Комплексная механизация возведения анкерной крепи » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Комплексная механизация возведения анкерной крепи

05.12.2020

Комплексная механизация возведения анкерной крепи достигается при обеспечении механизации всех операций процесса крепления и согласованной работы средств возведения крепи с машинами, механизирующими другие технологические процессы проходческого и очистного цикла. Рабочий при этом только управляет машиной и контролирует ее работу.

Механизированное воздействие анкерной крепи включает четыре группы операций, передвижение машин (оборудования) к месту производства работ, доставку материалов и элементов крепи, бурение скважин под анкеры и установку крепи.

Производительность, средств возведения анкерной крепи (анкеров/смену) определится зависимостью
Комплексная механизация возведения анкерной крепи

где tсм — продолжительность смены, ч; tп — время передвижения машин (оборудования), приходящееся на один анкер, мин; tд — время доставки материалов и элементов одного комплекта анкерной крепи, мин; tб — время бурения одной скважины, мин; tу — время установки одного анкера, мин.

Время передвижения машины

где Lcp — среднее расстояние между забоями, м; zз — число обслуживаемых забоев; tп.з — время подготовительно заключительных операций по переводу машины из рабочего в транспортное положение и обратно, мин; vcp — скорость передвижения, м/мин; ia — число установленных анкеров.

Сокращение затрат времени на передвижение и маневры самоходных машин для возведения анкерной крепи достигается при выборе оптимальных скоростей движения машин; концентрации горных сработав пределах одного участка и снижении трудоемкости вспомогательных операций. Переносное оборудование и механизмы должны иметь малую массу и минимальные размеры.

Время доставки материалов и элементов крепи

где Lд — дальность транспортирования материалов крепи, м; vд — скорость средств доставки, м/мин; za — число одновременно доставляемых комплектов крепи; tв — время вспомогательных операций при доставке крепи, мин.

Сокращение времени доставки материалов крепи достигается при увеличении объемов одновременно доставляемых материалов. Для доставки следует использовать конвейеры самоходные машины, скреперные и грузоподъёмные лебедки; при этом материалы крепи транспортируются в специальных контейнерах, пакетах или на платформах самоходных машин. Время на бурение одной скважины представлено выражением (3). Время на установку одного, комплекта металлической анкерной крепи обусловливается типом анкеров и способом их установки.

Время на установку анкера клинощелевого типа

где W — работа, затрачиваемая на закрепление замка анкера, Дж (по данным Унипромеди оптимальная величина составляет 21 кДж); w — работа одного удара, Дж; n — число ударов в минуту; А — величина скольжения анкера, соответствующая заданному натяжению, м; to — время, вспомогательных и подготовительно-заключительных операции при установке, одного анкера; т — шаг резьбы стержня анкера, м; w — частота затяжки гайки, об/мин.

При определении затрат времени на установку анкера распорного типа первое слагаемое выражение (11) не учитывается. Затраты времени на установку одного железобетонного анкера будут складываться из времени приготовления раствора, нагнетания раствора и времени выполнения вспомогательных операций.

Производительность средств возведения металлической и железобетонной анкерной крепи при комплексной, механизации всех операций процесса крепления и оптимальных параметрах оборудования с одним рабочим органом представлена в табл. 15.

Комплексную механизацию при возведении анкерной крепи обеспечивают, ряд конструкций зарубежных машин. Эти машины оснащены дистанционным и автоматическим управлением, удобны и экономичны в эксплуатации, высокопроизводительны. При этом следует отметить, что параметры зарубежных машин не всегда выбираются с достаточным научным обоснованием, зачастую вопросам производительности и экономичности отдается предпочтение перед вопросами безопасности и надежности установки крепи.

В условиях камерно-столбовых систем разработки при мощности пластов от 1,5 до 2,5 м на угольных шахтах США применяют каретки РБД-15 фирмы «Джой» (рис. 36). Несколько таких кареток испытаны и применяются на шахтах № 10 треста Эстонсланец, им. XXI съезда КПСС треста Добропольуголь в Донбассе, «Томусинская» 1—2 в Кузбассе.

Каретка. РБД-15 оборудована электрогидравлическим приводом. Электродвигатель мощностью 11 кВт приводит в действие шестеренчатый гидронасос, который подает рабочую жидкость в гидросистему машины. Каретка на пневмошинном ходу имеет высокую маневренность, так как левая и правая пара колес приводится в действие независимо друг от друга, что обеспечивает разворот машины вокруг своей оси. Длина машины 2900 мм, ширина 1064 мм, высота 840 мм, масса 2,4 т, скорость передвижения 33 м/мин, клиренс 152 мм. На платформе предусмотрено место для перевозки анкеров. Рабочий орган машины установлен на радиальном манипуляторе, что даст возможность бурить скважины и устанавливать анкеры под любым углом.

