автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование технических и технологических параметров выемки тонких пластов угля с применением быстроходной выемочной машины с малым захватом

На правах

иси

Александр Васильевич ЛИМАНСКИЙ

ииаи54 Ю4

УДК 622.234.9:622.273

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЫЕМКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ УГЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЫСТРОХОДНОЙ ВЫЕМОЧНОЙ МАШИНЫ С МАЛЫМ ЗАХВАТОМ

Специальности: 05.05.06 - «Горные машины», 25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)».

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

003054104

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии "Национальный научный центр горного производства - Институт горного дела им. A.A. Скочинского" (ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского).

Научные руководители: докт. техн. наук канд. техн. наук

В.Г. Мерзляков A.B. Брайцев

Официальные оппоненты:

проф., докт. техн. наук канд. техн. наук

Н.Г. Картавый Д.Т. Горбачев

Ведущая организация - ОАО "Подмосковный научно-исследовательский угольный институт" ("ПНИУИ").

Защита диссертации состоится 16 марта 2007 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д222.04.01 в Федеральном государственном унитарном предприятии "Национальный научный центр горного производства -Институт горного дела им. A.A. Скочинского" по адресу: 140004, Московская обл., г. Люберцы, Октябрьский пр., 411.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального научного центра горного производства - Института горного дела им. A.A. Скочинского

Автореферат разослан февраля 2007 г.

И.о. ученого секретаря диссертационного совета

докт. экон. наук И. В. Гранин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из важных проблем совершенствования подземного способа добычи угля является задача создания эффективной техники и технологии выемки пологих угольных пластов мощностью 0,9...1,5 м, промышленные запасы которых в горных отводах действующих шахт России составляют около 48%, а в резервных участках - более 70%. В тонких пластах сосредоточены запасы высококачественных углей остродефицитных марок А, К, Ж, Г.

Незначительный объём добычи из данной группы пластов (в 2005 г. 7-8 млн.т/год или 8% подземного способа) объясняется отсутствием надежных и высокопроизводительных комплексов для их отработки. Средние нагрузки на комплексно-механизированный очистной забой (КМЗ) при выемке тонких пластов составляют 550-1200 т/сут, что зачастую является недостаточным для обеспечения конкурентоспособности добываемого угля по сравнению с его добычей на пластах мощных и средней мощности и приводит к списанию запасов по экономическим соображениям.

Во многом сдерживающим элементом в повышении нагрузки на КМЗ является выемочная машина. На шахтах РФ комплексно-механизированная технология отработки тонких пластов применяется в двух вариантах: комбайновой и струговой. Главенствующее положение занимает комбайновая технология как наиболее соответствующая зачастую сложным горногеологическим условиям залегания тонких угольных пластов.

В условиях отработки тонких пластов к основным недостаткам очистных комбайнов относятся: высокий удельный расход электроэнергии (0,6...1,2 кВт-ч/т); излишнее переизмельчение угля шнеками, ведущее к снижению сортности добываемого угля и интенсивному пылеобразованию; низкая погрузочная способность шнеков и др. Недостатки струговых установок: существенные ограничения по сопротивляемости угля резанию; значительные трудности при работе на пластах со сложной гипсометрией и мелкоамплитудной нарушенностью; низкий коэффициент машинного времени, не превышающий в среднем 0,2. Немецкие струговые установки нового технического уровня также предъявляют жесткие требования по горно-геологическим условиям и имеют высокую стоимость.

Таким образом, разработка высокоинтенсивной технологии и создание эффективной техники для выемки тонких угольных пластов, использующей лучшие технические и технологические решения узкозахватной и струговой выемки и частично устраняющей их негативные стороны, является актуальной научной и практической задачей.

Целью работы является обоснование технических и технологических параметров выемки тонких угольных пластов с применением быстроходной выемочной машины с малым захватом.

Идея работы. Создание специальной конструкции исполнительного органа быстроходной выемочной машины в комплексе со скалыванием нижней угольной пачки скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера приведет к сочетанию положительных качеств комбайновой и струговой технологий при механизированной выемке тонких угольных пластов машиной БВМ.

Основные научные результаты, выносимые на защиту, и их новизна:

1. Закономерности влияния минимального диаметра обечайки барабанно-дискового исполнительного органа быстроходной выемочной машины БВМ с малым захватом на критическую частоту вращения исполнительного органа, обеспечивающую его гарантированную разгрузку.

2. Закономерности формирования максимальной толщины стружки на барабанно-дисковом исполнительном органе быстроходной выемочной машины БВМ в зависимости от скорости ее подачи и минимального диаметра обечайки исполнительного органа при соблюдении его критической частоты вращения, позволившие обосновать рациональные технические и технологические параметры выемки тонких угольных пластов с применением машины БВМ.

3. Зависимости формирования удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе скребкового конвейера от размеров разрушаемой нижней угольной пачки, конструктивных параметров скалывателя и физико-механических свойств угля и вмещающих пород, определяющие усилие домкратов передвижки скребкового конвейера, необходимое для эффективной погрузки отбитой горной массы и скалывания нижней пачки угля.

Достоверность разработанных научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректностью постановки задач исследования; применением фундаментальных положений теории резания угля; корректным применением апробированных математических методов (метод расчетных вариантов, методы математической статистики, методы экономико-математического и графо-аналитического моделирования); удовлетворительной сходимостью результатов аналитических исследований с экспериментальными данными стендовых испытаний (расхождения результатов составляют не более 22%, значения коэффициентов корреляции не ниже 0,93).

Методы исследования включают в себя: систематизацию и анализ литературных источников и результатов исследовательских работ по изучению процессов резания и разгрузки барабанных и комбинированных исполнительных органов, процессов скалывания угля клинообразным инструментом; экспериментально-статистический метод с применением математической статистики; аналитический метод расчета параметров исполнительного органа с применением компьютерных программ; метод графо-аналитического модели-

рования процесса разгрузки исполнительного органа; экономико-математический метод по определению оптимальных параметров системы разработки с применением машины БВМ.

Научное значение работы состоит:

- в установлении закономерностей формирования критической частоты вращения исполнительного органа машины БВМ и максимальной толщины стружки; разработке расчетных зависимостей по определению рациональных режимных параметров работы машины БВМ с барабанно-дисковым исполнительным органом с центробежной разгрузкой и уточнении на их основе метода расчета схем резания и расстановки резцов на исполнительном органе данного типа;

- в установлении характерных закономерностей процесса скалывания нижней пачки угля скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера и зависимости удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе от размеров разрушаемой пачки угля, геометрии скалывателя и физико-механических свойств угля и вмещающих пород.

Практическая ценность работы:

- разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров выемки тонких угольных пластов с применением быстроходной выемочной машины БВМ с малым захватом, обеспечивающие минимальные энергозатраты на разрушение, улучшение сортности добываемого угля при соблюдении условия эффективной центробежной разгрузки ее исполнительного органа;

- установлены расчетные зависимости для определения рациональных режимных и конструктивных параметров работы машины БВМ (критической частоты вращения и минимального диаметра обечайки исполнительного органа, максимальной толщины стружки, скорости подачи) и удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе скребкового конвейера. Уточнен метод расчета параметров схем резания и расстановки резцов на барабанно-дисковом исполнительном органе с центробежной разгрузкой;

- разработана конструкция барабанно-дискового исполнительного органа с центробежной разгрузкой для машины БВМ, обеспечивающая высокоинтенсивную (скорость подачи до 21 м/мин) энергосберегающую выемку тонких угольных пластов с сопротивляемостью резанию до 300 Н/мм и представляющая собой дисковый барабан, оснащенный резцовым инструментом и специальными карманами (впадинами).

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований были использованы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского совместно с ОАО «ПНИУИ» при выполнении государственных проектов по разработке технологических схем выемки тонких угольных пластов с применением быстроходной выемочной машины БВМ, рабочей конструкторской документации на комплекс горно-шахтного оборудования с применением машины БВМ и разработке типовых схем вскрытия, подготовки и отработки угольных пластов для

шахт РФ на базе высокопроизводительных и безопасных технологий горных работ (Госконтракты № 41.003.11. 2913 от 26.02.02 и № 113-ОПН-05п от 23.09. 2005 г).

Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались и получили одобрение на научном симпозиуме в рамках "Недели горняка" (Москва, 2005, 2006); 54-й Региональной научно-практической конференции Шахтинского института Южно-Российкого государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) (Шахты, 2005), научных семинарах ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Ско-чинского (2004-2006 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 научных работ, в том числе 4 - в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит 137 страниц, 25 рисунков, 24 таблицы и список литературы из 63 наименований.

Автор выражает благодарность коллективу лаборатории "Технология и механизация очистных работ" ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского за оказанную помощь в организации и проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Наибольший вклад в формирование методологической базы теоретических и экспериментальных исследований, а также в обоснование и реализацию технических и технологических решений в области комплексной механизации очистных работ в условиях тонких пластов внесли A.B. Брайцев, В.В. Беликов, Е. А. Волков, А.Б. Голод, В.П. Голуб, Д.Т. Горбачев, Н.Г. Картавый, И.С. Крашкин, Ю.Н. Малышев, В.А. Матвеев, A.JL Малец, Б.К. Мышляев, С.Ф. Попов, В.А. Потапенко, М.А. Розенбаум, В.А. Серов, А.П. Туров, Ю.Д. Федоровский, В.М. Феоктистов, Ю.Л. Худин, Б.В. Цыплаков и другие ученые.

В работах перечисленных авторов преимущественно исследованы струговая и узкозахватная технологии выемки тонких пластов. В гораздо меньшей степени предшествующие исследования касаются специфики работы быстроходной выемочной машины БВМ с малым захватом для высокоинтенсивной отработки тонких пластов, что и предопределяет необходимость постановки комплекса исследований в этом направлении.

Работы по созданию технологии выемки угольных пластов с применением быстроходной выемочной машины с малым захватом велись в России с большими перерывами на протяжении последних 30-35 лет, но не были завершены. Промышленным опытом в России можно считать шахтные испытания экспериментального образца высокоскоростного комбайна КВЭ, проведенные в 1975 г. на шахте "Сеченская" (A.C. Бурчаков, Н.Г. Картавый, А.И. Пархоменко,

Э.Г. Щелухин и лр.). Другим примером в этом направлении Может служить международный проект "Брнметоун" (США, Великобритания, Австралия, 11ольша). реализация которого позволила создать систему разработки угольных пластои ("Колмил") с применением для выемки угля быстроходной малогабаритной выемочной машины.

Быстроходная выемочная машина по основным параметрам, определяющим ее производительность, находится между струговой установкой и узкозахватным комбайном (рпс.1). Однако при высоко интенсив ной отработке тонких пластов с применением машины БВМ имеются значительные отличия в технических и технологических параметрах выемки от струговой и узкозахватной технологии. Значение ширины захвата, равное ß,=0,31 м, требует создания исполнительного органа, разрушающего угольный массив с наименьшей энергоемкостью и наилучшей сортностью öei функции погрузки угля на конвейер. С целью обеспечения максимально возможной эксплуатационной производительности машина БВМ должна работать по челноковой схеме. При этом погрузку отбитой горной массы и скалывание нижней пачки угля необходимо осуществлять ска. 1 ывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера. В настоящее время практически нет достаточных данных и методов расчета, которые бы позволяли рекомендовать параметры высокоинтенсивной отработки тонких угольных пластов с применением машины БВМ с учетом указанных особенностей.

I I

I

I I

!

Скорость подачи,

Ширина захвата, мм

l<ffi_i_5Li . . jfi 3E2 L 2L.

Струговая установка

БВМ

Узко захватн ы й комбайн

Рис. I, Распределение выемочнйх машин по основным параметрам; определяющим их про и чводите льность

На основании вышеизложенного, а также в соответствии с целью диссертационной работы, были поставлены следующие задачи исследований:

- выполнить анализ комплексно-механизированного оборудования, применяемого при выемке пологих пластов мощностью 0,9...1,5 м и определить возможную область эффективного применения технологии с машиной БВМ на шахтах России;

- обосновать конструктивные параметры и разработать новую конструкцию барабанно-дискового исполнительного органа для машины БВМ, обеспечивающую снижение энергоемкости разрушения и повышение сортности добываемого угля, уточнить метод расчета его основных параметров;

- разработать рекомендации по определению рациональных режимных параметров работы машины БВМ с предлагаемым барабанно-дисковым исполнительным органом для высокоинтенсивной отработки тонких угольных пластов;

- на основании теоретических и стендовых (экспериментальных) исследований установить закономерности процесса скалывания нижней пачки угля скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера и на их основе разработать расчетную зависимость для определения удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе скребкового конвейера для условий работы машины БВМ;

- разработать технологическую схему выемки тонких пологих пластов длинными лавами с применением машины БВМ, обеспечивающую нагрузку на забой 0,5... 1 млн.т угля в год и более в сложных горно-геологических условиях (мощность пласта 0,9... 1,5 м; сопротивление пласта резанию более 200 Н/мм; газоносность пластов до 30 м3/т).

В настоящее время на шахтах РФ вскрыто более 40 пологих шахтопла-стов мощностью 0,9... 1,5 м, в том числе в Кузнецком бассейне - 28 (из них в отработке 2-3); в Печорском - 3 (в отработке 1), Российском Донбассе - 9 (в отработке 9). Промышленные запасы угля в рассматриваемой группе пластов составляют свыше 400 млн.т. Анализ данных, характеризующих шахтный фонд, показал, что по состоянию на конец 2004 г. в РФ с нагрузкой более 300 тыс. т. угля в год, при которой оправдано применение средств комплексной механизации, находилось в работе 10 шахт, отрабатывающих тонкие пласты: в Печорском бассейне - 1 шахта; в Российском Донбассе - 7 шахт; в Кузнецком бассейне - 2 шахты. В дальнейшем приращение количества шахт, отрабатывающих тонкие пласты, в основном будет происходить за счет шахт Кузнецкого бассейна, имеющих на балансе законсервированные на данный момент запасы угля в пластах рассматриваемого диапазона мощностей. Во многом сдерживающим элементом в повышении нагрузки на комплексно-механизированный очистной забой является выемочная машина.

Анализом состояния вопроса в области совершенствования характеристик узкозахватных выемочных машин установлено, что современные

угледобывающие комбайны, применяемые при отработке тонких пластов, не в полной мере удовлетворяют требованиям угольной промышленности по качеству добываемого угля и уровню энергозатрат на его добычу. В результате анализа характеристик основных серийных отечественных комбайнов для выемки тонких пластов установлено, что они имеют низкие значения скорости подачи (до 6 м/мин), зачастую не соответствующие значениям скорости резания, что приводит к повышению энергоемкости разрушения и ухудшению сортности добываемого угля.

Характерной особенностью исполнительного органа машины БВМ является величина ее захвата, позволяющая увеличить скорость подачи при номинальных значениях тяговых усилий. Уменьшение величины захвата при увеличении скорости подачи с технической точки зрения снижает крутящий момент; тяговые усилия; общую мощность, расходуемую на резание и подачу; динамичность тягового усилия и крутящего момента. С технологической точки зрения уменьшение ширины захвата приведет к стабилизации газового и вентиляционного режимов в зоне работы машины БВМ; обеспечит снижение величины опускания кровли, повысив ее устойчивость в призабойном пространстве; значительно сократит площадь и частоту вывалов породы в призабойное пространство (при работе в условиях неустойчивых кровель); снизит мощность, расходуемую на резание, за счет работы исполнительного органа в зоне отжима. Таким образом, с учетом требований ГОСТ 26914-86 к производительности выемочной машины, ширину захвата машины БВМ принимаем равной В3=0,31 м. Диаметр исполнительного органа должен приниматься исходя из минимального значения мощности разрабатываемого пласта. В работе рассмотрены значения диаметров исполнительных органов 0,9, 1,25 и 1,4 м, позволяющие отрабатывать угольные пласты в диапазоне мощностей 0,9...1,5 м.

