5. ˘ ˇ ˆgmi.nmu.org.ua/ua/kadrj/kuhar/kuhar_ua.files/togv... · " ˘ ˇˆ (16 ˙ ). 8 ˆ ˛...

Лекции по "Технологии и оборудованию Горного производства" для АКиТ (16 часов).

Лекция № 5.

ОЧИСТНЫЕ УЗКОЗАХВАТНЫЕ КОМБАЙНЫ И СТРУГИ

Общие сведения о выемочных машинах

Очистной угольный комбайн и струговая установка- добычные машины

длинных очистных забоев, входящие в современный комплекс оборудования с

механизированной передвижной крепью (реже с индивидуальной), которая

механизирует операции по отделению полезного ископаемого от массива и

погрузки его на забойный конвейер.

Цель настоящей лекции – ознакомиться с компоновочными схемами

очистных узкозахватных комбайнов и стругов, их типами и областями

рационального применения.

В результате изучения материала этой лекции студенты должны

научиться подбирать рациональный тип узкозахватного комбайна или струга для

конкретных горно-геологических условий забоя и вариант расположения

добычного оборудования по отношению к прочему забойному оборудованию.

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 машиной, доставочной машиной и механизированной

крепью.

Выемочная машина осуществляет разрушение массива, дробление угля на

транспортабельные куски, передачу горной массы на призабойное транспортное

средство.

К выемочным машинам, осуществляющим разрушение угля механическим

способом, посредством исполнительных органов, относятся очистные комбайны, струговые установки, бурошнековые машины, проходческие комбайны.

Назначение и классификация очистных комбайнов

Очистные комбайны работают в очистных забоях (лавах) и

предназначены для отделения от массива (выемки) угля, а также другого

полезного ископаемого и погрузки отделенной горной массы на забойный

конвейер. Очистные комбайны для крутых и крутонаклонных пластов

обеспечивают выполнение только первой функции, поскольку транспортирование

горной массы для этих условий осуществляется самотеком за счет

гравитационных сил.

Отделение угля от забоя производится механическим способом,

посредством исполнительного органа, расположенного на комбайне.

Исполнительный орган приводится в движение приводом, установленным на


2

комбайне. При этом производится обработка забоя по всей мощности пласта

отделением стружки угля на ширину захвата исполнительного органа.

Очистные комбайны делятся на широкозахватные (ширина захвата

исполнительного органа более 1,0 м) и узкозахватные (ширина захвата

исполнительного органа менее 1,0 м). В свою очередь узкозахватные комбайны

имеют стандартный ряд ширины захвата: 0,5 м; 0,63 м; 0,7 м; 0,8 м. В настоящее

время применяются, в основном, узкозахватные комбайны.

Современные узкозахватные (ширина захвата В3 < 1 м) очистные комбайны классифицируют следующим образом:

1 По углу падения обслуживаемых пластов:

- для пологих и наклонных пластов (α = 0-35°);

- для крутонаклонных и крутых (α = 35-90°) пластов.

2 По типу и расположению исполнительных органов, обрабатывающих весь

вынимаемый объем угольного пласта или его основную часть:

− шнековые с односторонним расположением;

− шнековые с разнесенным расположением;

− барабанные с вертикальной осью вращения и центральным

расположением барабана;

− барабанные с вертикальной осью вращения с разнесенным

расположением барабанов;

− барабанные с горизонтальной осью вращения

3 По базовым компоновочным решениям корпусных подсистем

− по расположению основных жестко соединенных корпусных узлов

(в дальнейшем для сокращения - основных корпусных узлов)

относительно корпуса конвейера.

− по способу опирания корпусных подсистем

Перемещение комбайна производится по почве пласта

(широкозахватные комбайны) или по ставу скребкового забойного конвейера

(узкозахватные комбайны).

Основные системы очистных комбайнов.

Современный очистной комбайн состоит из следующих основных систем:

1) корпусная система, предназначенная для объединения отдельных

корпусных узлов в конструктивно целостный технический объект, а также для

выполнения ряда других функций;

2) система привода исполнительного органа для обеспечения движения

этого органа с задаваемыми скоростями резания и необходимыми моментами;

3) система перемещения для обеспечения перемещения (подачи)

корпусной подсистемы комбайна с требуемыми значениями скоростей и усилий;

4) система подвески и перемещения исполнительного органа,

предназначенная для:


3

- основных и регулировочных перемещений исполнительного органа

относительно основных жестко соединенных узлов корпусной подсистемы с

требуемыми значениями скоростей и усилий;

- поддержания заданного положения исполнительного органа относительно

указанных выше узлов;

5) система управления для осуществления функций управления, защиты,

контроля и диагностики на основе соответствующей аппаратуры и компьютерных

устройств, с которыми взаимодействуют операторы;

6) система пылеподавления.

Системы 1- 4 относятся к силовым. В общем случае количество на машине:

- систем привода и подсистем подвески и перемещения исполнительного

органа определяется числом этих органов;

- систем перемещения - числом движителей.

Схемы компоновки очистных комбайнов

Для очистного комбайна характерно объединение отдельных корпусных

узлов между собой без использования отдельного корпуса. При этом можно

выделить следующие основные узлы (рисунок 1):

− исполнительный орган 1;

− двигатели (электрических или пневматических) привода исполнительного

органа 2;

− редукторные группы привода исполнительного органа 3;

− система подвески и перемещения исполнительного органа 4;

− система перемещения комбайна 5.

Рисунок 1 - Основные узлы очистного комбайна

Перемещение комбайна производится по почве пласта

(широкозахватные комбайны) или по ставу скребкового забойного конвейера

(узкозахватные комбайны).

Применительно к очистным комбайнам для выемки пологонаклонных

пластов указанные узлы могут располагаться относительно рештачного става

забойных конвейеров следующим образом.

1 Над конвейером


4

Рисунок 2 – Схема размещения корпуса комбайна над конвейером

1 – исполнительный орган – шнек, 2 – поворотный редуктор, 3 – корпус

комбайна, 4 – опорная лыжа, 5 – зачистной лемех конвейера, 6 – забойный

конвейер, 7 – механизм подачи, 8 – навесное оборудование конвейера.

Основная область применения очистных комбайнов - пласты средней

мощности и мощные. В пластах мощностью до 1,2 м главным ограничивающим

применение такой схемы фактором является клиренс комбайна, величина

которого должна быть достаточной (как правило, не менее 200 мм) для пропуска

отделенной горной массы. Поэтому для тонких пластов мощностью 0,9-1, 2 м эта

схема может применяться при одностороннем расположении исполнительного

органа, когда при указанном направлении вектора скорости конвейера Vк

основная масса угля не проходит под корпусом комбайна (комбайн 1К101У).

Для возможности работы комбайна с двусторонним симметричным

расположением исполнительного органа, клиренс между корпусом комбайна и

днищем конвейера должен быть не менее 200 мм, что и предопределяет

минимальную вынимаемую мощность пласта при такой компоновочной схеме.


