Глава 7

НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Технологический цикл работ по добыче угля в длинном очист­ном забое состоит из трех основных процессов: выемки угля (раз­рушение и погрузка), доставки его из забоя к погрузочному пунк­ту в штреке, крепления и управления горным давлением. Соот­ветственно этому каждый процесс выполняется выемочной и доставочной машинами и механизированной крепью. К выемочным машинам, осуществляющим разрушение угля механическим спо­собом посредством исполнительных органов, относятся врубовые машины, очистные комбайны, етруговые установки (о последних см. раздел третий, гл. 4).

Врубовая машина (рис. 7.1, а) предназначена для механизации одного процесса — зарубки. Она состоит из следующих сборочных единиц (частей): электродвигателя 4; механизма перемещения 3; тягового органа, состоящего из барабана 2 и каната 1; переда­точного механизма (трансмиссии) 5; исполнительного органа — бара 6 с режущей цепью; расштыбовщика 7. Кроме того, врубо­вая машина («Урал-33») имеет дистанционное управление, мест­ное электроосвещение, сигнализацию, средства пылеподавления (орошение).

Врубовая машина работает по односторонней технологической схеме, перемещаясь при зарубке в одном направлении и осущест­вляя холостой перегон в обратном. При этом она перемещается по первой от забоя дороге, по второй расположен забойный кон­вейер, а третья предназначена для перемещения людей. Врубовая машина при зарубке подрезает своим баром (рамой) с режущей цепью массив угля обычно у почвы пласта, образуя зарубную щель. Подрезанный массив угля разрушается посредством буро­взрывных работ. После этого производится навалка разрушенного угля на забойный конвейер. Врубовая машина вдоль забоя пере­мещается посредством каната длиной 20—25 м, один конец кото­рого прикреплен к упорной стойке /, а второй наматывается на барабан 2 Врубовые машины, имевшие в двадцатых — сороко­вых годах широкое применение, теперь почти полностью вытес­нены более эффективными выемочными машинами — очистными комбайнами. Еще изготавливающиеся в небольшом количестве Копейским машиностроительным заводом им. С. М. Кирова вру­бовые машины «Урал-33» представлены нами в предыдущем из­дании учебника 127'].

68

Рис. 7.1. Технологические схемы выемки угля широкозахватными выемочными машинами:

а — врубовой машиной; б — очистным широкозахватным комбайном (типа «Донбасс-1Г», «Кировец»); " — очистным широкозахватным комбайном 2КЦТГ

Очистные комбайны — это комбинированные машины, которые одновременно механизируют два, три процесса — разрушение угля (зарубку, отбойку) и погрузку его на забойный конвейер. Различают комбайны широко- и узкозахватные. Первые имеют ширину захвата исполнительного органа условно более 1 м (обычно 1,6; 1,8; 2 м), вторые— 1 м и менее.

Широкозахватные комбайны (рис. 7.1, б) выполняются обычно на базе врубовой машины путем конструктивного изменения ее исполнительного органа и трансмиссии к нему. Поэтому они работают при сохранении прежней односторонней технологиче­ской схемы выемки угля при наличии в лаве тех же трех дорог: машинной, конвейерной и для прохода людей. К. с>щественным недостаткам односторонней схемы выемки угля следует отнести большую непроизводительную затрату времени на подготовку комбайна к спуску в верхней части лавы, затем на спуск и под­готовку к работе в нижней части лавы. На выполнение этих непроизводительных операций обычно затрачивается одна смена.

Для примера па рис. 7.1, б показаны структурная и техноло­гическая схемы широкозахватного (1,6 м) комбайна «Донбасс-1Г», ранее имевшего широкое применение. Здесь обозначения /—5 ■ имеют соответственно прежние наименования, 6 — расштыбов­щик; 7 — комбинированный исполнительный орган (кольцевой бар с отбойной штангой и дисками 8); 9— прицепной кольцевой грузчик.

Горловский машиностроительный завод им. С. М. Кирова продолжает изготовление в небольших количествах широкозах­ватных (1,6 м) комбайнов «Кировец» и 2КЦТГ для тонких (0,6— 0,8 м) пологих пластов. Комбайн «Кировец» в отличие от ком-

69

б айна «Донбасс- 1Г» имеет кольцевой бар без отбойной штанги с дисками; а. кольцевой грузчик, имеющий цепь с консольными скребками, выполнен в двух вариантах: либо прицепньщ, кольце­вым подобна грузчику комбайна «Донбасс-1 Г», либо в виде рас­положенной в заднем ручье кольцевого бара одношарнирной коль­цевой цепи с одноконсольными скребками.

Комбайн 2КЦТГ (рис. 7.1, в) отличается устройством и тех­нологической схемой выемки угля. Исполнительный орган состоит из четырех буровых коронок и оконтуривающего кольцевого бара с режущей цепью. Перемещается комбайн посредством гидравли­ческого механизма подачи и цепи, растянутой по лаве и закреплен­ной по концам. Комбайн работает в лоб уступа забоя сбоку за­бойного конвейера по двусторонней схеме, т. е. в двух направле­ниях с разворотом на 180° по концам лавы и перестановкой при этом резцов и направляющей лыжи. Эти непроизводительные опе­рации являются продолжительными, к тому же они могут осущест­вляться только при устойчивой кровле и угле падения пласта не более 15°. Поэтому двусторонняя схема выемки не получила распространения.

В настоящее время широкозахватные комбайны почти пол­ностью вытеснены более совершенными узкозахватными. Из широкозахватных комбайнов в производстве осталось только два типа — «Кнровец» и 2КЦТГ. Эти типы машин достаточно под­робно представлены в предыдущем издании учебника и здесь не рассматриваются.

