Очистные комбайны

Министерство  образования и науки

Московский  государственный горный университет 

Кафедра горных машин и оборудования 
 
 
 
 

Реферат

по теме: "Очистные комбайны" 
 
 
 

                                              Проверил:

                                         

                                                Выполнил: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2011

Содержание

1) Введение

2) Классификация  очистных проходческих комплексов

3) Перспективы совершенствования очистных комбайнов

4) Список используемой  литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

       В последние десятилетия в угольной промышленности ведущих угледобывающих стран мира происходят процессы концентрации горных работ и интенсификации подземного производства на базе современных очистных механизированных комплексов.

       На шахтах Российской Федерации интенсивно отрабатываются пологонаклонные пласты с использованием комплексно-механизированной технологии очистных работ. Удельный вес комплексно-механизированной технологии в РФ на пологонаклонных пластах составляет 99 %. В подавляющем большинстве в очистных комплексах применяется комбайновая выемка. Только в Восточном Донбассе имеются не более десяти лав, оборудованных струговыми установками. Более высоким уровнем совершенствования очистного оборудования станет создание фронтальных очистных агрегатов для добычи угля без постоянного присутствия людей в очистном забое. Отечественные конструктора являются пионерами в создании этого нового вида очистной техники.

       Интенсификация очистных работ требует своевременного воспроизводства очистного фронта, а именно увеличения скорости проведения горных подготовительных выработок. Механизация отдельных операций технологического цикла проведения подготовительных выработок не дает должного эффекта. Только на основе комплексной механизации всех технологических операций проходческого цикла можно существенно увеличить скорость проведения подготовительных выработок и производительность труда проходчиков. 
 
 
 
 
 

Классификация очистных и проходческих комплексов 

       Технологии очистных работ и проведения подготовительных выработок объединяют аналогичные основные рабочие процессы: отделение от массива транспортабельных кусков полезного ископаемого или породы; погрузку и доставку отделенной от массива горной породы; крепление обнаженных поверхностей и, кроме этого, управление кровлей в очистном забое. Разнообразие горно-геологических условий залегания полезных ископаемых, нестабильность физико-механических свойств горных пород, многооперационность технологических процессов очистных и подготовительных работ определяют все разнообразие схем и средств механизации в очистном или подготовительном забоях.

      Системный подход к проектированию комплексов требует объективной классификации и четкой систематизации различных схем и конструктивно разнообразных средств механизации технологических процессов в очистном или подготовительном забоях, что обеспечивает наиболее обобщенный классификационный признак - функциональный. В общем случае в состав любого комплекса может входить три функциональные машины или механизмы:

1. выемочная машина (В), отделяющая от массива транспортабельные куски горной породы. Это может быть очистной или проходческий комбайны, бурильная машина или установка;
2. доставочная машина (Д или П), транспортирующая или производящая погрузку отделенной от массива горной породы на штрековые транспортные средства. Это может быть лавный конвейер или погрузочная машина;
3. крепь (К), обеспечивающая крепление обнаженного пространства и управления кровлей в лаве. Это может быть механизированная крепь или крепеустановщик.

       В общей схеме механизации технологических процессов в очистном забое и при проведении подготовительных выработок эти основные функциональные машины могут быть объединены для совместной работы путем наложения на них технологических, кинематических или конструктивных связей.

       Технологическая связь (-) заключается в согласовании технологических параметров обособленных машин для их рационального использования. Это низший уровень связей, когда функциональные машины выполняют операции последовательно без совмещения их во времени.

       Кинематическая связь (+) подразумевает объединение технологически согласованных функциональных машин с сохранением ими своей самостоятельности и совмещение выполнения основных технологических операций во времени.

       Конструктивная связь (•) осуществляется совмещением технологически согласованных функциональных машин в единую конструкцию так, что они теряют свою индивидуальность и представляют собой единый многофункциональный агрегат.

       Используя приведенные выше символы функциональных машин и знаки связей между ними можно записать базовые структурные формулы комплексов:

В-Д(П)-К; (1)

при наличии  кинематических связей

В+Д (П)+К; (2)

при наличии  конструктивных связей

В •  Д (П) • К. (3)

      Базовой структурной формулой (1) описываются отечественные комплекты оборудования, применявшиеся на первых этапах механизации очистных работ в 50-х годах прошлого века (комплект КМ-9, КМ-9Д, комплект с комбайном 2К-52 и др.). Этой же структурной формулой описывается комплект оборудования, применяемый при классической схеме технологического процесса проведения подготовительных выработок буровзрывным способом (КГ-3 и др.).

       Структурной формулой (2) описываются все современные отечественные и зарубежные очистные механизированные комбайновые комплексы для выемки пологих пластов (КМ 138, КМ 142, КМ 144, КМ 146 и др.). Этой формулой описываются и некоторые проходческие комплексы (Сибирь - 1М и др.).