5

2 С забойной стороны конвейера

Рисунок 3 – Схема размещения корпуса комбайна с забойной стороны

конвейера

1 – корпус комбайна; 2 – портал; 3 – завальный опорный механизм; 4 –

исполнительный орган – шнек, 5, 6 – забойный опорный механизм.

Корпус 1 размещен между исполнительными органами (комбайн К103). Над

ставом конвейера 2 расположен портал 3, снабженный захватом за круглую

направляющую 4. Комбайн имеет вынесенную систему подачи. Смещение

основных корпусных узлов в забойную сторону конвейера позволяет уменьшить

минимальное значение вынимаемой мощности пласта при обеспечении

необходимого клиренса за счет использования невысокой портальной части

корпусной подсистемы, располагаемой над рештачным ставом. Поэтому такие

очистные комбайны целесообразно применять для пластов мощностью менее 1,2

м.

Основными недостатками компоновочных решений корпусных подсистем

со смещением в забойную сторону конвейера является пониженная устойчивость

машины в пространстве очистного забоя, невозможность фронтальной

самозарубки и необходимость выполнения для зарубки шнеков косых заездов

комбайнов по концам очистного забоя.


6

3 С завальной стороны конвейера

Рисунок 4 – Схема размещения корпуса комбайна с завальной стороны

конвейера

1 – исполнительный орган – барабан с вертикальной осью вращения; 2 –

выдвижная турель; 3 – забойный опорный механизм; 4 – забойный конвейер; 5 –

корпус комбайна; 6 – навесное оборудование конвейера.

Корпус 1 комбайна размещен в специально образованной дороге 5 позади

рештаков забойного конвейера 2 со стороны выработанного пространства. Портал

3, в котором размещена силовая передала в виде режущей цепи к исполнительным

органам комбайна — вертикальным барабанам (комбайн КА80), имеет захват для

круглой направляющей 4. Комбайн оснащен вынесенной системой подачи, а его

исполнительный орган позволяет осуществлять фронтальную зарубку в угольный

пласт.

Основными недостатками компоновочных решений корпусных подсистем

со смещением в завальную сторону является увеличенная ширина пространства,

занимаемого комбайном и конвейером, что может приводить к необходимости

удлинения консолей секций механизированной крепи.

Технологические схемы при отработке забоев очистными комбайнами

При отработке забоев очистными комбайнами применяются две схемы:

− челноковая схема – при которой комбайн производит выемку стружки

(полосы) угля при движении как снизу-вверх так и сверху-вниз (при


7

отработке пласта по простиранию) или слева-направо и справо налево (при

отработке пласта по восстанию (падению));

− односторонняя схема – при которой комбайн производит выемку стружки

(полосы) угля при движении только в одном направлении, а в другом -

перегон комбайна, обычно совмещаемый с зачисткой почвы.

Очистные комбайны для пологонаклонных пластов органически

приспособлены к работе по челноковой и по односторонней схеме.

Комбайны для пластов с αααα = 35-90°, как правило («Поиск 2Р», «Темп 1»),

работают по односторонней схеме с выемкой снизу вверх и последующим

опусканием машины.

На пластах αααα = 0-35° наиболее распространенными являются ОК с двумя

шнековыми, и, в существенно меньшей степени, с двумя барабанными с

вертикальной осью вращения исполнительными органами (ИО), а на пластах с α =

35-90° применяются комбайны с двумя барабанными с горизонтальной осью

вращения ИО.

Эти ИО могут быть разнесены по концам машины или располагаться на

одном ее конце (комбайны 1К101У, «Темп 1»).

Для пологонаклонных пластов более перспективными, безусловно,

являются ОК с разнесенными исполнительными органами, что потенциально

обеспечивает безнишевую выемку угля при условии выноса станций конвейера на

подготовительные выработки. Кроме того, для этих машин, как правило, не требуется перемонтаж ОК на другой забой (с правого на левый и наоборот).

Комбайны со сближенными шнековыми ИО для пластов с углами падения 0-

35° целесообразно применять в случае неустойчивых пород кровли, не

допускающих их длительного обнажения.

Комбайны для отработки тонких пологонклонных пластов

Применяются комбайны К103М, УКД200-250, ГШ200Б, ГШ200В, УКД300,

УКН400, КА200, КА80. Комбайны могут применяться на пластах с углами

падения до 35° при работе по простиранию и до 10° при работе по падению или

восстанию пласта (комбайн К103 – до 8°). Сопротивляемость угла резанию до 400

кН/м.

Конструктивные особенности комбайна К103М, УКД200-250

Комбайн К103М оснащен двумя шнеками, которые расположены

симметрично по концам машины на шарнирно закрепленных поворотных

редукторах привода.

Выемка угля производится комбайном как по односторонней, так и по

челноковой схеме при перемещении комбайна в лоб уступа забоя с забойного

бока рамы изгибающегося скребкового конвейера (СП26У, СПЦ26, СП250,

СП251, СПЦ163М) в комплексе с механизированной крепью 1КД80, 1КД90,

2КД90, МДМ, 1КДД, или с индивидуальной крепью.


8

Корпус комбайна опирается со стороны забоя на горизонтальную плоскость

зачистного лемеха конвейера двумя регулируемыми по высоте гидродомкратами,

а со стороны выработанного пространства – на круглую направляющую.

Благодаря опорной рычажной системе, в виде шарнирного четырехзвенника,

подъем-опускание корпуса комбайна и его портальной рамы происходят

параллельно почве пласта (без наклона).

Комбайн работает без ниш, с самозарубкой в пласт угля способом «косых

заездов», при вынесенных в прилегающие выработки концевых головках

конвейера

Перемещение производится посредством вынесенной системы подачи ВСП,

состоящей из двух приводов, расположенных на концевых рамах забойного

конвейера. Бесконечная тяговая цепь расположена с завальной стороны в желобе

и своими концами прикреплена к порталу комбайна. Впередиидущий шнек

находится у почвы пласта, а отстающий – у кровли пласта.

Благодаря применению вынесенной системы подачи комбайн имеет

небольшую длину (4,73 – 5,2 м) и хорошо вписывается в условия тонкого пласта.

Управление комбайном и вынесенной системой подачи ВСП осуществляется

с электрического пульта управления, размещенного на портале комбайна, либо с

пульта радиоуправления.

В качестве аппаратуры управления принимается аппаратура КД-А.

Конструкция комбайна УКД200-250 приведена на рисунке 5.45.

Конструкция комбайна УКД200-250 аналогична конструкции комбайна

К103М, но имеет ряд отличий, основными из которых являются:

− наличие одного электродвигателя привода резания, мощностью 220 кВт, с

осью вращения, перпендикулярной оси вращения исполнительного органа,

что определяет наличие конической передачи в составе редуктора резания;

− наличие дополнительного напочвенного опорного устройства со стороны

забоя;

− работа с забойными конвейерами: КСД26, СП26, СП26У, СП36, СП250,

СП251, СП163М;

− имеет ширину захвата 0,63 или 0,8 м и может оснащаться тангенциальными

резцами типа РГ501 или радиальными резцами типа 3Р4.80.