Анализом параметров, влияющих на скорость подачи машины БВМ, при которой будет обеспечена наилучшая сортность и энергоемкость выемки угля, установлено, что наибольшее ее значение может быть достигнуто при использовании барабанно-дискового исполнительного органа, оснащенного специальными карманами (впадинами) с целью улучшения его разгрузочной способности.

На рис. 2 представлен предлагаемый нами исполнительный орган. Для улучшения разгрузочной способности и увеличения объема рабочего пространства исполнительный орган оборудован «карманами» - глубокими выемками в обечайке, которые вместе с лобовинами кулаков образуют увеличенные разгрузочные поверхности, позволяющие повысить скорость потока отбитой горной массы и улучшить разгрузочную способность. В варианте 2, приведенном в диссертационной работе, карманы имеют увеличенный объем за счет сужения обечайки в сторону завала под углом 35°. Данная конструкция позволяет избежать прессования и излишнего дробления отбитых кусков угля за счет того, что горная масса будет выдавливаться на поворотный редуктор, обору-

A-A

l';ic.l\ Ьарабан н о-дисков ый исполните : Opl jm mu ;!i \1 ti схема расстайбвки регион на нем:

i - кугконие резцы первой линии резаипя: ® - -{5 íb сторону миссика);

2- кутковые ревды второй линии речами я; Q _ 30° (в сторону массива);

3 - забойные резцы; Q- f (в сторону от массива).

дованный специальными ска тами, что ласт возможность улучшить сортность добываемого угля. Исполнительные органы снабжены системой искровзрывобе-зопасного орошения с подачей воды па след резания каждого резца.

Наибольший вклад в горную науку в области разрушения угля режущими инструментами внесли такие видные ученые, как А.И. Берон, В.Н. Гстопанов, Л.И. Кантович, Ю.Д, Красников, В.И, Кутовой, Ю.Н. Лииник, В.Г. Мерзляков, В.З. Меламед, В.И. Мпничев. Е.З. Позин, М.М, Протодьяконов, В.И. Солод. В.Н. Тон и др. В результате их исследований в ИГД им, А.А. Ско-чинского и Московском государственном горном университете образовались научные школы, в рамках которых сформирована экспериментальная статистическая теория резания угля, послужившая базой для разработки инженерных методов расчета нагрузок на резцах н определения рациональных режимов работы очистных машин.

Основной отличительной особенностью барабанно-дпекового исполнительного Органа с горизонтальной осью вращения от шнекового является его разгрузочная способность: вынос разрушенного материала осуществляется в направлении, обратном подаче комбайна, под действием центробежных сил и сил тяжести, а не перпендикулярно направлению подачи как у шнековых исполнительных органов. Отмечая несомненные заслуги вышеупомянутых

ученых в области теории резания, следует отметить, что существующие методики по определению параметров схем резания и расстановки резцов на исполнительном органе угледобывающего комбайна в полной мере не учитывают указанной особенности барабанно-дискового исполнительного органа, которая оказывает существенное влияние на энергоемкость выемки.

Разгрузочную способность барабанно-дискового исполнительного органа необходимо рассчитывать исходя из значения критической частоты вращения исполнительного органа побкр, определяемой из условия его центробежной разгрузки. С этой целью нами была получена расчетная зависимость критической частоты вращения исполнительного органа машины БВМ п„г, кр от минимального диаметра его обечайки £>„,„, согласно которой, с увеличением диаметра обечайки исполнительного органа критическая частота вращения, при которой обеспечивается эффективная центробежная разгрузка угля, уменьшается:

побкр = 42,ЗЦ^5, об/мин. (1)

Графически эта зависимость показана на рис. 3.

Частота вращения исполнительного органа п„г, должна принимается с учетом коэффициента запаса к3 = 1,1... 1,15:

«об = к3 по6 „Л об/мин. (2)

Для рассматриваемой конструкции исполнительного органа (0=0,9 м, Д,=0,31 м) критическая частота вращения из условия центробежной разгрузки равна п„вКр= 63 об/мин, частота вращения с учетом коэффициента запаса поб= 72 об/мин, скорость резания Ур=3,4 м/с.

Моделирование разгрузки предлагаемой конструкции исполнительного органа машины БВМ было произведено графо-аналитическим методом. Полученные траектории точек (рис. 4) говорят о том, что исполнительный орган будет полностью разгружаться за 0,2...0,3 с. и при принятых параметрах будет работать без заштыбовки.

Таким образом, выполненные теоретические исследования разгрузочной способности исполнительного органа машины БВМ позволили подтвердить справедливость внесения в расчет зависи -

400

500

600

700 □тт, ММ

Рис. 3. Зависимость критической частоты вращения п0бкр от минимального диаметра обечайки исполнительного органа £>„,„ машины БВМ

Рис.4, Схема графо-аналитичееко! о моделирования разгрузочной способности барабанно-дискового исполнительного органа машины ВВМ: 1.2.3 - номер положения исполнительного органа; F„„ - действие центробежной силы; F, „ - действие силы тяжести; V,, - направление скорости подачи машины ЬВМ; Sm. Sj.j - перемещение исполнительного органа; Rlm„-минимальный радиус обечайки исполнительного органа.

мости (1), установить работоспособность конструкции исполнительного органа быстроходной выемочной машины БВМ с принятыми параметрами по фактору разгрузочной способности и уточнить метод расчета параметров схем расстановки резцов и укрупненного расчета сил резания на бараба н но-дисковом исполнительном органе.

Уточненный метод расчета решает следующие основные задачи:

- иыбор основных параметров барабанно-дискового исполнительного органа, определяющих схемы резания и расстановки резцов, обеспечивающих разрушение угольного пласта с наименьшей энергоемкость ¡о, наилучшей сортностью при заданной производительности;

- укрупненный расчет сил рсчанпя и подачи при заданных парамет рах;

- выбор электродвигателя выемочной машины, расчет удельной энергии отбойки угля.

Блок-схема алгоритма уточненного метода расчета приведена в работе. На первом этапе расчет ведется по методике, изложенной в ОСТ 12,44,258-84. По заданной теоретической производительности выемочной машины Qp, определяется расчетная скорость ее подачи Г„. При этом задаются: вынимаемая

мощность пласта т, среднее значение сопротивляемости пласта резанию А, объемный вес угля у, линейные размеры исполнительного органа (диаметр и ширина захвата).

На втором этапе рассчитывается максимальная подача на резец за один оборот исполнительного органа 1хтах (максимальная толщина стружки) в зависимости от частоты его вращения поб, определяемой по фактору разгрузочной способности.

На третьем этапе и далее расчет ведется по методике, изложенной в ОСТ 12.44.258-84 исходя из полученного значения частоты вращения исполнительного органа: определяется значение оптимальной ширины стружки /„„»,,, по которому в дальнейшем рассчитываются кутковые и забойные шаги резания

и выбираются длины кутковой и забойной частей исполнительного органа Взк, В33 и ширины захвата В3 в целом. Определяется количество резцов в забойных (кутковых) линиях резания - т3 (тк)у общее количество резцов п, в том числе - забойных п3 и кутковых пк резцов и резцов, находящихся в одновременном контакте с массивом пр. Принимаются углы установки резцов Д.

На последнем этапе определяются: средняя сила резания для забойных и кутковых резцов 2\ мощность, необходимая для резания углей Рр\ мощность, необходимая на перемещение машины Рп\ средний расчетный крутящий момент на валу электродвигателя Мср и удельная энергия отбойки угля IV.

В окончательном виде схема расстановки резцов принимается исходя из силовой уравновешенности исполнительного органа, которая оценивается по значению коэффициента вариации суммарной силы резания за один оборот исполнительного органа V],.

По результатам расчета разработана схема расстановки резцов на предлагаемый исполнительный орган (см. рис. 2). При данной схеме повышение эффективности отбойки угля достигается за счет:

- использования минимального количества резцов в забойных линиях резания, расстояние между которыми соответствует рациональному шагу резания, обеспечивающему полную выемку угля между смежными линиями и резание в режиме "крупного скола" с наименьшей энергоемкостью;

- расположения забойных резцов, при котором отбойка угля производится в направлении обнаженной поверхности забоя;

- установки резцедержателей, при которой режущие кромки резцов расположены впереди лопасти исполнительного органа, что уменьшает передрабливание отбитого угля;

- размещения резцов по окружности фрезы, обеспечивающего равномерную нагруженность исполнительного органа.