Бурильная машина типа RDU-1 имеет две частоты вращения — 800 об/мин при бурении и 420 об/мин при затяжке гаек, при этом крутящий момент на шпинделе составляет при бурении 159 Нм, при затяжке гаек 317 Нм. Податчик бурильной машины — цепной с приводом от гидродвигателя, скорость подачи при бурений до 6,7 м/мин, усилие подачи до 24 кН, скорость возврата бурильной машины 15,2 м/мин. Для распора во время работы в нижней части податчика смонтированы два гидродомкрата с синхронизированным приводом. В верхней части податчика установлен люнет с ручным гидравлическим управлением. Гидроцилиндр позволяет обеспечить продольный наклон податчика ±0,523 рад. Управление машины осуществляется с пульта. Каретка RBD-15 имеет пылеотсасывающее устройство. Обслуживает каретку одни человек.

Продолжительность установки, анкера длиной 1,5 м в породах с f=4-6 согласно xpoнометражным данным, проведенным на шахте им. XXI съезда КПСС треста Добропольуголь, составила 5 мин.

Одним из совершенных средств возведения анкерной крепи является машина, разработанная, фирмой «Гарднер-Денвер». (США) (рис. 37,I). Машина имеет пневмошинный ход. Привод — дизель электрогидравлический. Управление машиной, при движении и установке анкеров осуществляется с пульта. На стреловидном манипуляторе смонтирован рабочий орган, машины (рис. 37, II) и магазин па 12 комплектов анкеров.

Машинист-оператор выбирает место бурения скважины и включает подачу колонкового перфоратора. Бурение производится без смены буров на всю глубину скважины. Для направления бура при забуривании служит люнет. Одновременно с бурением магазин продвигается на один шаг и анкер обжимается захватами. По окончание бурения податчик перфоратора поворачивается и его место занимает податчик гайковерта, одновременно поворачиваются захваты анкера, конец которого устанавливается оси с патроном гайковерта. Машинист включает подачу гайковерта и анкер подается в скважину, опорная плитка находится в это время на подхвате. При подходе гайковерта к подхвату его усы расходятся и опорная плитка подается и прижимается гайковертом к породe, после чего включается привод гайковерта и производится натяжение анкера. Машина оборудована аппаратурой контроля наводки анкера в скважину и натяжения анкера. Машиной управляет дистанционно один оператор, который находится под закрепленной кровлей на расстоянии 3,3-4,8 м от места установки крепи. Один анкер устанавливают за 3 мин. Характерной особенностью кареток для установки анкерной крепи фирмы «Секома» (Франция) является комплексная механизация всех операций процесса крепления и высокая степень унификации рабочих органов, ходовых частей, пультов управления, пневмо- и гидроаппаратуры.

Каретки этой фирмы работают на отечественных рудниках цветной металлургии в производственных объединениях Ачполиметалл, Норильском и на Североуральском бокситовом руднике.


Фабочий орган каретки (рис. 38) работает по заданной программе: бурение скважины, oтвoд сверла вниз и в СТОРОНУ гидроцилиндром на 120°, подвод гайковерта с анкером и подача его до забоя скважины, закрепление замка и натяжение анкера путем затяжки гайки, отвод, гайковерта и поворот сверла в исходное положение. Податчики сверла и гайковерта цепные с приводом от гидроцилиндров.

Пыль и буровую мелочь при бурении скважин отводят по двум шлангам, висящим вдоль податчика рабочего органа в герметичную емкость. Привод кареток электрогидравлический или дизельный с оксикаталитическим дожиганием и промывкой выхлопных газов. Скорость передвижения до 5 км/ч, преодолеваемый уклон 15°, клиренс 300 мм, шины диаметром 1200 км и шириной 200 мм.

Каретка CTH-10 шириной 1 м на гусеничном ходу с электро- или пневмогидравлическим приводом снабжена рабочим органом с коротким автоподатчиком. Каретка обеспечивает установку анкеров с распорной втулкой и сталеполимерных в вьработках каменноугольных шахт. Каретка АТН-12 шириной 1,2 м выполнена на пневмошинном ходу с дизельным, приводом: и универсальным манипулятором. Модель ATH-15 на пневмошинном ходу с дизельным приводом выполнена с буровой машиной ударного действия (рис. 39).

Каретка СМН-23 характерна малой высотой 1,3 м и так же, как вышеописанные, модели, применяется в выработках площадью поперечного сечения до 10 м2. В выработках поперечного сечения 10-14 м2 работают каретки CTH 15 и РЕС-22. Модель СТН-15 на гусеничном ходу снабжена двумя манипуляторами, позволяющими устанавливать анкерную крепь в кровле выработок. Рабочий орган каретки РЕС-22 снабжен магазином на три анкера и устройством для инжекции патронов с полимерным составом. Каретка работает в автоматическом режиме. Модификацию данной каретки выполняют с высоким стреловидным манипулятором, на котором установлен полок и рабочий орган с турелью (рис. 40).