9

Рисунок 5 – Конструкция комбайна К103М

1 – конвейер; 9 – забойный опорный механизм;

2 – привод конвейера; 10 – электродвигатель привода ВСП;

3 – тяговая цепь; 11, 12 – редукторы привода ВСП;

4 – портал комбайна; 13 – ЭМС ВСП

5 – электродвигатели комбайна; 14 – приводная звездочка ВСП;

6 – нижняя ветвь тяговой цепи; 15 – поворотный редуктор;

7 – навесное оборудование конвейера; 16 – редуктор режущей части;

8 – шнековые исполнительные органы; 17- трубчатая направляющая -

завальный опорный механизм.


10

Рисунок 6 – Конструкция комбайна УКД200-250

1 – электродвигатель комбайна; 6 – забойный опорный механизм;

2 – гидроцилиндры перемещения И.О; 7 – напочвенный опорный механизм;

3 – основной редуктор; 8 – шнековые исполнительные

органы;

4 – поворотный редуктор; 9 – портал.

5 – завальный опорный механизм.

Комбайн ГШ200Б

Конструкция комбайна ГШ200Б приведена на рисунке 7.

Очистной узкозахватный комбайн ГШ200Б оснащен двумя шнековыми

исполнительными органами, которые расположены симметрично по концам

машины на шарнирно закрепленных поворотных редукторах привода.

Корпус комбайна расположен над забойным конвейером (КСД26, СП26,

СП26У, СП36, СП251).

В комбайне применяются два электрических бесцепных механизма подачи на

базе асинхронного электродвигателя переменного тока и электромагнитного

тормоза. Два гидромеханических стояночных тормоза обеспечивают надежное

удержание комбайна при технологических остановках, при аварийном

отключении электроэнергии и удерживают комбайн от сползания со скоростью,

превышающей максимальную допустимую скорость подачи. Комбайн ГШ200Б

эксплуатируется при углах падения пласта 9° и выше без предохранительной

лебедки.

Комбайн применяется в составе комплексов 1МКД90, 2МКД90, 1КМТ,

КМК98Д, КМ88, 1МКД80, 2МКД80 и с индивидуальной крепью при наличии

навесного оборудования с рейкой 1БСП. Комбайн ГШ200Б унифицирован с

комбайном ГШ200В, РКУ.

Комбайн ГШ200В отличается от комбайна ГШ200Б наличием вынесенной

системы подачи ВСП, вместо встроенной на базе асинхронного электродвигателя

переменного тока и электромагнитного тормоза. В остальном конструкции

комбайнов аналогичны.


11

Рисунок 7 – Конструкция комбайна ГШ200Б

1 – зачистной лемех; 5 – редуктор режущей части;

2 – шнековый исполнительный орган; 6 – энергоблок;

3 – механизм подачи; 7 – гидровставка;

4 – поворотный редуктор; 8 – конвейер.

Конструктивные особенности комбайна УКД300, УКД400

Конструкция комбайна УКД300 приведена на рисунке 8.

Комбайн УКД300 может применяться в составе механизированных

комплексов типа 1МКДД, 1МДТ, МДМ, 1МКД80, 1МКД90, 2МКД90, 2МКД90Т,

оснащенных скребковым конвейером типа КСД26В.

Комбайн оснащен бесцепной (на основе ЖТО) системой подачи с частотно-

регулируемым электроприводом и размещенным на штреке преобразователем

частоты, имеет ширину захвата 0,7 м и может оснащаться шнеками диаметром

800, 900, 1000, 1120, 1250мм.

Основные технические и эксплуатационные особенности комбайна УКД300:


12

• высокая надежность и ресурс, обеспечиваемые конструктивными

параметрами комбайна и использованием высокопрочных материалов;

• повышение производительности комбайна до 10 т/мин;

• увеличение энерговооруженности привода резания до 300 кВт;

• увеличение средней наработки на отказ за счет применения электрического

авторегулируемого привода системы подачи;

• обеспечение обслуживания очистных забоев длиной до 350 м;

• снижение трудоемкости технического обслужива ния и текущих ремонтов

за счет доступности и удобства монтажа-демонтажа отдельных блоков без

нарушения соединений основных частей комбайна;

• наличие диагностической информации для сокращения времени поиска

повреждений в оборудовании комбайна.

Рисунок 8 – Конструкция комбайна УКД300

1 – электродвигатели привода И.О.; 9 – редуктор системы подачи;

2 – блок управления электрический 10 - приводное цевочное колесо;

3 – корпус; 11 – электродвигатели системы

подачи

4 – портал; 12 - промежуточная звездочка;

5 – забойный опорный механизм; БП – блок подачи;

6 – завальный опорный механизм; БД – блок движителя;

7 – гидродомкраты перемещения

исполнительного органа

ПБР – поворотный блок резания.

8 – шнековые исполнительные органы


13

Основные конструктивные особенности комбайна УКД300:

• поворотные автономные режущие части расположены в уступе забоя;

• встроенные в портал механизмы подачи;

• расчетная долговечность силовых элементов редукторной группы 15000

часов;

• наличие системы охлаждения редукторов режущей части;

• адаптированная к верхнякам крепи конструкция портала;

оснащение шнеков системой пылеподавления с защитой от фрикционного

искрения.

Конструкция комбайна УКД400 приведена на рисунке 9.

Конструкция комбайна УКД400 аналогична УКД300, за исключением

увеличенной мощности электродвигателей приводов резания до 2×180 кВт.

Рисунок 8 – Конструкция комбайна УКД400


14

Конструктивные особенности комбайна КА200

Комбайн КА200 (рис. 9) предназначен для выемки угля в очистных забоях,

подвигающихся по простиранию пластов мощностью 0,8-1,25 м с углом падения

до 35°, а также по восстанию или падению с углом до 10°, при сопротивляемости

угля резанию до 400 кH/м.

Комбайн КА200 оснащен двумя барабанными с вертикальной осью вращения

исполнительными органами, которые расположены симметрично по концам

машины на выдвижных турелях.

Смещение основных корпусных узлов комбайна выполнено в завальную

сторону конвейера.

Рисунок 9 – Конструкция комбайна КА200

1 – электродвигатель; 5 – режуще-приводная цепь;

2 – редуктор привода исполнительного

органа;

6 – маслобак;

3 – исполнительный орган – барабан с

вертикальной осью вращения;

7 – прицепное устройство тяговой

цепи вынесенной системы подачи;

4 – погрузочный щиток (лемех); 8 – выдвижная турель.

Комбайн КА200 может применяться в составе механизированных

комплексов 1МКД80, 1МКД90, МДМ, 2МКД90Т, оснащенных скребковыми


15

конвейерами КСД26, СП26, СП26У, СПЦ26, СП250, СП251 и СПЦ163 с

вынесенной системой подачи ВСП в комплекте с комплексом устройств

комбайновой аппаратуры управления и автоматизации комбайна.

