­вание и разводка кабеля; 2 — механизм подачи; 3— электродвига­тель; 4— промежуточный редуктор; 5—боковые связи с пультом;

6 — редуктор режущей части; 7 — оросительное устройство; 8,9 — левая и правая коронки; 10 — разводка гидросистемы орошения; // — опорная часть с домкратами.

Комбайн КШ-ЗМ (рис. 14) предназначен для выемки угля раз­личной крепости и вязкости в очистных забоях пологих пластов мощностью 2,0—3,5 м с углами падения до 15°. Он механизирует отбойку угля, навалку его на забойный конвейер, зачистку кон­вейерной дороги, отработку межлавного целика со стороны венти-

за

2 Зак. 123

ляционного штрека, а также осуществляет самозарубку, позволяя избежать трудоемких работ по подготовке ниш у выемочных штреков.

Рис. 13. Угольный комбайн БК-52

Комбайн работает по челноковой схеме с рамы передвижного изгибающегося конвейера в комплексе с механизированными кре­пями типа ОКП, ОМКТП или индивидуальной металлической

Рис. 14. Угольный комбайн КШ-ЗМ:

/ — левый шнековый исполнительный орган; 2 — левый поворотный редуктор; 3 — пра­вый шнековый исполнительный орган; 4 — правый поворотный редуктор; 5 — погру­зочный шит; 6 — электрооборудование; 7 — механизм подачи; 8 — правый редуктор; 9 — забойная опора; 10 — левый редуктор; // — оросительная система

крепью. Исполнение электрооборудования комбайна рудничное взрывобезопасное.

Основные особенности комбайна КШ-ЗМ следующие: наличие мощного индивидуального привода для каждого исполнительного

34

i оГнч-iii )ает высокую

1ффсктивность работы комбайна H.I пластах с крепкими и вязкими 1И, а также углями, имею­щими твердые включения колче­дана и кварцитов. Подающая мп м, комбайна выполнена с бо-КОВЫМ управлением. Возможна (ВМена шнековых исполнитель-пых органов в шахтных услови-нх дли вскрытия внутренних по­чт- гей редукторов.

Комбайн может работать как ВО челноковой, так и по одно-СТОронней схеме с механизиро­ванной зачисткой машинной до-роги при перегоне.

В зависимости от типа меха­низированной крепи выемочный цикл может начинаться с само­зарубки комбайна для выемки следующей полосы.

К узкозахватным комбайнам для механизированной выемки топких крутых пластов относятся «Темп-1», А-70М, 1КНД и др.

Комбайн «Темп-1» (рис. 15) предназначен для выемки угля в длинных лавах крутых пластов мощностью 0,6—1,5 м с сопро­тивляемостью угля резанию до 2,3 кН/см и изготовляется с элек­тро- или пневмодвигателем. Он может работать в правом и ле­вом забоях, а также при нали­чии предохранительных целиков под вентиляционными штреками и без них. Комбайн перемещает­ся вдоль лавы при помощи ле­бедки, установленной на венти­ляционном штреке. Лебедка ди­станционно управляется маши­нистом комбайна. Комбайн изго­товляется с исполнительными органами двух типоразмеров — для пластов мощностью 0,6—1,2 и 0,95—1,5 м. Ширина захвата комбайна первого типоразмера 0,9 м, второго— 1,0 м.

2* Зак. 123

Комбайн «Темп-1» состоит из следующих основных узлов: при­водного механизма /, гидроблока 2, редуктора 3 привода исполни­тельного органа, прицепного устройства 4, опорной лыжи 5, си­стемы орошения 6, лыжи для спуска комбайна 7, электроблока (при электроприводе) или пневмоблока 8 (при пневмоприводе). Электрооборудование комбайна выполнено взрывобезопасным.

Помимо узкозахватных в промышленности применяются также широкозахватные очистные комбайны: 2КДТГ, «Кировец», «Дон-басс-2», «Урал-38», К-56М. Техническая характеристика их при­ведена ниже.

Тип комбайна . . . 2КЦТГ «Кировец» «Донбасс-2» «Урал-38» K-5SM

Вынимаемая мощность плас­ та, м 0,55—0.75 0,48—0,77 0,92-2,35 0,90—1,80 1,93—2,50

С—18 0—15 0—15

1,6; 2,0 3,0 2,2; 2,6

75 48 67

0,2—5,2 1,9 С—1,8

Угол падения пласта, градус . . 0—18 0—18

Ширина захва­ та, м ' 1,6 1,6; 1,8

Мощность привода, кВт . . 41 41

Скорость подачи, м/мин 0—2,8 С—1,4

t

В связи с проводящейся унификацией и модернизацией обору­дования для механизации очистных работ заводы угольного ма­шиностроения будут серийно выпускать новые унифицированные комбайны типов ПУ-5, ПУ-6, ПУ-8, ПУ-10, ПУ-13, ПУ-16, ПУ-20, ПУ-25, ПУ-35 для пологих и наклонных пластов и К.У-4, КУ-8, КУ-10, КУ-16 — для крутых пластов.

Бесцепные системы подачи выемочных комбайнов (БСП). В соответствии с задачами дальнейшего технического перевоору­жения угольной промышленности и повышения технического уров­ня горношахтного оборудования в системе Минуглепрома СССР создаются высокопроизводительные очистные комбайны с бесцеп­ными системами подачи.

В ПНИУИ, ТПИ, СКВ Горловского машзавода им. С. М. Ки­рова была разработана бесцепная система с жестким тяговым органом для очистного комбайна КШ-1КГ, применяемого в отрас­ли, что позволило устранить тяговую цепь. После испытаний эта система принята к серийному производству.

Широкое распространение БСП получила в комплексах ОКП и 2МКЭ, применяемых в Подмосковном бассейне, отличающемся сложными горно-геологическими условиями, а также в различных комплексах и комбайнах, применяемых в Карагандинском, Куз­нецком и Донецком бассейнах.

В 1979 г. была принята к серийному производству разрабо­танная Гипроуглсмашем бесцепная система подачи с трубчатой цевочно-сферической направляющей. В настоящее время проходит приемочные испытания гидравлический механизм подачи (ГМП),

36

р.| рлботанный Гипроуглемашем совместно с ИГД им. А. А. Ско-чннекого и Донгипроуглемашем.

Приемочные испытания и опыт внедрения бесценной системы подачи показали, что она позволяет значительно повысить безопас-иость труда путем исключения случаев травматизма от разрыва |яговой цепи и ее вибраций, улучшить организацию труда благода­ря совмещению операций в лаве с работой комбайна, обеспечить равномерную подачу комбайна и создать условия для резания угля с постоянной глубиной стружки, что повышает надежность и долговечность оборудования, отказаться от подготовки ниш В связи с устранением по концам лав устройств для натяжения и крепления тяговой цепи, что позволяет комбайну в ряде слу­чаев выходить рабочими органами на штреки, осуществлять одно­временную работу нескольких комбайнов в одной лаве и др.