6.3 Требования правил технической эксплуатации и безопасности при комбайновой выемке угля

Согласно ПТЭ [3] выбор того или иного вида механизации очистных работ необходимо проводить соответственно его технической характеристи­ке, горно-геологическим и горнотехническим условиям отработки выемочно­го участка.

Очистные механизированные комбайновые комплексы могут приме­няться практично на всех пластах Украины. Их использование ограничено очень тонкими пластами, небольшими размерами шахтного поля (менее 500 м), переменной длиною лавы.

В случае длины выемочного поля менее 500 м и переменной длины ла­вы на очень тонких пластах с сопротивлением угля резанию до 350 кН/м це­лесообразно использовать узкозахватные комбайны с индивидуальной кре­пью.

Для ликвидации ниш или уменьшения их длины необходимо исполь­зовать комбайны с исполнительными органами, разнесенными по концам их корпуса, при полном выносе приводов лавных конвейеров в примыкающие выработки.

Для крепления приводов лавных конвейеров, расположенных в подго­товительных выработках, должны применяться механизированные крепи сопряжений.

Для повышения безопасности работ очистные забои необходимо обо­рудовать узкозахватными очистными комбайнами с бесцепной системой по­дачи, передвижными скребковыми конвейерами, которые позволяют в про­цессе работы комбайна использование кабелеукладчика и углеподборщика (лемеха).

Требования ПБ [4] при комбайновой выемке заключаются в следующем:

- вдоль конвейера должна быть установлена громкоговорящая связь с приемнопередающими устройствами, установленными через каждые 10 м, а также в выработках на сопряжениях с лавой;

- на пластах с углом падения 20° и выше, а также в условиях возмож­ного сползания выемочных машин по подошве под влиянием собст­венного веса, работа их разрешается только с применением предо­хранительной лебедки при дистанционном ее включением.

При работе комбайнов, двигающихся по раме конвейера на пластах с углами падения 9 и выше, должны применяться предохранительные лебедки или, по согласованию с территориальным органом Госнадзорохрантруда Ук­раины, другие равноценные устройства.

Не допускается пребывание людей в лаве ниже комбайна:

- во время спуска комбайна, работающего с почвы, на пластах с углом падения свыше 20°;

- во время работы и спуска узкозахватных комбайнов на пластах с уг­лом падения свыше 25°, за исключением лав, оснащенных механизи­рованными крепями, оборудованных ограждением, препятствующих попаданию кусков угля и породы в место пребывания людей.

В случаях двухкомбайновой выемки передвижения комбайнов одной тяговой цепью разрешается только с применением специальных устройств секционирования, препятствующих сложению тяговых усилий в цепи.

Места крепления цепи на устройствах секционирования должна быть четко обозначены, чтобы их было видно машинистам комбайнов. Одновре­менная работа двух комбайнов с цепной подачей допускается только на пла­стах с углом падения менее 9°.

6.4 Состав работ при комбайновой выемке угля и ее производительность

Состав работ операций при двусторонней схеме выемке угля узкоза­хватным комбайном, с размещенным на нем пультом управления и работаю­щим с рамы скребкового конвейера в лаве с индивидуальной крепью включа­ет следующие операции:

- контроль за состоянием кровли (машинист комбайна и его помощ­ник);

- управление комбайном и контроль за содержанием газа метана (ма­шинист);

- манипуляции с кабелем и оросительным шлангом (подтягивание) или контроль за кабелеукладчиком (помощник);

- уборка и дробление обрушившейся породы, зачистка комбайновой дороги впереди движущегося комбайна (помощник);

- контроль за попаданием под комбайн негабаритных кусков угля и породы, а также материалов, стоек, верхняков и т.п. (помощник).

После прохода комбайна выполняются вручную рабочие операции по оформлению забоя, которые включают: зачистку угля непогруженного ком­байном, сбив "земника" или поддирку "присухи", оставленные при неполной обработке удельного пласта его исполнительным органом.

При выемке угольных пластов в зависимости от высоты рабочего про­странства и угла наклона очистной выработки тела машиниста комбайна и его помощника могут находиться в различных вынужденных рабочих поло­жениях (позах): свободное вертикальное (стоя), в полусогнутом с различным наклоном, на корточках, на коленях с присаживанием на пятки или бедро, на четвереньках, сидя и лежа. Вышеуказанные позы оказывают влияние на ско­рость перемещения машиниста комбайна и его помощника, а значит, в рас­сматриваемом случае управления комбайном, ограничивают скорость его подачи. Скорость перемещения горнорабочих в комплексно-

механизированной лаве за комбайном v_r в зависимости от вынимаемой мощ­ности пласта (т_в) находится в таких пределах [16]:

т_в ,м 0,5-0,70, 0,71-1,4 1,41-1,8 1,81и более;

у_г ,м/мин. 0,5-1,0 1,1-7,0 7,1-10,0 10,1-12,0.

