- Страница 45

Совершенствование существующих и создание новых типов подъемных машин и установок. В послевоенные годы заложены шахты большой производительности и глубиной 1200-1300 м. Это потребовало создания новых мощных подъемных машин. Заводы тяжелого машиностроения СССР в 1944-1945 гг. изготовили большое количество различных типов подъемных машин, в том числе первую подъемную машину с одноканатным шкивом трения диаметром 7,2 м, спроектированную Гипроуглемашем и выпущенную НКМЗ в 1946 г. Эта машина в отличие от зарубежных образцов такого же типа с широким шкивом была выполнена с узким шкивом, а для смены и навески канатов на одном с ним валу была специальная бобина небольшого диаметра, позволяющая осуществить эти операции так же, как и при широком шкиве трения. Создатели машины (А. И. Берон, И. А. Рабинович, Б. Л. Давыдов, Н. А. Малевич, С. С. Гржибовский и П. Г. Шульман) удостоены Государственной премии.
Для подъемных машин, выпущенных в послевоенный период, характерным является значительное повышение их качества. Так, до 1941 г. барабаны подъемных машин имели клепаную конструкцию. В послевоенный период завод НКМЗ освоил сварные конструкции барабанов подъемных машин, которые более надежны в эксплуатации и обладают значительно меньшим весом, чем клепаные или литые. Подъемные машины НКМЗ с цилиндрическими барабанами диаметром 4; 5 и 6 м и грузоподъемностью до 16 т, изготовленные в период 1946-1951 гг., в 1,5 раза легче аналогичных английских или американских подъемных машин. В те же годы НКМЗ освоил впервые в СССР выпуск нескольких типоразмеров мощных подъемных машин с одинарным разрезным бицилиндроконическим барабаном сварной конструкции с диаметрами большого цилиндра 8 и 9 м. Эти машины примерно в два раза легче соответствующих американских машин с литыми барабанами.
В 1941 г. в Донбассе эксплуатировалось 637 подъемных установок с общей мощностью электродвигателей 11 600 кет. Из них 72% были оборудованы двухбарабанными подъемными машинами с цилиндрическими барабанами, 18,5% - однобарабанным, 5,7% - машинами со шкивом трения, 0,75% - машинами с бицилиндроконическими барабанами и 2% - бобинными подъемными машинами.
За период временной оккупации Донбасса гитлеровцы все это оборудование уничтожили. В первое послевоенное десятилетие (1944-1954 гг.) угольная промышленность Донбасса оснащалась более совершенными подъемными установками, которые, однако, приспосабливали к восстанавливаемым довоенным стволам шахт. Так, к концу 1954 г. из общего числа подъемов по выдаче угля только 26% составляли скиповые подъемные установки. Число клетевых подъемов достигало 74%, из них 15% приходилось на опрокидные клети. На 21% клетевых подъемов осуществлялся механизированный обмен вагонеток.
Второе десятилетие (1954-1964 гг.) в Донбассе характеризуется строительством новых, восстановлением и реконструкцией старых шахт. Новые и реконструируемые шахты оборудовались для выдачи угля исключительно скиповыми подъемами. В 1964 г. выдачу угля производили 56% скиповых и 44% клетевых подъемов, из которых число опрокидных клетей составляет 28%. Удельный вес опрокидных клетей возрос за счет сокращения подъемных установок с простыми клетями. На 46% клетевых подъемов оборудован механический обмен вагонеток.
Совершенствование шахтного подъема Донбасса шло не только по линии увеличения удельного веса скиповых подъемов, но и за счет создания более совершенных подъемных машин. В это время появилась многоканатная подъемная машина. В отличие от машин этого типа на многоканатной подъемной машине использовался не один, а несколько подъемных канатов. На шкиве трения для увеличения сцепления каната со шкивом предусматривалась специальная футеровка.