Комбайн обеспечивает челноковую безнишевую выемку угля как в правом,

так и в левом забоях без перемонтажа.

Корпус комбайна находится с завальной стороны конвейера, что в

сочетании с конструкцией исполнительного органа обеспечивает фронтальную

самозарубку в любом месте лавы. Возможна самозарубка «косыми заездами».

Для обеспечения качественной погрузки отбитой горной массы оснащается

гидрофицированными зачистными лемехами.

Комбайн работает на пластах с неустойчивой кровлей.

Конструкция комбайна КА80 приведена на рисунке 10. Конструктивно

камбайн аналогичен комбайну КА200.

Комбайн КА80 может применяться в составе механизированных

комплексов 1МКД80, 1МКД90, МДМ, 2МКД90Т, оснащенных скребковыми

конвейерами КСД26, СП26, СП26У, СПЦ26, СП250, СП251.

Рисунок 10 – Комбайн КА80

Комбайн очистной 1К101У

Предназначен для выемки угля в очистных забоях, подвигающихся по

простиранию пластов мощностью от 0,95 до 1,3 м с углом падения до 35°, а также

по восстанию и падению до 10°, при сопротивляемости угля резанию до 300 кH/м.

Комбайн 1К101У (рис. 11) может применяться в составе механизированных

комплексов КМК98, 1МКД80, 1МКД90, КМ87, КМ88 или с индивидуальной

крепью, с конвейерами типа КСД26, СП26, СП26У, СПЦ26, СПЦ163, СП250,

СП251 и других подобных типов, имеющих круглую направляющую.

Комбайн работает в правом и левом забоях с перемонтажом, по челноковой

или односторонней схеме. Комбайн имеет цепную гидравлическую систему

подачи с верхним (по падению пласта) расположением механизма подачи и

одностороннее расположение исполнительных органов.


16

Рисунок 11 – Конструкция комбайна 1К101У

1 – исполнительный орган – шнеки; 5 – зачистной лемех;

2 – электродвигатель; 6 – гидровставка системы подачи;

3 – редуктор основной; 7 – редуктор системы подачи;

4 – редуктор поворотный; 8 – тяговая цепь;

9 – гидроцилиндры подъема поворотных

редукторов со шнеками.

Основные компоновочные схемы и технические данные очистных

комбайнов для крутых и наклонных угольных пластов

Конструктивные особенности комбайна «Поиск 2Р»

Конструкция комбайна «Поиск 2Р» приведена на рисунке 12.

Комбайн «Поиск 2Р» предназначен для выемки угля в очистных забоях,

подвигающихся по простиранию крутых и крутонаклонных пластов мощностью

0,36-0,75 м с углом падения от 35° до 85° и сопротивляемостью угля резанию до

300 кН/м, при боковых породах не ниже средней устойчивости. При постоянном

или периодическом присутствии людей в лаве нижний предел применяемости по

мощности пласта - 0,4м. Комбайн работает с почвы пласта снизу вверх, в лоб

уступа, без специальной машинной дороги, с самотечной выгрузкой угля из

рабочего пространства, с индивидуальной крепью, в левом и правом забоях, с

перемонтажом. Требует подготовки одной ниши.


17

Перемещение комбайна вдоль забоя и предохранение его от сползания при

обрыве тягового рабочего органа должно осуществляться вынесенным

механизмом подачи тягово - предохранительной лебедкой типа 1ЛГКНМ.

Рисунок 12 – Конструкция комбайна «Поиск 2Р»

1 – электродвигатель; 16 – дробилка;

3 – основной редуктор привода исполнительного

органа;

18 – корпус;

4 – редуктор поворотный; 19 – постель;


горизонтальной осью вращения;

21 – прицепное устройство;

15 - гидроцилиндры подъема поворотных

редукторов с барабанами;

22 – забойная направляющая.


18

Конструктивные особенности комбайна «Темп 1»

Конструкция комбайна «Темп 1» приведена на рисунке 13.

Комбайн предназначен для выемки угля в очистных забоях, подвигающихся

по простиранию крутых и крутонаклонных пластов с углом падения от 45° до 90°

при боковых породах не ниже средней устойчивости. Комбайн работает с почвы

пласта снизу вверх, в лоб уступа, без специальной машинной дороги, с

самотечной выгрузкой угля из рабочего пространства, с индивидуальной крепью,

в левом и правом забоях, с перемонтажом. Требует подготовки одной ниши.

Рисунок 13 – Конструкция комбайна «Темп 1»

1 – электродвигатель; 15 - гидроцилиндры подъема И.О;

2 – блок управления гидравлический; 16 – режуще – приводная цепь

3 – основной редуктор привода

исполнительного органа;

21 – прицепное устройство;

7 – напочвенные опорные механизмы; 22 – забойная направляющая.


горизонтальной осью вращения;


19

Перемещение комбайна вдоль забоя и предохранение его от сползания при

обрыве тягового рабочего органа должно осуществляться вынесенным

механизмом подачи тягово-предохранительной лебедкой типа 1ЛГКНМ.

Технические решения очистных комбайнов для пластов мощных и средней

мощности

Комбайн очистной РКУ10

Конструкция комбайна приведена на рисунке 14

Комбайн РКУ10 (рис. 14) предназначен для выемки угля в очистных забоях,

подвигающихся по простиранию пластов мощностью 1,10-1,93 м с углом падения

до 35°, а также по восстанию и падению с углом до 10°, при сопротивляемости

угля резанию до 360 кН/м.

Комбайн РКУ10 может применяться в механизированных комплексах типа

1МКДД, 2МКДД, 1МДТ, 2МДТ, 1МКД90, 2МКД90, 2МКД90Т, 3МКД90,

3МКД90Т, 1КМ87УМН, 2КМ87УМН, КМ88, 1КМТ1,5, 2КМТ1,5, оснащенных

скребковыми конвейерами КСД26, СП26, СП26У, СПЦ26, КСД27, СП250,

СПЦ163, СПЦ271, СП301М/90, СП326.

Комбайн может работать по челноковой или односторонней схеме выемки с

самозарубкой без ниш в правом и левом забоях.

Комбайн оснащен двумя бесцепными механизмами подачи с

гидравлическим приводом и встроенными механогидравлическими тормозами,

позволяющими при углах падения пласта свыше 9° работать без

предохранительной лебедки. Предусмотрена возможность работы с одним

механизмом подачи, что позволяет увеличить в два раза скорость подачи при

сниженном в два раза тяговом усилии.

Комбайн очистной РКУ13

Предназначен для выемки угля в очистных забоях, подвигающихся по

простиранию пластов 1,35-2,6 м с углом падения до 35°, а также по восстанию и

падению с углом до 10°, при сопротивляемости угля резанию до 360 кН/м.

Комбайн РКУ13 может применяться в механизированных комплексах типа

1МКДД, 2МКДД, 1МДТ, 2МДТ, 3МКД90, 3МКД90Т, 2КМТ1,5, 2КМ87УМН,

оснащенных скребковыми конвейерами КСД27, КСД29, СПЦ271, СПЦ230,

СП301М/90, СП326.

