- - - Совершенствование конструкций угледобывающих комбайнов для пологих пластов

В годы пятой пятилетки советские комбайностроители совершенствовали уже созданные угледобывающие комбайны и создавали новые конструкции для различных горно-геологических условий.
Развитие конструктивных идей комбайна «Донбасс». В результате модернизации основных узлов комбайна «Донбасс-1» был создан надежный и эффективный угледобывающий комбайн «Донбасс-1К». Модернизируя комбайн, конструкторы и машиностроители стремились повысить прочность узлов машины, улучшить конструкцию исполнительного и погрузочного органов, чтобы повысить эффективность разрушения угля и погрузку его на забойный конвейер.
Постепенно совершенствовалось мастерство машинистов комбайнов и квалификация персонала надзора участков и шахт. Успешно осваивались новые машины, передовые приемы и методы работы с комбайнами, совершенствовалась организация труда в лаве, неуклонно возрастала и производительность комбайнов, которая по шахтам Донецкого бассейна достигла в первом квартале 1964 г. в среднем 7590 т в месяц.
Характерным было то, что этих высоких показателей достигли не отдельные механизаторы, а десятки и сотни шахтеров. Опыт эксплуатации комбайнов «Донбасс» показал, что правильное их использование позволило повысить производительность труда рабочих по лаве на 40- 45%, что способствовало росту угледобычи в среднем на 25%. Количество комбайнов «Донбасс» постоянно росло, однако темпы роста объема механизированной навалки на пологих пластах в 1952-1953 гг. начали несколько снижаться.
Чтобы увеличить объем механизированной навалки на пологих пластах, необходимо было в первую очередь создать специализированные комбайны для условий, где комбайны «Донбасс» не нашли применения.
Попытки внедрения комбайна «Донбасс» на пластах крепкого и вязкого угля (на шахтах им. Л. И. Лутугина, им. Е. Т. Абакумова, «Западная Капитальная» и др.) показали, что производительность комбайна снижается до такой степени, что применение его становится нецелесообразным.
Донецкий филиал Гипроуглемаша в содружестве с научными работниками и машиностроителями создал для вязких и крепких углей комбайн «Донбасс-2». Испытания новой машины, проведенные с октября 1954 по январь 1955 г. на шахте № 28 треста «Гуковуголь» комбината «Ростовуголь», дали положительные результаты. «Донбасс-2» устойчиво работал даже при скорости подачи 1,1 м/мин, обеспечивал выполнение в 120-150-метровой лаве одного цикла в смену. В 1956 г. Горловский машиностроительный завод им. С. М. Кирова изготовил первую промышленную партию комбайнов «Донбасс-2». Опытная эксплуатация их в различных угольных бассейнах нашей страны выявила ряд конструктивных и эксплуатационных недостатков машин. Основные из них: ненадежная работа электрооборудования, недостаточная прочность отдельных деталей редуктора режущей части, несоответствие параметров шарнирно-складывающихся баров требованиям эксплуатации и недостаточно эффективная расштыбовка режущей цепи, особенно в условиях пластов мощностью 1,2 м и выше, при наличии между комбайном и конвейером стоек большого диаметра.
В 1956-1957 гг. Донгипроуглемашем, Горловским машиностроительным заводом им. С. М. Кирова, а также заводами, изготавливающими электрооборудование комбайна, проведены работы по доводке и совершенствованию конструкции всех узлов комбайна. После пробных испытаний и внесения изменений в конструкцию комбайн получил наименование «Донбасс-2К».
