Угольные комбайны для крутонаклонного и крутого падения

Комбайн “Темп-1” на пластах 0,6...1,2 м с углом падения более 30 и сопротивляемостью резания до 3 кН/см при боковых породах не ниже средней устойчивости.

И сполнительный орган состоит из нерегулируемого барабана, соединенного баром и режущей цепью с регулируемым по высоте отстающим барабаном. Комбайн работает по односторонней схеме снизу вверх в уступе забоя с почвы пласта без специальной машинной дороги в правом и левом забое (рис 8). Перемещение комбайна по лаве производится с помощью двухбарабанной лебедки (рис 9), установленной на вентиляционном штреке.

Комбайн “Поиск-2” для весьма тонких крутонаклонных и крутых пластов мощностью 0,4...0,7 м при сопротивляемости угля резанию до 300 кН/м. Работает по односторонней схеме снизу вверх с почвы пласта с самотечной выгрузкой угля; предусмотрено раздельное ведение процессов выемки угля и крепления после возвращения комбайна в исходное положение (в нижнюю нишу). Ширина захвата комбайна – 0,9 м, длина ниши – 5 м. Исполнительный орган состоит из двух барабанов с горизонтальной осью вращения, расположенных по концам машины. При выемке угля опережающий барабан, разрушая пласт, образует у почвы щель высотой 0,33 м на всю ширину захвата. Верхняя часть пласта разрушается отстающим барабаном. Комбайн перемещается вдоль забоя канатом двухбарабанной лебедки аналогично комбайну «Темп-1».

Погрузка и транспортировка угля в очистном забое

Угольные комбайны осуществляют погрузку отбитого угля на конвейер исполнительными органами и специальными погрузочными устройствами в виде лемехов, подпорных и погрузочных щитков.

Комбайны могут работать по челноковой (выемка угля вдоль лавы в обоих направлениях) и односторонней (с холостым перегоном в исходное положение) схемам.

При челноковой схеме больше ручного труда по зачистке почвы перед передвижкой конвейера.

При односторонней схеме _{механизированная зачистка угля при обратном ходе комбайна его исполнительным органом. При холостом перегоне комбайн своим исполнительным органом снимает “земник” и “присуху”.}

_{рабочие находятся на свежей струе позади комбайна, при зачистке уголь смачивается вторично, что снижает запыленность.} Однако односторонняя выемка приводит к увеличению времени работы комбайна на один цикл (полосу), увеличивает пути передвижения рабочих по лаве.

В настоящее время забойные конвейеры со стороны забоя лавы оборудуются лемехами, которые внедряются по почве в отбитый уголь

Производительность выемочной машины не должна быть больше фактической производительности конвейера.

Относительной скорости движения комбайна

,

где V_к и V_п – соответственно скорости движения комбайна и конвейера; (встречное движение – знак плюс, попутное – знак минус).

При определении необходимой производительности конвейера, относительную скорость между комбайном и скребками конвейера учитывают коэффициентом

.

Если номинальная производительность конвейера (при данной скорости движения цепи) меньше необходимой, нужно или увеличить его скорость или выбрать другой конвейер.

Лекция №4 (дата 18.09.12)

Тема: Определение скорости подачи и теоретической производительности очистного комбайна

Исходными данными являются: минимальная (m_min), максимальная (m_max) и средняя мощность ( ) угольного пласта и его угол падения (), сопротивляемость угля резанию (А) в неотжатой зоне, хрупкость угля, его плотность, тип комбайна и ширина его захвата (r).

Определяется коэффициент отжима и сопротивляемость угля резанию в призабойном пространстве

Пример. Определить скорость подачи комбайна 1К101У, осуществляющего выемку угля в лаве, двигающейся по простиранию пласта. Средняя мощность пласта =1,0 м, m_min=0,9 м, m_max=1,1 м, угол падения – 12. Сопротивляемость угля резанию в неотжатой зоне – А=3 кН/см. Уголь хрупкий, плотность =1,4 т/м³. Ширина захвата комбайна – r=0,8 м.

Коэффициент отжима определяется по формуле

Сопротивляемость угля резанию в призабойной зоне пласта

А_пр=0,873=2,6.

Согласно технической характеристике комбайна 1К101У возможная скорость подачи по мощности привода V_п.пр (при сопротивляемости угля резанию кН/см равна 2,7...1,8 м/мин, а при  кН/см равна 1,5...1,0 м/мин).

Возможная скорость подачи комбайна по мощности привода при =2 кН/см и м определяется по формуле

, (1)

м/мин.

При =3 кН/см

м/мин.

Возможная скорость подачи комбайна по мощности привода V_п.пр при А_пр=2,6 кН/см и =1,0 м определяется по формуле

, (2)

м/мин.

4. Составляющая силы резания определяется в направлении подачи комбайна F_п (кН) при фактическом значении сопротивляемости угля резанию А_пр по формуле

, (3)

где – составляющие силы резания в направлении подачи комбайна, кН, соответствующие (табличные данные по технической характеристике комбайна).

5.Рассчитывается возможная скорость подачи комбайна по допустимому тяговому усилию механизма подачи V_п.т. для комбайна 1К101У максимальное тяговое усилие F_т=120 кН.

