- - забой - Страница 5

В 1935 г. в СССР впервые в мировой практике была опробована в лаве передвижная механизированная крепь Журавлева, а в последующие довоенные годы - и другие, в частности, передвижная комплектная крепь для пластов пологого падения в Донецком бассейне.
Работы по созданию комплексов оборудования с механизированными передвижными крепями возобновились в СССР в 1946 г. Основное внимание было направлено на поиски новых технических решений в целях установления способов поддержания и управления кровлей, средств передвижки, управления крепью в процессе передвижки и т. д. Наряду с разработкой и испытанием крепей, изучались условия взаимодействия крепей с боковыми породами и проявления горного давления, определялась величина нагрузок на крепь, интенсивность опускания кровли и др.
Большую роль в активизации работы по созданию комплексов оборудования с механизированными крепями сыграл проведенный в 1949 - 1950 гг. Министерством угольной промышленности СССР совместно с Всесоюзным научным инженерно-техническим горным обществом конкурс на разработку проекта конструкций передвижной и щитовой крепей для очистных забоев.
На конкурс поступило более 100 проектов, часть из которых была в дальнейшем реализована. Изготовленные по этим проектам крепи прошли шахтные испытания.
Важную роль сыграла также проведенная в 1950-1951 гг. журналом «Уголь» дискуссия о направлениях конструирования передвижных механизированных крепей.
В 1949 г. в Донбассе был испытан узкозахватный комбайн УЗК-1, предложенный В. Г. Яцких и другими авторами. Позднее применялись опытные узкозахватные комплексы типа ДУ, УДК-1, КУ-1. Эти первые комплексы не нашли широкого промышленного применения.
В 1956 г. в Гипроуглемаше были начаты работы по созданию узкозахватного (ширина захвата 0,5-0,8 м) комбайна К-52.
Работы по созданию узкозахватного двухбарабанного челнокового комбайна К-52 с непрерывной подачей по цепи, протянутой по лаве, оснащенного средствами регулирования исполнительного органа по гипсометрии почвы и по мощности пласта, явились принципиально новыми в практике создания узкозахватных угольных комбайнов.
На основе опыта создания и применения комплекса с комбайном К-52 Гипроуглемаш в конце 1963 г. начал работы по созданию, а с 1966 г. Горловский завод - производство комплекса с двухшнековым Челноковым комбайном К-101 с захватом 0,63 и 0,8 м для очистных забоев на пластах пологого падения мощностью 0,75 -1,2 м.
В 1963 г. в Гипроуглемаше началось создание комплексов с буровыми комбайнами. В 1965 г. Горловский завод приступил к промышленному производству комплекса с Челноковым буровым комбайном Б К-52 для пластов пологого падения мощностью 0,95-1,4 м.
В 1964 г. в Гипроуглемаше разработан комплекс с Челноковым буровым комбайном БК-101 для пластов пологого падения мощностью 0,75 - 1,0 м; при этом был использован опыт создания комплексов БК-52 и К-101.
Учитывая высокую эффективность эксплуатации комбайна с буровым исполнительным органом при добыче антрацитов и энергетических углей, Гипроуглемаш в 1965 г. приступил к разработке и в 1967 -1968 гг. проводил испытания на шахтах комбинатов «Донецкуголь» и «Ростовуголь» комплекса с Челноковым буровым комбайном БКТ для пластов пологого падения мощностью 0,55-0,8 м.
Решение проблемы гашения пыли в забое приобретает первостепенное социальное значение. Вместе с тем, решение этой проблемы является задачей технически сложной и трудной. Сокращение до минимума концентрации пыли в воздухе забоя осуществляется или предварительным нагнетанием воды в пласт для его увлажнения, или орошением забоя водой или пеной с подачей их, по возможности, через исполнительный орган (шнеки и коронки) непосредственно в места отбойки угля, а также дополнительно, путем внешнего орошения, направленного в места погрузки угля на конвейер. При расходе воды до 35 л на каждую тонну добываемого угля, давлении воды у оросителей до 10-15 атмосфер и рациональном расположении оросителей эффективность способов гашения пыли предварительным нагнетанием и орошением достигает 95%.