Узкозахватный комбайн (рис. 7.2) является основной выемочной машиной современного очистного комплекса с передвижной ме­ханизированной крепью, но может применяться также и с индиви­дуальной крепью.

В зависимости от угла падения пласта различают узкозахватные комбайны, предназначенные для вы­емки угля при разработке пологих и наклонных (до 35°) пластов, когда необходимы средства доставки угля из лавы, и свыше 35^е, когда они не требуются, так как разрушенный уголь перемещается самотеком по почве пласта (см. гл. 18).

В зависимости от мощности пласта различают узкозахватные комбайны, предназначенные для выемки угля из пологих пластов мощностью 0,6—5 м. В зависимости от этого технологические схемы их работы различны. При мощности пласта 0,8 и и выше комбайн осущест­вляет выемку угля, перемещаясь по раме забойного передвижного конвейера, расположенного у забоя на первой дороге (рис. 7.2, а). По такой основной технологической схеме работает большинство узкозахватных комбайнов на пологих и наклонных (до 35°) пластах мощностью до 5 м при выемке угля в один слой.

При мощности пласта 0,6—0,8 м стесненное рабочее простран­ство тонкого пласта не позволяет размещать комбайн на раме забойного конвейера, а поэтому он располагается сбоку конвей­ера на почве плгзта. При этом могут быть два варианта*

70

Рис. 7.2. Технологические схемы выемки угля узкозахватными комбайнами!

а — при работе комбайна с рамы конвейера; б — при работе комбайна с почвы пласта в лоб уступа забоя сбоку конвейера; в — при перемещении комбайна по желобу со сто­роны выработанного пространства конвейера

1. комбайн осуществляет выемку угля в лоб уступа забоя, перемещаясь сбоку конвейера со стороны его забойной части, например комбайн К ЮЗ (рис. 7.2, б);

2. комбайн перемещается своим корпусом по желобу, при­крепленному к конвейеру со стороны выработанного пространства, например комбайн МК.67М, I типоразмер (рис. 7.2, в).

Структурная схема наиболее распространенных узкозахватных комбайнов, работающих с рамы забойного кон­вейера в условиях пологих пластов, при одностороннем распо­ложении шнекового исполнительного органа (1К101, 2К.52М, 2К.52МУ) состоит из сборочных единиц, связанных между собой следующим образом (см. рис. 7.2, а).

От вала электродвигателя Д крутящий момент передается через передаточный механизм ЛМ исполнительному органу НО, кото­рый осуществляет разрушение массива угля и одновременно его погрузку на забойный конвейер. Для последней цели использу­ются простые по конструкции погрузочные устройства ПУ — подпорные щитки. От второго выводного конца вала электродви­гателя Д крутящий момент передается механизму перемещения (подачи) МП, а от него тяговому органу — приводной звезде и калиброванной цепи, растянутой вдоль лавы и закрепленной по концам на головках забойного конвейера. При бесцепной подаче тяговым органом является зубчатое колесо-рейка, зак-

71

репленная на борту забойного конвейера. Комбайн имеет пуско-регулирующие устройства, пылеподавляющее и другие вспомо­гательные устройства.

При многодвигательных комбайнах, а также при двустороннем расположении исполнительных органов, при вынесенной из кор­пуса комбайна системе перемещения структурные схемы могут быть и другими, учитывающими особенности комбайна.

Отличительными особенностями современной техники и техно­логии узкозахватной выемки угля являются:

применение забойного изгибающегося или цельнопередвиж-ного скребкового конвейера, передвигаемого в новое положение гидродомкратами в бесстоечном призабойном пространстве, кровля которого надежно поддерживается перекрытиями передви­жной механизированной крепи (или шарнирными верхняками индивидуальной металлической крепи);

совмещение конвейерной дороги с машинной, что позволяет иметь в лаве две дороги, а не три, как при широкозахватной вы­емке, и уменьшить за счет этого на одну треть площадь поддержи­ваемой кровли;

совмещение во времени всех основных процессов в лаве (вы­емки, доставки, передвижки конвейера, крепления и управления горным давлением) и осуществление циклично-поточной органи­зации работ;

сокращение до минимума непроизводительных операций в лаве путем применения в основном челноковой схемы работы без пере­монтажа комбайна по концам лавы;

перемещение комбайна по калиброванной цепи, растянутой вдоль забоя лавы и закрепленной концами на головках забойного конвейера, а в последнее время бесцепной подачи;

применение кабелеукладчика;

использование самозарубывающихся комбайнов и забойных конвейеров с вынесенными в штреки приводами, что позволило избежать проведения ниш;

интенсификация процесса выемки угля за счет увеличения скорости перемещения комбайна (до 10 м/мин) с бесступенчатым автоматическим регулированием ее в широких пределах в зависи­мости от сопротивления угля резанию, что достигается приме­нением авторегулятора;

улучшение санитарно-гигиенических и комфортных условий труда благодаря применению комплекса мероприятий по пылепо-давлению, дистанционного управления комбайном, в том числе радиоуправления в пределах видимости, местного освещения, телефонной связи машиниста комбайна о погрузочным пунктом и др.;

повышение техники безопасности работ путем применения очистных комплексов с механизированными передвижными кре­пями с надежным перекрытием и поддержанием кровли, с группо­вым автоматизированным управлением передвижкой секций крепи в лаве и др.

72

Таким образом, узкозахватная выемка угля является основ­ным технически прогрессивным направлением в развитии комплек­сной механизации очистных работ. Она вносит качественные из­менения в технологию добычи угля, позволяет увеличить нагру­зку на лаву и повысить производительность труда, осуществить концентрацию и интенсификацию горных работ, улучшить усло­вия труда и повысить технико-экономические показатели работы участков и шахт.