- - - Работы по созданию проходческих и нарезных комбайнов

Стремление к упрощению организации проходческих работ, снижению их трудоемкости и увеличение темпов проведения выработок привело к широкому развертыванию, как в нашей стране, так и за рубежом, исследований по созданию комбинированных проходческих машин для механизации операций проходческого цикла.
Создать такие машины пытались еще в прошлом столетии. Так, в. Англии в конце 90-х годов при проходке рекогносцировочного тоннеля диаметром 3,05 м под проливом Ламанш и тоннеля под рекой Мереей применялась «тоннелесверлильная» машина Инглиша.
Там же в Англии в 1897 г. на проходке подземных железнодорожных тоннелей в глинах применялся механизированный щит Прейса.
Более широко работы по созданию проходческих комбайнов развернулись в предвоенные годы. Одной из наиболее удачных конструкций являлся проходческий комбайн Чихачева, предложенный и изготовленный в 1934 г. Этот комбайн является прототипом многих комбайнов, созданных в послевоенные годы.
Исполнительный орган комбайна Чихачева был выполнен в виде горизонтального ротора, имевшего на конце, обращенном к забою, четырех-лучевую крестовину, на которой в специальных гнездах укреплялись, резцы, армированные твердым сплавом. В середине крестовины находился конический забурник. Комбайн был на гусеничном ходу.
Подача исполнительного органа на забой в процессе работы осуществлялась выдвижением специальной рамы с закрепленным на ней органом при неподвижных гусеницах.
Комбайн Чихачева успешно разрушал глинистые и даже песчанистые сланцы. Так, в процессе шахтных испытаний за 7-часовую смену удавалось проходить по глинистым сланцам до 5,8 пог. м., по песчано-глинистым сланцам - до 3,2 пог. м.
Работы по доводке комбайна Чихачева до серийного изготовления прервала Великая Отечественная война.
Одной из первых послевоенных попыток создания комбайна для проведения выработок в крепких породах была разработка Гипроуглемашем комбайна ППК-1 и его второй модели ППК-2. ППК-2 - комбайн с роторным исполнительным органом, представляющим собой шести-лучевую крестовину.
В качестве инструмента для разрушения крепких пород использовались шарошки, укрепленные на лучах. Комбайн предназначался для проведения выработок подковообразного сечения площадью 7,4 мг.
Экспериментальные работы, проведенные в процессе испытаний второго образца комбайна ППК, показали, что для эффективного разрушения породы роторными шарошечными исполнительными органами необходимо увеличить напорное усилие в 2,5-3 раза, т. е. применительно» к комбайнам ППК это усилие должно составлять 250-270 т. Осуществление таких больших усилий путем распора с бока выработки значительно усложняет конструкцию комбайна и непомерно увеличивает его вес. Дальнейшие работы по совершенствованию этого комбайна были прекращены.
Гипроуглемаш разработал комбайн ПК-2М, предназначенный для проведения подготовительных выработок трапециевидного сечения в мощных угольных пластах. Комбайн ПК-2М - самоходная машина, исполнительный орган которой выполнен в виде двух закрепленных на поворотной раме, наклонных баров. Бары вместе с поворотной рамой совершали в процессе работы качательные движения между боками выработки, а режущие цепи, двигающиеся в ручьях баров, снимали стружку угля с поверхности забоя.
Отбитый уголь с помощью скребкового конвейера, расположенного на поворотной раме, грузился в питатель ленточного конвейера комбайна, а затем перегружался в вагонетки.
Серийный выпуск ПК-2 начат в 1950 г. В последующие годы он получил широкое применение в различных угольных бассейнах страны. В соответствующих условиях (мягкие и средней крепости угли) ПК-2 обеспечивал проходку до 700 и более пог. м в месяц при производительности труда проходчиков 12-16 т/выход. Вместе с тем комбайн ПК-2 оказался непригодным для проведения выработок по крепким углям и по мягким породам.
