Проходческие комбайны сплошного разрушения
В отечественной отрасли комбайны сплошного разрушения (бурового типа) промышленного распространения пока не получили, хотя работы по их созданию ведутся уже более 20 лет. За этот период на угольных шахтах были испытаны комбайны ТОР-6, ТОР-69 и ТОР-72, а также ПКЛ, «Ясиноватец-1» и «Ясиноватец-2». С учетом опыта разработки и результатов шахтных испытаний этих машин Донгипроуглемашем были спроектированы комплексы «Союз-19» и КРТ.
В 1977-1978 гг. комплекс «Союз-19» прошел приемочные испытания на шахте им. А.Г. Стаханова объединения «Красноармейскуголъ» при проведении полевого штрека по песчанику с f = 6/8 средней степени выбросоопасности и абразивностью 23-43 мг. Комплексом проведено 1500 м выработки с максимальной скоростью 22 м/сут и 140 м/мес. Благодаря применению крепемонтажного устройства затраты времени на установку постоянной крепи составили в среднем 10% продолжительности цикла.
В 1983 г. Ясиноватский машиностроительный завод им. 60-летия России изготовил комплекс «Союз-19у», в конструкции которого устранены недостатки, выявленные в процессе шахтных испытаний комплекса «Союз-19». Комплекс «Союз-19у» оснащен комбинированным исполнительным органом (плоский забурник с коническим расширителем и бермовые фрезы), распорно-шагающим механизмом, перегружателем и крепемонтажным устройством с накопителем вместимостью до 30 секций. При работе комбайна породы разрушаются одновременно по всему забою. В 1984 г. комплекс прошел приемочные испытания на шахте им. А. Г. Стаханова.
Комплекс KPT прошел приемочные испытания на шахте им. XXV съезда КПСС объединения «Макеевуголь». Он имеет комбинированный исполнительный орган (торовый забурник с коническим расширителем и бермовыми фрезами), распорно-шагающий механизм, перегружатель и крепемонтажное устройство. Породы забоя разрушаются исполнительным органом последовательно в два приема.
Оба комплекса обеспечивают безопасную работу в зоне выбросоопасных пород. Их применение предусматривается при проведении выработок минимальной длиной 2000 м («Союз-19у») и 800-1000 м (KPT). В настоящее время комплекс «Союз-19у» принят к серийному производству по специальным заказам шахт, комплекс KPT подготавливают к совместному советско-румынскому производству.
Техническая характеристика комплексов «Союз-19у» и KPT приведена ниже.
Широкое серийное производство комплексов «Союз-19у» и KPT сдерживается отсутствием свободных мощностей на заводах-изготовителях горношахтного оборудования.
В зарубежных странах комбайны бурового типа начали применяться более 25 лет назад в тоннелестроении. Впервые машины этого типа в массовом количестве начала выпускать фирма «Роббинс» (США). Эта фирма изготовила более 180 таких комбайнов, которыми пройдено более 1100 км выработок в разных странах мира.
В настоящее время комбайны бурового типа кроме фирмы «Роббинс» выпускают западногерманские фирмы «Демаг» (см. ниже), «Вирт» (табл. 2.3), а также шведско-американская фирма «Атлас Копко Ярва» (табл. 2.4). Буровые комбайны этих фирм работают на 32 шахтах восьми стран мира.
Западногерманская угольная промышленность одной из первых начала внедрение комбайнов бурового действия на угольных шахтах. Это произошло в 1971 г., когда впервые на шахте «Министр Штайн» для проведения выработок по породе был применен комбайн фирмы «Роббинс». В последующие годы на различных шахтах начали широко применять эту высокопроизводительную технику для вскрытия и подготовки шахтных полей. В настоящее время в шахтах ФРГ работают семь комбайнов бурового действия с рабочими органами диаметром 5,4-6,5 м, в том числе три машины фирмы «Роббинс», три - фирмы «Демаг» и одна - фирмы «Вирт», которые отличаются одна от другой лишь конструктивными деталями. С 1971 г. в эксплуатации находились 10 таких комбайнов; с их помощью пройдено свыше 75 км горизонтальных выработок. При этом средняя скорость проведения выработок составила 12 м/сут, максимальная - 41 м/сут, максимальная месячная-623 м.
Технико-экономические показатели проведения выработок буровым комбайном фирмы «Роббинс» на шахте «Монополь» приведены в табл. 2.5.
Комбайны сплошного разрушения обеспечивают высокую скорость проведения выработок в крепких породах, однако их стоимость по сравнению с комбайнами избирательного разрушения в несколько раз больше. Поэтому применение буровых комбайнов считается целесообразным при проведении выработок протяженностью не менее 2 км, когда требуются высокие скорости проведения и где применение комбайнов со стреловидным исполнительным органом в связи с большой крепостью пород невозможно. Для проведения выработок протяженностью менее 2 км применение буровых комбайнов не оправдано.
Одна из самых сложных проблем при проведении выработок буровыми комбайнами состоит в преодолении тяжелых горно-геологических условий: зон с малоустойчивыми породами и высоким давлением пород.