§ 5. Проходческие комплексы с комбайнами бурового действия

Инструмент проходческих комбайнов. В проходческих комбай­нах при механическом способе разрушения горных пород приме­няют два вида инструмента: резцы и шарошки. Резцы применяют для резания угля и пород с / = 6-f-8 и абразивностью 10—15 мг в стреловидных проходческих комбайнах избирательного дейст­вия, а шарошки для разрушения пород с f = 6-4-18 и абразив­ностью 30—45 мг в проходческих комбайнах бурового непрерыв­ного действия.

При работе резца и шарошки действует реактивное результи­рующее усилие по трем взаимно перпендикулярным составляющим (рис. 28.4): Z — для резца усилие резания; для шарошки усилие перекатывания, действующее по касательной к траектории дви­жения и в обратном направлении их движению; Y — для резца усилие подачи; для шарошки напорное усилие, действующее по нормали к траектории их движения и в направлении от забоя, т. е. в направлении, обратном движению; X — боковое усилие отпора, действующее на резец или шарошку перпендикулярно усилиям Z и Y в направлении от забоя.

Эффективность процесса разрушения оценивается удельной энергоемкостью H_w (МДж/м³), которая характеризует количество

энергии, затрачиваемой на разрушение единицы объема угля или породы, и определяется по формуле

H_w = ZltK

где Z — усилие резания, Н; t — шаг разрушения, мм, h — сред­няя толщина среза (стружки), мм.

Резцы разрушают породу резанием (см. гл. 9), а шарошки раз­давливанием при перекатывании по всей поверхности забоя с при­ложением к осям шарошек напорного и перекатывающего усилий. На шарошках возникает трение качения (вместо трения скольже­ния на резцах) и поэтому они более износостойки, чем резцы, и требуют меньших энергозатрат.

Шарошка (см. рис. 28,5, в) имеет корпус 1 и подшипниковую опору 2, которая устанавливается на исполнительном органе буро­вого комбайна. На одной оси шарошки может быть установлено один, два или три диска. В проходческих комбайнах бурового дей­ствия наибольшее применение получили дисковые шарошки с не­прерывной рабочей кромкой из легированной стали или арми­рованной твердым сплавом (рис. 28.5, а, б), реже — зубчатые (см. рис. 28.5, в). Для разрушения крепких пород применяют штыревые шарошки, у которых по окружности запрессованы штыри из твер­дого сплава.

Основными конструктивными параметрами дисковой шарошки являются: D — наружный диаметр; d — диаметр втулки; ji — угол заострения; г — радиус скругления рабочей части. В танген­циальной дисковой шарошке, работающей по принципу подрез-

358

кого разрушения породы, различают дополнительные параметры: б — угол резания и 7 — задний угол.

Параметрами разрушения породы дисковыми шарошками яв­ляются: h — заглубление за один проход, / — шаг заглубления, И — высота уступа при подрезной схеме разрушения.

При вращении исполнительного органа бурового комбайна шарошки вращаются по концентрическим окружностям относи­тельно его продольной оси, свободно перекатываясь на своих осях. При подаче исполнительного органа на забои диски вдавливаются в породу, раздавливают ее и образуют концентрические щели, а остающиеся между ними целики породы раздавливаются корпу­сом шарошки иод действием усилия подачи.

Комплекс «Союз-19У» предназначен для проведения магистраль­ных, горизонтальных и слабонаклонных (до ±10°) горных вырабо­ток арочной формы большой протяженности диаметром в про­ходке 4,75 м (18,6 м^а) по породам средней крепости и крепким по­родам с / = 6-г-Ю.

Комплекс «Союз-19У» (рис. 28.6) состоит из проходческого комбайна 6 буросого непрерывного действия и прицепного обору­дования к нему: креиемонтажного устройства 9 с краном //, лен­точного перегружателя 10 и прицепных опор 12.

Разрушение породы осуществляется с поверхности забоя ком­бинированным исполнительным органом 2, который состоит из центральной плоской части диаметром 2,4 м (25 % всей площади забоя), оснащенной дисковыми лобовыми шарошками с шагом разрушения 40 мм и периферийной конической 1, оснащенной тангенциальными дисковыми шарошками с шагом разрушения 80 мм. Исполнительный орган вращается с угловой скоростью 0,83 рад/с четырьмя электродвигателями мощностью 640 кВт. Бермовые конические исполнительные органы 14 оснащены тан­генциальными дисковыми шарошками и вращаются с угловой скоростью 1,05 рад/с электродвигателями мощностью по 37 кВт. Порода, разрушенная бермовыми фрезами, сгребается лемехом в расположенную ниже берм выемку 13, образованную основным исполнительным органом.

Основной и бермовый исполнительные органы перемещаются одновременно гидравлическими домкратами. Распорно-шагающий

гидравлический механизм перемещения состоит из двух жестко соединенных между собой поясов 4 и 7 и вспомогательного распора. Порода, разрушенная исполнительным органом, зачерпывается ковшами, расположенными на окружности исполнительного ор­гана, и через окно 3 в щите выпускается на ленточный конвейер комбайна, с которого поступает на ленточный перегружатель и далее на транспортные средства шахты. Для защиты машиниста от вывалов породы предусмотрено щитовое перекрытие 5, установ­ленное над комбайном.

Крепление выработки осуществляется арочной пятизвенной крепью. Три верхних звена собираются в комплекты (до 30) и под­вешиваются на крепемонтажном устройстве 9, а затем подаются вперед вверх на место установки посредством грузоподъемника 8 Масса комплекса 280 т.

Управление силовым электроприводом производится в ручном и полуавтоматическом режимах. Пылеподавление осуществляется орошением и пылеотсосом. Изготовлена и испытывается опытная партия.

Комбайн КРТ. Проходческий комбайн КРТ (рис. 28.7) пред­назначен для проведения горных выработок арочной формы по породам крепостью f < 8, сечением в проходке 16,5 м², с углом наклона до ±10°.

Исполнительный орган бурового непрерывного действия со­стоит из центрального торового забурника / диаметром 3,6 м с тан­генциальными шарошками, конусного расширителя 2, увеличи­вающего диаметр проводимой выработки до 4,5 м, и двух бермовых фрез 5, которые придают выработке арочную форму. 360

Порода скалывается с поверхности забоя тангенциальными шарошками в два приема (забурником и конусным расширителем). Это позволяет при сравнительно небольшой мощности главного привода машины (230 кВт) и небольшой массе машины (116 т) проводить выработки сечением 16,5 м² в крепких породах (/ < 8).

Скапливающаяся внизу между забоем и щитом 4 разрушенная горная масса захватывается при вращении исполнительного ор­гана ковшами 3, поднимается вверх и через отверстие в верху щита грузится на конвейер комбайна.

Гидравлическая распорно-шагающая подача 6 комбайна рас­положена на расстоянии 2,5 м от забоя, что сокращает незакреп­ленное пространство.

Техническая скорость проведения выработки до 1,5 м/ч.

На комбайне имеются пылеулавливающая установка и система орошения. Комбайн прошел промышленные испытания и рекомен­дован к серийному производству.