Комбайн может работать по челноковой или односторонней схеме выемки,

с самозарубкой, без ниш в правом и левом забоях.

Комбайн оснащен двумя бесцепными механизмами подачи с

гидравлическим приводом и встроенными механогидравлическими тормозами,

позволяющими при углах падения пласта свыше 9° работать без

предохранительной лебедки. Предусмотрена возможность работы с одним

механизмом подачи, что позволяет увеличивать в два раза скорость подачи при

сниженном в два раза тяговом усилии.

Комбайн может выпускаться с одним или двумя электродвигателями.


20

Рисунок 14 – Конструкция комбайна РКУ10

1 – электродвигатель комбайна; 7 – промежуточная звездочка;

2 – шнековые исполнительные органы; 8 – приводное цевочное колесо ;

3 – поворотный редуктор; 9 – погрузочный щит (зачистной

лемех).

4 – основной редуктор; 10 – гидроблок;

5 – завальный опорный механизм. 11 – редуктор механизма

перемещения.

6 – забойный опорный механизм;


21

Конструктивные особенности комбайна 1ГШ68, 2ГШ68

Комбайн 1ГШ68 (рис. 15) предназначен для механизации выемки угли в

очистных забоях пологих пластов мощностью 1,25—2,5 м (два типоразмера) с

углом падения до 35° при подвигании по простиранию и до 8° по падению и

восстанию при сопротивляемости угля резанию до 3 кН/см.

Рисунок 15 – Конструкция комбайна 1ГШ68

1 – редуктор механизма перемещения 9, 15 – погрузочный щит (зачистной

лемех);

2, 6 – поворотный редуктор; 10 – завальный опорный механизм;

3 – гидроблок; 11, 14 – шнековые исполнительные

органы;

4 – электродвигатели комбайна; 12 – гидросистема;

5 – основной редуктор; 13 – система орошения;

7, 8 – электроблок; 16 – тяговая цепь;

17 – гидродомкраты подъема шнеков.


22

Комбайн 2ГШ68Б отличается встроенной гидравлической системой подачи

на базе ЖТО. Работает с крепями 1МКДД, 2МКДД, 1МДТ, 2МДТ, 3МКД90,

3МКД90Т, 2КМТ1 ,5, 2КМ87УМН, оснащенных скребковыми конвейерами

КСД27, КСД29, СПЦ271, СПЦ230, СП301М/90, СП326.

Комбайн работает по челноковой или односторонней схеме с самозарубкой

без ниш или с минимальными их размерами для размещения приводов конвейера

в правом и левом забоях.

Выемка угля комбайном может производиться по челноковой или

односторонней схеме с рамы изгибающегося или цельнопередвижного

скребкового конвейера в комплексе с механизированными крепями 2КД90,

3КД90, 2КДД, (1-3)ДТ, (1-2)ДТМ, 2МТ1,5 или с индивидуальной крепью.

Комбайн опирается на раму конвейера четырьмя опорными лыжами, из которых

две забойные могут регулироваться по высоте посредством встроенных в опоры

гидроцилиндров, а две другие, со стороны выработанного пространства, имеют

захваты, охватывающие трубчатую направляющую, прикрепленную к борту

конвейера. Тяговым органом является круглозвенная цепь 26×92 мм, растянутая

по длине лавы и закрепленная концами на головках забойного конвейера.

Комбайн оснащен двухдвигательным приводом исполнительных органов,

размещенным параллельно продольной оси машины, и одним бесцепным

механизмом подачи с гидравлическим приводом. Для разгрузки стыков корпусов

предусмотрены винтовые стяжки.

Управление комбайном, конвейером и предохранительной лебедкой

осуществляется с выносного пульта управления.

При углах падения пласта 9° и выше комбайн работает с

предохранительной лебедкой.

Конструктивные особенности комбайна КДК400, КДК500, КДК700

Конструкция комбайнов аналогична. Отличительными особенностями

являются различные мощности приводных двигателей блоков резания и блоков

системы подачи, а также габариты комбайнов.

Комбайн предназначен для выемки угля в очистных забоях, подвигающихся

по простиранию пластов с углами падения до 35°, а также по падению или

восстанию до 10°, при сопротивляемости угля резанию до 360 кН/м.

Комбайны (рис. 16-18) могут применяться в составе механизированных

комплексов типа 1МКДД, 2МККД,1МДТ, 2МДТ, МДТМ, 2МКД90, 2МКД90Т,

3МКД90, 3МКД90Т, оснащенных скребковыми конвейерами КСД27, КСД29,

СПЦ163, СПЦ230, СПЦ271, СП301М/90, СП326.

Комбайны оснащены бесцепной системой подачи (на базе ЖТО) с

частотным регулированием скорости подачи и могут оснащаться шнеками

диаметром 1120, 1250, 1400, 1600, 1800 мм с захватом 0,63; 0,8 м.

Основные конструктивные особенности комбайнов серии КДК:

• корпус комбайна выполнен в виде силовой рамы коробчатой формы с

отсеками для размещения независимых блоков;

• основные узлы комбайна выполнены в виде блочной конструкции;


23

Рисунок 16 – Конструкция комбайна КДК400



24


1 – электродвигатели привода И.О.; 10 - редуктор системы

подачи;

2 – блок гидравлический и электрический 11 – промежуточная

звездочка;

3 – шнековые исполнительные органы 12 – погрузочные щиты;

4 – электродвигатели системы подачи; БП – блок подачи;

5 – забойный опорный механизм; БД – блок движителя;

6 – завальный опорный механизм; ПБР – поворотный блок

резания;

7 – приводное цевочное колесо; ОЩ – оградительный щит

8 – гидродомкраты перемещения

исполнительного органа

ГЩ – гидродомкраты подъема

щита.

9 – корпус;

• преобразователь частоты регулируемого электропривода механизма подачи

установлен на комбайне;

• наличие системы охлаждения редукторов режущей части и

электрооборудования;


25

• расчетная долговечность силовых элементов редукторной группы 15000

часов;

• комбайн имеет дистанционное со штрекового пульта или беспроводное, с

носимого пульта, управление, оборудован системой диагностики и контроля

состояния основных узлов, индикации на дисплее технологической и

диагностической информации.

Основные технические и эксплуатационные особенности комбайна:

• высокая надежность и ресурс, обеспечиваемые конструктивными

параметрами комбайна и использованием высокопрочных материалов;

• повышение производительности комбайна до 18 т/мин;

• увеличение энерговооруженности привода резания до 400 - 700 кВт;

• увеличение средней наработки на отказ за счет применения электрического

авторегулируемого привода системы подачи взамен гидравлического;

• обеспечение обслуживания очистных забоев длиной до 350 м и повышение

коэффициента машинного времени вследствие ускоренного выполнения

концевых операций;

• снижение трудоемкости технического обслуживания и текущих ремонтов за

счет доступности и удобства монтажа-демонтажа отдельных блоков без

нарушения соединений основных частей комбайна;

• наличие диагностической информации для сокращения времени поиска

повреждений в оборудовании комбайна.