Расчетное значение коэффициента вариации окружной силы за оборот исполнительного органа (установленное при помощи компьютерной программы "Шнек - проект", разработанной канд. техн. наук В.Ю. Линником совместно с лабораторией средств механического разрушения угля и горных

пород ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского) для барабанно-дискового исполнительного органа (при скорости подачи V„=20 м/мин) составляет v]H =0,0347, что укладывается в допустимые пределы для легких комбайнов.

Расчет машины БВМ на раме скребкового конвейера, произведенный по известной методике, показал, что при максимальной нагрузке на данном исполнительном органе, при его верхнем и нижнем положении, машина устойчива.

В результате выполненных исследований получена расчетная зависимость максимального значения толщины стружки hmax от скорости подачи V„ машины БВМ и минимального диаметра обечайки исполнительного органа Dmm, при соблюдении условия эффективной центробежной разгрузки барабан-но-дискового исполнительного органа:

ham=5,WnD^, мм. (3)

Установлено (рис. 5), что при равной толщине стружки увеличение скорости подачи быстроходной выемочной машины достигается за счет уменьшения минимального диаметра обечайки исполнительного органа. С уменьшением диаметра обечайки с 700 до 400 мм, или в 1,6 раза, скорость подачи машины БВМ возрастает в 1,2-1,3 раза.

Зависимости (1) и (3) с учетом результатов исследования проф. Е.З. По-зина (согласно которому энергоемкость разрушения снижается пропорционально увеличению максимальной толщины стружки) позволили разработать рекомендации по выбору рациональных параметров режима работы машины БВМ с исполнительным органом барабанно-дискового типа при его различных диаметрах (см. таблицу).

Под рациональным режимом работы машины БВМ понимается такое сочетание значений скорости подачи и скорости резания, при котором достигается наименьшая энергоемкость разрушения, наибольшая толщина стружки (3) и соблюдается условие гарантированной разгрузки (1) при допустимом значении неравномерности окружной силы за оборот исполнительного органа.

Расчетная энергоемкость разрушения при применении данного исполнительного органа, спроектированного с учетом вышеизложенных ре-

12

t \ hmax, СМ

Ч 2 ч

4 У» А' 1 1 1

У * , У 1 1

1 1 1

£ ч 1 i 1 | 1 1

У ** ✓ 1 1 1 } 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1

1 + 1 3 » ¥ + 1

1 2 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Уп, м/мии

Рис. 5 Зависимость максимальной толщины стружки А„„ от скорости подачи !'„ машины БВМ при соблюдении условия центробежной разгрузки барабанно-дискового исполнительного органа'

1- Апш=0,4 м; 2-Пт,„=0,6 м, 3-£>тт =0,7 м.

комендаций, в комплексе с машиной БВМ (при значениях ширины захвата В3=0,31 м; средневзвешенной сопротивляемости пласта резанию Ат=240 кН/м; диаметра исполнительного органа 0=0,9 м) составила 0,3 кВт -ч/т.

Рекомендуемые конструктивные и режимные параметры барабанно-дискового исполнительного органа машины БВМ

Диаметр ИО, м Ширина захвата, м Частота вращения ИО, об/мин Скорость резания, м/с Рациональная скорость подачи БВМ, м/мин

0,9 0,31 72 3,4 12...21

1,25 0,31 60 3,9 10...17

1,4 0,31 60 4,3 9...16

При высокоинтенсивной отработке тонкого пласта быстроходной выемочной машиной БВМ возможны следующие схемы его выемки: двусторонняя, челноковая со скалыванием верхней пачки угля козырьками механизированной крепи и челноковая со скалыванием нижней пачки угля скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера. В работе расчетами установлено, что максимально возможная эксплуатационная производительность машины БВМ может быть достигнута за счет применения челноковой схемы выемки пласта со скалыванием оставшейся после ее прохода нижней пачки угля скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера.

Исследованиями погрузочных устройств (лемехов) лавного скребкового конвейера занимались такие известные в области горного дела ученые, как Берман A.B., Геллер A.M., Гончаревич И.Ф., Зеленин А.Н., Куракин А.И., Левин А.Г., Люринг Х.И., Михайлов Ю.И., Эйдерман Б.А. и др. Однако в работах перечисленных авторов лемех скребкового конвейера рассматривался только с целью осуществления им эффективной погрузки отбитой горной массы. Анализ отечественных литературных источников показал, что в настоящее время имеются лишь единичные публикации, в которых рассматривается возможность применения скалывающе-погрузочного лемеха скребкового конвейера, в то время как за рубежом данная технология находила применение. Аналитические исследования скалывания нижней пачки угля таким лемехом в отечественной практике отсутствуют полностью.

Нижняя пачка угля нами была представлена как плита из изотропного материала удельного веса у с заделкой по двум плоскостям ОХ и ОУ (рис. 6), на поверхность ВС которой действует сила N, составляющая с положительным

направлением оси ОХ угол ^ - ß.

В результате выполненных в диссертационной работе теоретических исследований взаимодействия скалывающе-погрузочного лемеха с нижней пачкой были получены математические зависимости для определения главных напряжений на лемехе-скалывателе в плоскости контакта «почва-пласт»:

ЫсоьР

+ N0ов/? -гвВ—Щ-+—

Л'сов/?

~С

гисоьр

1„н '

+ Д

(4)

(5)

(6)

где ет* - напряжение по нормали к площадке, перпендикулярной оси X; ау - напряжение по нормали к площадке, перпендикулярной оси У; т^ - касательное напряжение в плоскости ХОУ (рис. 6); Ы- необходимое усилие, Н; к - толщина снимаемой полосы угля, м; 1СК - длина хода домкрата лемеха-скалывателя, м; [} - задний угол лемеха-скалывателя, град; у - объемный вес угля, т/м .

Для определения усилия, необходимого для полного разрушения пачки толщиной к и шириной 1СЮ в результате достижения предельного напряженного состояния получено выражение:

I,

со

кН/м,

(7)

>>муугуу

у// уу//*«*//*

где [о] - предел прочности материала на растяжение, Н/м .

В окончательном виде для определения удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе скребкового конвейера получена расчетная формула, рекомендуемая для практического использования:

р = (и 8л - ^ + ер5(^ ^ _ кН/м5 (8)

СО%Р со$<ру

где А - средневзвешенная сопротивляемость пласта резанию, Н/мм; <ру - угол трения металла по углю; <р„ - угол трения металла по породе; /?' - передний угол лемеха-скалывателя.

С целью получения достоверной информации о силовых характеристиках разрушения нижней пачки угольного пласта методом статического скалывания и подтверждения правильности расчетной схемы и формулы (8), были проведены экспериментальные исследования на натурном стенде из эквивалентных материалов.

Количество опытов устанавливалось исходя

хш/льшу \44VA44V кчччдалч/ ь^У1

Рис. 6. Расчетная схема к определению удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе скребкового конвейера

из величины коэффициента вариации и требуемой степени точности результата. Минимальное количество опытов равнялось 10.

Изучение процесса скалывания показало следующее: выделяются три характерные зоны. На первой, ограниченной перемещением скалывателя от 0 до 100 мм, идет возрастание усилий, затем наступает относительная стабилизация, после чего усилия вновь возрастают и достигают максимума в конце процесса скалывания. Средние максимальные значения усилия, определенные исходя из минимально достаточного количества опытов при толщине пачки 0,4 м и сопротивляемости резанию 120 Н/мм составили 145 кН, толщине пачки 0,4 м и сопротивляемости резанию 240 Н/мм - 276,8 кН.