Однако при отбойке особо пыльных пластов совместное применение этих двух способов не позволяет снижать запыленность воздуха до санитарной нормы 10 мг/м3. В связи с этим проводятся опытные работы по третьему способу уменьшения запыленности воздуха в забое - улавливания пыли путем отсасывания запыленного воздуха.
В первые послевоенные годы в Советском Союзе (в основном в Донбассе) началось создание струговых установок статического и динамического действия. В феврале 1945 г. Луганское конструкторское бюро Гипроуглемаша начало проектирование экспериментального угольного струга статического действия. Упрощенный вариант его изготовил Луганский завод им. Октябрьской революции.
В начале 1946 г. струг испытывался на шахте «Дельта-3» в Донбассе. С учетом результатов испытаний этого и двух промышленных образцов установки угольного струга типа УС-2 (сварной вариант) и УС-3 (литой вариант) была спроектирована усовершенствованная установка УС-4.
Угольный струг УС-4 имел ступенчатый рабочий орган со сплошными ножами. Глубина стружки составляла 200 мм. Максимальное тяговое усилие достигало 40 т. Скорость движения струга - 0,12 м/сек. Тяговый орган - канатный. Работа струга основывалась на отделении угля от массива при помощи строгания и отделения; верхней пачки с использованием отжима угля горным давлением. Струг работал по челноковой схеме.
В 1948 г. завод им. Пархоменко выпустил 36 комплексных установок УС-4, 22 из них в 1948-1950 гг. работали на шахтах Донбасса. В некоторых случаях при работе УС-4 были достигнуты удовлетворительные технико-экономические показатели. Так, среднемесячное подвигание очистных забоев струговых лав на шахтах № 1 им. Челюскинцев и «Новомоспино» в течение 6 месяцев 1949 г. колебалось от 23,8 до 27,2 м.
Однако на многих шахтах слабая кровля, крепкий уголь с включе¬нием колчедана и отсутствие отжима вынудили демонтировать струговые установки.
Для добычи углей выше средней крепости в 1950 г. Луганское конструкторское бюро Гипроуглемаша и конструкторское бюро завода им. Пархоменко предложили ступенчатые струги СКУ-2 (струг крепких углей) и УСП-1 (угольный струг завода им. Пархоменко). При этом был использован принцип образования опережающей щели в груди забоя и последующей выемки пачек угля. В 1951 г. завод им. Пархоменко изготовил оба струга. Испытывались они в Кузбассе в комплексе с передвижной гидравлической крепью. В Донбассе струги не испытывались.
В 1957 г. конструкторы института Донгипроуглемаш разработали техническое задание, а затем технический и рабочий проекты угольного комбайна УКР (узкозахватный для крутых пластов, регулируемый по мощности пласта), предназначенного для механизации выемки угля на крутых пластах мощностью 0,6-1,1 м. Принципиальными особенностями УКР являлись:
Осуществление выемки угля при движении комбайна снизу вверх, без наличия специальной машинной дороги, что значительно сокращает некрепленное пространство в лаве.
Узкозахватный способ выемки, при котором ширина захвата равна шагу крепи. Барабанный рабочий орган этого комбайна, расположенный в зоне наиболее ослабленного уступа забоя, обеспечивал малую энергоемкость процесса разрушения и высокую производительность комбайна, оборудованного пневмодвигателем мощностью 32 л. с. Скорость выемки достигает 120 м/час.
Возможность раздельного ведения процессов выемки п крепления лавы, что позволяет: во-первых, вести работы по выемке угля без присутствия людей в лаве там, где это диктуется условиями безопасности, и, во-вторых, максимально ускорить каждую из этих операций за счет высоких скоростей подачи и большого фронта работ для возведения крепи одновременно в нескольких пунктах лавы.