Работы по совершенствованию принципа разрушения забоя, впервые примененного в комбайне Чихачева, были продолжены в послевоенные годы Новосибирским филиалом Гипроуглематпа.
В результате совершенствования и развития этого принципа сотрудниками этого института создан комбайн ШБМ-1, предназначенный для проведения подготовительных выработок в мощных угольных пластах.
Комбайн ШБМ-1 представлял собой буровую машину с распорно-шагающей подачей, аналогичной применяемой в комбайнах ППК. Исполнительный орган ШБМ-1 состоял из трех лучей и забурника. Отличительными особенностями комбайна были способы разрушения и уборки разрушенного материала из забоя. Разрушение забоя осуществлялось прорезанием резцами в забое ряда глубоких концентрических щелей с последующим скалыванием остающихся менаду щелями целиков с помощью специальных конусовидных скалывателей. С этой целью на лучах укреплялись высокие тонкие державки, на торцевой стороне которых, в конических отверстиях, крепились резцы, армированные твердым сплавом. Скалыватели укреплялись в лучах у основания державок.
Комбайном проводились выработки подковообразного сечения площадью 7,5 м2.
Разделка круглого сечения в подковообразное осуществлялась с помощью бермовых фрез, оснащенных резцами. Мощность двигателя, приводящего во вращение исполнительный орган, составила 75 кет. Вес комбайна - 45 т. Большой вес и громоздкость конструкции ШБМ-1 не позволили применять его для проведения выработок по углю. Было решено испробовать ШБМ для проведения выработок по породе. С этой целью комбайны ШБМ-1 с 1952 г. начали использоваться для проведения выработок в Донецком и Львовско-Волынском угольных бассейнах.
Эксплуатация показала, что комбайны ШБМ могут эффективно применяться для проведения выработок в мягких, но очень устойчивых породах. В этих условиях комбайном удавалось проходить до 500 пог. м выработок в месяц.
В 1954 г. Я. Я. Гумеником был построен опытный образец комбайна ПКГ-1. ПКГ-1 - это самоходно-проходческая машина с планетарным исполнительным органом, предназначенная для проведения выработок сечением- 3,2 м2, главным образом, по углю.
Опытный образец комбайна проходил испытания на шахтах Кузбасса. Средняя скорость проходки составила в процессе испытаний 6,5 пог. м в час, производительность рабочего составила 1,75 пог.м выработки в смену. Учитывая положительные результаты испытаний, Гипроуглемаш с участием автора спроектировал ряд более усовершенствованных моделей комбайна - ПКГ-2, затем ПКГ-3, ПКГ-4.
Исполнительный орган ПКГ-4 состоит из трех расположенных под углом 120° друг к другу штанг, на которых одеты диски с режущими зубками. В процессе работы резцы вращаются вместе с дисками вокруг оси штанг, а штанги, в свою очередь, вращаются вместе со всем органом вокруг продольной оси машины. Резцы, совершая сложное движение, прорезают в забое ряд концентрических щелей. Целики между щелями взламываются скалывателями.
Таким образом, способ разрушения забоя комбайном ПКГ-4 внешне не отличается от примененного в комбайне ШБМ, однако, благодаря новой конструкции рабочего органа, в 3-4 раза снижается количество резцов, находящихся одновременно в работе, а, следовательно, уменьшается потребное напорное усилие, резцы не трутся постоянно о забой, что снижает их износ. Комбайны ПКГ широко применялись на проходке выработок в ряде бассейнов страны.
Дальнейшим совершенствованием планетарных исполнительных органов применительно к проходческим комбайнам занимался Донгипро-углемаш при разработке комбайна КП, предназначенного для проведения выработок в породах средней крепости. Комбайн КП был построен на базе комбайна ШБМ. Исполнительный орган комбайна также состоял из трех штанг с дисками, в которых закреплялись резцы.