В результате проведенного по формуле (8) расчета усилия скола нижней пачки с исходными данными, взятыми из характеристик углецементного блока (А = 120, 240 кН/м; И=0,4 м; у=1,5 т/м3) и параметров лемеха-скалывателя (/ск=0—0,35 м, <ру = 18°; f„ = 22°; /?=50°; /Г = 5°) при стендовых испытаниях, получены соответствующие максимальные значения 125,8 и 252,2 кН, расхождения результатов составили не более 22% (средние не более 13,7%). Статистическая обработка результатов, проведенная при помощи пакета программного обеспечения MS Excel, позволила получить значения коэффициентов корреляции, которые не превысили 0,93, что говорит об устойчивости корреляционных связей установленной зависимости.

Совмещенные результаты расчетных и экспериментальных данных приведены на рис.7. Таким образом, подтверждена правильность выбора расчетной схемы и формулы (8) для расчета усилия, необходимого для разрушения нижней пачки угля.

В результате проведения стендовых испытаний установлено: - усилия домкратов передвижки, принятые порядка 400 кН для ска-лывающе-погрузочного лемеха длиной 1,5 м, установленного на конвейере А-26 являются достаточными для погрузки отбитой горной массы и скалывания угольного уступа, высотой до 0,4 м и шириной 0,35 м, сопротивляемостью резанию до 240 Н/мм (при наличии четкого контакта "уголь-

почва"); 1 - 240 Н/мм; 2-120 Н/мм.

Рис. 7. Распределение усилия домкратов передвижки Р по длине хода скалывателя 1ск при скалывании угля различной сопротивляемости:

- для скалывания угольного уступа высотой до 0.4 м и сопротивляемостью до 360 Н/мм на ширину пачки 0.35 м требуется увеличить усилия передвижки конвейера в горизонтальной плоскости до 600 кН. усилия передвижки и вертикальной плоскости оставить без изменений.

Основной системой разработки при применении машины ЬВМ является столбопая. Применение механизированного комплекса с быстроходной выемочной машиной возможно в лавах действующих технологических схем.

Для газоносных пластов (х>15м /т) предлагается технологическая схема выемки с промежуточным штреком, проводимым в пределах выемочного столба и погашаемого одновременно с его отработкой лавой (рис. Я). При этом лава оборудуется одним забойным конвейером на всю длину и двумя машинами БВМ, Промежуточный штрек проводится в пределах выемочного столба сечением 6-10 м" и высотой около 2 м с подрывкой пород кровли. Размещение внутри контура столба дополнительной выработки, позволяет осуществить: частичную естественную дегазацию отрабатываемого массива; надежное поддержание подготовительных выработок с учетом протекающих геом еха н и ч ее к их процессов в ходе ведения очистных работ; более рациональное размещение гор но-шахтного оборудования по функциональных признакам.

Схема проветриваний выемочного столба исключает образование трудно проветриваемых зон на концевых участках очистных забоев, где, как правило, размещается электрооборудование приводов конвейеров под высоким напряжением. Свежий воз-

дух подается по двум

крайним штрекам, что позволяет в два раза повысить количество воздуха и лаве. Если протяженность частсИ

лавы примерно одинакова, то удвоение количества воздуха позволит в два раза повысить допустимую нагрузку на лаву по метану, выделяющемуся из пласта и отбитого угля. Охрану повторно используемых выработок целесообразно осуществлять кострами (полосами) из nnобеганных блоков.

Рис, К. Технгшггичеекзя схема отработки тонких яшаетш с применением двух машин Е1ВМ, обеспечивающая нагрузку на забой 0,5...! млн.т угля в год и более

Для определения оптимальной длины лавы была построена экономико-математическая модель, описывающая зависимости между составными частями эксплуатационных затрат по добычному участку и основными технологическими параметрами. Используя данные зависимости, в работе был построен график изменения удельных эксплуатационных затрат (руб/т) при росте длины очистного забоя при заданных нагрузках на забой 3000 и 5000 т/сут, из которого установлена область оптимальных значений длины очистного забоя 240...280 м, длина выемочного столба 1500...2000 м.

Условия применения данной схемы: мощность пласта 1,0...2,5 м; угол падения - 0...18°; газоносность пласта - более 15 м3/т.

Существенное влияние на эффективность использования быстроходной выемочной машины БВМ оказывает применяемая крепь и система ее управления. Техническая характеристика и конструктивные особенности машины БВМ делают возможным крепление очистного забоя осуществлять на принципах как комбайновой, так и струговой технологий. Условием наиболее полного использования технических возможностей БВМ является применение ее в комплексе с механизированными крепями, оборудованными электрогидравлической системой управления, перемещающимися в состоянии постоянного подпора.

Выполненные расчеты экономической эффективности от внедрения технологии выемки тонких пластов с применением быстроходной выемочной машины показали, что применение механизированного комплекса с машиной БВМ (при относительно небольшой установленной мощности входящего в его состав оборудования) может обеспечить нагрузку на забой в пределах 1,5...7 тыс.т/сут в зависимости от мощности пласта и числа машин в лаве.

Сравнение вариантов технологии показало, что применение высокопроизводительной энергосберегающей выемки угля с применением машины БВМ весьма перспективно и не уступает современным технологиям добычи угля в условиях тонких пластов. Экономия эксплуатационных издержек при сравнении нового (БВМ) и базового вариантов (комплекс КМП 06/15 с комбайном К-85М) технологии составляет 29,6 руб/т или 22,2 млн.руб. в год при одинаковых объемах добычи.

Экономическая эффективность нового варианта технологии, по сравнению с базовым достигается за счет:

- снижения себестоимости добываемого угля в результате роста нагрузки на очистной забой, производительности труда и уменьшения энергоемкости разрушения угля;

- значительного снижения трудоемкости работ на концевых участках;

- улучшения сортности добываемого угля;

- снижения потерь угля в недрах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований изложены новые научно обоснованные технические и технологические разработки по повышению эффективности технологии очистных работ на тонких угольных пластах с использованием машины БВМ, имеющей существенное значение для угольной промышленности России.

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему:

1. Перспективным направлением работ по созданию очистных комплексов для выемки тонких пластов следует считать технологию их отработки с применением быстроходной малозахватной выемочной машины БВМ, сочетающей в себе положительные качества комбайновой и струговой технологий. Областью эффективного применения данной технологии являются шахты, разрабатывающие угольные пласты мощностью 0,9... 1,5 м в сложных горногеологических условиях: высокая газоносность пласта, наличие мелкоамплитудной нарушенности, неустойчивая кровля и т.д.

2. Установлена зависимость критической частоты вращения барабанно-дискового исполнительного органа машины БВМ, обеспечивающая эффективную центробежную разгрузку угля, от минимального диаметра его обечайки -Пгю кр=/(От1П). Уменьшение критической частоты вращения происходит с увеличением диаметра обечайки по кривой, имеющей экспоненциальный характер. На основании данной зависимости уточнен метод расчета рациональных параметров схем резания и расстановки резцов для барабанно-дискового исполнительного органа с горизонтальной осью вращения.

3. Установлены закономерности формирования максимальной толщины стружки в зависимости от скорости подачи машины БВМ и минимального диаметра обечайки ее исполнительного органа. При равной толщине стружки увеличение диаметра обечайки в 1,6 раза вызывает снижение скорости подачи выемочной машины в 1,2+1,3 раза.

4. Выявленные закономерности и полученные расчеты зависимости критической частоты вращения исполнительного органа и максимальной толщины стружки позволили разработать рекомендации по выбору рациональных параметров выемки тонких пластов угля с применением быстроходной выемочной машины БВМ, обеспечивающие минимальные энергозатраты на разрушение, улучшение сортности добываемого угля при соблюдении условия эффективной центробежной разгрузки ее исполнительного органа.

5. На основе результатов выполненных исследований разработана новая конструкция исполнительного органа машины БВМ, обеспечивающая высокоинтенсивную (скорость подачи до 21 м/мин) энергосберегающую технологию выемки тонких пластов угля с сопротивляемостью резанию до 300 Н/мм и представляющая собой дисковый барабан, оснащенный резцовым инструмен-

том и специальными карманами для эффективной центробежной разгрузки.