Конструкция комбайна КДК400 приведена на рисунке 5.55

Определение производительности очистного комбайна

Теоретическая производительность Qтеор (т/мин) определяется

количеством угля, добытого комбайном за единицу времени при непрерывной

производительной его работе:

γ⋅⋅⋅= пvBmQ зтеор ,

где m - средняя мощность пласта

подлине забоя, м;

зB - ширина захвата

исполнительного органа, м;

пv - максимально возможная в

конкретных условиях скорость подачи

комбайна, м/мин;

γ - плотность угля в массиве, т/м3.

Возможная скорость перемещения

комбайна пv (м/мин) при выемке угля в

конкретных условиях забоя

γω

⋅⋅⋅⋅=

з

уст

60 BmН

Nvп

где устN— устойчивая мощность

электродвигателя комбайна, кВт;

Рисунок 19. Зависимость удельных

энергозатрат Hw выемки угля комбайнами

от сопротивляемости угля резанию Адкс:

1 - 1К101; 2 - КШ1КГ, 3 - 2К52; 4 - 1ГШ68;

5 - КШ3М


26

ωН — удельные нергозатраты на выемку угля, кВт⋅ч/т.

Для электродвигателей с наружным обдувом типа ЭДКО можно принимать

устN = 0,7 — 0,9 чN ; для электродвигателей с водяным охлаждением типа ЭКВ

устN = 0,9-1,1 длитN , где чN и длитN — соответственно часовая и длительная

мощность электродвигателя.

Удельные энергозатраты зависят от сопротивляемости угля резанию и

конструкции исполнительных органов комбайна.

Зависимость удельных энергозатрат Hw выемки угля комбайнами со

шнековыми исполнительными органами от сопротивляемости угля резанию Адкс

для вязких углей показана на рис. 19.

Техническая производительность комбайна техQ (т/ч) это среднечасовая

(или среднесменная) производительность за полный цикл выемки угля с учетом

затрат времени на выполнение присущих машине вспомогательных операций и на

устранение отказов, связанных с конструкцией комбайна и технологической

схемой его работы. Всегда техQ < теорQ

теортехтех 60 QkQ ⋅⋅= ,

где техk - коэффициент технического совершенства установки ( техk <1),

учитывающий затраты времени на вспомогательные операции и устранение

неисправностей, которые зависят непосредственно от очистного комбайна и

условий ее работы; техk можно принимать равным 0,5-0,8.

Эксплуатационная (сменная) производительность комбайна эQ

(т/смену) определяется с учетом всех затрат времени как на выполнение

вспомогательных операций, так и на устранение организационных и технических

неполадок в конкретных условиях очистного забоя, не связанных

непосредственно с работой комбайна (обмен вагонеток на погрузочном пункте,

ожидание порожняка, отсутствие электроэнергии, задержка из-за отставания

крепления, устранение обвалов породы и т. п.).

Все эти затраты времени учитываются коэффициентом непрерывности

работы комбайна при его эксплуатации, называемом также коэффициентом

машинного времени мk .

теормэ QТkQ ⋅⋅= ,

где Т= 360 - продолжительность добычной смены, мин;

мk - коэффициент машинного времени, определяемый на основе

хронометражных наблюдений или расчетным путем, мk < 1.

Коэффициент машинного времени мk обычно на 8-10 % ниже коэффициента

техk .


27

Струги и струговые установки

Струговая выемка - один из наиболее прогрессивных способов добычи

угля. Ее преимуществами являются возможность эффективной механизации

выемки из тонких пластов, простота конструкции, хорошая сортность

добываемого угля.

Угольный струг – выемочная машина струговой установки, в отличие от

очистных комбайнов, разрушает уголь резанием с поверхности забоя вдоль линии

напластования угля с постоянной или переменной (в зависимости от

сопротивляемости угля резанию) глубиной резания (толщиной угольной

стружки).

Применение струговой выемки целесообразно при следующих горно-

геологических условиях: тонкие и средней мощности (не более 2 м) пласты с

крепостью угля не выше средней (А ≤ 2,0…2,5 кН/см по прибору ДКС-2) с ясно

выраженным кливажем под углом 5 - 40° к линии забоя и эффективным отжимом

угля под влиянием горного давления; залегание пласта спокойное; кровля не ниже

средней устойчивости; почва достаточно плотная, не разрушающаяся при работе

струга.

Применение струговой выемки осложняется и даже становится

невозможным при наличии в пласте крупных крепких включений колчедана,

кварцита, породных прослойков, а также при наличии у кровли пласта крепкого

слоя угля, для разрушения которого необходимо предварительное проведение

буровзрывных работ, что осложняет организацию работ в очистном забое.

Наличие в нижней части пласта крепкого слоя угля (земника) и слабая неровная

почва также препятствуют применению струговой выемки.

По сравнению с выемкой комбайнами при струговой выемке обеспечиваются:

− эффективный способ разрушения угольного пласта резанием вдоль

напластования с глубиной резания, достигающей 100 мм (при слабых

углях), в наиболее отжатой зоне угольного пласта – с поверхности забоя.

Это обеспечивает минимальную энергоемкость процесса разрушения угля,

высокую сортность добываемого угля при небольшом пылеобразовании;

− более безопасные условия для отработки пластов, опасных по газу и

пыли и особенно по внезапным выбросам угля и газа;

Показательный пример: две шахты - им. Засядько и “Глубокая”

шахтоуправления “Донбасс”. На первой работают комбайном, на второй -

стругами. Оба предприятия расположены вблизи друг от друга и, соответственно,

геологические условия добычи практически идентичны. Но если шахта им.

Засядько известна всей Украине, “благодаря” постоянным жертвам войны за

уголь, то “Глубокая” подобной славы счастливо избегает. Кроме того, условия и

принцип работы стругом позволяют свести к минимуму присутствие людей в

забое, что, несомненно, повышает безопасность разработки угля.

− возможность эффективной выемки весьма тонких пластов мощностью

0,4-0,7 м;

− проще схема организации работ по длине лавы;


28

− менее сложные средства комплексной механизации и автоматизации

производственных процессов в очистном забое.

− относительная простота и надежность конструкции собственно

стругового исполнительного органа, представляющего собой литой корпус

с закрепленными на нем резцами. На движущемся струге нет электро- или

гидродвигателей, трансмиссии и отсутствует передача энергии к

движущемуся стругу;

− приводы струга находятся на рамах приводных головок конвейера,

расположенных на штреках или по концам забоя, что упрощает их

техническое обслуживание. При выносе приводных головок струга и

конвейера на штреки исключается необходимость предварительной выемки

ниш;

− отсутствует необходимость перемещения машиниста струга вдоль очистного забоя вслед за перемещением струга, что существенно

уменьшает физическую тяжесть и напряженность его труда.