Несмотря на внешнее сходство с комбайном «Донбасс-1», конструкция основных узлов «Донбасс-2К» имеет ряд принципиальных отличий: большая мощность главного электродвигателя (длительная мощность - 50 кет), обеспечивающая высокую производительность комбайна; отсутствие расштыбовщика - зарубной штыб на забойный конвейер грузится непосредственно режущей цепью, для чего ведущая звезда установлена на значительной высоте от почвы пласта у боковой поверхности комбайна, обращенной к забойному конвейеру; наличие двух скоростей движения режущей цепи, что позволяет работать на более выгодном режиме; высокая тяговая характеристика подающей части, обеспечивающая надежную работу комбайна при натяжении каната на рабочем ходу до 15 000 кг; наличие фрикционно-пульсирующей подачи, обеспечивающей более плавную, чем при храповичном устройстве, работу редуктора и позволяющей плавно регулировать среднюю рабочую скорость подачи комбайна в широких пределах.
Применение комбайнов «Донбасс-2К» позволило механизировать выемку на ряде пластов с крепкими и вязкими углями, что повысило общий уровень механизации в очистных забоях пологих пластов, позволило значительно повысить производительность очистного забоя и резко увеличить межремонтный срок службы машин. Комбайны нашли применение не только на шахтах Донбасса, но и в других угольных бассейнах нашей страны. На шахтах Донбасса во многих очистных забоях комбайны «Донбасс-1» были заменены комбайнами «Донбасс-2К», что значительно улучшило технико-экономические показатели работы.
Дальнейшая модернизация комбайна «Донбасс-1» привела к созданию комбайна ЛГД, разработанного Гипроуглемашем совместно с работниками бывшего Луганского совнархоза. Модернизация произведена, в основном, за счет оснащения машины новой гидравлической подающей частью ГПЧ-2 и мощным электродвигателем с поверхностным обдувом. Комбайн ЛГД-2 имеет ту же область применения, что и «Донбасс».
Более высокая эффективность работы ЛГД-2 (по сравнению с комбайнами «Донбасс-1») явилась причиной того, что в 1962 г. этими комбайнами была заменена почти четвертая часть всех широкозахватных комбайнов. В 1960 г. количество комбайнов ЛГД составляло 145, в 1961 - 152, в 1962 - 213, в 1963 - 246 и на 1 августа 1964 г. - 275 штук.
Внедрение комбайнов ЛГД уже в 1962 г. позволило увеличить среднемесячную добычу угля (по комбайновой выемке) в среднем до 6136 т против 5869 т в 1961 г. Установлено, что их применение по сравнению с комбайнами «Донбасс-1» увеличивало суточную добычу в среднем на 16%, производительность труда - на 11% и снизило себестоимость угля на 5%.
Создание комбайнов для тонких пологих пластов. Конструирование комбайнов для условий тонких пологих пластов Донбасса шло двумя путями:
- искали оригинальную конструкцию машины специализированного назначения;
- на основе накопленного опыта конструирования комбайнов создавали машину принципиально не отличавшуюся от ранее известных, но приспособленную для специфических условий тонких пластов.
Одним из первых советских комбайнов для разработки пластов мощностью 0,5-0,75 м был созданный в 1949-1951 гг. инженерами Гипроуглемаша в творческом содружестве с механизаторами шахт комбайн УКТ-1. В 1949 г. его изготовили на Малаховском экспериментальном заводе. УКТ-1 предназначался для механизации основных процессов выемки угля - зарубки, отбойки и навалки на забойный конвейер в лавах на тонких пологих пластах мощностью 0,45-0,75 м с углями различной крепости, углом падения от 0 до 25°, со средней по устойчивости кровлей, допускающей наличие незакрепленного пространства 8-10 м2. Рекомендованная длина лавы- 100-160 м. Комбайн рассчитан был на работу в комплексе с конвейером СКТ-2 - 6 м.
УКТ-1 - машина с канатной подачей, работающая в лоб заходки. Это позволяло расположить конвейер непосредственно у груди забоя и осуществить полную навалку угля машинным способом. Для устранения весьма трудоемкого холостого спуска машины комбайн работал по челноковой схеме с разворотом на 180° в начале и конце лавы после завершения каждого цикла по выемке угля.
В комбайне использованы с небольшими изменениями подающая часть и электродвигатель врубовой машины КМП-2. Устойчивость комбайна в плоскости пласта обеспечивала массивная лыжа, которая опиралась на забой и конвейер. Направление в вертикальной плоскости регулировалось положением исполнительного органа машины и ее опорными лыжами.