6. Наиболее рациональной схемой выемки тонкого пласта быстроходной выемочной машиной БВМ следует считать челноковую выемку со скалыванием нижней пачки угля скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера, обеспечивающую максимально возможную эксплуатационную производительность выемочной машины.

7. В результате аналитических и экспериментальных исследований процесса работы лемеха-скалывателя установлены закономерности формирования удельного напорного усилия на нем в процессе скалывания нижней угольной пачки в зависимости от ее размеров, длины хода скалывателя, конструктивных параметров скалывателя и физико-механических свойств угля и вмещающих пород. Фактически полученные при стендовых испытаниях скалывающе-погрузочного лемеха данные подтвердили правильность расчетной схемы и формулы для определения усилия скола нижней пачки (расхождения экспериментальных и расчетных данных составили не более 22%, значения коэффициентов корреляции - не более 0,93). Принятое усилие домкратов передвижки 400 кН для лемеха-скалывателя длиной 1,5 м является достаточным для погрузки отбитой горной массы н скалывания угольного уступа высотой до 0,4 м на ширину 0,35 м с сопротивляемостью резанию до 240 кН/м.

8. Применение технологической схемы с двумя быстроходными машинами БВМ и промежуточным штреком, проводимым в пределах выемочного столба, обеспечит высокоэффективную и безопасную отработку тонких газоносных (15-30 м3/т) пластов с нагрузкой на забой 0,5... 1 млн.т угля в год и более. Оптимальная длина очистного забоя 240...280 м; рациональная длина выемочного столба - 1500...2000 м. Экономия эксплуатационных издержек при сравнении нового и базового вариантов технологии составляет 29,6 руб/т или 22,2 млн.руб. в год при одинаковых объемах добычи.

Результаты исследований были использованы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского совместно с ОАО «ПНИУИ» при выполнении государственных проектов, в которых автор участвовал как исполнитель.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих научных работах, в том числе 4 - в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК:

1. Лиманский A.B. Влияние техники и технологии выемки угля в очистном забое на концентрацию горных работ// Исследования в области инженерно-технических процессов: Сб. науч. тр./ Шахтинский ин-т ЮРГТУ.- Новочеркасск, 2004,- С. 120-123.

2. Измалков A.B., Лаврухнна Л.Я., Попов С.Ф., Лиманский A.B. Перспективы развития высокопроизводительных энергосберегающих технологий выемки пологих пластов на шахтах России / Техника и технология открытой и подземной разработки месторождений: Науч. сообщ./ ННЦ ГП - ИГД им. A.A.

Скочинского. - М, 2004. - Вып. 328. - С.65-73.

3. Лиманский A.B. Состояние и перспективы развития технологии выемки тонких пологих пластов// Горный информационно-аналитический бюллетень. - №4. - М.: Изд-во МГГУ, 2005. - С.196-199.

4. Брайцев A.B., Лиманский A.B. Фрезерный очистной комбайн типа КСМ с захватом 0,3-0,4 м для длинных очистных забоев/ Техника и технология открытой и подземной разработки месторождений: Науч. сообщ./ННЦ ГП -ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 2005. - Вып. 329. - С.71-77.

5. Брайцев A.B., Лиманский A.B. Высокопроизводительная и безопасная выемка калийных пластов фрезерными комбайнами на рудниках ПО "Беларуськалий"/ Техника и технология открытой и подземной разработки месторождений: Науч. сообщ. / ННЦ ГП — ИГД им. A.A. Скочинского. — М., 2005.

- Вып. 330. - С.293-299.

6. Лиманский A.B. Состояние и перспективы отработки тонких пластов Восточного Донбасса// Научно-технические проблемы разработки угольных месторождений, шахтного и подземного строительства: Сб. науч. тр./Шахтинский ин-т ЮРГТУ. - Новочеркасск, 2005.- С. 67 - 72.

7. Линник Ю.Н., Крашкин И.С., Брайцев A.B., Мышляев Б.К., Лиманский A.B. Перспективы развития технологии и техники горных работ на пологих и наклонных пластах шахт РФ // Техника и технология открытой и подземной разработки месторождений: Науч. сообщ. / ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 2005. - Вып. 331. - С.94-106.

8. Попов С.Ф., Брайцев A.B., Устинов Н.И., Лиманский A.B. Высокопроизводительная технология выемки пологих метаноносных пластов с применением дегазации угольного массива выработками и скважинами/ Горный информационно-аналитический бюллетень - прил. "Аэрология". - М.: Изд-во МГГУ, 2005. - С.196-199.

9. Лиманский A.B. Методика расчета параметров фрезы быстроходной выемочной машины для выемки тонких пластов угля / Техника и технология открытой и подземной разработки месторождений: Науч. сообщ. / ННЦ ГП -ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 2006. - Вып. 332. - С. 152-168.

10. Лиманский A.B. Высокоинтенсивная энергосберегающая технология выемки тонких пологих пластов быстроходной выемочной машиной// Горный информационно-аналитический бюллетень,- №5. - М.: Изд-во МГГУ, 2006. -С.209-214.

11. Мерзляков В.Г., Лиманский A.B. Фрезерный исполнительный орган комбайна для выемки тонких угольных и калийных пластов // Горное оборудование и электромеханика. - 2006. - № 6. - С.2-4.

12. Лиманский A.B. Преимущества применения однофрезерной быстроходной выемочной машины при отработке тонких пластов/ Изв. вузов. Сев,-Кавк. регион. Техн. науки.- Спецвыпуск: Перспективы развития Восточного Донбасса.- Новочеркасск,- 2006,- С. 132-136.

Александр Васильевич ЛИМАНСКИЙ

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЫЕМКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ УГЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЫСТРОХОДНОЙ ВЫЕМОЧНОЙ МАШИНЫ С МАЛЫМ ЗАХВАТОМ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 08.02 2007 г. Формат 60x90 1/16. Печать цифровая. Бумага "Performer". Печ. л. 1,25 Тираж 100 экз. Заказ № 4406.

Отпечатано в ФГУП «Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ», 140010, г Люберцы Московской обл., Октябрьский пр-т, 403.

Введение.

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОТРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ НА ШАХТАХ РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ

1.1 Шахтный фонд РФ (тонкие пласты) до 2020 года.

1.2 Анализ структуры запасов угля в тонких пластах и горно-геологических условий их разработки на действующих шахтах РФ и резервных участках.

1.3 Техника и технология выемки пологих пластов мощностью 0,9. 1, м на шахтах России и за рубежом, ее эффективность и безопасность

1.4 Цель и задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЫСТРОХОДНЫХ ВЫЕМОЧНЫХ МАШИН (КОМБАЙНОВ) С МАЛЫМ ЗАХВАТОМ 2.1 Отечественный и зарубежный опыт применения быстроходных выемочных машин.

2.2 Проект ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского и ОАО "ПНИУИ" по созданию быстроходной выемочной машины БВМ для пластов мощностью 0,85. 1,4 м.

2.3 Основные предпосылки создания новой конструкции исполнительного органа машины БВМ.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА МАШИНЫ БВМ, УТОЧНЕНИЕ МЕТОДА ЕГО РАСЧЕТА

3.1 Обоснование оптимального значения ширины захвата машины

3.2 Исследование разгрузочной способности исполнительного органа машины БВМ.

3.3 Уточнение метода расчета параметров схемы расстановки резцов и укрупненного расчета сил резания на барабанно-дисковом исполнительном органе.

3.4 Рекомендации по выбору рационального режима работы машины

БВМ с барабанно-дисковым исполнительным органом.

Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫЕМКИ ТОНКОГО ПЛАСТА МАШИНОЙ БВМ

4.1 Анализ вариантов схем выемки тонкого пласта быстроходной выемочной машиной БВМ с малым захватом.

4.2 Аналитические и экспериментальные исследования основных силовых параметров работы скалывающе-погрузочного лемеха скребкового конвейера.

4.3 Рекомендации по разработке технологии крепления очистного забоя, оборудованного быстроходной выемочной машиной БВМ.

4.4 Рекомендации по разработке технологических схем выемки угольных пластов мощностью 0,9.1,5 м с применением машины БВМ.

