Краткая характеристика и преимущества нового очистного оборудования - Комплексное техническое переоснащение шахт современным горно-шахтным оборудованием

Комбайны

В настоящее время на шахтах стран СНГ для выемки пластов мощностью 0,85-1,3 м в составе механизированных комплексов используются комбайны КА80, К103М, 1К101У, 1К101УД. Однако вследствие технической сложности, недостаточных надежности и энерговооруженности привода резания они имеют низкую производительность, а потому - ограниченное применение.

Для выемки пластов мощностью 1,35-3,2; 2,2-4,3 м в составе механизированных комплексов на шахтах Украины используются комбайны 2ГШ68Б, РКУ10, РКУ13, 1КШЭ, КШ3М, а основной выемочной машиной является очистной комбайн 1ГШ68 и его модификации. Комбайны этого типа имеют существенный недостаток - механизмы подачи по скоростным и тяговым характеристикам не соответствуют современным требованиям, предъявляемым к очистным комбайнам, работающим в составе механизированных комплексов с высоким уровнем нагрузки. Кроме того, используемый в комбайне 1ГШ68 механизм подачи с открытой тяговой цепью является источником травматизма рабочих.

Для выхода из создавшейся ситуации институтом "Донгипроуглемаш" выполнены исследовательские, опытно-конструкторские и проектные работы по созданию:

    - Комбайна УКД300, в качестве базового образца очистного комбайна нового технического уровня с повышенной в 2-3 раза надежностью приводов исполнительных органов, с двумя механизмами бесцепной системы подачи, частотно-регулируемым электроприводом и современными системами управления, диагностики и контроля. Комбайн УКД300 позволит осуществить экономически эффективную замену серийно выпускаемых комбайнов К103М, 1К101, 1К101УД, ГШ200В, РКУ10 (в нижнем диапазоне пластов) для работы с комплексами 1МКДД, 1МКД90, 1МКД80, МДМ. - Нового поколения узкозахватных очистных комбайнов типоразмерного ряда КДК с бесцепными системами подачи, оснащенными частотно-регулируемым электроприводом, с выполненными на современном техническом уровне системами управления, контроля и диагностики. Высокопроизводительный, надежный и безопасный, КДК призван заменить серийно выпускаемые комбайны 1ГШ68, 2ГШ68Б, РКУ10, РКУ13, 1КШЭ с гидравлическими системами подачи и комбайн ГШ500 с системой подачи с электромагнитным тормозом.

Уголь добыча оборудование

Очистной комбайн УКД300

Комбайн УКД300 (табл.1) предназначен для механизированной выемки угля в составе очистных комплексов 1МКДД, 1МКД90, 1МКД80, МДМ в очистных забоях пологих и наклонных пластов мощностью 0,85-1,50 м, подвигающихся по простиранию пласта с углами наклона до 35°, по восстанию и падению - до 10° , при сопротивляемости пласта резанию до 360 кН/м. Комплексы оснащаются Конвейером КСД26В и соответствующим навесным оборудованием. Комбайн имеет захват 700 мм и оснащается шнеками диаметром 800, 900 и 1000 мм с Тангенциальными резцами типа РГ501 или РКС2. Он может применяться в шахтах, опасных по газу и пыли. Область применения комбайна по устойчивости кровли пласта определяется областью применения механизированных комплексов, в состав которых входит комбайн.

Таблица 1

Наименование показателей

Значение для типа комбайна

УКД300

К103М

1К101У

1К101УД

КА80

EDW-170LN

EDW-300LN

Украина

Германия

Производительность, т/мин

4,0-10,0

2,0-3,2

До 2,6

2,7-4,5

2,2-3,3

Нет данных

Нет данных

Применяемость по вынимаемой мощности пласта, м

0,85-1,3 1,0-1,5

0,70-1,40

0,95-1,30

0,95-1,30

0,85-1,20

0,90-1,20

1,10-1,70

Суммарная номинальная мощность электропривода, кВт, в т. ч.

360

290

110

290

290

170

335

- привода исполнительного органа

2х150

2х90

110

180

180

170

300

Диаметр исполнительного органа, мм

800, 900, 1000

710; 800

800

800

950

750; 1050

1000

Номинальная ширина захвата, м

0,7

0,8

0,63; 0,80

0,8

0,8

0,75

0,8

Тип механизма подачи

Электрич. БСП част.-регулир.

ВСП

Встроенная гидравлическая цепная

ВСП

ВСП

БСП

БСП

Максимальная скорость подачи, м/мин

13

5

4,4

5

5

4,8/2,4

5,4/8,6

Максимальное тяговое усилие подачи, кН

300

200

200

200

200

192/384

280/180

Длина по осям исполнительных органов, мм

6700

7300

4660

Сближ. шнеки

5400

5900

Высота корпуса в зоне крепи, мм

620

720

420-636

740

740

520

605-800

740

Масса, т

17,5

18,5

17,5

11

18,5

17,5

24

24

В процессе разработки очистного комбайна УКД300 для выемки тонких пластов были решены следующие задачи: снижена высота комбайна, гарантирующая работу без присечек боковых пород, повышена надежность и обеспечены оптимальные условия работы встроенного механизма подачи. Регулирование скорости подачи осуществляется частотно-регулируемыми электроприводами, преобразователь частоты которых установлен в штреке. Система управления комбайна обеспечивает местное, дистанционное беспроводное (по радио) и дистанционное со штрека управление комбайном, а также контроль и диагностику работы электрооборудования.

Применение уникального очистного комбайна УКД300 позволяет кардинально решить ряд принципиально важных для угольной промышленности проблем:

    - существенно повысить качество добываемого угля за счет снижения его зольности путем исключения присечек боковых пород в тонких пластах; - в 1,5-2 раза сократить объемы проходки пластовых выработок за счет увеличения длины лав до 300-350 м; - увеличить нагрузку на комплексно-механизированные забои, отрабатывающие тонкие пласты, до 1,5-3 тыс. т/сутки за счет повышения в 2-3 раза технической производительности очистного комбайна; - повысить безопасность работ, в т. ч. на выбросоопасных пластах, за счет применения систем управления, диагностики и контроля современного технического уровня и бесцепной системы подачи.

Очистной комбайн КДК500 (табл. 2) предназначен для механизированной выемки угля в пластах (в т. ч. опасных по газу и пыли) мощностью 1,35-3,2 м (двумя типоразмерами) с углами падения до 35° по простиранию и до 10° по восстанию и падению, с сопротивляемостью угля резанию до 360 кН/м.

Таблица 2

Наименование показателей

Значение для типа комбайна

КДК500

ГШ500

К500

KGS-345

МР12-2V-2P

Украина

-

Россия

Польша

Чехия

Производительность, т/м

8,0-18

5,0-11

5,0-11

4,0-8

4,8-8

Применяемость по вынимаемой мощности пласта, м

1,35-3,2

1,35-2,7

1,5-3,5

1,2-2,7

1,4-3,4

Суммарная номинальная мощность электропривода. кВт, в т. ч. - привода исполнительного органа;

597,5 2х250

564,5 2х250

635 2х250

360 2х150

551,5 2х150

Номинальное напряжение питающей сети, В

1140

660

1140

1000

1000

Диаметр исполнительного органа, м

1,12-1,8

1,12-1,6

1,4-1,8

1,25-1,5

1,4

Номинальная ширина захвата, м

0,63; 0,8

0,63

0,63; 0,8

0,75; 0,8

0,63; 0,8

Тип механизма подачи

Электр. частотно регулир. БСП

Электр. муфта ЭМ, БСП

Электр. муфта ЭМ, БСП

Гидравл. БСП

Электр. частотно регулир. БСП

Максимальная скорость подачи, м/мин

20

8

10

6,8

11,5

Максимальное тяговое усилие подачи, кН

600 (2х300)

390 (2х195)

420 (2х210)

400 (2х200)

400 (2х200)

Длина по осям исполнительных органов, мм

8900

7545

9145

8691

8860

Высота корпуса в зоне крепи, мм

950;1350

950;1200

1130

930

1120

Масса, т

24-28

22

35

19

25

Наименование показателей

Значение для типа комбайна

КДК500

7LS1

EL600

EL2000

SL300

SL300/2

Украина

США (Joy)

Германия

Производительность, т/м

8,0-18

-

-

-

-

-

Применяемость по вынимаемой мощности пласта, м

1,35-3,2

1,5-2,7

1,4-3,5

1,4-3,5

1,4-3,5

1,5-3,5

Суммарная номинальная мощность электропривода. кВт, в т. ч. - привода исполнительного органа;

    597,5 2х250
    - 2х440
    689 2х285
    1240 2х500
    688 2х300
    910 2х360

Номинальное напряжение питающей сети, В

1140

-

1000

3300

1140

3300

Диаметр исполнительного органа, м

1,12-1,8

-

1,1-2,2

1,2-1,8

-

-

Номинальная ширина захвата, м

0,63; 0,8

-

-

-

-

-

Тип механизма подачи

Электр. частотно регулир. БСП

Электр. частотно регулир. БСП

Электр. частотно регулир. БСП

Электр. частотно регулир. БСП

Электр. частотно регулир. БСП

Электр. частотно регулир. БСП

Максимальная скорость подачи, м/мин

20

-

20

45

24,5

54,5

Максимальное тяговое усилие подачи, кН

600 (2х300)

2х60 кВт

600 (2х300)

750 (2х375)

600 (2х300)

800 (2х400)

Длина по осям исполнительных органов, мм

8900

-

11900

12200

-

-

Высота корпуса в зоне крепи, мм

950;1350

-

-

-

-

-

Масса, т

24-28

-

50

55

35-42

35-42

Комбайн может применяться в составе механизированных комплексов типа МКДД, МКД90, МКД90Т, КМ138, КМ700/800, МКТ85Т, оснащенных забойными конвейерами КСД26, КСД27, КСД28, КСД210, СПЦ271, СПЦ273, А26, А30, с рейкой РПК, РКД, 3БСП, "Айкотрак".

Комбайн очистной КДК700 (табл. 3) предназначен для отработки пластов (в т. ч. опасных по газу и пыли) мощностью 2,0-4,3 м с углами падения до 35° по простиранию и до 10° по восстанию и падению, с сопротивляемостью угля резанию до 360 кН/м. Допускаются включения в пласт породных прослоек и геологические нарушения, преодолеваемые крепью.

Таблица 3

Наименование показателей

Значение для типа комбайна

КДК700

1КШЭ

KCB-475

KCB-475B

7LS3

SL500

MB700E

EL1000

Украина

Польша

США (Joy)

Германия (Eickoff)

Чехия

Германия (DBT)

Производительность, т/мин

12-24

9

5,0-11,0

-

-

33

-

Применяемость по вынимаемой мощности пласта, м

2,0-4,3

2,2-4,225

    1,6-3,85 2,0-4,25

1,8-4,3

2,0-5,0

2,5-50

1,8-5,0

Суммарная номинальная мощность электропривода, кВт, в т. ч.

860

500

475,525,575

-

848

697,5

1380

- привода исполнительного органа

2х355

450

2х200,2х250

2х440

2x540

-

2x600

Номинальное напряжение питающей сети, В

1140

660-1140

1140

-

1140

1140

1140

Диаметр исполнительного органа, мм

1800-2200

1800-2125

1400-2100

1400-2100

-

1800-2500

1400-2500

Номинальная ширина захвата, м

0,63; 0,8

0,63

    0,65; 0,75; 0,8

0,63; 0,8

-

0,63; 0,8

0,8-1,2

Тип механизма подачи

Электр. част.-регулир. БСП

Гидрав. БСП

Гидрав. БСП

Электр. част. регу-лир. БСП N=2x80кВт

Электр. част.-регулир. БСП

Электр. част.-регулир. БСП

Электр. част.- регулир. БСП

Максимальная скорость подачи, м/мин

20

5,2; 8

7,3; 11

-

28

15

25

Максимальное тяговое усилие подачи, кН

600 (2х300)

320; 210

356; 574

-

1000 (2x500)

800 2х400

900 (2x450)

Длина по осям исполнительных органов, мм

10450

8480

    9880 10648

-

-

11196

-

Высота корпуса в зоне крепи, мм

    1500 1700
    1645 1850

1280 min без огражд.

-

-

2032

-

Масса, т

45

36

46

-

50-70

45

75

Комбайн оснащен бесцепной системой подачи с частотным регулированием скорости подачи и может применяться в составе механизированных комплексов МДТМ, КМ138, КМ144Б, КМ174, КМ700/800, оснащенных забойными конвейерами КСД27, КСД28, КСД210, А30, с рейкой РПК, "Айкотрак". Компоновка КДК700 аналогична комбайну КДК500 - блочная конструкция с многодвигательным приводом. При отработке пластов мощностью свыше 2,5 м комбайн оснащается оградительным щитом, обеспечивающим безопасную работу обслуживающего персонала в зоне комбайна.

Очистной комбайн КДК700

Гидравлическая система комбайнов КДК700 и КДК500 отделена от основного привода и оснащена отдельным электродвигателем привода гидравлического насоса, питающего гидроцилиндры поворотных редукторов.

Система пылеподавления, обеспечивая подачу воды к каждому резцу для предотвращения фрикционного искрения, равномерно орошает кутковую зону шнека и отбитый уголь.

Питание электрооборудования комбайнов осуществляется переменным током частотой 50 Гц и напряжением 1140 В.

Управление комбайнами осуществляется как с двух пультов, расположенных по концам рамы комбайна, так и в дистанционном режиме в зоне видимости с носимого малогабаритного пульта по радиоканалу управления, а также с аппарата управления, расположенного на штреке, в соответствии с требованиями безопасности при работе на выбросо-опасных пластах.

Комбайны оснащены системой диагностики и контроля состояния основных элементов электрооборудования, в т. ч. целым рядом датчиков: температуры масляных ванн редукторов привода исполнительных органов, температуры в системе охлаждения преобразователя частоты, давления и расхода воды в системе пылеподавления и охлаждения, давления в гидросистеме, непрерывного контроля концентрации метана, местоположения в лаве и устройством акустического контроля работы комбайна при работе в режиме дистанционного управления со штрека.

Анализируя работу опытных образцов машин нового технического уровня, необходимо отметить, что на шахтах полностью подтвердилась правильность принципиальных конструкторских решений. Согласно отраслевым статистическим данным по состоянию на 01.05.2004 г. за время эксплуатации УКД300 с сентября 2003 г. на шахте "Павлоградская" ГХК "Павлоградуголь" среднесуточная нагрузка на комбайн в 519-й лаве в пласте мощностью 1,3 м составила 1170 т/сут. при максимальной суточной нагрузке 1800 т/сут. и максимальной среднемесячной нагрузке 1294 т/сут. Нагрузка на работающие на этой же шахте в аналогичных условиях серийные комбайны составила:

    - комбайн К85 российского производства (611-я лава) - 1022 т/сут.; - комбайн ГШ200В (409-я лава) - 903 т/сут.; - комбайн КА80 (567-я лава) - 735 т/сут.

На шахте им. Сташкова ГХК "Павлоградуголь" с начала эксплуатации (январь 2004 г.) среднесуточная нагрузка на комбайн УКД300 в 528-й лаве в пласте мощностью 1,0 м составила 1276 т/сут. при максимальной суточной нагрузке 2400 т/сут. и максимальной среднемесячной - 1710 т/сут.. Нагрузка на серийные комбайны КА80 составила: 667 т/сут. (1001-я лава) и 481 т/сут. (523-я лава).

По результатам эксплуатации всех очистных комбайнов, внедряемых в различных горно-геологических условиях, институтом "Донгипроуглемаш" выполнена корректировка конструкторской документации, которой предусмотрено:

    - Установка систем управления и силового электрооборудования отечественного производства (изготавливаются совместно с предприятием Национального космического агентства Украины) взамен поставляемых из Германии. - Существенное повышение надежности и ремонтопригодности комбайнов - расчетный ресурс всех ответственных узлов составляет 15 тыс. часов против 2,5-5 тыс. часов у заменяемых аналогов. - Снижение стоимости машин за счет исключения импортных комплектующих и повышения технологичности конструкции.

Изготовленный по скорректированной документации комбайн УКД300 для оценки эффективности принятых технических решений и получения средних нагрузок 1700-2500 т/сутки в июне-июле текущего года намечено поставить в одну из уже эксплуатирующих эту машину лав.

Комбайнами КДК500, работающими на шахтах "Южнодонбасская №3" ГП "Донецкуголь", им. Бажанова ГП "Макеевуголь", "Новодонецкая" ГП "Доброполье-уголь" в пластах мощностью 1,6 м, достигнута максимальная нагрузка на забой 3200 т/сутки при среднемесячных нагрузках 1700-2400 т/сутки.

Лава на шахте "Бутовская" ГП "Макеевуголь", в которой проходит испытания комбайн КДК700, работает прямым ходом, и этим очистным комбайном впервые в Украине ведется обработка штреков, что исключает применение двух проходческих комбайнов и двух проходческих бригад.

Необходимо отметить, что темпы ведения работ на шахтах определяются плановыми показателями и зачастую ограничиваются мероприятиями по обеспечению безопасности.

Конвейеры

Важнейшей составной частью очистных комплексов, способных обеспечить техническое перевооружение шахт и ощутимо поднять уровень добычи угля, являются высокоэнерговооруженные (400-700 кВт), высоконадежные скребковые конвейеры с ресурсом 2,5-5,0 млн т горной массы, способные обеспечить переход на отработку пластов лавами длиной 250-350 м и протяженностью выемочных столбов 2-2,5 км. Это позволит в 1,5-2 раза сократить объемы проходки и снизить издержки от концевых операций на 1 т добываемого угля, в 3-5 раз уменьшить простои комплексов при их перемонтажах.

Институт "Донгипроуглемаш" создал типажный ряд скребковых двухскоростных конвейеров типа КСД (табл.4). В 2000 году была разработана конструкторская документация типового представителя типажного ряда конвейера КСД27. Кроме того, для отработки тонких пологих и пологонаклонных пластов были разработаны конвейеры КСД26 и КСД26В (исполнение для работы с очистным комбайном УКД300).

Таблица 4

Наименование показателей

Значение для типа конвейера

КСД26В

Рыбник

225/750

КСД27

СПЦ230

Острой

DH 730

Рыбник

255/842

Хальбах Браун

НВ227/732

Украина

Польша

Украина

Украина

Чехия

Польша

Германия

Производительность, т/мин

10

10

14

12

13,3

18

13,4

Длина конвейера, м, до

300

300

300

300

200

300

250

Номинальная мощность электродвигателей, кВт

1х55/160 1х65/200

2х55/160

2х65/200

4х110 4х132 3х160

2-3х160

2х65/200

2х65/200

Число и расположение цепей

2 центр.-разнесен.

2 центр.

2 центр.-разнесен.

2 центр.-разнесен.

2 центр.

2 центр.

2 центр.

Калибр цепи

26х92

26х92

30х108

30х108

30х108

30х108

30х108

Высота боковины рештака, мм

228

225

255

228

255

255

227

Ширина рештака по боковинам, мм

642

750

754

736

742

842

732

Толщина среднего листа, мм

30

26

30

30

32

34

30

Скорость движения тягового органа, м/с

- рабочая

1,04

1,02

1,05

1

0,87

1,12

0,96

- маневровая

0,346

0,34

0,35

-

-

0,37

0,32

Средний ресурс рештачного става

1,75

1,5

3

2

2

-

-

Отличительными конструктивными особенностями новых конвейеров типажного ряда являются:

    - Оснащение малогабаритными приводными блоками на базе компактных Планетарных редукторов с ресурсом 20-25 тыс. часов против 5-10 тыс. часов у цилиндрических и коническо-цилиндрических редукторов. - Комплектация двухскоростными электродвигателями с водяным охлаждением мощностью 55/160, 65/200, 85/250 и 115/350 кВт, расширяющими область применения конвейеров и резко повышающими надежность привода по сравнению с традиционно применяемыми двигателями мощностью 110 и 160 кВт с воздушным охлаждением. - Изготовление рештачных ставов из высоколегированных сталей твердостью 270-320 НВ на базе новых спецпрофилей высотой 255 и 275 мм с ресурсом 3-5 млн т горной массы вместо традиционно применяемых профилей 228 и 245 мм с ресурсом 1,2-1,5 млн т горной массы. - Применение принципиально новых замковых соединений рештаков с разрывным усилием 1700-2500 кН вместо закладных и стержневых замковых соединений с разрывным усилием 800-1300 кН.

Новые конвейеры могут применяться в составе всех комплексов, уже эксплуатируемых или создаваемых в Украине, работать в сочетании с любыми узкозахватными комбайнами, служить базой для новых струговых установок европейского типа.

Первые украинские двухскоростные скребковые конвейеры типа КСД способны обеспечить стабильную работу высоконагруженных лав длиной 250-400 метров, что позволяет существенно сократить объемы подготовительных работ. На шахтах "Южнодонбасская №3" ГП "Донецкуголь", им. Бажанова ГП "Макеевуголь", "Родинская" ГП "Красноармейскуголь", "Новодонецкая" ГП "Добропольеуголь", "1/3 Новогродовская" ГП "Селидовуголь", им. Вахрушева ГП "Ровенькиантрацит", "Павлоградская" и им. Сташкова ГХК "Павлоградуголь" конвейеры типа КСД работают с нагрузками 1200-3000 т/сутки.

Похожие статьи




Краткая характеристика и преимущества нового очистного оборудования - Комплексное техническое переоснащение шахт современным горно-шахтным оборудованием

Предыдущая | Следующая