§ 2. Технология и средства механизации при безлюдной выемке угля

Все процессы и операции в очистном забое ведутся при без­людной выемке угля и обычно без крепления. В настоящее время промышленную основу получили следующие технологические схемы и средства безлюдной выемки угля: бурошнековая сква­жинами; лавами-камерами с применением скрепероструговых установок; камерами с применением на крутых пластах нарезных комплексов КМД72; камерами на гидрошахтах. Ведутся поисковые и экспериментальные работы по изысканию других способов и средств безлюдной выемки угля.

Бурошнековая выемка угля скважинами получила промышлен­ное применение как в СССР, так и за рубежом при открытом и подземном способах добычи угля без крепления очистного забоя и присутствия в нем людей.

Бурошнековая установка БШУ (модернизированная БУГЗ), показанная на рис. 26.2, предназначена для выемки угля сдвоен­ными скважинами при подземной разработке пластов мощностью 0,60—0,85 м с углом падения до 15°. Сдвоенные скважины бурятся из штрека по пласту в обе стороны с одной установки машины или одновременно посредством двух машин. При диаметре коро­нок 0,52, 0,62 и 0,70 м ширина сдвоенной скважины соответ­ственно равна 1,16, 1,26 и 1,34 м, а длина 30—50 м.

Выбуривание угля производится сдвоенным шнековым буром /, вращение и подача которого на забой осуществляются бурошне-ковой машиной 2. Разрушенный коронками уголь транспорти­руется из скважины шнековым ставом на конвейер 3, располо­женный в штреке. Для пылеподавления используется насосная установка 4 типа НУМС-30Е. Вода под давлением подводится по водопроводу к шнековому буру к четырем форсункам, установлен­ным в зоне работы коронок. Для механизации вспомогательных операций по монтажу и демонтажу буровых штанг и других опе­раций используется таль 5 грузоподъемностью 30 кН. Перед началом бурения машина о помощью гидродомкратоБ 6 устанав­ливается под необходимым углом.

В машине БШУ установлен двухшпиндельный редуктор 7, оба шпинделя которого получают вращение от электродвигателя 9 через редуктор приводного вала 8. Кроме того, редуктор получает

поступательное движение от электродвигателя // через механизм подачи 10. Ходовая гусеничная часть 12 является базовой по­стелью машины, на которой смонтированы гидробак 13, магнитная станция 14, гидросистема и пульт управления.

Гидрокинематическая схема бурошнековой установки БШУ (рис. 26.3) предусматривает передачу вращения от электродви­гателя М_х мощностью 110 кВт через трехступенчатый двухско-ростной редуктор / на приводной вал /, опоры которого распо­ложены в корпусах 2 и 3 направляющей рамы 4. Благодаря шлн-цевому соединению вращение приводного вала передается двух-шпиндельному редуктору 5 и через него — шнековому буру с тремя буровыми коронками 6. Частота вращения шпинделей 45 и 65 об/мин. Изменение частоты вращения или отключение про­изводится рукояткой Р, механизма переключения.

Двухшпиндельный редуктор, предназначенный для передачи вращения на шнековый бур и подачи его на забой, перемещается

319

по направляющим рамы посредством тяговой цепи Ц. Цепь, охва­тывающая концевую 7 и приводную 8 звезды, соединена с корпу­сом редуктора. Приводная звезда своим валом через редуктор подачи РП соединена с гидравлическим механизмом подачи Г, приводом для которого служит электродвигатель М_г мощностью 11 кВт. От вала этого электродвигателя через пару цилиндриче­ских шестерен приводится во вращение вал аксиально-поршневого гидронасоса переменной производительности НА1. Насос посред­ством двух трубопроводов соединен с аксиально-поршневым ги­дромотором МА по замкнутой схеме, подпитка которой осуществ­ляется самовсасыванием через подпиточные клапаны. Предохра­нительный клапан защищает гидросистему от перегрузки.

На валу гидромотора расположена цилиндрическая шестерня, которая через полумуфту передает вращение планетарной пере­даче 12 и трем парам цилиндрических передач 9, 10, 11 и далее — выходной полумуфте, валу и приводной звезде 8 тяговой цепи Ц.

Бесступенчатое регулирование скорости подачи шнекового бура в пределах 0—3 м/мин осуществляется изменением положе­ния подвижной чашки гидронасоса посредством рукоятки Р₂ с шестерней 13 через шестерни 14, 15 и рейку 16. Фиксируется рукоятка Р.₂ посредством шестерни 13 и зубчатой обоймы.

Гидросистема машины предназначена для установки бурошне-ковой машины посредством гидродомкратов на необходимый угол и высоту для бурения скважин, а также для закрепления машины в этом положении при помощи распорных гидродомкратов. Ги­дросистема состоит из шестеренного насоса НШ-32У с приводом от редуктора /, гидробака и пульта управления установочными и распорными гидродомкратами.

