Проходческие комбайны для расширения выработок

На шахтax ряда угледобывающих зарубежных стран, особенно Великобритании и ФРГ, характеризующихся распространением сплошных систем разработки, широко применяют проходческие комбайны с ударно-скалывающим исполнительным органом.

Впервые эти машины в подземных условиях были испытаны в 1966 г. научно-исследовательскими проектно-конструкторским институтом (MRDE) при Государственном угольном управлении Великобритании.

Конструкции комбайнов ударного действия несложны, масса их не превышает 25 т. Комбайны состоят из следующих основных узлов: рабочего органа с ударной пикой, стреловидного манипулятора с податчиком, опорной конструкции, гидравлической системы питания и ходовой части, которая может быть шагающего, гусеничного или подвесного типа.

Ударные рабочие органы выполняют гидравлическими или пневматическими. Комбайны ударного действия маневренны, разбираются на отдельные транспортабельные узлы, в сравнении с другими комбайнами имеют меньшее пылеобразование, не требуют больших затрат рабочего времени на транспортировку и смену оборудования и на подготовительно-заключительные операции. По сравнению с буровзрывным способом проведение выработок комбайнами с ударным рабочим органом имеет следующие преимущества:

- более высокую производительность груда проходчиков; - увеличение скорости проведения;

- повышение безопасности работ и улучшение санитарно-гигиенических условий труда проходчиков;

- более точный контур выработки;

- меньшее разрушение боковых пород; снижение затрат на проведение выработок.

В ФРГ проходческие комбайны с ударно-скалывающим исполнительным органом успешно применяют с 1973 г. для механизации подрывки боковых пород в выемочных штреках, проводимых одним забоем с лавой или с отставанием от нее. Такой порядок проведения выемочных штреков все чаще практикуется в последние годы в связи с тем, что при углублении горных работ возрастает конвергенция выработок. Как показали наблюдения, в выемочных штреках, проводимых одним забоем с лавой, конвергенция уменьшается на 30%, а в штреках, проводимых с отставанием от лавы, - даже на 50%.

В то же время в Великобритании, по мере снижения добычи при сплошных системах разработки число машин для расширения выработки уменьшается.

Преимущества использования комбайнов с ударными исполнительными органами заключаются также в меньшем отрицательном воздействии на проветривание, проход людей, транспортировку угля и материалов на сопряжении штрека с лавой, поскольку в отличие от буровзрывной отбойки скалывание породы в кровле штрека производится постепенно. Только благодаря таким машинам удалось более широко использовать благоприятный с точки зрения механики горных пород способ проведения выемочных штреков без опережения очистного забоя.

Небольшие комбайны с ударным рабочим органом, изготовляемые фирмами «Клекнер Бекорит», «Хаусхерр» и «Зальцгиттер», оснащали шагающими и гусеничными ходовыми механизмами, нагребающими лапами и погрузочными лопатами. Co временем возросла надежность этих машин, ударные органы были усилены и лучше приспосабливались к работе в подземных условиях.

В настоящее время отдают предпочтение машинам с ударными органами без встроенного погрузочного устройства.

В качестве, погрузочных средств с успехом используют независимые или имеющие общее гидравлическое управление небольшие погрузочные устройства. В качестве ходового механизма предпочтение отдают гусеницам, учитывая их хорошую маневренность. Из 47 машин с ударными исполнительными органами, работающих на каменноугольных шахтах ФРГ, шагающий механизм имели только четыре и лишь четыре машины работали с небольшим подсоединенным погрузчиком.

В штреках, проводимых одним забоем с лавой и с отставанием от нее, в которых лавные конвейеры, как правило, были оснащены по-воротной станцией, скорость проведения достигала 5-6 м/сут, а в отдельных случаях даже 8 м/сут.

Производительность труда рабочего проходческого забоя составляла и среднем 40 см/чел.-смену.

Границы применения комбайнов определены наличием в сечении штрека компактных пород высокой крепости и мощностью пласта. Например, в штреках, проводимых вместе с лавой, мощность пласта должна составлять не менее 1,5 м, а в штреках, проводимых с отставанием от лавы, - не менее 2 м. При проведении штреков с углом падения и наста свыше 9° еще не решена задача отбойки породных клиньев. Поэтому необходимо дальнейшее совершенствование рассмотренной техники. Кроме того, следует определить возможности использования машин с ударным органом, перемещающихся по подвесной монорельсовой дороге, с тем, чтобы освободить почву штрека для размещения на ней другого оборудования.

Наиболее известной машиной фирмы «Хаусхерр» является комбайн НNM-4, работающий вместе с небольшим погрузчиком KM-450. Научная станция комбайна питает рабочей жидкостью и погрузчик, которым можно управлять дистанционно. В качестве ударных головок применяют молотки НМ600 и НМ800 фирмы «Крупп», а также BRH501 фирмы «Монтабер» (Франция).

Нa шахтах Великобритании и ФРГ широко используют комбайны «Импакт Риппер», - выпускаемые фирмой «Галлик Добсон» (Великобритания) и фирмой «Клекнер-Бекорит» (ФРГ). В качестве рабочего органа применяются ударные головки GB2000 и GB3000 фирмы «Галлик-Добсон», Дополнительно комбайн может быть оснащен телескопическим погрузочным ковшом. Новой технической разработкой фирмы «Галлик-Добсон» является молоток с бесступенчато регулируемой частотой удара.

В России проходческие комбайны с ударно-скалывающим исполнительным органом не применяют. Однако в 1976 г, две машины такого типа (одна-фирмы ФРГ «Зальцгиттер», другая - английской фирмы «Галлик-Добсон») прошли опытную эксплуатацию на шахтах Донбасса, результаты которой были признаны успешными.

Основными направлениями технического развития угольной отрасли не предусматривается увеличение добычи угля при применении сплошных систем разработки (в том числе системы «лава-штрек»). Тем не менее в этих условиях добывается и будет добываться 11-12% объема подземной добычи угля. В этой связи, учитывая также имеющийся положительный опыт работы и наличие тенденции к расширению использования комбайнов с ударно-скалывающим исполнительным органом на угольных тахтах ФРГ. необходимо рассмотреть вопрос о целесообразности создания и применения этой техники на отечественных угольных шахтах.