Исследования наивыгоднейших режимов работы подъемной установки, начатые акад. М. М. Федоровым еще в 20-х годах и углубленные профессорами В. Б. Уманским и Г. М. Еланчиком, нашли свое продолжение в работах профессоров А. С. Ильичева, Б. Л. Давыдова, Б. Я. Левина, П. П. Нестерова, 3. М. Федоровой, а также А. С. Масляного, Л. И. Жукова и др.
Важные работы по автоматическому регулированию подъемных машин проведены профессорами А. Е. Троп, К. М. Барамидзе, Г. Е. Иванченко, О. М. Крыжановским.
Рассмотрение подъемной установки как трехмассовой системы было произведено Ю. Ф. Пономаренко, Н. Г. Переслегиным, В.Ф. Столярчуком, В. М. Чермалых.
Изучение силовых колебательных процессов, происходящих в элементах подъемной установки, потребовало рассмотрения ее как многомассовой механической системы с упругими звеньями.
Первые исследования в этом направлении были произведены доктором технических наук А. Н. Голубенцевым в 1954-1955 гг. и продолжены в последующие годы Н. Г. Гаркушей, А. П. Нестеровым, В. Ф. Кузнецовым и И. С. Найденко.
На современном этапе изучение динамики шахтного подъема осуществляется путем создания электронной модели подъемной установки и широким исследованием динамических явлений, возникающих во всех ее элементах.
В области динамики движения подъемных сосудов и разгрузочных кривых проведены глубокие исследования А. С. Ильичевым, М. И. Слободкиным и Д. Е. Искрицким.
Механогидравлическая машина - это машина с гидравлическим или электрическим двигателем, осуществляющая механическую отбойку угля и породы и смыв их водой.
В Кузбассе еще с 1955 г. начали успешно применяться на гидрошахте «Полысаевская-Северная» проходческие комбайны ПКГ-3 и ПКГ-4 лауреата Ленинской премии Я. Я. Гуменника, а с 1962 г.- комбайн К-56МГ. Испытывались и другие, созданные институтом ВНИИГидроуголь нарезные и проходческие комбайны.
Попытки применить их на тонких пластах Донбасса не дали положительных результатов, ввиду большого объема подрывки вмещающих пород. Исключение составляет комбайн К-56 МГ, который, как показали результаты испытаний на гидроруднике «Пионер», может служить для проведения подготовительных выработок при слабых вмещающих породах.
Отрицательные результаты были получены и при испытаниях на гидрошахтах нарезных комбайнов, созданных для обычных шахт (КН-1Т КН-2, КН-2У). Из-за низкой маневренности, большого объема вспомогательных операций показатели были не выше, чем при проведении выработок буровзрывным способом или гидроотбойкой.
Я. Я. Гуменник для Донбасса сконструировал механо-гидравлический выемочный комплекс ККГ, состоящий из комбайна с гидроприводом и вспомогательного оборудования. Комбайн предназначен для безлюдной выемки угля при камерной системе разработки пологих пластов мощностью 0,8-1,2 м, но может служить и в качестве нарезного.
Работы по совершенствованию гидромоторов применительно к условиям Донбасса проводились рядом институтов.
Начиная с 1961 г. в Донбассе широкое применение получили малогабаритные и относительно легкие гидромониторы конструкции института ВНИИГидроуголь: ручной ГМРЦ-2 и с дистанционным управлением - ГМДЦ-2.
Институты ДонУГИ и УкрНИИГидроуголь несколько их усовершенствовали.
В гидромонитор ГМРЦ-2 вмонтировали пробковый разгруженный затвор; с 1962 г. начался выпуск усовершенствованного ручного гидромонитора ГМРЗ.
На базе ГМДЦ-2 УкрНИИГидроуголь разработал гидромонитор ГДМ с масляным управлением вместо водяного, что исключает быстрый износ механизмов при работе на загрязненной воде.