, (4)

где G – масса комбайна, т;

 – угол падения пласта, град.

. Определяем F_п для комбайна 1К101У кН/см равна 35 кН, кН/см равна 37 кН.

Тогда

кН.

По расчетной величине F_п определяем возможную скорость подачи комбайна по допустимому тяговому усилию механизма подачи V_п.т.. Масса комбайна 1К101У G=9,7 т

м/мин.

Возможную скорость подачи комбайна по тяговому усилию механизма подачи V_п.т.=3,7 м/мин сравниваем с технически допустимой V_п.доп (из технической характеристики комбайна 1К101У), которая при тяговом усилии F_т=120 кН составляет 4,5 м/мин.

Таким образом, скорость подачи комбайна устанавливается из соотношения

, (5)

где к_у.ск. – коэффициент увеличения скорости подачи комбайна при выемке вязких, хрупких и весьма хрупких углей (соответственно 1,00; 1,15; 1,30). Для наших условий к_у.ск.=1,15.

Тогда

м/мин.

Однако скорость подачи комбайна может сдерживаться другими технологическими процессами, например, креплением.

Скорость крепления при индивидуальной крепи определяется по формуле

, (6)

где l_кр – расстояние между комплектами крепи по падению пласта, м;

n_кр – число рабочих, занятых на креплении забоя непосредственно за комбайном;

N_кр – норматив затрат труда на крепление забоя непосредственно за комбайном, чел.-мин на раму.

Скорость крепления очистного забоя механизированной крепью определяется по формуле

, (7)

где l_{кр –} расстояние между центрами секций крепи вдоль лавы, м;

t_кр – время передвижки одной секции, мин.

Скорость подачи комбайна окончательно принимается из условия

. (8)

Теоретическая производительность комбайна определяется (т/мин) по формуле

. (9)

Расчетная скорость подачи комбайна не может быть выше максимальной, приведенной в технической характеристике.

Лекция № 5 (дата 21.09.12)

Тема: Выемка угля стругами, скреперостругами.

В соответствующих геологических условиях струговая выемка по сравнению с комбайновой имеет ряд преимуществ: 1) обслуживание и эксплуатация струга проще и надежнее, так как по лаве движется только струг, а приводы находятся в концах лавы; 2) разрушение угля осуществляется крупным сколом; 3) рабочие по обслуживанию лавы не передвигаются вдоль забоя, что весьма важно в условиях тонких пластов.

Струги применяются при разработке мягких и трещиноватых углей, хрупких, с выраженным кливажем и устойчивыми боковыми породами.

Контакт между пластом и породами кровли и почвы должен быть слабым. Эффективнее в условиях отжима.

Применяются струговые установки СО75М, СН75М, УСБ2 и скрепероструговая установка УС2У.

Струговая установка СО75М - для механизации выемки на пластах с m=0,6...1,4 м, с α до 25 при работе по простиранию (до 5 по падению и до 8 по восстанию), при А=2,5 кН/см, самообрушающейся верхней пачкой, устойчивой непосредственной и легкообрушающейся основной кровлей, при спокойной гипсометрии пласта. Работает с крепью 1МК98 и МК87УМС или с индивидуальной крепью (если m_min не менее 0,8 м).

За счет сменных приставок высота струга ступенчато регулируется в пределах 0,36...0,56 м.

Базой струговой установки является скребковый конвейер, оснащенный верхним и нижним приводами.

В процессе работы струговой установки гидродомкраты постоянно включены в положение, соответствующее передвижке конвейера и прижатию струга к забою (рис. 1).

Ш аг установки гидродомкратов передвижки конвейера – 3 м. Для размещения приводных головок в штреках используют гидрофицированные столы.

Струговая установка СН75М по условиям применения налогична СО75М.

Особенность СН75М в отсутствии отжатия (“дыхания”) конвейера при проходе струга (рис. 2).

По мере подвигания средней части периодически осуществляется передвижка концевого оборудования, в том числе гидрофицированных столов с приводами струга и конвейера.

Струговая установка УСБ2 применяется на пластах мощностью 0,9...2,0 м. В целом работа этой струговой установки аналогична работе установки СО75М.

Установка скрепероструготаранная УС3 для выемки и доставки угля в лавах на пластах мощностью 0,4...1,2 м, с до α 90, при А до 2 кН/см (со стругом) или до 3 кН/см (при работе с тараном).

Применяется кровлей не ниже средней устойчивости и с крепкой почвой, где не могут работать комбайны или струги в связи с малой мощностью пласта или геологическими нарушениями.

Тип исполнительного органа (скрепероструг, струг или таран) выбирается в зависимости от условий. УСЗ состоит из одной или двух приводных станций, исполнительного органа, тяговой цепи, удерживающих гидродомкратов (на штреках) и блока управления. На пластах с α до 35 исполнительный орган – набор скреперных ящиков (для отбойки и доставки угля вдоль массива).

При α свыше 35 и крепких углях исполнительный орган – таран (сварная конструкция, оснащенная ножами и резцами).

При α свыше 25 и А до 2,0 кН/см применяется струг.

Скрепероструготаранная установка работает в бесстоечном призабойном пространстве шириной не менее 1,0 м. Прижатие к забою обеспечивается приводными станциями.