К недостаткам струговой выемки относятся:

• ограниченная область применения, по сопротивляемости угля резанию и

наличию в пластах крупных крепких включений колчедана, кварцита, породных

прослойков.

• геологические нарушения пласта, наличие спаянности ("присухи") верхней

пачки пласта с породами кровли, слабые породы кровли и почвы усложняют, а в

ряде случаев делают невозможным эксплуатацию стругов;

• неуправляемый процесс обрушения верхней пачки угля под действием

веса и горного давления, что затрудняет применение совместно со стругами

механизированных крепей;

• низкий КПД стругов из-за больших потерь на трение струга о почву и став

забойного конвейера.

Учитывая все эти преимущества, следует во всех случаях, когда

позволяют горно-геологические и технические условия, применять

струговую выемку угля.

По способу воздействия на разрушаемый массив различают струги

статического и динамического действия. У статических стругов скалывающий

инструмент (резцы) под действием постоянной нагрузки находится в постоянном

контакте с массивом. Такие струги наиболее распространены, но они могут

эффективно работать лишь на мягких углях и углях средней крепости. Для

разрушения крепких и вязких углей ведутся работы по созданию динамических

стругов. Предложенные конструкции можно разделить на три группы:

вибрационные струги, ударные и виброударные. У вибрационных стругов

скалывающий инструмент (резцы) находится при работе в колебательном

движении, периодически контактируя с массивом угля при каждом колебании. В

стругах ударного и виброударного действия скалывающий инструмент постоянно

находится в контакте с массивом, а по его хвостовой части ударным механизмом

или вибратором периодически наносятся удары. Созданы и проходят шахтные

испытания опытные образцы динамических стругов: СДС-2 (Карагандинский

политехнический институт), BIIA-4 (ШахтНИУИ), ДБС (ИГД им. А. А.


29

Скочинского), которые развивают энергию удара 200-600 кгс-м и более при

частоте 100-850 ударов в минуту.

По конструкции исполнительного органа различают струги со сплошным

ножом на всю высоту струга (теперь уже не применяемые) и зубчатые струги.

По скорости перемещения (резания) Vp условно различают: быстроходные

струги (Vp= 30 - 120 м/мин при толщине среза 5-15 см); тихоходные струги (Vp

=5-30 м/мин при толщине среза 30-50 см), теперь не применяемые.

По способу перемещения распространение получили струги,

перемещающиеся посредством бесконечной калиброванной тяговой цепи и двух

синхронно работающих электроприводов, расположенных по концам струговой

установки.

По компоновке оборудования и назначению различают: струго-скреперные

установки, струги-тараны, струговые установки, струговые комплексы и

струговые агрегаты. Это оборудование охватывает диапазон пластов мощностью

0,4-2,5 м с различным углом падения при длине лавы до 300 м.

На рис. 20 приведена конструкция угольного струга широко применяемой

струговой установки СО75. Струг состоит из рамы 17, на которой закреплены две

поворотные державки 9 и 12, несущие нижние 2 и средние 8 резцы. Державки с

помощью осей 16 закреплены шарнирно в проушинах рамы. Для отбрасывания

державок от забоя и почвы они связаны между собой цепью 10. Длина цепи

регулируется стяжкой 5. Кроме того, на раме закреплены проставки 3 и 6, каждая

из которых несет резец 8 и верхние проставки 4 и 7 с резцами. Высота струга

регулируется ступенчато изменением числа проставок 3 и 6 в пределах 330-810

мм.

Рисунок 20 – Струг струговой установки СО75


30

С помощью болта 11 изменением числа шайб под его головкой,

регулируется опускание нижних резцов 2 поворотных державок 9 и 12 ниже

основания в пределах 10-28 мм. Рама 17 (основная) через шарнирные проставки

21 соединяется с концевыми рамами 19 и 13, несущими зачистные резцы 14 и

ограничители глубины резания 18 и 15. Концевые рамы снабжены также

концевыми устройствами 20 для закрепления концов тяговой цепи струга,

располагаемой в желобе забойного конвейера со стороны выработанного

пространства.

Регулирование опускания зачистных резцов 14 ниже уровня конвейера в

пределах 0-40 мм осуществляется при помощи болта 1.

На основной раме 17 со стороны выработанного пространства установлены

в крышках из немагнитного материала постоянные магниты, взаимодействующие

с индуктивными выключателями, обеспечивающими аварийную остановку струга

по концам забойного конвейера.

Рисунок 21 – Струговая установка СО75 (вид в плане)

Струговой установкой (рис. 21) называется система забойного

оборудования, состоящая из приводов струга и конвейера 1, конвейера 5 и

струга 4, перемещаемого вдоль конвейера с помощью тяговой цепи 2.

Приводы струга и конвейера оснащены асинхронными электродвигателями,

расположенными своими осями вращения перпендикулярно к продольной оси

конвейера. Приводы струга и конвейера унифицированы, имеют коробки

перемены передач и обеспечивают рациональное соотношение скоростей струга и


31

конвейера. Редукторы приводов оснащены встроенными механизмами для

натяжения и соединения тяговых цепей. Струговая установка перемещается на

забой гидродомкратами 3.Для удержания приводов струговых установок служат

гидрофицированные столы 7 с распорными стойками 8. Электрооборудование

установки выполнено на базе станций управления СУВ-350А и аппаратуры

АРУС. Электрооборудование обеспечивает дистанционное управление

токоприемниками, электрическую защиту, освещение и громкоговорящую связь.

Гидрооборудование соединено рукавами высокого давления с насосной

станцией СНУ5Р, работающей на водомасляной эмульсии. Система орошения

автоматическая дистанционная с форсунками 6. установленными на забойном

конвейере со стороны выработанного пространства.

По мере перемещения

струга форсунки 6 поочередно

включаются, а затем

выключаются, что уменьшает

расход воды и создает более

благоприятные условия для

рабочих.

Созданные в последние

годы струговые установки по

характеру взаимодействия струга

с конвейером и расположению

тяговых цепей выполняются по

двум схемам.

1. Струг снабжен

подконвейерной плитой (рис. 22),

установленной под рештачным

ставом конвейера, а тяговые цепи размещены в специальном желобе,

расположенном со стороны выработанного пространства става конвейера

(струговые установки УСТ2М,

С075, УСВ2 и ''Reishackenhobel''

(Германия). Такие струги

называют стругами ''отрывного

действия".

2. Струг не имеет

подконвейерной плиты и

передвигается по направляющим

(рис. 23), расположенным вдоль

става конвейера с его забойной

стороны. Тяговые цепи также

размещены в желобе с забойной

стороны става конвейера

(струговые установки СН75 и

"Gleithobel" (Германия)). Такие

струги называют стругами

Рисунок 22 – Струг отрывного действия: 1 -

исполнительный орган; 2 - подконвейерная

плита струга; 3 - тяговая цепь струга; 4 -

конвейер

Рисунок 23 – Струг скользящего действия: 1 -

исполнительный орган; 2 - наклонная

направляющая струга; 3 - тяговая цепь струга;

4 - конвейер


32

"скользящего типа", они считаются предпочтительными для разрушения углей

повышенной сопротивляемости резанию.