Исполнительный орган комбайна состоял из четырех буровых коронок с резцами, забурниками и отбойно-погрузочной цепи. Расположенная позади коронок отбойно-погрузочная цепь, снабженная зубками и лопатками, двигалась в направляющих кольцевого бара, подрезала уголь у почвы и кровли пласта, захватывала его при своем движении и грузила на забойный конвейер. Движение коронок было направлено в ту же сторону, что и движение нижней ветви отбойно-погрузочной цепи, то есть погрузка угля частично производилась буровыми коронками.
Комбайн УКТ-1 с декабря 1949 г. по январь 1950 г. испытывался на шахте № 19 треста «Рутченковуголь» комбината «Донецкуголь». Затем в течение полутора месяцев были проведены промышленные испытания.
За создание и внедрение комбайна УКТ-1 в 1951 г. Государственной премией 1-й степени были отмечены: А. Д. Гридин - руководитель работы и главный конструктор проекта, Е. И. Кудряшов - главный конструктор проекта, А. А. Пичугин - начальник отдела Гипроуглемаша, И. Я. Бурцев - главный инженер шахты № 19 комбината «Донецкуголь».
На основании опыта эксплуатации комбайнов УКТ-1 в различных горно-геологических условиях Гипроуглемашем в 1954 г. был разработан проект модернизированного комбайна УКТ-2 и УКТ-2М.
Они явились базой для разработки комбайна КЦТ, предназначенного для использования в тех же условиях.
Первая промышленная партия комбайнов КЦТ, изготовленная Горловским машиностроительным заводом им. С. М. Кирова, в начале 1960 г. поступила в основном на шахты комбината «Ростовуголь». Наряду с комплексами КМ-9 комбайн КЦТ внедрялся здесь также в лавах с индивидуальным оборудованием. За сравнительно короткий срок на шахтах комбината «Ростовуголь» достигнуты высокие технико-экономические показатели работы ряда лав, оборудованных комбайнами КЦТ.
В 1962 г. институт ШахтНИУИ разработал техническую документацию на применение комбайна КЦТ с гидравлической подающей частью от врубовой машины «Урал-33». Комбайн КЦТГ был усовершенствованной моделью КЦТ и предназначен для выемки и навалки угля различной крепости и вязкости при разработке пологих пластов мощностью 0,55-0,75 м со спокойным залеганием, с кровлей устойчивой и средней устойчивости, допускающей незакрепленное пространство в зоне работы комбайна не менее 10 м2.
Для разработки тонких угольных пластов мощностью 0,4-0,6 м Горловский машиностроительный завод им. С. М. Кирова при творческом участии ДонУГИ в 1950 г. создал и внедрил новый угольный комбайн УКМГ. В 1952 г. была изготовлена первая опытная партия комбайнов УКМГ-1. В 1953 г. завод изготовил вторую партию более усовершенствован¬ных комбайнов УКМГ-2. В 1953 г. выпущена серия комбайнов УКМГ-2М.
Малое обнаженное пространство, простота конструкции и надежность в работе обеспечили достаточно эффективную работу комбайнов даже в тяжелых горно-геологических условиях на тонких пологих пластах.
К 1955 г. на шахтах Донбасса комбайны УКМГ работали в 200 лавах. Ими было добыто: в 1952 г. - 0,14 млн. т, в 1953 г.- 0,56 млн. т, в 1954 г. - 1,01 млн. т, в 1955 г.- около 1,3 млн. т угля.
Производственный опыт показал, что использованная в комбайне подающая часть врубмашины ГТК-35М ненадежна в работе из-за частой разрегулировки угла управления рабочими скоростями, малой прочности храпового механизма и т. п.