В выработках площадью поперечного сечения более 14 м2 и высотой до 8 применяют каретки PEС-24. Они оборудованы рабочим органом и кабиной, установленными на манипуляторе. Каретки этой модели типа 274 (рис. 41) работают на ряде рудников России.

Они имеют дизельный привод мощностью 57 кВт. во взрывобезопасном исполнении и с барботажной очисткой выхлопных газов. Передние и задние колеса ведущие. Платформа снабжена стрелой с корзиной рабочим органом, включающим буровой, молоток типа ВВС4В, обеспечивающий бурение скважин диаметром 42 мм и длиной 2 M и турель с кассетой для установки анкеров в кровлю.

Дополнительная грузоподъемность корзины 400 кг. Максимальная высота подъема 5,65 м. Радиус поворота составляет 5,5 м. Размеры каретки в транспортном положении: длина 8,9 м, ширина 2,4 м, высота 2,25. м, масса 13 т, производительность до 60 анкеров в смену. Карет ка МТН-24 комбинированного типа позволяет одновременно с установкой анкеров проводить обуривание забоя. Модификации этой каретки оснащены одним манипулятором с корзиной и рабочим органом и-2—6 манипуляторами с податчиками буровых машин.

Фирма «Галис» (США) выпускает ряд машин для установки анкерной крепи в условиях угольных шахт. Машины этой фирмы выполнены на пневмоколесном ходу с гидроприводом. Податчики — без направляющих с кривошипно-ползунным или кривошипно-коромысловым механизмом, подающим бурильную головку приблизительно по прямой. Бурильные головки выполняют для вращательного и вращательно-ударного бурения.

Отсос пыли производят через полую буровую штангу и шпиндель буровой головки. Для устойчивости машин во время бурения они снабжены опорными гидроцилиндра

На рис. 42 изображена машина фирмы «Галис» модели 300, предназначенная для крепления выработок высотой от 0,66 до 1,32 м. Машина модели 320 снабжена электрическим, а модели 320Д — дизельным приводом. Более производительные модели 3500 и 3520 снабжены двумя рабочими органами. Аналогичные конструктивные решения имеют машины других фирм США, используемые при. отработке пластовых месторождений.

Машина фирмы «Флетчер» (США), модель ДО, снабжена стрелой с кривошипно-шатунным механизмом и податчиком без направляющих. Рабочий орган, установленный на конце стрелы, при ее подъеме сохраняет горизонтальное положение. Машиной производят подъем и поджатие к кровле подхвата и установку анкеров; производительность машины от 50 до 100 анкеров в смену.

Ряд зарубежных фирм разрабатывают конструкции, обеспечиваюшие автоматизацию процесса установки анкерной крепи. В США разрабатывается новый горный комплекс, предусматривающий автоматизацию процесса крепления кровли горных выработок полимерными анкерами. Крепление осуществляется с помощью специального механизма.

Анкерный стержень из стеклопластика диаметром 15 или 19 мм поступает в забой в бухтах и наматывается на катушку. Полимерный раствор перекачивается из транспортного средства к механизму крепления. Бурильный агрегат комплекса с помощью гибких штанг обеспечивает бурение скважин глубиной, превышающей мощность пласта. Затем анкерный стержень сматывается с катушки, вводится в скважину с одновременным нагнетанием туда полимерного раствора и отрезается. Схватывание раствора происходит приблизительно через 2 мин.

Безопасность работ обеспечивается дистанционным управлением процесса, крепления: Внедрение разрабатываемого комплекса повысит производительность труда и обеспечит безопасные условия работы. Применение средств механизации возведения анкерной крепи на очистных и проходческих работах дает наибольший эффект при полном соответствии уровня механизации всех операций цикла.

В горнотехнических условиях, позволяющих обеспечивать совмещение операций цикла во времени при их разделении в пространстве (камерно-столбовые системы разработки, многозабойный способ проведения подготовительных выработок и др.), эффективная область применения тех или других средств возведения анкеров определяется затратами на возведение крени, зависящих от объемов крепления.

При проведении одиночных выработок, когда ограниченный фронт работ позволяет совмещать операции цикла только во времени наиболее эффективными средствами возведения анкерной крепи являются: навесное оборудование на проходческих машинах (буровых каретках, комбайнах и др.), обеспечивающее совмещение установки крепи с другими операциями цикла, а также переносное оборудование и механизированный инструмент.

Зарубежный опыт свидетельствует о том, что комплексная механизация возведения анкерной крепи в различных горнотехнических условиях решается на пути создания параметрических рядов машин с унифицированными рабочими органами, ходовыми частями, пневмо- и гидроаппаратурой. Эти машины обеспечивают механизацию всех операций процесса крепления, снабжены одним или несколькими рабочими органами, имеют дистанционную либо автоматическую систему управления.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: