содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

1. ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫЕ КОМБАЙНОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

Краткая история создания комбайновых комплексов

Шахтёры-калийщики давно мечтали о собственных горных машинах. Поскольку специальных калийных комбайнов в нашей стране не было, велись попытки приспособить к соляным шахтам угольный проходческий комбайн Гуменника, переоборудованный и названный ПК-

6, а также модернизировать подземный агрегат «Караганда». Эти горные машины явились далёким прообразом тех механизмов, о которых мечтали калийщики [41].

Массовое внедрение механизации горных работ в очистных и подготовительных выработках калийных рудников Верхнекамского месторождения началось при строительстве БПКРУ-2 (тогда второго калийного комбината), ввод первой очереди которого был осуществлён в 1969 году.

Невозможность применения на этом предприятии буровзрывного метода отбойки руды из-за неустойчивости кровли сильвинитовых пластов и необходимость более полной механизации труда горняков потребовали принятия срочных мер по созданию проходческо-очистных комбайновых комплексов.

Единичный опыт применения зарубежной горной техники (комбайн «Хейлимейнер», вагон «Джой» и др.) показал их недостаточную пригодность к местным условиям, а иногда и производительность при очень высокой закупочной цене. Поэтому на правительственном уровне был взят курс на создание и производство, а также последующее совершенствование отечественной горнодобывающей техники.

Научные разработки были поручены Ленинградскому ВНИИГу (институт Галургии), проектная документация - Карагандинскому институту Гипроуглегормаш, а изготовление - Копейскому машиностроительному заводу. Участвовали в этой грандиозной работе и многие другие организации.

На базе уже имеющейся техники, используемой в основном на угольных шахтах, Копейский машиностроительный завод стал выпускать для калийщиков комбайн «Караганда 7/15», а Ясиноватский завод -комбайн ПК-8.

Опытный образец комбайна «Урал-20КС» поступил на рудник Первого Березниковского калийного комбината в 1971 году, где находился экспериментальный горный участок, являющийся и сейчас опорным пунктом Карагандинского института Гипроуглегормаш, а также своеобразным учебно-испытательным полигоном под землёй. Этот
 

комбайн воплощал в себе мечту горняков и по замыслу должен был добывать четыре тонны руды в минуту, вырабатывая камеру площадью в двадцать квадратных метров. Одновременно с испытаниями «Урал-20КС» проводилась обкатка самоходного вагона 5ВС-15 для доставки руды из забоя к конвейеру, а также создавался комбайн «Урая-ЮКС», предназначенный для добычи солей на менее мощных пластах. Именно эти разработки и внедрения открыли дорогу для появления целой серии комбайнов «Урал» и других горных машин, обладающих более высокими техническими характеристиками и функциональными возможностями.

Наряду со специалистами заводов-изготовителей, проектноконструкторских и научно-исследовательских институтов, в организации разработки, изготовлении и совершенствовании в процессе эксплуатации применяемых в ОАО «Уралкалий» горно-добычных машин принимали участие известные руководители ОАО «Уралкалий» Миронов А.Н., Борченко И.И., Дробязко П.А., Поликша А.М., Папулов Л.М. и специалисты Пендуров В.И., Рыжий И .Я. Филиппов С.В. и другие.

Сейчас на рудниках г. Березники работает около 100 комбайнов в комплексе с бункер-перегружателями и самоходными вагонами. Доля механизированной добычи руды приблизилась к 100%, что имеет огромное социальное значение для горняков.

Требования, предъявляемые к горным машинам комбайновых комплексов и направления их совершенствования

1. Проходческо-очистные комбайны.

К комбайнам для добычи калийных руд могут быть предъявлены как общие, так и специальные требования.

К общим требованиям относят:

- соответствие комбайнов горно-геологическим и техническим

условиям, а также технологическим схемам разработки

калийных руд. Проводимые комбайном выработки для

обеспечения устойчивости кровли должны иметь в верхней

части овальную или арочную форму, а в нижней - выровненную

поверхность для использования самоходных транспортных

машин. Высота исполнительного органа должна соответствовать

мощности вынимаемых пластов, которая колеблется в пределах

от 2 до 6 метров;

- перспективность конструкции базовой модели, позволяющей в

течение длительного времени совершенствовать машину;

- технологичность производства комбайна с минимальными

затратами на изготовление;

- унификация отдельных узлов;

- безопасные условия труда;

- высокая производительность;

- надёжность в работе;

- малая трудоёмкость в управлении;

- возможность отгона комбайна от забоя своим ходом;

- удобство в эксплуатации;

- высокая ремонтопригодность;

- экономичность и др.

К специальным требованиям можно отнести:

- раздельное управление приводами режущей части и подачи;

- дистанционное и раздельное управление положением режущих органов;

- изменение угла наклона комбайна относительно почвы выработки;

- высокое быстродействие, необходимое комбайну для точной отработки заданий при управлении;

- фиксация нулевой скорости подачи;

- мгновенный останов комбайна при установке скорости подачи в нулевое положение;

- наличие системы электрических и механических защит и блокировок;

- автоматический контроль безопасного состояния комбайна и окружающей среды;

- возможность автоматического регулирования нагрузки главных двигателей;

- наличие системы диагностики неисправностей;

- направленное вождение комбайна в заданном направлении;

- возможность выполнения самых разнообразных технологических операций по выемке руды и другие,

В настоящее время в ОАО «Уралкалий» и ОАО «Сильвинит» наибольшее распространение получили проходческо-очистные комбайны «Урал-20А» и «Урал-10А» со сдвоенными планетарно-дисковыми исполнительными органами. На их базе создан и осваивается на БПКРУ-1 новый комбайн «Урал-20Р». Разработаны и готовы к производству: комбайн «Урал-61» с одним планетарно-дисковым исполнительным органом, щеленарезная машина «Урал-50» и почвоподдирочная машина «Урал-60». Однако до настоящего времени даже новыми модификациями комбайнов не могут выполняться все из перечисленных выше требований.

Необходимая более высокая техническая производительность комбайнов может быть обеспечена за счет энерговооруженности, выбора оптимальных параметров резания и конструкции исполнительного органа. Для повышения эффективности очистных и проходческих комплексов техническая производительность комбайнов должна возрасти на первом этапе до 7-8 т/мин., а в последующем до 10-15 т/мин. При этом энерговооруженность комбайнов также должна возрасти до 800-1000 кВт, что потребует перехода на питающее напряжение 1140 В и в перспективе 6000 В.

У комбайнов фронтального (непрерывного) действия отсутствуют возможности для регулирования высоты исполнительного органа в указанных выше пределах. Поэтому при разработке пластов необходимо иметь несколько типоразмеров исполнительных органов либо использовать комбайны избирательного действия с барабанами или другим исполнительным органом, которые в настоящее время отечественной промышленностью не выпускаются.

Автоматическое регулирование высоты исполнительного органа в зависимости от мощности пласта может быть создано на основе устройства, позволяющего точно и надежно определять верхнюю границу калийного пласта.

Для непрерывного и более точного поддержания размеров целиков и камер, а также обеспечения строго направленного движения, комбайны должны снабжаться системами автоматического вождения или управления направлением движения.

Существующие в настоящее время автоматические регуляторы нагрузки на исполнительный орган не обеспечивают надежного и качественного регулирования скорости подачи комбайна. Для повышения эффективности работы комбайна необходимо повысить быстродействие и точность регуляторов нагрузки.

При использовании комбайнов на пластах с возможными проявлениями газодинамических факторов в виде внезапных выбросов руды и газа необходимо дистанционное управление с выносного пульта, расположенного на безопасном расстоянии от забоя.

Наряду с производительностью необходимо постоянно повышать надежность и долговечность комбайнов. За счет снижения простоев оборудования увеличится и эксплуатационная производительность комплекса, Повышение показателей надежности комбайнов как существующих, так и проектируемых может быть обеспечено за счет более точного учета нагрузки, действующей на исполнительные органы. Электродвигатели исполнительных органов комбайна работают в повторно-кратковременном режиме со значительным числом включений в сутки. Тяжёлые условия эксплуатации со стохастическими нагрузками являются одной из причин аварийности электродвигателей и механических частей комбайнов. Снизить аварийность электрооборудования и динамические нагрузки в механических частях комбайна, а следовательно, повысить его надёжность и долговечность можно только применением регулируемого привода. Кроме этого появится основа для осуществления более полной автоматизации машины и оптимизации её энергетических режимов работы. Применение регулируемого электрического привода на комбайнах сложная, но разрешимая в ближайшем будущем задача.

Для эффективного разрушения прочных и вязких сильвинитовых пластов с наименьшими удельными энергозатратами необходимы оптимизация параметров разрушения режущим инструментом, увеличение толщины стружки, снижение выхода мелких фракций и повышение напорной способности комбайна.

Значительное увеличение производительности и повышение скоростей движения комбайнов ставит определённый предел возможностям машиниста в реальных условиях забоя следить за технологией выемки, работой комплекса оборудования, приборов и т.п. Эта тенденция требует введения автоматического и дистанционноавтоматического управления комбайном.

Создание комфортных и благоприятных санитарно-гигиенических условий труда может быть обеспечено за счет средств защиты от шума, вибрации и пыли, оборудования комбайнов кабинами машинистов и механизации вспомогательных работ.

В перспективе проходческо-очистные комбайны видятся оснащёнными электроприводами со статическими преобразователями и микропроцессорными системами управления, т.к. с их помощью можно решить вопросы оптимизации режимов работы, полной автоматизации, диагностики неисправностей и многие другие.