Поэтому на Горловском машиностроительном заводе была сконструирована подающая часть ПМГ-1, а в 1956 г. изготовлена партия комбайнов УКМГ-3 с подающей частью типа ПМГ-2, представляющей собой редуктор с бесступенчатым регулированием скорости подачи. Для увеличения мощности комбайна в 1954 г. завод выпустил партию комбайнов типа УКМГ-47, сконструированных на базе врубовых машин КМП-2. На шахте № 1-2 треста «Макеевуголь» в результате применения комбайна УКМГ-47 в лаве длиной 136 м, при мощности пласта 0,55-0,6 м достигнута месячная производительность 5912 т, при этом подрублено 7095 м2 забоя, выполнено 32 цикла, подвигание лавы составило 52 м, производительность труда рабочего по лаве 2,6 т угля на выход. Рабочие комбайновых бригад довели свою среднемесячную производительность до 8,0, а в отдельные смены - до 12 т угля на выход.
Для пластов мощностью 0,6-0,85 м в Донгипроуглемаше был сконструирован в 1949 г. угольный комбайн «Горняк», опытный образец которого изготовлен Горловским машиностроительным заводом им. С. М. Кирова в марте 1951 г. В 1952 г. прошла широкую промышленную проверку опытная партия комбайнов данного типа. Начиная с 1953 г. «Горняк» пущен в серийное производство на Горловском машиностроительном заводе.
В качестве подающей части в комбайне «Горняк-1» применена без каких-либо существенных изменений подающая часть угольного комбайна «Донбасс-1».
Исполнительный орган комбайна имеет ступенчатую регулировку по высоте за счет смены дуг бара, утюгов и вставок различных размеров, устанавливаемых на корпусе поворотной головки.
Высота и глубина захвата исполнительного органа выбирались в зависимости от свойств кровли, крепости угля и других горно-геологических условий залегания пласта.
Скребково-погрузочная цепь грузчика комбайна «Горняк-1» и оросительное устройство принципиально не отличаются от цепи грузчика и оросительного устройства комбайна «Донбасс-1».
Комбайн «Горняк-1» нашел широкое применение на шахтах Донецкого бассейна. В 1955 г. только на шахтах Украинской части Донбасса работало 215 комбайнов этого типа. В 1960 г. их было 265, в 1961 г.- 271.
Для механизации выемки невязких углей средней крепости на пологих пластах мощностью 0,5-0,8 м и боковых породах средней устойчивости по предложению инженера Б. И. Ковалева был создан угледобывающий комбайн «Шахтер». Он изготовлен в 1950 г. Рутченковским машиностроительным заводом и прошел приемные и доводочные испытания на шахте № 19 треста «Сталинуголь».
Базой для комбайна «Шахтер» явилась врубовая машина КМП-2.
Исполнительный орган комбайна выполнен в виде двух ручьевого кольцевого бара с режущей и скребково-погрузочной цепями. Таким образом, исполнительный и погрузочный органы конструктивно объединены в одном узле. Режущая цепь движется в переднем ручье бара, а скребково-погрузочная - заднем. Направления движения и скорость цепей одинаковы.
Режущая и скребково-погрузочная цепи комбайна набираются с использованием деталей режущей и погрузочной цепей комбайна «Донбасс-1», а для лучшего разрыхления пачки угля в скребково-погрузочную цепь добавляются четыре или шесть скребков с установленными на них зубками КМЗ или специальными клеваками (усиленные зубки от комбайна УКТ-2М).
Специальное конструкторское бюро Горловского машиностроительного завода им С. М. Кирова на базе конструкций комбайнов «Горняк» и «Шахтер» спроектировало комбайн «Кировец», в котором максимально унифицированы узлы и детали. Опытная партия комбайнов «Кировец», выпущенная в ноябре 1956 г., испытывалась в различных горно-геологических условиях на шахтах Донецкого и Львовско-Волынского угольных бассейнов.
В 1960 г. на шахтах украинской части Донбасса работало 144 «Киропца», в 1961 г.- 230, в 1962 - 320 и 1963 - 423, на 1 июля 1964 г.- 514.
Суточная комплексная бригада рабочих очистного забоя шахты № 6 треста «Кпровуголь», руководимая А. Ф. Цапаном, в лаве длиной 110 м по пласту мощностью 0,66 м в течение 1962 г. добилась устойчивых высоких темпов подвигания очистного забоя. Месячное подвигание лавы было доведено до 68 м, производительность рабочего очистного забоя на выход составила при этом 5,1 т.
Бригада Б. К. Карклина на шахте «Черноморка» довела месячную производительность комбайна до 12 322 т, а бригада Иваненко на шахте № 2 «Золотое» - до 13 440 т.
Созданием угольных комбайнов типа «Донбасс», «Горняк», «Шахтер», «Кировец», КЦТ, УКМГ и их широким промышленным применением была разрешена проблема механизации основных процессов выемки угля в очистных забоях пологих пластов Донбасса мощностью от 0,4 до 1,5 м. Диаграмма роста по годам количества работающих комбайнов, а также добычи угля этими комбайнами, отнесенной к процентам механизации навалки, приведена на схеме. Внедрение комбайнов позволило значительно повысить уровень механизации и культуры производства. Однако решение задачи комплексной механизации угледобычи требовало принципиально новых средств механизации выемки угля.
Основные недостатки всех созданных к середине 50-х годов горных комбайнов можно разделить на три группы:
высокая удельная энергоемкость разрушения угля, достигавшая у отдельных комбайнов 3 квт/т. С этим связана и низкая сортность добываемого комбайнами угля;
полное отсутствие регулировки или наличие ступенчатой регулировки (связанной с перемонтажем) исполнительного органа в зависимости от изменяющейся мощности пласта;
недостаточная увязка конструктивных принципов угледобывающих комбайнов с технологической схемой выемки угля, обеспечивающей комплексную механизацию очистных работ.
На устранение этих существенных недостатков и были направлены творческие поиски конструкторов и ученых. Это привело к созданию «узкозахватных» комбайнов.
Следует сказать, что еще первые отечественные комбайны А. Бахмутского - ЯР (1932 г.) имели в свое время захват около 1 м. Такой захват имели и некоторые исполнительные органы других довоенных типов комбайнов.
Уменьшение величины захвата диктовалось в подобных случаях или недостаточной эффективностью разрушения угля исполнительными органами или специфическими горно-геологическими условиями, когда слабая устойчивость кровли не позволяла иметь сколько-нибудь значительную площадь обнаженного пространства.
Во всех остальных случаях считалась прогрессивной тенденция к удлинению исполнительного органа комбайна.
Принципиально отличный подход и совершенно иные мотивы стимулировали в послевоенный период работы конструкторов, развивавших направление узкозахватной выемки.
Здесь требование уменьшения величины захвата объясняется возможностью в большей степени приблизить схему выемки угля в лаве к поточной, т. е. к одновременной подрубке, отбойке и погрузке угля присовокупить механизацию работ по поддержанию кровли и передвижению конвейера. Следовательно, в этот период узкий захват рассматривается как путь к решению вопроса о более полной комплексности механизации и автоматизации производственных процессов в лаве.
При этом уменьшение величины захвата до 1 м и менее делало бесперспективным применение цепных исполнительных органов, так как при узком захвате и незначительной мощности пластов увеличивалась удельная площадь зарубных щелей и ухудшалась сортность добываемого угля. Конструкторская мысль стала более активно искать принципиально новые технические решения узкозахватных исполнительных органов.
Был предложен и испытан целый ряд оригинальных исполнительных органов (шнековые, дисковые, буровые, барабанные и т. д.), среди которых наиболее удачные использованы в конструкциях работающих ныне комбайнов: МК, К-52М, БК-2, БК-52 и др.
По-новому, актуально в этих условиях стояла задача комплексной увязки технических решений выемочных машин с конструкцией крепи, транспортера и другого лавного оборудования.



Теги: Донбасс, комбайн, конвейер, шахта. Просмотров: 5592
Другие новости по теме:

Информация

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