В настоящее время для шахт серийно выпускаются отечественными

заводами следующие струговые установки: УСТ2М, СО75, СН75 и УСВ2.

Технические данные приведены в табл. 1.

Все струговые установки, технические данные которых приведены в табл. 1,

применяются на пластах с углами падения: до 25° - при работе по простиранию,

до 6° - по восстанию, до 5° - по падению.

Таблица 1 Технические характеристики струговых установок

Параметры УСТ2М СО75 СН75 УСВ2

Вынимаемая мощность пласта, м 0,55-1,0 0,6-1,2 0,65-1,2 0,9-2,0

Сопротивляемость угля резанию,

кН/м, не более:

- в стабильной зоне 250 250 300 250

- в зоне работы режущего

инструмента 110 125 150 110

Длина очистного забоя, м. не

более 200 200 200 250

Скорость движения струга, м/с 0,6; 1,5 0,71; 1.74 0,71; 1,74 0,96; 1,72

Число приводов 2 2 2 2

Электродвигатель:

- тип ЭДК04-55 ЭКВ4-УС2 ЭКВ4-УС2 ЭКВ4-УС2

- мощность, кВт 55 110 110 110

Калибр цепи, мм 24x86 26x92 26x92 26x92

Скорость движения скребковой

цепи конвейера, м/с 0,5; 1,1 0,57; 1,38 0,57: 1,38 0,54: 0,9

Число приводов 2 2 2 2

Электродвигатель:

- тип ЭДК04-55 ЭДК04-

100У5

ЭДК04-

100У5 ЭКВ4-УС2

- мощность, кВт 55 100 100 110

Калибр скребковой цепи 18x64 18x64 18x64 24x86

Масса струговой установки, т 90-110 150-181 180-200 214

Расчет мощности электропривода струга

Мощность электропривода струга может быть определена двумя методами:

энергетическим и силовым.

1. Энергетический метод. Мощность Р определяется из выражжения:

− P=3600vhHq, кВт,

где v - скорость перемещения струга, м/с;

h - толщина среза угля, м;


33

H - вынимаемая мощность пласта с учетом самообрушающейся верхней

пачки, м;

q-удельный расход электроэнергии, кВт-ч/м3.

Удельный расход электроэнергии определяется обычно эмпирическим

путем и составляет 0,15-0,6 кВт-ч/м3. Он зависит от сопротивляемости угля

резанию, параметров снимаемого стругом среза угля (его высоты, толщины),

конструкции струга и от других факторов.

2. Силовой метод. Необходимая мощность Р электропривода струга

определяется из выражения

уст

FvP

η102=

, кВт

где F - тяговое усилие при рабочем ходе струга, кгс;

v - скорость перемещения струга, м/с;

ηуст - к. п. д. установки, ηуст=ηмех ηдв =0,3-0,6;

ηмех - к.п.д.- механической передачи;

ηдв - к. п. д. электродвигателя.

Необходимая мощность электродвигателя струга прямо пропорциональна

тяговому усилию и скорости резания.

Как показали исследования, при работе струговой установки УСБ-67 при

сопротивляемости угля резанию А = 160 кгс/см по прибору ДКС-2 и давлении в

гидродомкратах 30 кгс/см2 на полезную работу (резание и погрузка угля)

затрачивалось 58% всей мощности электродвигателей струга, а на преодоление

вредных сопротивлений (трение струга о направляющие конвейера и о почву

пласта, потери в приводах струга и пр.) - 42%. В некоторых случаях эти потери

достигали 60-70%

Мощность Р электропривода струга может быть определена также из

следующего выражения:

P=Po+ah, кВт,

где Р0 - мощность электропривода, необходимая для перемещения струга

вхолостую, кВт;

а - коэффициент, зависящий от сопротивляемости угля резанию,

геометрических параметров режущего инструмента и его состояния, а также от

скорости струга и других факторов; устанавливается опытным путем. Усилие в

рабочей ветви тяговой цепи в зависимости от толщины снимаемого среза угля

изменяется линейно по такой же зависимости.

Определение производительности струговой установки

Теоретическая производительность струговой установки (т/мин.)

определяется из выражения γ⋅⋅⋅= cvHhQтеор ,

где h - средняя толщина стружки за один проход струга, м; H - вынимаемая мощность пласта с учетом самообрушающейся верхней

пачки, м;


34

cv - скорость струга (резания), м/мин; γ - плотность угля в массиве, т/м

3.

Производительность струга должна быть увязана с производительностью

скребкового конвейера кQ (т/мин), которая должна быть примерно на 20% выше и

равна:

кнк 60 vSQ ⋅⋅⋅= γ где S - допустимая площадь поперечного сечения грузопотока конвейера,

м2 (для конвейеров СП202 ее можно принимать равной 0,22 м

2, считая забой как

второй борт);

нγ - плотность угля в насыпке, т/м3;

кv - скорость скребковых цепей конвейера, м/с..

Техническая производительность струговой установки (т/ч)


теортехтех 60 QkQ ⋅⋅=

или γ⋅⋅⋅⋅⋅= cvHhkQ техтех 60 ,

где техk - коэффициент технического совершенства установки ( техk <1),

учитывающий затраты времени на вспомогательные операции и устранение

неисправностей, которые зависят непосредственно от струговой установки и

условий ее работы; техk можно принимать равным 0,6-0,8.

Эксплуатационная производительность струговой установки (т/смену)


теормэ QТkQ ⋅⋅=,

где Т= 360 - продолжительность добычной смены, мин;

мk - коэффициент машинного времени, определяемый на основе

хронометражных наблюдений или расчетным путем, мk < 1.

Коэффициент машинного времени мk имеет большое значение,

характеризуя степень использования струговой установки в конкретных горно-

геологических условиях, он учитывает затраты времени как на вспомогательные

операции и устранение неполадок непосредственно в струговой установке, так и

на организационные и технические мероприятия в лаве, не зависящие от

струговой установки. К организационным потерям времени относятся:

несвоевременная подача порожних вагонеток, маневровые операции на

погрузочном пункте, отключение напряжения, вывал породы в лаве,

неукомплектованность очистного забоя рабочими, неполадки с другой техникой в

очистном забое и т.п.

Коэффициент машинного времени работы стуговых установок в среднем

составляет 0,25-0,35, а у передовых бригад он достигает 0,5-0,6. Увеличение

коэффициента машинного времени работы выемочных машин является основной

задачей в повышении нагрузки на лаву и производительности труда.


35

Эксплуатационная производительность струговой установки, определенная

расчетным путем, должна быть проверена по газовому фактору.

5. ˘ ˇ ˆgmi.nmu.org.ua/ua/kadrj/kuhar/kuhar_ua.files/togv... · " ˘ ˇˆ (16 ˙ ). 8 ˆ ˛...

Documents