4.5 Определение экономической эффективности от внедрения технологии выемки тонких пластов с применением машины БВМ.

Выводы.

Актуальность работы. В комплексе проблем по совершенствованию подземного способа добычи угля наиболее важной является задача создания эффективной техники и технологии выемки пологих угольных пластов мощностью 0,9.Л,5 м, промышленные запасы которых в горных отводах действующих шахт России составляют около 48%, в резервных участках -более 70%. В тонких пластах сосредоточены запасы высококачественных углей остродефицитных марок А, К, Ж, Г.

Незначительный объём добычи из данной группы пластов (в 2005 г. равный 7ч-8 млн.т/год, 8% подземного способа) объясняется отсутствием надежных и высокопроизводительных комплексов для их отработки. Средние нагрузки на комплексно-механизированный очистной забой (КМЗ) при выемке тонких пластов составляют 550-1200 т/сут, что зачастую является недостаточным для обеспечения конкурентоспособности добываемого угля по сравнению с его добычей на пластах мощных и средней мощности и приводит к списанию запасов по экономическим соображениям.

Во многом сдерживающим элементом в повышении нагрузки на КМЗ является выемочная машина. На шахтах РФ комплексно-механизированная технология отработки тонких пластов применяется в двух вариантах: комбайновой и струговой. Главенствующее положение занимает комбайновая технология как наиболее соответствующая зачастую сложным горногеологическим условиям залегания тонких угольных пластов.

В условиях отработки тонких пластов к основным недостаткам очистных комбайнов можно отнести: высокий удельный расход электроэнергии (0,8.1,2 кВт-ч/т); излишнее переизмельчение угля шнеками, ведущее к снижению сортности добываемого угля и интенсивному пылеобразованию; низкая погрузочная способность шнеков.

В струговых установках эти недостатки отсутствуют, однако их отличают существенные ограничения по сопротивляемости угля резанию; значительные трудности при работе на пластах со сложной гипсометрией и мелкоамплитудной нарушенностью, низкий коэффициент машинного времени, не превышающий в среднем 0,2. Немецкие струговые установки нового технического уровня также предъявляют жесткие требования по горногеологическим факторам и имеют высокую стоимость.

Таким образом, разработка эффективной технологии выемки тонких угольных пластов с применением быстроходной выемочной машины (БВМ), использующей лучшие технические и технологические решения узкозахватной и струговой выемки и исключающей их негативные стороны, является актуальной научной и практической задачей.

Идея работы. Создание специальной конструкции исполнительного органа быстроходной выемочной машины в комплексе со скалыванием нижней угольной пачки скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера приведет к сочетанию положительных качеств комбайновой и струговой технологий при механизированной выемке тонких угольных пластов машиной БВМ.

Основные научные результаты, выносимые на защиту, и их новизна:

1. Закономерности влияния минимального диаметра обечайки барабан-но-дискового исполнительного органа быстроходной выемочной машины БВМ с малым захватом на критическую частоту вращения исполнительного органа, обеспечивающую его гарантированную разгрузку.

2. Закономерности формирования максимальной толщины стружки на барабанно-дисковом исполнительном органе быстроходной выемочной машины БВМ в зависимости от скорости ее подачи и минимального диаметра обечайки исполнительного органа при соблюдении его критической частоты вращения, позволившие обосновать рациональные технические и технологические параметры выемки тонких угольных пластов с применением машины БВМ.

3. Зависимости формирования удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе скребкового конвейера от размеров разрушаемой нижней угольной пачки, конструктивных параметров скалывателя и физико-механических свойств угля и вмещающих пород, определяющие усилие домкратов передвижки скребкового конвейера, необходимое для эффективной погрузки отбитой горной массы и скалывания нижней пачки угля.

Достоверность разработанных научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректностью постановки задач исследования; применением фундаментальных положений теории резания угля; корректным применением апробированных математических методов (метод расчетных вариантов, методы математической статистики, методы экономико-математического и графо-аналитического моделирования); удовлетворительной сходимостью результатов аналитических исследований с экспериментальными данными стендовых испытаний (расхождения результатов составляют не более 22%, значения коэффициентов корреляции не ниже 0,93).

Методы исследования включают в себя: систематизацию и анализ литературных источников и результатов исследовательских работ по изучению процессов резания и разгрузки барабанных и комбинированных исполнительных органов, процессов скалывания угля клинообразным инструментом; экспериментально-статистический метод с применением математической статистики; аналитический метод расчета параметров исполнительного органа с применением компьютерных программ; метод графо-аналитического моделирования процесса разгрузки исполнительного органа; экономико-математический метод по определению оптимальных параметров системы разработки с применением машины БВМ.

Научное значение работы состоит:

- в установлении закономерностей формирования критической частоты вращения исполнительного органа машины БВМ и максимальной толщины стружки; разработке расчетных зависимостей по определению рациональных режимных параметров работы машины БВМ с барабанно-дисковым исполнительным органом с центробежной разгрузкой и уточнении на их основе метода расчета схем резания и расстановки резцов на исполнительном органе данного типа;

- в установлении характерных закономерностей процесса скалывания нижней пачки угля скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера и зависимости удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе от размеров разрушаемой пачки угля, геометрии скалывателя и физико-механических свойств угля и вмещающих пород.

Практическая ценность работы:

- разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров выемки тонких угольных пластов с применением быстроходной выемочной машины БВМ с малым захватом, обеспечивающие минимальные энергозатраты на разрушение, улучшение сортности добываемого угля при соблюдении условия эффективной центробежной разгрузки ее исполнительного органа;

- установлены расчетные зависимости для определения рациональных режимных и конструктивных параметров работы машины БВМ (критической частоты вращения и минимального диаметра обечайки исполнительного органа, максимальной толщины стружки, скорости подачи) и удельного напорного усилия на лемехе-скалывателе скребкового конвейера. Уточнен метод расчета параметров схем резания и расстановки резцов на барабанно-дисковом исполнительном органе с центробежной разгрузкой;

- разработана конструкция барабанно-дискового исполнительного органа с центробежной разгрузкой для машины БВМ, обеспечивающая высокоинтенсивную (скорость подачи до 21 м/мин) энергосберегающую выемку тонких угольных пластов с сопротивляемостью резанию до 300 Н/мм и представляющая собой дисковый барабан, оснащенный резцовым инструментом и специальными карманами (впадинами).

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований были использованы ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского совместно с ОАО «ПНИУИ» при выполнении государственных проектов по разработке технологических схем выемки тонких угольных пластов с применением быстроходной выемочной машины БВМ, рабочей конструкторской документации на комплекс горно-шахтного оборудования с применением машины БВМ и разработке типовых схем вскрытия, подготовки и отработки угольных пластов для шахт РФ на базе высокопроизводительных и безопасных технологий горных работ (Госконтракты № 41.003.11. 2913 от 26.02.02 и № 113-ОПН-05п от 23.09. 2005 г).

Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались и получили одобрение на научном симпозиуме в рамках "Недели горняка" (Москва, 2005, 2006); 54-й Региональной научно-практической конференции Шахтинского института Южно-Российкого государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) (Шахты, 2005), научных семинарах ННЦ ГП -ИГД им. A.A. Скочинского (2004-2006 гг.).

Автор выражает благодарность коллективу лаборатории "Технология и механизация очистных работ" ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского за оказанную помощь в организации и проведении исследований.

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему:

1. Перспективным направлением работ по созданию очистных комплексов для выемки тонких пластов следует считать технологию их отработки с применением быстроходной малозахватной выемочной машины БВМ, сочетающей в себе положительные качества комбайновой и струговой технологий. Областью эффективного применения данной технологии являются шахты, разрабатывающие угольные пласты мощностью 0,9. 1,5 м в сложных горно-геологических условиях: высокая газоносность пласта, наличие мелкоамплитудной нарушенное™, неустойчивая кровля и т.д.