При испытании ШБМ и КП было установлено, что способ подачи комбайнов, использующий распор в стенки выработки, непригоден для работы в породах мягких и средней крепости, так как приводит к вывалам породы из боков и прекращению подачи комбайна.
Значительным шагом вперед в создании комбайнов для проведения выработок по углю и мягким породам явилось создание Гипроуглемашем в 1955 г. комбайна ПК-3.
Проходческий комбайн ПК-3 - это самоходная машина на гусеничном ходу. Исполнительный орган комбайна - коническая фрезерная головка, установленная на подъемно-поворотной стреле. Эта головка, двигаясь в различных направлениях по забою, разрушает уголь, позволяет проходить выработки любой формы сечения и различных размеров. Разрушенный резцами головки материал убирается скребковым кольцевым конвейером. Этот комбайн в настоящее время получил наиболее широкое применение в различных угольных бассейнах нашей страны. Им проходят по углю до 1100 пог. м выработок в месяц.
Значительным успехом в разработке оборудования для проведения выработок в крепких породах является создание Донгипроуглемашем в 1961 г. проходческой машины «Стрела» (БМП-1). Эта машина предназначена для проведения восстающих скатов круглого сечения диаметром 0,96 м по породам любой крепости. С помощью «Стрелы» ведется отработка угольных пластов через полевые выработки. Длина выработки, проходимая машиной,- до 50 м.
«Стрела» состоит из направляющей рамы с гидравлическим механизмом подачи и собственно машины, осуществляющей разрушение породы при проведении выработки. Исполнительный орган машины плоский, планетарный, состоящий из трех коронок. В качестве разрушающего инструмента применены шарошки. Пульт управления, объединенный с масло-станцией, размещен в отдельном блоке. «Стрела» обеспечивает проведение выработок по крепким песчаникам со скоростью 1 пог. м в час. При этом производительность труда проходчиков повышается в 2,5-3 раза, скорость проведения - в 3-4 раза, себестоимость проведения выработок снижается в 3 раза. С 1965 г. Горловский завод приступил к серийному изготовлению этих машин.
Большой объем проведения выработок при эксплуатации и строительстве шахт приходится на нарезные работы.
Одним из первых нарезных комбайнов был созданный Гипроуглемашем КН-1.
Широкого распространения этот комбайн не получил. Основными причинами этого была громоздкая конструкция и большой вес, плохая управляемость машины в вертикальной и горизонтальной плоскостях и т. д. Нарезным комбайном, получившим наибольшее распространение и применяющимся до настоящего времени, был КН-2 (1955 г.) и его последующие модели КН-2У и КН-2Б, созданные Донуглегипромагаем. Эти комбайны предназначены для проведения выработок в пологих пластах мощностью от 0,75 до 1,3 м (КН-2У) и 1,1 до 1,8 м (КН-2Б).
Эти комбайны выполнены в П-образной схеме. Для привода и подачи в них использованы электродвигатель и подающая часть от комбайна «Донбасс». Максимальное сменное прохождение, достигнутое на этом комбайне, составило 16 пог. м. Среднее - 10-12 пог. м. Производительность труда проходчика достигает трех пог. м на выход, что в три раза превышает производительность при буровзрывном способе проходки.
В настоящее время эти комбайны серийно изготавливаются Горловским заводом им. С. М. Кирова.
В 1963 г. на шахте «Новобутовка» треста «Красногвардейскуголь» проходил испытания созданный Гипроуглемашем нарезной комбайн КН-3. Он предназначен для выемки угля в камерах и нарезных работав пологих пластах мощностью 1 -1,5 м. Комбайн выполнен на гусеничном ходу. Исполнительный орган КН-3 состоит из двух кольцевых баров, имеющих в передней части коронки с резцами. Работает этот комбайн аналогично КН-1, разрушая уголь сведением баров. В 1965 г. Горловский машзавод им. С. М. Кирова выпустил опытную партию таких комбайнов.



Теги: комбайн, выработка, забой. Просмотров: 4646
Другие новости по теме:

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.