2 Специальная часть

2.1 Выбор технологической схемы и механизации очистных работ

Выработки, предназначенные непосредственно для добычи полезного ископаемого, называют очистными.

Очистные работы составляют сущность подземной разработки и включает комплекс процессов по отделению угля от массива, доставки его к месту погрузки в транспортные средства, креплению и поддерживанию рабочего пространства.Технология очистной выемки – это совокупность производственных процессов, выполняемых в определенной последовательности в пространстве и времени и направленные на получение готовой продукции

Выемка угля в лаве складывается из ряда процессов и операций, которые выполняются в определенном порядке во времени и увязаны в пространстве. Когда комплекс процессов будет завершен, их повторяют вновь в той же последовательности.

Совокупность всех процессов и операций, выполняемых в определенном порядке, необходимых для выемки угля по всей длине лаве на установленную паспортом величину подвигания забоя, называют технологическим циклом. В результате завершения цикла очистной забой лавы подвинется по простиранию на определенную величину, измеряемую в метрах. (Обычно это ширина захвата комбайна 0,8; 0.63м).

В зависимости от применяемых систем разработки комплекс работ в очистном забое состоит из следующих технологических процессов:

1. Выемка угля (подрубка, отбойка и навалка угля на конвейер);

2. Крепление призабойного пространства;

3. Доставка крепежных материалов в очистной забой;

4. Транспортирование угля вдоль очистного забоя к откаточному штреку;

5. Передвижка оборудования ближе к забою по мере подвигания

последнего;

6. Проведение работ по управлению горным давлением.

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.

На основании своих горно-геологических данных применяем механизированный комплекс для ведения очистных работ КМ144 [Таблица 2.1.1]

Таблица 2.1.1 - Технические характеристики комплекса КМ144

Показатели	Значения
Система разработка	Столбовая
Вынимаемая мощность пластов, м	2,0-3,2
Угол падения пластов приподвигании лавы по простиранию, градусы:	0-35
Кровля пласта: непосредственная основная	Неустойчивая включительно Средней обрушаемости
Давление на почву, МПа	≤1,5
Ширина захвата, мм	0,63
Длина по поставке, м	150; 180; 200

К омплекс КМ 144 [Рисунок 2.1.1] состоит из: механизированной крепи 1 типа M144; комбайна 4типов 2ГШ68Б или 1КШЭР с кабелеукладчиком и с бесцепной системой подачи по рейке б типа РКД; конвейера 5 типа СПЦ271.38, установленного на базу 7 типа 1СП142 (или лежащей на почве); крепи сопряжения откаточной выработки; перегружателя типа ПС; насосных станций СНТ32; оборудования системы орошения и электрооборудования.

Рисунок 2.1.1-Комплекс КМ 144

Крепь М144 [Рисунок 2.1.2] поддерживающе-оградительная, щитовая, агрегатированная с забойным конвейером с помощью двух гидродомкратов 11 для передвижки секции и конвейера. Секции крепи четырехстоечные, со стойками 12 двойной гидравлической раздвиж-ности. Особенность конструкции секции крепи М144 [Таблица2.1.2] состоит в том, что передние две стойки установлены под поддерживающей частью перекрытия 2, а задние — под оградительным перекрытием 1. Это позволяет оперативно управлять положением поддерживающей части перекрытия по отношению к кровле. Боковые, выдвижные из перекрытия с помощью гидродомкратов, щиты, имеющиеся как у поддерживающей, так и оградительной части перекрытия, защищают рабочее пространство лавы от проникновения пород кровли и обрушенных пород и выравнивают секции. В случае отжима угля и обнажения кровли впереди линии забоя могут быть использованы гидроуправляемые щиты, имеющиеся на призабойной консоли перекрытия. В концах лавы устанавливаются концевые секции крепи, аналогичные линейным.

Основания секции выполняются в двух исполнениях. Если почва слабая, удлиненное основание секции при ее передвижке вводиться под базу забойного конвейера. При прочной почве секции крепи могут быть снабжены укороченными основаниями; в этом случае забойный конвейер устанавливается непосредственно на почве.

Рисунок 2.1.2-Крепь М144 

Таблица 2.1.2- Технические характеристики крепи М144

Показатели	Значения
Рабочее сопротивление крепи, кН: на 1 м2 поддерживаемой площади кровли на 1 м по длине лавы	700 2370
Рабочее сопротивление на конце передней консоли перекрытия, кН/м	100
Расчетная скорость крепления лавы, м2/мин	4,0
Усилие подпора кровли при передвижке секции, кН/м2	50
Коэффициент начального распора	0,8
Коэффициент затяжки кровли	0,92
Расчетная скорость крепления кровли, м2/мин	3,0-4,0
Шаг установки секции, мм	1,5

Продолжение таблицы 2.1.2

Показатели	Значения
Шаг передвижки секции, м	0,9
Усилие передвижки секции, кН	538
Усилие передвижки конвейера, кН/м	164
Рабочая жидкость	Водомасляная эмульсия
Максимальное давление жидкости к напорной магистрали, МПа	32
Управление секцией крепи	Из-под соседней, ручное
Габаритные размеры секции, мм: ширина высота минимальная/максимальная	1400 1650/3300

Основными факторами, определяющими возможность эффективного использования комплекса КМ 144 по сравнению с другими комплексами этого класса являются: повышение скорости крепления лавы за счет оснащения крепи более совершенной аппаратуры управления, применения комбайнов с большей энерговооруженностью и возможностью их использования с шириной захвата 0,8 м, повышенной надежности забойного конвейера, уменьшения объема работы по зачистке лавы от просыпания пород и вывалов кровли и безнишевойвыемки. Изготовитель комплекса КМ 144 (головной) — ПО «Барри- Ка-ба» (г. Волгоград)

Очистной комбайн 2ГШ86Б[Таблица 2.1.3] предназначен для выемки угля в очистных забоях подвигающихся по простиранию пластов мощностью 1,35-2,5 м с углом падения до 35°, а также по восстанию и падению с углом до 10° при сопротивляемости угля резанию до 360 кН/м.