Экспериментами ДонУГИ было установлено, что самоходные гидромониторы, имеющие подвод к насадке непосредственно через высоконапорный рукав и приспособленные к отбойке по кливажу, могут обеспечивать рост производительности отбойки в 1,5-2 раза. В 1962 г. ДонУГИ разработан экспериментальный образец прямоточного гидромонитора типа ГД-1 с параллельным (относительно слоистости угля) перемещением насадки; промышленные испытания показали, что его производительность на 65% выше, чем существовавших гидромониторов. На базе ГД-1 разработаны гидромонитор ГД-2 на гусеничном ходу и гидромонитор ГД-1Т с телескопической подачей на забой. Испытания их проведены на гидроруднике «Пионер».
В 1962 г. ДонУГИ разработал гидравлический агрегат ГВД для выемки угля без присутствия людей в забое и без крепления нарезных выработок и очистного пространства. Агрегат состоит из прямоточного гидромонитора с автоматическим перемещением ствола в двух плоскостях, подающего става, станка подачи БРМ-2 и пульта управления. Станок располагается в штреке и служит для перемещения гидромонитора в нарезной выработке, проводимой по восстанию пласта. Ширина выработки 1 - 1,5 м. При обратном ходе вынимается полоса угля шириной 6-8 м в каждую сторону.
Накопленный опыт эксплуатации первых гидрошахт, а также большой объем проведенных научно-исследовательских, конструкторских и проектных работ позволили создать более совершенные проекты. По ним в Донецком бассейне построены две крупных гидрошахты и ведется строительство третьей.
Особенностью Красноармейских гидрошахт является высокая крепость углей, для разрушения которых требуются напоры до 100 атм, и на ряде пластов - слабые вмещающие породы. Для эксплуатации этих шахт большое значение имеет опыт работы гидрорудника «Пионер».
Гидрошахта № 1 «Самсоновская» характеризуется мягкими, легко измельчающимися углями, высокой газообильностью пластов, склонностью их к внезапным выбросам, а также большой глубиной разработки.
Проектирование и строительство гидрошахт велось в тесном контакте с научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями.
Заложенные в проектах принципиально новые решения проверялись на моделях, натурных установках или на других гидрошахтах, и по результатам проверки вводилась необходимая корректировка проектов.
ДонУГИ и УкрНИИГидроуголь для всех гидрошахт и новостроек разработали основные технологические схемы выемки угля, системы раз¬работки с оптимальными параметрами, произвели расчет водоснабжения, дали рекомендации по способам проведения выработок и по мерам борьбы с внезапными выбросами угля и газа в условиях короткозабойных систем.
В 1958 г. шахта № 105 треста «Селидовуголь» производственной мощностью 210 тыс. т в год была переведена на гидравлический транспорт и гидроподъем угля. Шахта строилась на обычный способ добычи, но неблагоприятные горногеологические условия - большая обводненность вмещающих пород, частые и мощные прорывы воды в выработки, сильно-пучение почвы - привели к принятию новых технических решений по транспорту и подъему. Для трубопроводов и водопроводов транспортной воды пробурены скважины.
Бремсберговое поле шахты было подготовлено выработками с обычным уклоном для отработки лавами с комбайновой выемкой. Очистные работы велись согласно первоначальному проекту.
Шахта разрабатывает негазовый пласт 13 мощностью 1,0-1,25 ж, угол падения 7 -10°. В пласте встречаются включения колчедана, линзы и прослойки породы. Уголь марки Д - средней крепости, вязкий, кливаж развит слабо.
Выданный из лавы скребковым конвейером уголь загружается шнековым питателем УПШ-1 конструкции ИГД им. А. А. Скочинского в пульповод и подается к центральному гидроподъему, где углесосами выдается на поверхность на высоту 132 м. Транспортная вода к участкам подается с поверхности.
В настоящее время заканчивается отработка бремсбергового поля и начаты работы в уклонном поле, которое подготовлено выработками с уклоном, соответствующим самотечному гидротранспорту.
Применение частичной гидромеханизации способствовало освоению годовой добычи 187-189 тыс. т. Несмотря на тяжелые условия эксплуатации она по основным показателям работы не уступает другим шахтам такой же мощности.