Проведення виробок за допомогою комбайнів

Принцип дії прохідницьких комбайнів заснований на механічному способі відділення корисного копального або породи від масиву. При комбайновій технології процес проведення виробки носить безупинний характер, досягається високий рівень механізації і безпеки робіт, забезпечується велика стійкість оголень гірських порід, тому що не порушується масив за контуром виробки, підвищується в 2,5—10 разів швидкість проведення виробки й у 4—6 разів – продуктивність праці; знижується в 1,5—2 рази собівартість готової виробки.

По своїй конструкції і призначенню прохідницькі комбайни поділяються на комбайни роторного типу з руйнацією масиву по всій площі вибою, і виборчої дії.

Дія виконавчих органів комбайнів роторного типу (рис. 2-22) заснована на принципі роздавлювання, сколювання або різання гірничого масиву. Наприклад, прохідницький комплекс «Союз-19у» призначений для проведення виробок перетином 20,6 м² по породам міцністю до 10. Комплекс забезпечує механізовану руйнацію породного вибою, вантаження і транспортування гірничої маси, кріплення горизонтальних і похилих (до 10°) гірничих виробок.

До складу комплексу входить комбайн, перевантажувач і устаткування для монтажу кріплення, що дозволяє цілком механізувати процес зведення кріплення без припинень комбайна. Комплекс оснащений апаратурою автоматики, що забезпечує контроль положення комбайна у виробці й автоматичне регулювання швидкості подачі виконавчого органа на вибій у залежності від навантаження електродвигунів приводу. Комбайн має комбінований виконавчий орган, оснащений шарошками конічної форми. Центральна частина вибою руйнується лобовим забурником методом роздавлювання, а інша частина – методом сколювання. Спочатку пробурюється кругла виробка діаметром 5 м, потім бермовими органами їй надається аркова форма. Ковшами, установленими на головному виконавчому органі, зруйнована порода з вибою подається на стрічковий конвеєр комплексу і передається перевантажувачем на інші транспортні способи.

Рис. 2‑22 – Комбайн роторного (бурового) типу

Застосовують також інші комбайни бурового типу: ПК-8М (площа перетину 8—9 м²), КРТ (16,5 м², f ≤ 8), ТОР-2 (10,8 м², f ≤ 6), «Урал-10КСА» (7,8—10,2 м²), «Урал-20КСА» (13,4—20,2 м², f ≤ 4).

Ефективне використання комбайнів бурового типу забезпечується за умови існування широкого фронту робіт (велика довжина виробки і великий загальний річний обсяг проведення виробок).

Комбайни виборчої дії мають стрілоподібний виконавчий орган, оснащений різцевою коронкою подовжнього або поперечного різання, гусеничну систему подавання та навантажувальний пристрій у вигляді стола з нагрібаючими лапами (рис. 2-23). Вони призначені для проведення горизонтальних і похилих гірничих виробок по м'яким породам, вугіллю або змішаному, вибою із міцністю порід до 6-8. Цей тип комбайнів широко застосовується яку у вітчизняній, так і в закордонній гірничій промисловості, їхнє достоїнство – можливість роздільної виїмки вугілля і породи, порівняльно невелика маса, можливість монтажу у виробках з малим перетином без використання спеціального обладнання. Комбайнову технологію застосовують з метою досягнення максимальної швидкості проведення виробки, і, як наслідок, скорочення терміна спорудження виробки. Одержати оптимальні показники можна за умови забезпечення максимальної продуктивності комбайна за рахунок збільшення коефіцієнта його використання, застосування високопродуктивних транспортних засобів і безперебійного матеріально-технічного постачання, а також добре продуманої організації робіт. Зараз вітчизняна промисловість випускає такі комбайни виборчої дії: КСП-22 (7—21 м², f ≤ 5, К_пр ≤ 0,5[3]), КСП-32 (10—29 м², f ≤ 7, К_пр ≤ 0,75), КСП-42 (12,5—32 м², f ≤ 8, К_пр ≤ 0,75), П-110 (7—25 м², f ≤ 7, К_пр ≤ 0,75), П-220 (9—30 м², f ≤ 8, К_пр ≤ 0,85), 4-ПП-2М (9—25 м², f ≤ 7, К_пр ≤ 0,75).

Рис. 2‑23 – Комбайн виборчої дії

Прохідницький цикл при комбайновій технології проведення виробок включає три основних процеси: виймання і навантаження гірської маси, транспортування гірської маси, зведення кріплення. Прохідницький цикл при цій технології не мас ярко виражених меж, як при буропідривній технології. Обробку вибою коронкою виконавчого органу комбайну виконують заходками, які звичайно дорівнюють шагу встановлення кріплення, а при стійких породах – до 2—3 м. Вручну здебільшого виконують роботи по заготовленню елементів кріплення (піднесення, підготовка до встановлення), проведення водовідливної канавки, настилання рейкового шляху (піднесення, укладка шпал, зболчування рейок), навантаженню і розвантаженню кріпильних матеріалів, по зачистці підошви.

Значний вплив на техніко-економічні показники комбайнової проходки робить організація транспорту гірської маси. Між комбайном і транспортними засобами звичайно розташовується перевантажувач. Незалежно від конструкції перевантажувача транспортна лінія повинна забезпечувати безперервний потік гірської маси з виробки. Можливі схеми транспортних ланцюгів:

комбайн – перевантажувач – скребковий конвеєр – состав вагонеток;

комбайн – перевантажувач – состав вагонеток;

комбайн – перевантажувач – скребковий конвеєр – стрічковий конвеєр;

комбайн – перевантажувач – стрічковий конвеєр.

Найбільш високі показники швидкості і продуктивності праці досягаються при сполученні комбайн – стрічковий телескопічний конвеєр. При відсутності стрічкового телескопічного конвеєра застосовують комбінацію комбайн – перевантажувач – скребковий конвеєр – стрічковий конвеєр. Найменш ефективна схема з використанням локомотивного транспорту.

Для забезпечення безперервної роботи комбайна на протязі прохідницького циклу довжину причіпного перевантажувача обирають з умови розміщення під ним числа вагонеток, необхідного для посування вибою на шаг установки кріплення.