       Формулой (3) описываются фронтальные агрегаты для выемки угля из пологих пластов (Ф - 1, Ф - 3) и проходческие агрегаты и щиты (Союз - 19У, КЩ - 5,2Б и др.).

       В зависимости от горно-геологических условий ведения горных работ некоторые функциональные машины могут отсутствовать. Так, при выемке угля на крутых пластах и проведении восстающих выработок транспорт отбитой горной породы осуществляется под действием сил гравитации, что и объясняет в схемах механизации технологических процессов в этих условиях отсутствие доставочных или погрузочных машин. Вырождение отдельных функциональных машин (в данном случае доставочных или погрузочных машин) видоизменяет базовые структурные формулы. Очистной механизированный комплекс для выемки крутых пластов КГУ описывается структурной формулой (В - К). Аналогичную структурную формулу имеют комплексы для проходки восстающих выработок КПВ - 1Б, КПН - 1М-+ и др. Структурная формула очистного агрегата для выемки крутых пластов АК - 3 будет иметь вид (В • К).

       Функциональные машины комплексов могут иметь и разнородные связи между собой. Так, проходческий комплекс с комбайном избирательного действия имеет структурную формулу (В+Г1 - К), а комплекс с проходческим комбайном бурового действия и буровой установкой для анкерного крепления выработки, кинематически связанной с комбайном, будет иметь формулу (В • П+К).

       Таким образом, путем наложения связей и вырождения функциональных машин получается ряд структурных формул, производных от базовых формул, которые определяют все возможные схемы механизации очистных и подготовительных работ в различных горно¬геологических условиях. Структурная систематизация возможных схем и средств механизации технологических процессов в очистном забое выполнена проф. Солодом В. И.. Данная систематизация выделяет двадцать одну структурную формулу, которые делятся на шесть групп. Каждая группа структурных формул показывает качественный уровень развития схем и средств механизации очистных работ. Аналогичная классификация схем и средств механизации технологических процессов проведения подготовительных горных выработок разработана проф. Хазановичем Г. Ш. 
 
 

     На  зарубежных калийных рудниках достаточно широкое распространение получили буровые комбайны «Эймко-Мариетта» компании «Тамрок Коул», которые имеют два или четыре трехлучевых ротора, вращающихся встречно по направлению к продольной оси комбайна.

     Проходческо-очистной комбайн «Эймко-Мариетта» 780-AW4 (рис.) состоит из четырех трехлучевых роторов 1 с погрузочными ковшами, верхнего кольцевого бара 2, оформляющего кровлю выработки, переднего 3 и заднего 5 гидродомкратов управления комбайном в вертикальной

 

                                          
 

     плоскости, электроприводов роторов 4, электро- и гидрооборудования 6, переда-точного конвейера 7, нижнего кольцевого бара 8, выравнивающего почву выработки, гидроцилиндра натяжения нижней цепи бара 9, гидроцилиндра подъема и опускания нижнего бара 10 (аналогичные гидроцилиндры имеются и на верхнем баре), гусеничного механизма подачи 11.

     В последние десятилетия в зарубежной практике проходка горизонтальных горных выработок на полное сечение в крепких породах буровыми проходческими комбайнами получает все более широкое распространение. По конструктивному и компоновочному исполнению такие комбайны принципиально мало чем отличаются друг от друга. Все различия сводятся в основном к конструктивному исполнению самих роторов, числу распорных устройств, наличию вспомогательного оборудования и т. д. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Перспективы совершенствования  очистных комбайнов 

          Развитие угледобычи характеризуется все возрастающей интенсификацией нагрузки на очистной забой шахты. Суточная добыча угля из забоя, оснащенного современным механизированным комплексом типа МКД-90, из пласта мощностью 2 м составляет 3000 т/сутки и более. При такой добыче шахта с годовой добычей 4–5 млн тонн угля должна иметь порядка 4–5 очистных забоев, оснащенных современными комплексами. Интенсификация добычи позволяет обеспечивать снижение стоимости добываемого угля за счет повышения производительности труда шахтеров, сокращения затрат на транспортные и капитальные расходы, сокращения количества шахт, а следовательно, и затрат на поддержание их структуры (подъездных путей, зданий, сооружений и т.д.). Немаловажный фактор интенсификации – это повышение безопасности ведения очистных работ и т.д.

В ближайшее  время во всем мире магистральным  направлением развития угольной отрасли  станет создание угледобывающих предприятий  типа «лава-шахта», что означает необходимость  доведения добычи из очистного забоя  до уровня 10000 т/сутки и более. Важнейшим условием для этого является обеспечение необходимого фронта работ, то есть своевременная подготовка очистных забоев. За период отработки действующей лавы должна быть подготовлена и оснащена оборудованием новая. 

Поэтому очень значимым представляется обоснование перспективных направлений совершенствования проходческой техники, способной существенно увеличить темпы проходки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы 

1) Горные машины и оборудование подземных разработок. Тургель Д.К.