Шаг выемки (г_в) зависит от ширины захвата комбайна (г₃), глубины отжима пласта (r₀ ) и направления его выемки.

где к_Г - коэффициент использования ширины захвата при выемке пласта по восстанию (на подъем); при угле подъема μ = 5-10° к_г=0,95-0,93.

Переменным параметром, зависящим от ряда исходных условий и тех­нических возможностей самого комбайна как горной машины, является его рабочая скорость подачи. Этот интегральный показатель в обобщенном виде зависит от: площади отработки пласта (высоты забоя и ширины захвата) ис­полнительными органами при соответствующих схемах размещения зубков и их конструкции, тягового усилия системы подачи комбайна, мощности дви­гателя приводного режущего блока, положения комбайна в пространстве, составляющей силы резания в направлении перемещения комбайна и сопро­тивляемости угля (породы) резанию. В таблице 6.3 представлена классифи­кация угля по скорости подачи очистных комбайнов [17].

Средневзвешенная сопротивляемость пласта резанию во фронте об­работки его исполнительными органами

где A _yi и A_ni - сопротивляемости резанию соответственно угля и по­роды;

т , и m_nj - мощность слоев соответственно угольного и породного,

слагающих в пределах высоты отработки пласта т_ов исполнительными орга­нами комбайна.

Таблица 6.3 - Классификация угля по скорости подачи узкозахватных очистных комбайнов при выемке пластов мощностью до 2 м

Группа средних рабочих скоростей подачи комбайнов	Средняя рабочая скорость подачи (м/мин.) при выемке пласта
	пологонаклонных (комплексами)	крутого
IV	0,513-0,590	0,236-0,300
V	0,591-0,680	0,301-0,345
VI	0,681-0,790	0,346-0,385
VII	0,791-0,910	0,386-0,440
VIII	0,911-1,060	0,441-0,505
IX	1,061-1,220	0,506-0,508
X	1,221-1,420	0,581-0,685
XI	1,432-1,668	0,686-0,815
XII	1,669-1,950	0,816-0,970
XIII	1,951-2,286	0,971-1,230
XIV	2,287-2,710	1,231-1,475
XV	2,711-3,220	1,476-1,800
XVI	3,221-3,820	1,801-2,600
XVII	3,821-4,470	-

Основным технологическим параметром комбайна является его произ­водительность. Теоретическая производительность угольного комбайна

где т_в - вынимаемая мощность пласта, м;

r_в - шаг выемки, м;

V_pk -рабочая скорость подачи комбайна, м/мин.;

γ — средневзвешенная удельная объемная плотность горной массы в массиве, т/м³;

где γ_yi и у_ni — объемная удельная плоскость соответственно угольного и породного слоев мощностью соответственно m_yj и m_ni в пределах выни­маемой мощности пласта т_в (при однородном по плотности угля и простом строении пласта γ=γ_i ).

Объемная плотность угля, как и пород, как и сопротивляемость их резанию, зависит от степени их метаморфизма: у_у =1,3-1,9 т/м , у_п = 2,3-2,8 Т/м³;

А = А_п < 360 кН/м (предельно допустимая для современных угольных комбайнов).

В зависимости от А по техническим характеристикам выбранного ком­байна определяется его оптимальная технически возможная рабочая скорость подачи, величину которой необходимо корректировать с учетом скорости выполнения других последующих за выемкой рабочих процессов (транспор­тировка горной массы, передвижка конвейера, крепление, управление кров­лей), в том числе и скорость перемещения горнорабочих очистного забоя, являющейся основным ограничивающим фактором для определения произ­водительности комбайна.

Фактическая производительность комбайна

где к_п - коэффициент поточности, отражающий непрерывность произ­водительной работы комбайна во времени, зависящий от готовности всех других рабочих процессов, обеспечивающих очистные, в том числе и органи­зационных факторов.

По уровню непрерывности производительной работы комбайна очист­ные процессы разделяются на цикличные (к„= 0,50-0,70), циклично-поточные (к_п = 0,71-0,90) и поточные (к_п =0,91-0,98).