- - - Проектно-конструкторские работы и промышленные испытания угольных стругов в Донбассе

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 1948-1949 гг. в Центральном районе Донбасса испытывались струги конструкции Донецкого филиала Гипроуглемаша (УСК-1, БСК-1) и Днепропетровского горного института (струг ДГИ) для выемки крутых пластов.
Важными для дальнейшего совершенствования струговой выемки угля были результаты испытаний различных способов прижатия машины к груди забоя. Применение укрепляющей балки (УСК-1) признали целесообразным лишь при работе струга в комплексе с механизированной передвижной крепью.
Широкий фронт работ в области струговой выемки привел к созданию установок для разнообразных горно-геологических условий. Наибольшие успехи достигнуты при промышленном использовании установки УСБ-2М, разработанной в 1959-1963 гг. Луганским филиалом Донгипроуглемаша совместно с Горловским машиностроительным заводом им. С. М. Кирова и Харьковским заводом «Свет шахтера». УСБ-2М предназначена для комплексной механизации выемки углей мягких и средней крепости на пологих пластах мощностью 0,9-1,7 м с боковыми породами средней устойчивости.
В комплекс УСБ-2 М входят скоростной струг статического действия, двухцепной скребковый конвейер (созданный на базе конвейера СП-63), привод струга, привод конвейера и механизмов передвижки установки.
УСБ-2М работает как в комплексе с индивидуальной металлической крепью (стойки ГС и шарнирные верхняки), так и в комплексе с механизированной гидравлической крепью.
Опыт работы УСБ-2М в антрацитовых районах Донбасса(тресты «Шахтерскантрацит», «Антрацит», «Снежнянантрацит», «Шахтантрацит») показал, что по сравнению с выемочными комбайнами они обеспечивают в аналогичных условиях увеличение добычи угля на 35% , повышение производительности труда на 18%, снижение себестоимости тонны угля на 12%, увеличение выхода крупно-средних сортов антрацита на 15%.
Возможности дальнейшего совершенствования струговой выемки раскрывает опыт передовых бригад. В мае 1965 г. выдающийся успех был достигнут бригадой Героя Социалистического Труда В. И. Щебетовского. За 31 рабочий день бригада добыла рекордное количество угля - 102 360 т. При этом производительность рабочего очистного забоя доставила 17,1 т на выход, себестоимость угля - 0,97 руб. Успех был достигнут благодаря налаженной взаимосвязи всех технологических звеньев, умелому использованию оборудования, увеличению чистого машинного времени работы струга.
Этот рекорд перекрыт бригадой В. И. Щебетовского в канун открытия XXIII съезда КПСС - за месяц было добыто угольным стругом из одной лавы 111 610 т антрацита. Рекордной добычей топлива струговой установкой УСБ-1М ознаменовали открытие XXIII съезда КПСС и горняки шахты «Южная № 1» комбината «Ростовуголь». Бригада делегата съезда И. В. Савченко выдала на-гора за сутки 5507 т.
Ряд струговых установок и вспомогательных средств для струговой выемки, разработанный Луганским филиалом Донгипроуглемаша, к концу 1965 г. успешно прошел промышленные испытания. Среди них струговая установка УСТ, предназначенная для механизации пологих пластов мощностью 0,6-0,9 м; УСБ-2Н для выемки наклонных пластов мощностью 0,9-1,3 м; скрепероструговая установка УС-1 для выемки пологих пластов мощностью от 0,5 до 0,8 м с углом падения до 25 и углем не выше средней крепости; гидропередвижчик для струговых установок; редуктор для привода установки; промежуточная станция для лавы длиной 300 м; струговый орган послойной выемки с опережающим врубом и др.
Стремление создать установки, сочетающие положительные качества стругов статического и динамического действия, привело к разработке установок, где разрушение угля производится и статическим и динамическим путем.
В предложенной Днепропетровским горным институтом струговой установке статическо-динамического действия УССД-1, предназначенной для выемки крепких углей на пластах крутого падения, применена оригинальная конструкция исполнительного органа. Он представляет собой отбойную головку, вращающуюся от обратной ветви тяговой цепи. Двух-сторонние зубки, расположенные по винтовой линии, последовательно внедряются в массив угля с динамическим ударом и статически скалывают серповидную стружку угля. Шахтные испытания показали работоспособность установки и целесообразность изготовления промышленного образца для отработки крутых пластов мощностью 0,25-0,45 м без присутствия людей в очистном забое.
Для выемки весьма тонких пологопадающих пластов, где трудно обеспечить эффективное транспортирование угля с помощью скребковых конвейеров, Днепропетровским горным институтом, ДонУГИ, комбинатом «Луганскуголь» и Луганским филиалом Донгипроуглемаша разработан ряд конструкций скреперо-стругов, успешно прошедших испытания на шахтах Донбасса.
Скреперо-струговая установка состоит из одного или нескольких скреперо-стругов, привода, тяговых цепей или тяговых канатов, угловых или концевых блоков. Устойчивость скреперо-струга и прижатие его к груди забоя обеспечивается за счет составляющих от усилия в тяговых элементах.
С 1958 г. в тресте «Орджоникидзеуголь» проводятся опытные работы по механизации выемки крутых пластов комплексом малогабаритных стругов (KMC), разработанных сотрудниками ДГИ. Использование в качестве основного элемента привода этой установки лебедки со шкивом трения позволяет обеспечить такое статическое натяжение тяговых канатов, когда оба хода струга становятся рабочими. Увеличение количества стругов приводит к уменьшению усилия прижатия каждого струга к забою, что, в свою очередь, приводит к пропорциональному уменьшению глубины стружки и увеличению энергоемкости процесса разрушения угля. Последнее обстоятельство снижает производительность установки. Однако навеска двух стругов приводит к уменьшению выпуклости забоя примерно на 30%. Считают, что многоструговые установки целесообразно применять в комплексе с закладочными сетками. Опытное применение установок УВК конструкции Горловского машиностроительного завода им. С. М. Кирова и пил ДГИ-ВНИМИ показало перспективность применения подобных установок для безлюдной выемки тонких крутых пластов.
Все проектно-конструкторские и экспериментальные работы в области струговой выемки сопровождаются глубокими теоретическими исследованиями. Научно-исследовательские и экспериментальные исследования статических и динамических стругов продолжаются в ИГД им. А. А. Скочинского. Теоретические и экспериментальные исследования скреперо-струговой выемки на пластах пологого падения ведут ДГИ и ДонУГИ.
Широкий круг вопросов в области струговой выемки исследуется специализированным институтом ШахтНИУИ: работа статических и динамических стругов, крепление и управление кровлей при струговой выемке, организация труда и технико-экономический анализ при работе струговых установок и др.
Интенсивные научно-исследовательские и проектно-конструкторские разработки в области струговой выемки в СССР в последний период нашли свое отражение в росте абсолютной численности научно-технических пуб¬ликаций, связанных с добычей угля струговыми установками. Вырос и удельный вес публикаций по стругам в общем числе публикаций, посвященных различным типам угледобывающих машин, при одновременном снижении удельного веса публикаций по врубмашинами отбойным молоткам.
Со второй половины пятидесятых годов наблюдается устойчивый рост абсолютной численности и удельного веса патентных документов отечественного патентного фонда по стругам среди всех патентных источников по комбинированным угледобывающим машинам.
Таким образом, в 1959-1965 гг. в области струговой выемки в Донбассе освоено промышленное использование струговой установки УСБ-2 М, создан и успешно испытан целый ряд струговых установок для выемки угля в условиях пологих, наклонных и крутых пластов с углями различной крепости, получены теоретические обоснования для выбора ряда параметров струговой выемки.
Успешная работа установок быстроходных статических стругов УСБ-2М при креплении очистного забоя обычными металлическими переносными крепями, показала, что перспективы широкого практического применения стругов не ограничиваются лишь ролью выемочных органов вновь создаваемых комплексов и агрегатов.
Этот опыт убедительно доказал, что струговые установки перспективны в комплексной механизации выемки угля в лавах с горно-геологическими и горнотехническими условиями, где обычно угледобывающие комбайны не могут быть с успехом использованы.
Успехи струговой выемки создают предпосылки для дальнейшего развития конструкций и более широкого использования их.
Основными направлениями дальнейшего совершенствования и развития струговой выемки являются:
Расширение области применения струговой выемки за счет создания струговых установок для различных условий залегания пластов, их мощности и крепости углей, в том числе:
создание струговых комплексов для механизации выемки пластов наклонного падения и, в первую очередь, антрацитовых, с получением его крупных сортов;
создание струговых установок для механизации выемки крутопадающих пластов без присутствия людей в забое;
создание струговых и скреперо-струговых установок для механизации выемки тонких пластов мощностью 0,4-0,8 м;
создание стругов статического и динамического действия для выемки углей повышенной крепости.
Совершенствование технологических схем выемки:
разработка технологических схем крепления при выемке быстроходными стругами, обеспечивающих равномерный отжим угля по всей длине очистного забоя;
бразработка технологических схем отработки струговыми установками пластов наклонного и крутого падения для определения направлений механизации и особенно создания механизированных крепей и их технико-экономический анализ;
разработка параметров и технологии отработки тонких крутопадающих пластов в условиях шахт Донбасса без постоянного присутствия людей в забое.
С целью улучшения сортности угля, уменьшения образования пыли и выделения газов, обеспечения постоянной толщины стружки и улучшения технико-экономических показателей работы струговых установок необходимо совершенствовать методы орошения и предварительного ослабления угольного массива за счет нагнетания воды в пласт, учитывать расположение кливажных трещин, использовать механизированные передвижные крепи.
Опыт конструирования и эксплуатации струговых установок позволяет считать, что они могут надежно работать при значительных нагрузках на очистной забой (500 т в сутки и выше), а также при высоком удельном весе угля из струговых лав в обще шахтной добыче.
При работе угольных стругов на пластах с высокой природной газоносностью не наблюдается местных скоплений опасных концентраций метана, что объясняется легкостью проветривания около стругового пространства. Для улучшения газового режима выгоднее уменьшать толщину стружки, одновременно пропорционально увеличивая скорость подачи.
Совершенствование исполнительных органов стругов:
создание оптимальных параметров и геометрии режущего инструмента рабочих органов стругов различного назначения;
разработка эффективных схем разрушения угольного массива стругами статического действия;
создание совершенного исполнительного органа активного струга для выемки крепких и вязких углей с регулировкой по мощности пласта;
создание стругов отрывного действия для механизации выемки угля на тонких пологих пластах.
Снижение количества ножей и введение ножей для предварительной зарубки, установка двух стругов на одной тяговой цепи.
Совершенствование приводов и средств передвижки:
создание автоматически управляемых гидроприводов конвейера и струга с бесступенчатой регулировкой скорости движения и усилия резания в зависимости от крепости угля;
совершенствование существующих и создание более эффективных средств гидропередвижки и гидроподтягивания конвейерного става и приводных головок с применением не воспламеняющейся рабочей жидкости;
снижение потерь мощности приводов статических стругов за счет уменьшения сопротивлений передвижения рабочего органа по направляющим конвейера и по почве.



Теги: Донбасс, забой, шахта. Просмотров: 7862
Другие новости по теме:

Информация

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