Возможность осуществления выемки угля на всю мощность пласта за счет исполнительного органа, плавно регулируемого при помощи гидропривода без остановки комбайна. Эта особенность конструкции комбайна позволяет вести выемку угля по всей длине лавы по границе почва-кровля, не допуская при этом образования крупных кусков угля, которые при падении повреждают забойщицкую крепь.
Обеспечение прямолинейной груди забоя после прохода комбайна для лучшего поддержания призабойного пространства и ликвидации дополнительных ручных работ по оформлению забоя.
Крутые пласты Донбасса характеризуются следующими специфическими особенностями залегания и разработки:
неустойчивыми, в большинстве случаев, боковыми породами, требующими усиленного крепления призабойного пространства вплотную к груди угольного забоя;
значительными колебаниями мощности пласта в пределах лавы;
обильным метановыделением и склонностью пластов к внезапным выбросам угля и газа;
почти полным отсутствием явления отжима угля в пласте;
недопустимостью отделения от массива пласта больших глыб угля из-за опасности повреждения ими крепи;
магазинированием угля в нижней части лавы.
Специфические условия выемки угля на крутых пластах долгое время не давали возможности решить проблему механизации. Попытки применить для этих условий комбайны, разработанные для пологих пластов, не дали положительных результатов.
На основном процессе добычи угля, в очистных забоях на крутых пластах преобладал тяжелый ручной труд - выемка угля производилась как и в довоенный период - при помощи отбойных молотков.
Уменьшившееся за время Великой Отечественной войны количество отбойных молотков в Донбассе стало быстро расти и за пять послевоенных лет увеличилось более чем в 4 раза. Начиная с 50-х годов, наряду с увеличением численности работающих молотков, шло дальнейшее их усовершенствование; оно шло по пути уменьшения веса, упрощения золотникового устройства, улучшения условий работы. Так, молоток МОП-10 был снабжен золотниковым устройством, при этом воздушный и водяной пусковые клапаны сблокированы между собой, что исключает возможность подачи в молоток воды при прекращении подачи воздуха. Таким образом, к концу 50-х годов наша промышленность освоила серийный выпуск целого ряда отбойных молотков.
Внедрение комбайнов УКР и «Комсомолец» обеспечило значительное повышение уровня механизированной выемки на крутых пластах Донбасса, высвободило тысячи забойщиков от тяжелого физического труда, сделало их труд более квалифицированным, производительным и безопасным. Однако в комбайновой лаве крутого пласта по-прежнему остаются весьма сложными и трудоемкими работами: крепление забоя, управление горным давлением, нарезка магазина и другие работы, которые не дают возможности получить при машинной выемке угля резкого повышения добычи и производительности труда.
Дело в том, что механизация только одного, пусть даже самого важного производственного процесса, не может принести значительного-эффекта для производства в целом. Применение комбайнов УКР и «Комсомолец» могло быть успешным лишь при механизации смежных работ - крепление и управление кровлей в очистном забое.
Дальнейшая механизация очистных работ на крутых пластах осуществляется в двух основных направлениях:
Создание новой техники для очистных забоев, движущихся по простиранию пласта, обеспечивающей продвигание линии очистного забоя не менее 3-5 м в сутки. Сюда входят: агрегаты, комплексы оборудования на базе узкозахватных комбайнов или стругов в сочетании с передвижными механизированными крепями, комплексы оборудования с применением полной закладки выработанного пространства (комплекс КДЗ с крепью РГКД, крепь КГД для работы в комплексе с комбайнами типа УКР, комплексы УВК, КБС и КБК).
Создание новой техники для очистных забоев, движущихся по восстанию или падению пласта. Сюда входят: комплексы щитовой выемки для пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа; угольные пилы для блочной выемки; машины для выемки в условиях камерной системы разработки (2 ШКЭ-КСШ, АШ, КМД и др.).