Конструкция струга установок С075 и СН 75 принципиальная схема основные конструктивные элементы, основные различия

Конструкция струга установок С075 и СН 75 принципиальная схема основные конструктивные элементы, основные различия.

СТРУГОВАЯ УСТАНОВКА— комбинированная горная машина длинных очистных забоев, предназначенная для механизированного скола (срезания) и погрузки полезных ископаемых с помощью струга, а также доставки его конвейером (или без него).

Струговые установки для  выемки угля пологих пластов (до 35°) включают следующие основные узлы: 2 привода (верхний и нижний), тяговый орган (цепь), исполнительный орган (струг), скребковый конвейер, систему гидродомкратов передвижного конвейера, опорные балки для направленной передвижки приводных станций и регулирования положения установки в очистном забое, электрооборудование, средства связи, сигнализации и пылеподавления. У струговой установки для выемки угля крутых пластов, в отличие от струговой установки для очистных забоев пологих пластов, отсутствует доставочный конвейер. В зависимости от условий применения и характера работы струговые установки подразделяются: по углу падения — на установки для пологих (до 35°), крутых пластов (свыше 35°) и универсальные установки для пластов с углом падения от 0 до 90°; по принципу разрушения полезных ископаемых — на статические и динамические или активные установки; по скорости движения исполнительного органа — на тихоходные (до 15 м/мин), быстроходные (15-60 м/мин) и скоростные (более 60 м/мин) установки; по конструкции исполнительного органа — на простые и комбинированные, с подконвейерной плитой и без подконвейерной плиты, со свободным и принудительным поворотом резцовой головки, с опорами скольжения и опорами качения.

Конструктивные схемы  струговой установки имеют принципиальные различия по месту размещения тягового органа по отношению к конвейеру  и по типу опор исполнительного органа. По этим принципам струговые установки  можно разделить на 4 группы.

Первая группа струговых  установок включает машины, тяговый  орган которых в виде бесконечной  тяговой цепи расположен с забойной стороны конвейера, а исполнительный орган снабжён подконвейерной плитой, опирающейся на почву. Во время работы конвейерный став отжимается стругом от забоя и после его прохода гидродомкратами вновь прижимается к забою. Такая схема работы струговой установки связана с высокими потерями мощности на преодоление сил трения (более 60%), с повышенным износом элементов струговой установки, с большой величиной бесстоечного призабойного пространства, с нестабильной толщиной снимаемой стружки. Струговые установки этой группы — типа УСБ (CCCP), "Анбаухобель" (ФРГ), CBC-3 (ПНР), ПЛ-2 (ЧСФР) — относятся к машинам низкого технического уровня и практически во всех странах сняты с производства.  
Вторая группа включает струговые установки, тяговый орган которых располагается со стороны выработанного пространства, исполнительный орган снабжён подконвейерной плитой, опирающейся на почву (рис. 1).

Лист

Изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Особенности этой группы струговых  установок: удобство замены и ремонта  тягового органа, особенно в условиях работы при выемке угля тонких пластов; повышенная безопасность работы (поскольку  тяговые цепи располагаются в  закрытых кожухах со стороны выработанного  пространства). Струговые установки  этой группы — типа УСТ-2М, CO-75, УСВ (CCCP), "Райсхакенхобель" (ФРГ), CBC (ПНР) — наиболее распространены во всех угледобывающих странах, применяющих струговую технологию выемки.

Третья группа включает струговые  установки, тяговый орган которых  в виде бесконечной цепи располагается  с забойной стороны конвейера, а  исполнительный орган не имеет подконвейерной плиты и перемещается по специальной наклонной направляющей. К таким струговым установкам относятся отечественные установки типа CH^-75 (рис. 2), а также "Глайтхобель" (ФРГ), CBC-5 (ПНР), ПЛ-9 (ЧСФР).

Отличительные особенности  таких струговых установок (т.н. скользящего  типа): практическое отсутствие отжима ("дыхания") конвейера во время  движения струга, сравнительно меньшие  затраты мощности на преодоление  сил трения в опорах струга, хорошие  условия погрузки и зачистки почвы  забоя. Вместе с тем струговые  установки третьей группы имеют  большую металлоёмкость, сложнее, чем  у струговой установки второй группы, управление установкой во время  работы. В 80-е гг. эти струговые  установки получают большее распространение, особенно на пластах угля повышенной сопротивляемости разрушению (более 200 кН/см). В современной струговой  установке ФРГ для лучшей управляемости  исполнительный орган снабжают подконвейерной плитой. Четвёртая группа включает струговые установки, тяговый орган которых в виде бесконечной замкнутой цепи располагается с забойной стороны конвейера у почвы и кровли пласта, а исполнительный орган состоит из нескольких стругов (рассредоточенных резцовых инструментов), перемещающихся по направляющим, закреплённым на конвейере и элементах механизированной крепи. К таким струговым установкам относятся установки типа AK-3 (CCCP), получившие промышленное применение, а также "Аббауавтомат" (ФРГ). Схема работы установок обеспечивает их высокую производительность, выемку пласта на полную мощность, возможность автоматического контроля и управления выемкой.

Пневматическая  закладка

Закладка выработанного  пространства применяется для управления горным давлением, снижения потерь полезных ископаемых в недрах, выемки законсервированных охранных целиков, предотвращения подземных пожаров и внезапных выбросов угля и газа, уменьшения деформаций поверхности земли и охраны от разрушения объектов на подрабатываемых территориях, оставления в

шахте породы от проходческих работ, повышения безопасности горных работ. В зависимости от полноты  заполнения выработанного пространства закладка выработанного пространства может быть полной или частичной (в виде охранных полос при поддержании выработок). По способу транспортирования закладочного материала и формирования из него массива закладка разделяется на

Лист

Изм

Лист

№ докум

подпись

дата

гидравлическую, пневматическую, твердеющую, самотёчную, механическую.

Пневматическая закладка основана на использовании энергии сжатого  воздуха для перемещения по трубопроводу закладочного материала и заполнения им выработанного пространства. Область применения та же, что и у гидравлической закладки. Различают основные технологические схемы транспорта при пневматической закладке: с доставкой породы с поверхности и с полным или частичным оставлением породы в шахте.

Первая схема применяется при  развитом закладочном хозяйстве  с организацией добычи и подготовки закладочного материала на поверхности. Реализуется она в двух вариантах: с доставкой породы пневматическим транспортом и комбинированно. В первом варианте бесперегрузочный пневмотранспорт закладочных материалов до забоя на расстояние до 1500 м осуществляется с помощью стационарной пневмозакладочной машины камерного типа (ДЗМ-2, КЗМ-1М, "Торкрет Автомат-GA").

Во втором варианте, применяемом  во Франции, ЧССР и запроектированном  для шахт "Тайбинская" в Кузбассе и "Белореченская" в Донбассе, закладочный материал спускают с поверхности на закладочный горизонт по ребристому трубопроводу и далее его транспортируют в вагонетках или конвейерами до участковых закладочных установок с полустационарными пневмозакладочными машинами барабанного типа (ПЗБ-2, ZP-200, KZS-150), обслуживающих несколько забоев в пределах 500 м. Вторая технологическая схема характерна для глубоких шахт центрального района Донбасса, отрабатывающих тонкие угольные пласты, и основана на использовании подземных централизованных или участковых дробильно-сортировочных установок с применением стационарных пневмозакладочных машин камерного типа (ДЗМ-2) или полустационарных барабанного типа (ПЗБ-2).

По третьей схеме передвижная  дробильно- закладочная установка типа "Титан" располагается вблизи участка производства закладочных работ (в пределах 60-80 м) и используется для возведения бутовых полос из породы, получаемой при проходке подготовительных выработок с подрывкой. Основное достоинство пневматической закладки — простота возведения массива с относительно высокой плотностью и полнотой заполнения выработанного пространства (усадка 20-30%). Недостатки — высокий расход энергии (10-15 кВт•ч на 1 м³ закладочного материала), большой износ оборудования и трубопроводов, значительное пылеобразование. Трудоёмкость работ при пневматической закладке выработанного пространства (в угольной промышленности в среднем, человеко-смены на 1000 т угля): в CCCP 110, в ФРГ 80-90, в ПНР 62. Производительность при закладке породы с крупностью до 80 мм при транспортировании по трубопроводам диаметром 150-250 мм составляет от 20 до 250 м³/ч при давлении сжатого воздуха 0,25-0,8 МПа и его удельном расходе от 50 до 140 м³ на 1 м³ породы.  
 

Лист

Изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Твердеющая закладка основана на использовании  трубопроводного гидравлического  и пневматического транспорта твердеющих закладочных смесей и заполнении ими выработанного пространства. Применяется преимущественно в  горнорудной, а также в угольной промышленности для создания искусственных  целиков при камерностолбовых системах и при отработке угольных пластов длинными столбами по простиранию, для создания искусственной кровли или почвы при слоевых системах, а также для возведения ограждающих и поддерживающих полос и перемычек. Литые твердеющие смеси используют при разработке пологих залежей, камерных системах и слоевой выемке с большим объёмом закладочных работ и при наличии дешёвых местных вяжущих. Приготовление литых твердеющих закладочных смесей ввиду сложности технологического процесса и большого количества применяемого оборудования производится чаще всего в стационарных условиях на поверхности. Эти смеси подают с поверхности самотёком либо насосами по главному и участковым трубопроводам с последующим пневмоподдувом для увеличения расстояния транспортирования, а при неглубоком залегании — через специальные закладочные скважины.

При небольших объёмах  закладочных работ, связанных с  отработкой горизонтальных или пологих  месторождений средней мощности, при выемке полезных ископаемых заходками практикуют приготовление жёстких твердеющих смесей в процессе пневмотранспортирования сухого заполнителя и вяжущего смешиванием их с водой, подаваемой на конечном участке в закладочный трубопровод. Готовые жёсткие твердеющие смеси доставляют в выработанное пространство также механическим транспортом. Основные достоинства твердеющей закладки – незначительная усадка (не свыше 3-5%), обеспечивающая сохранность земной поверхности в любых горнотехнических условиях, возможность отработки законсервированных целиков, обеспечение безопасности работ и полноты извлечения полезных ископаемых. Основные недостатки — высокая стоимость и технологическая сложность приготовления многокомпонентных твердеющих смесей. Производительность труда при твердеющей закладке в среднем 30-40 м³ в человеко-смену.  
 
Самотёчная закладка применяется при отработке крутых и наклонных пластов и залежей по простиранию наклонными слоями, сплошной и камерной системами, а также при щитовой выемке. При самотёчной закладке материал подаётся в выработанное пространство и распределяется в нём под действием гравитационных сил. Уплотнение закладочного массива вначале происходит за счёт кинетической энергии падающих кусков, а в дальнейшем — под действием веса вышележащих слоёв массива и горного давления. Подачу закладочных материалов с поверхности осуществляют в клетях или по скважинам и породоспускам; по главным выработкам транспортируют в вагонетках с применением передвижных боковых опрокидывателей для последующей разгрузки или перегрузки материала на участковые ленточные (скребковые) конвейеры. Находят применение специальные

Лист

Изм

Лист

№ докум

подпись

дата

бункер-поезда с вагонетками-питателями, разгружающимися последовательно без расцепки. На зарубежных шахтах получили распространение специальные вагонетки с боковой разгрузкой. Самотёчное заполнение выработанного пространства осуществляют по желобам (решёткам) или трубам, а при необходимости подбутовки потолочин применяют метательные машины. Самотёчная закладка — наиболее дешёвый способ закладки выработанного пространства, однако вследствие своих недостатков (невысокая плотность и значительная усадка закладочного массива, достигающая 20-25% при мелкозернистых материалах и 40-50% при крупнокусковых материалах; необходимость подбучивания потолочин в закладываемых лавах и камерах механическими или пневматическими способами) широкого распространения не получила. Трудоёмкость работ не свыше 50 человеко-смен на 1000 т добычи.

При механической закладке закладочный  материал подаётся в выработанное пространство или размещается в нём с  помощью метательной машины (ленточно-барабанной или дисковой) или скрепера. Этот вид закладки выработанного пространства применяют при разработке угольных и рудных месторождений в основном при забутовке погашаемых горизонтальных выработок и возведении бутовых полос, а также в сочетании с самотёчной закладкой для подбутовки бортов и потолочин. Механическую закладку отличают сложность транспортирования закладочного материала в призабойном пространстве и организации ведения работ, громоздкость применяемого оборудования, небольшая дальность метания (6-10 м), сравнительно небольшая и неравномерная плотность закладочного массива (усадка колеблется от 15 до 30%), значительное пылеобразование. Несмотря на небольшую энергоёмкость (0,4-0,5 кВт•ч/м³), возможность подбучивания кровли закладываемого пространства и использования крупнокусковых материалов, механическая закладка как самостоятельный способ закладки выработанного пространства широкого применения в угольной и горнорудной отраслях промышленности не находит.

Комбайн очистной 1ТШ 68. Назначение область применения, устройство, краткая техническая  характеристика.

Предназначен для выемки угля в очистных забоях подвигающихся по простиранию пластов мощностью 1,25-2,5 м с углом падения до 35°, а также по восстанию и падению с углом до 10° при сопротивляемости угля резанию до 360 кН/м.

Комбайн работает по челноковой или односторонней схеме с самозарубкой без ниш или с минимальными их размерами для размещения приводов конвейера в правом и левом забоях.Комбайн оснащен двухдвигательным приводом исполнительных органов, размещенным параллельно продольной оси машины, и одним бесцепным механизмом подачи с гидравлическим приводом. Для разгрузки стыков корпусов предусмотрены винтовые стяжки.

Лист

Изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Управление комбайном, конвейером и предохранительной лебедкой осуществляется с выносного пульта управления.

При углах падения пласта 9° и выше комбайн работает с  предохранительной лебедкой.

Технические характеристики комбайна очистного 1 ГШ68

Гидростойки механизированной крепи.

 
Комплексы, оборудованные  механизированными крепями, являются наиболее производительным и эффективным  средством подземной добычи угля. Одной из основных частей механизированных крепей являются гидростойки, предназначенные создавать сопротивление сближению боковых пород, и наряду с другими элементами секций  предотвращать   обрушение пород в подкрепное пространство .

Лист

Изм

Лист

№ докум

подпись

дата

Поскольку гидростойки механизированных крепей являются ответственными несущими конструкциями они обладают большим коэффициентом запаса прочности. Проведенные исследования напряженно-деформированного состояния гидростоек механизированных крепей позволили доказать, что коэффициент запаса прочности завышен и существует возможность сокращения металлоемкости их конструкций.

Для этого осуществлялось математическое моделирование с использованием ANSYS Workbench, что позволило получить наглядную картину напряженно-деформированного состояния гидростойки механизированной крепи 2ОКП70К механизированной крепи.

В качестве нагрузки, прикладываемой к гидростойке, были принята ее максимальная величина на секцию №54 крепи 2ОКП70К в период наблюдения равным 10 суток.

После приложения максимальной среднедействующей нагрузки (3,3 МН) были получены результаты распределения  напряжений и деформаций в гидростойку с одинарной раздвижностью механизированной крепи 2ОКП70К

Подобное распределение  напряжений связано с особенностями  конструкции (перекосами в ступенях) и характером работы гидростойки. Нагружение гидростойки сверху при выталкивании поршня под давлением определяет бочкобразное поведение стенок цилиндра, а также трение поверхностей в паре «поршень-цилиндр» объясняют наличие растягивающих напряжений по всей длине цилиндра гидростойки. Критерием прочности при расчете гидростоек является коэффициент запаса прочности, определяющийся как отношение предела текучести материала к эквивалентным напряжениям [2]. В данном случае при моделировании закладывались свойства стали 35 для цилиндров гидростоек и стали 40Х -  для штоков. Определив коэффициенты запаса прочности, можно отметить не обеспечивается при толщине стенки цилиндра равной 7 мм. Таким образом, не принимая предельное состояние гидростойки при толщине 7 мм, можно сократить толщину цилиндра до 10 мм, обеспечивая при этом необходимый запас прочности n ≥ 1,1.

Лист

Изм

Лист

№ докум

подпись

дата