Ходовая часть машины РХ состоит из двух гусениц с индиви­дуальным приводом каждая от электродвигателя мощностью 6 кВт. Для передачи вращения используется трехступенчатый редуктор, имеющий три пары цилиндрических зубчатых пере­дач 17, 19, 20 и одну червячную передачу 18. Редуктор передает вращение приводной звезде 21 и далее на гусеницы.

Электрооборудование бурошнековой установки выполнено во взрывобезопасном исполнении РВ. Рабочее напряжение 660 В. Цепи управления магнитной станции, освещения и сигнализации (сирены) имеют напряжение 36 В. Суммарная мощность электро­двигателей на машине 139 кВт. Максимальная расчетная произ­водительность машины до 1,2 т/мин.

Технологическая схема выемки угля бурошнековой установки ВШУ с закладкой выработанного пространства (рис. 26.4) преду­сматривает проведение бортовых штреков /, оконтуривающих длинный столб, с применением проходческих комбайнов 2 типа ГПК. Комбайны этого типа обеспечивают раздельную выдачу угля и породы на перегружатель 3, затем на конвейеры 4, 5, 6 и далее на транспортные средства участка. Выбуривание угля осуществляется спаренными скважинами 7 с помощью бурошнеко­вой машины 8 типа БШУ с выдачей угля на конвейер 4. Разрушен-

П Яцких В. Г. и др 321

н ая порода от проведения штре­ков комбайнами ГПК может быть подана перегружателем 3 также на шнековый буровой став и за­бучена им в выработанное про­странство скважины при извле­чении става обратным ходом из скважины.

Выемка угля лавами-камерами с использованием скрепероструго-вых установок (рис. 26.5) приме­няется при разработке тонких (0,5—0,8 м) пологих пластов длин­ными столбами по простиранию лавами-камерами / без крепления очистного забоя и присутствия в нем людей. Выемка угля скреперо-стругом 2 типа УСЗ ведется от разрезной печи с подвиганием очистного забоя по простиранию пласта на расстояние, равное устойчивому пролету кровли (15 — 20 м). После этого оборудование извлекается и монтируется во вновь разрезанной печи 3. Недо­статками рассматриваемой техно­логии являются: ограниченная область применения (устойчивые боковые породы, отсутствие лож­ной кровли и нарушений, некрепкий уголь); большие потери угля в междукамерных целиках; выпуклая форма забоя; большая трудоемкость и продолжительность проведения разрезных печей.

Для устранения этих недостатков разрабатываются способы управления горным давлением без нахождения людей в очистном забое (опускаемая с вентиляционного штрека деревянная или пневмобаллонная крепь; возведение бутовых полос из твердеющей закладки с опусканием опалубок; частичная закладка породными полосами от подрывки почвы путем проведения и взрывания длинных скважин, проведенных по почве пласта из вентиляцион­ного и конвейерного штреков, и др.).

Выемка угля камерами с применением комплекса КМД72 предусматривается при разработке камерами крутых (45—85°) пластов угля мощностью 0,6—1,3 м без крепления очистного за­боя и присутствия в нем людей.

Выемочная машина комплекса КМД72 (рис. 26.6, а) представ­ ляет собой станок /сэлектроприводом, установленный на тележке в штреке. Станок посредством двух ставов 2, вращающихся в про­ тивоположные стороны, передает вращение через редуктор 3 исполнительному органу 4, расположенному на конце ставов. 11* 323

Подача ставов осуществляется гидродомкратом станка. Исполни­тельным органом является режущая штанга диаметром 0,6 м, приводимая во вращение режущими цепями двух баров, которые получают вращение от редуктора. За счет надставок 5 ширину исполнительного органа можно увеличить от 1,2 до 3,6 м. Поло­жение исполнительного органа (рис 26.6, б) по вынимаемой мощности пласта можно регулировать от 0,6 до 1,3 м посредством червячного ручного подъемника, встроенного в корпус редуктора. Эти операции осуществляют на вентиляционном штреке при подготовке выемочной машины 5,7 к расширению камеры. Для защиты исполнительного органа в камере от обрушающихся пород кровли над ним настилают щит 6 из бревен. Между каме­рами оставляют небольшие целики угля, а выработанное про­странство камер забучивают породой с вентиляционного штрека

Для применения этой технологии очень важно обеспечить на­правленное проведение камер. После шахтных испытаний опытных образцов КМД72 в Донбассе и Кузбассе конструктивно усовершен­ствованы и в настоящее время проходят промышленные испытания два опытных образца.

Выемка угля камерами на гидрошахтах осуществляется посред­ством гидромониторов или механогидравлических комбайнов с дистанционным управлением со штрека и ведется без крепления очистного забоя и присутствия в нем людей. Эта безлюдная тех­нология получила широкое промышленное применение на гидро­шахтах (см. гл. 30).

Раздел пятый

ПРОХОДЧЕСКИЕ КОМБАЙНЫ И КОМПЛЕКСЫ