1.Основные требования к горным машинам. Общая классификация горных машин, особенности и условия их работы. Влияние условий эксплуатации на выбор параметров горного оборудования.

Требования к горным машинам

Специфические условия эксплуатации подземных горных машин предъявляют свой комплекс специальных требований: габариты горных машин и комплексов оборудования должны выбираться с учетом размеров поперечных сечений очистных и подготовительных выработок; горные машины должны быть достаточно компактными и иметь, по возможности, обтекаемую форму для лучшего маневрирования в стесненных условиях горных выработок; горные машины и механизмы комплексов оборудования должны разбираться на транспортабельные и легко монтируемые узлы; корпуса горных машин и все их элементы должны иметь достаточный запас прочности для восприятия высоких нагрузок; горные машины и механизмы комплексов должны быть устойчивы в процессе работы; горные машины должны оснащаться устройствами для гашения или улавливания пыли, образующейся при отделении горной пароды от массива; корпуса трансмиссий и гидра системы горных машин и оборудования должны быть надежно защищены от попадания пыли и влаги внутрь корпусов и гидра системы; электрооборудование горных машин должно выполняться во взрывобезопасном исполнении; конструкция и компоновка горных машин и комплексов должны обеспечивать возможность смены смазки в трансмиссиях машин, технического осмотра и текущего ремонта их непосредственно на рабочем месте.

Общая классификация горных машин, особенности и условия их работы.

Известны механический, буровзрывной, гидравлический (струями воды под высоким давлением), термофизический (воздействие на массив тепловой энергией газовой струи, электротока, луча лазера и др.), химический (воздействие на массив химическими элементами) и другие способы разрушения углей и пород, в т.ч. комбинированные (гидромеханический, термомеханический и т.д.). В настоящее время в горной промышленности доминирующее распространение получили разные варианты механического способа разрушения (на основе резания, раздавливания массива, разрушения его ударом, комбинацией указанных вариантов) и буровзрывной способов, когда разрушение осуществляется путем взрывания зарядов взрывчатых веществ, закладываемых в предварительно пробуренные механическим способом шпуры и скважины.

Горные машины предназначены для отбойки полезных ископаемых или горных пород, их погрузки, транспортирования, крепления выработанного пространства и закладки, а также для проходки горных выработок.

Горная машина выполняет одну или несколько операций. В соответствии с этим различают простые машины и комбинированные (комбайны).

С учетом изложенного основные горные машины можно классифицировать следующим образом:

● Выемочные машины, предназначены для отделения угля и породы от массива и погрузки (в отдельных случаях и доставки) горной массы на соответствующие автономные транспортные средства.

Механизированные крепи очистных выработок, служащие для поддержания пород кровли, управления состоянием вмещающих пород, защиты рабочего пространства от продуктов обрушения, передвижки забойного конвейера или базовой балки и самопередвижки.

Бурильные машины, предназначенные для производства шпуров (цилиндрические полости диаметром до 75 мм и длиной до 5 м включительно) и скважин (диаметр или длина соответственно более 75 мм и 5 м) различного назначения.

Погрузочные и буропогрузочные машины. Первые осуществляют погрузку отбитой буровзрывным способом горной массы на транспортные средства, а вторые, кроме этой функции, обеспечивают также бурение шпуров для взрывчатых веществ.

Вспомогательное оборудование разных видов (дробильные и закладочные машины, отбойные молотки и др.).

Влияние условий эксплуатации на выбор параметров горного оборудования.

На выбор средств механизации очистных и проходческих ра­бот и параметров оборудования влияют механические свойства и сопротивляемость разрушению полезных ископаемых и горных пород, мощность и угол падения пласта, свойства непосредст­венной и основной кровли, прочность почвы, водоносность, газо­носность, тектонические нарушения, возможность внезапных вы­бросов угля и газа. На выбор типа, режимных, конструктивных параметров, энер­говооруженности и производительности очистных и проходче­ских комбайнов влияют сопротивляемость угля и пород разру­шению, мощность и угол падения пласта или площадь сечения и угол наклона выработки.

Параметры и конструкции доставочных машин зависят от мощности и угла падения пласта.

Типоразмеры, сопротивляемость крепи и конструктивные па­раметры секций крепи определяются мощностью и углом паде­ния пласта, свойствами основной и непосредственной кровли и почвы пласта.

При неблагоприятном сочетании различных факторов горно-геологические условия могут резко снижать производительность систем забойного оборудования или полностью исключать при­менение средств комплексной механизации, предопределяя, та­ким образом, возможность только частичной механизации очист­ных и проходческих работ.

Водоносность очистных забоев по притокам, а также в зави­симости от свойств почвы относят к трем группам: до 2 м³/ч — благоприятные условия; более 3 м³/ч — неблагоприятные при слабой глинистой почве; более 7 м³/ч — неблагоприятные при других почвах. При неблагоприятных условиях необходимо про­водить работы по осушению выемочных полей.

Газоносность (метанообильность) пластов ограничивает про­изводительность выемочных машин по условиям безопасного проветривания очистного забоя. Ее классифицируют по количест­ву метана, поступающего в забой. Для весьма тонких пластов мощностью до 0,7 м и метанообильностью более 5 м³/т, а для пластов мощностью до 1,2 м и метанообильностью более 10 м³/т ограничивается производительность работы очистного оборудо­вания. При более высокой газообильности должна проводиться дегазация таких пластов.

Тектонические нарушения ограничивают эффективное при­менение выемочных комплексов из-за сокращения длины вые­мочного поля и необходимости преодоления комплексами геоло­гических нарушений. Утонение пласта, пережимы и сбросы с амплитудой более 0,4 м практически исключают применение аг­регатов и весьма ограничивают применение выемочных комплек­сов, так как требуют разделения лавы на части или значитель­ного сокращения ее длины.

Пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, должны разрабатываться только при принятии специальных мер, таких как опережающая подработка или надработка защитных пластов, заблаговременная дегазация, увлажнение, гидрорасчленение и др.

Основным фактором, ограничивающим область эффективного применения проходческих комбайнов, является наличие в забое' пород высокой крепости и абразивности.