Комбайн работает по челноковой или односторонней схеме с самозарубкой без ниш или с минимальными их размерами для размещения приводов конвейера в правом и левом забоях.

Комбайн оснащен двухдвигательным приводом исполнительных органов, размещенным параллельно продольной оси машины, и одним бесцепным механизмом подачи с гидравлическим приводом. Для разгрузки стыков корпусов

предусмотрены винтовые стяжки.

Управление комбайном, конвейером и предохранительной лебедкой осуществляется с выносного пульта управления.

При углах падения пласта 9° и выше комбайн работает с предохранительной лебедкой.

Таблица 2.1.3-Технические характеристики очистного комбайна 2ГШ86Б

Параметр	Значение
Применяемость по вынимаемой мощности пласта, м	1,4-2,5
Производительность, т/мин: - при сопротивляемости угля резанию 120 кH/м - при сопротивляемости угля резанию 240 кH/м - при сопротивляемости угля резанию 360 кH/м	5,0 4,5 4,3
Суммарная номинальная мощность приводов, кВт	300; 370
Номинальное напряжение, В	660; 1140
Максимальная рабочая скорость подачи, м/мин	6
Максимальное тяговое усилие системы подачи, кH	220
Средний ресурс до капитального ремонта, тыс. т	780
Габаритные размеры: - длина комбайна, мм - длина по осям шнеков, мм - ширина, мм - высота по корпусу в зоне крепи, мм	10600 8820 1840 1600
Масса, т, не более	21,0

Конвейер СПЦ271.38[Рисунок 2.1.3] предназначен для доставки угля и горной массы из лав с механизированными крепями и комбайнами на пластах средней мощности и мощных, с углами падения до 25° при подвигании по простиранию и 10° по падению и восстанию.

Конвейер СПЦ271.38[Таблица1.4] предназначен для доставки угля и горной массы из лав с механизированными крепями и комбайнами на пластах средней мощности и мощных, с углами падения до 25° при подвигании по простиранию и 10° по падению и восстанию.

Рисунок 2.1.3 -Конвейер СПЦ271.38

Конвейер СПЦ271.38 состоит из приводной 1 и 6 головок, переходных 2 и линейных 3 рештаков, скребковой цепи 4.В навесное оборудование входят: зачистной лемех 5, борт 7 с вертикальной стенкой для предотвращения просыпанря угля или горной массы, с круглым направляющим 8 для комбайна, с желобами для кабелеукладчика и коммуникаций, местами для крепления зубчатой рейки типа РКД, устройства для удержания става конвейера от сползания, проушины 9 для подсоединения секций к крепи. Рештак состоит из двух боковин специального проката высотой 225 мм, соединенных между собой днищем рабочей ветви толщиной 20 мм и днищем холостой ветви толщиной 16 мм. Оба днища имеют твердосплавные наплавки. В средней части рештака расположен люк для доступа к холостой ветви конвейера.

Таблица 2.1.3-Технические характеристики конвейера СПЦ271.38.

Параметр	Значение
Производительность, т/мин	12
Длина в поставке, м	200

Продолжение таблицы 2.1.3

Параметр	Значения
Скорость движения тягового органа, м/с	1,0
Угол падения пласта при подвигании лавы по простиранию, градус	0-30
Габаритные размеры става, мм ширина*длина высота боковины: со стороны погрузки с бортом	732*1500 228 700
Масса конвейера, кг	169000

Кабелеукладчик типа "УКТ" предназначен для ведения комбайновых кабелей и водяных шлангов в скребковых конвейерах, работающих в лаве. Кабелеукладчик типа "УКТ" надежно защищает комбайновый кабель и водяной шланг от механических повреждений, обрыва жил управления и скрутки комбайнового кабеля. Защита комбайновых кабелей предотвращает возможность коротких замыканий жил проводов, что повышает безопасность работы в лавах.

Крепи сопряжений предназначены для поддержания сопряжения лавы с прилегающими выработками при выносе приводных головок лавного скребкового конвейера на последние, а также выполнения функции передвижки, разворота этих головок и регулирования высоты разгрузки под лавой на транспортное средство подготовительной выработки.

Перегружатели шахтные скребковые типа ПС предназначены для транспортировки угля от лавного конвейера до ленточного в лавах с сохраняемыми штреками, включая опасные по пыли и газу.

Питается крепь от насосной станции лавного комплекса.

Станция насосная СНТ 32[Таблица 2.1.4] предназначена для нагнетания рабочей жидкости в гидросистему очистных агрегатов и механизированных крепей в шахтах любой категории по газу и пыли. Место установки станций – откаточные, вентиляционные штреки и просеки с углом наклона не более 10°. Станция может устанавливаться непосредственно на почву или колесную платформу.

Станция универсальная, может применяться с любыми механизированными комплексами, обеспечена контролирующими устройствами и блокировками для защиты от работы в ненормальных условиях.

Таблица 2.1.4 – Технические характеристики насосной станции СНТ32

Параметр	Значение
Подача, л/мин.	100
Максимальное рабочее давление, МПа	32
Давление на входе в высоконапорный насос, МПа	0,3
Номинальная мощность, кВт	113
Частота вращения, мин. -1	2875
Давление срабатывания предохранительного клапана, МПа не более	36
Вместимость гидробака, дм 3	1600 (2000)
Средний ресурс до первого капитального ремонта, ч	7000
Масса (без рабочей жидкости) станции, кг:	3240 (3550)