2. Установлена зависимость критической частоты вращения барабан-но-дискового исполнительного органа машины БВМ, обеспечивающая эффективную центробежную разгрузку угля, от минимального диаметра его обечайки - noeKp=f(Dmin). Уменьшение критической частоты вращения происходит с увеличением диаметра обечайки по кривой, имеющей экспоненциальный характер. На основании данной зависимости уточнен метод расчета рациональных параметров схем резания и расстановки резцов для барабанно-дискового исполнительного органа с горизонтальной осью вращения.

3. Установлены закономерности формирования максимальной толщины стружки в зависимости от скорости подачи машины БВМ и минимального диаметра обечайки ее исполнительного органа. При равной толщине стружки увеличение диаметра обечайки в 1,6 раза вызывает снижение скорости подачи выемочной машины в 1,2-4-1,3 раза.

4. Выявленные закономерности и полученные расчеты зависимости критической частоты вращения исполнительного органа и максимальной толщины стружки позволили разработать рекомендации по выбору рациональных параметров выемки тонких пластов угля с применением быстроходной выемочной машины БВМ, обеспечивающие минимальные энергозатраты на разрушение, улучшение сортности добываемого угля при соблюдении условия эффективной центробежной разгрузки ее исполнительного органа.

5. На основе результатов выполненных исследований разработана новая конструкция исполнительного органа машины БВМ, обеспечивающая высокоинтенсивную (скорость подачи до 21 м/мин) энергосберегающую технологию выемки тонких пластов угля с сопротивляемостью резанию до 300 Н/мм и представляющая собой дисковый барабан, оснащенный резцовым инструментом и специальными карманами для эффективной центробежной разгрузки.

6. Наиболее рациональной схемой выемки тонкого пласта быстроходной выемочной машиной БВМ следует считать челноковую выемку со скалыванием нижней пачки угля скалывающе-погрузочным лемехом скребкового конвейера, обеспечивающую максимально возможную эксплуатационную производительность выемочной машины.

7. В результате аналитических и экспериментальных исследований процесса работы лемеха-скалывателя установлены закономерности формирования удельного напорного усилия на нем в процессе скалывания нижней угольной пачки в зависимости от ее размеров, длины хода скалывателя, конструктивных параметров скалывателя и физико-механических свойств угля и вмещающих пород. Фактически полученные при стендовых испытаниях ска-лывающе-погрузочного лемеха данные подтвердили правильность выбора расчетной схемы и формулы для определения усилия скола нижней пачки (расхождения экспериментальных и расчетных данных составляют не более 22%, значения коэффициентов корреляции - не более 0,93). Принятое усилие домкратов передвижки 400 кН для скалывающе-погрузочного лемеха длиной 1,5 м является достаточным для погрузки отбитой горной массы и скалывания угольного уступа высотой до 0,4 м на ширину 0,35 м с сопротивляемостью резанию до 240 кН/м.

8. Применение технологической схемы с двумя быстроходными машинами БВМ и промежуточным штреком, проводимым в пределах выемочного столба, обеспечит высокоэффективную и безопасную отработку тонких газол носных (15-30 м /т) пластов с нагрузкой на забой 0,5. 1 млн.т угля в год и более. Оптимальная длина очистного забоя 240.280 м; рациональная длина выемочного столба - 1500.2000 м. Экономия эксплуатационных издержек при сравнении нового и базового вариантов технологии составляет 29,6 руб/т или 22,2 млн.руб. в год при одинаковых объемах добычи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований изложены новые научно обоснованные технические и технологические разработки по повышению эффективности технологии очистных работ на тонких угольных пластах с использованием машины БВМ, имеющей существенное значение для угольной промышленности России.

1. Обобщение и систематизация производственно - технической отчетности по акционерным обществам, компаниям и государственным предприятиям угольной промышленности за 2004 год. М., Росинформуголь. Книги 1 и 2

2. Прогнозный каталог шахтопластов Кузнецкого угольного бассейна. М., ИГД им. А.А.Скочинского, 1991.

3. Прогнозный каталог шахтопластов Печорского угольного бассейна. М., ИГД им. А.А.Скочинского, 1991.

4. Прогнозный каталог шахтопластов Донецкого угольного бассейна. М., ИГД им. А.А.Скочинского, 1991.

5. Малышев Ю.Н., Устинов М.И., Горбачев Д.Т. Состояние и проблемы развития подземной добычи угля в Российской Федерации. ИГД им. A.A. Скочинского: Известия. Вып.2. М., 1992. - с. 3-7

6. Артемьев В.Б., Меркулов A.B. Состояние и развитие угольной отрасли Гуковского региона // Уголь.- 2002.-№8.

7. Голод В.А. Теоретические и экспериментальные исследования рабочих характеристик мехкомплексов с учетом геомеханических процессов и сдвижений пород кровли на тонких пластах./Изв. вузов. Сев.-Кавк. Регион. Техн. Науки.- 2004 г.- Приложение№7, с.87-95.

8. Фосс Х.В., Битннер М. Средства механизации выемки угля, применяемые в Германии при разработке пластов малой и средней мощности // Глюкауф.- 2003.-№3.-С. 14-19.

9. Кундель X. Механизация очистных работ в каменноугольной промышленности ФРГ в 1988 г. Глюкауф, 1989, № 15/16, с. 9-16.

10. Зайденварг В.Е., Гаркавенко Н.М., Афендиков B.C. и др. Угольная промышленность за рубежом. М.: Горная промышленность, 1993.- 389с.

11. Луганцев Б.Б., Файнбурд Л.И., Турук В.Д. Перспективы развития струговой выемки./Изв. вузов. Сев.-Кавк. Регион. Техн. Науки.- 2004г.- Приложение^»?, с.6-13.

12. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах / 2.1. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1979.

13. Измалков A.B., Попов С.Ф., Лаврухина Л.Я., Лиманский A.B. Перспективы высокопроизводительных энергосберегающих технологий выемки пологих пластов на шахтах России,- Сб. "Научные сообщения ННЦ ГП- ИГД им. A.A. Скочинского" №342.- 2004г.

14. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления повышения технико-экономических показателей выемочного оборудования при разработке угольных пластов средней мощности// Уголь.- 1992.-№3.- с.13-17

15. Разумняк Н.Л., Мышляев Б.К. Основные направления развития технологий и средств комплексной механизации очистных работ для отработки пологих угольных пластов// Уголь,- 2001.-№6.

16. Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и надежность средств комплексной механизации.- М: Недра, 1986.

17. Буссманн X., Нинхаус К. Перспективы комбайновой выемки угля на тонких пластах// Глюкауф.- 2000.-№2(3).- с. 19-25

18. Щелухин Э.Г. Исследование и выбор рабочих параметров исполнительного органа высокоскоростного малозахватного угледобывающего комбайна. Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МГИ. - 1977. - 17 с.

19. Техническое задание на комплекс горно-шахтного оборудования 1КМБМ с применением быстроходной выемочной машины для выемки пластов мощностью 0,85. 1,4 м.

20. Разработка безопасных высокоинтенсивных технологий добычи твердого топлива подземным способом // Отчет о НИР. ННЦ ГП-ИГД им. A.A. Скочинского. - Люберцы. -2004. - 78с.

21. Миничев В.И. Угледобывающие комбайны. М.: Машиностроение. -1976.-246 с.

22. Берон А. И., Казанский A.C., Позин Е.З. Резание угля. М.: Госгортех-издат, 1962.

23. Позин Е.З., Меламед В.З., Тон В.В. Разрушение угля выемочными машинами. М.: Недра, 1984.-288с.

24. Френио П., Ланче В. Определение параметров режущих исполнительных органов для оптимальной производительности отбойки // Глюкауф. -1994.-№1.-С. 17-24.

25. Brooker С.М. Theoretical and practical aspects of cuting and loading by shearer drums// Colliery Guardian. 1979. - №1. -c. 9-16; №4. -c.41-50.

26. Отраслевой стандарт. OCT 12.44.258-84 Комбайны очистные. Выбор параметров и расчет сил резания и подачи на исполнительных органах. Методика. Введен с 01.01.86.

27. Отраслевая инструкция по выбору шнековых исполнительных органов очистных комбайнов. М.: ИГД им.А.А. Скочинского, 1997. -33с.

28. Кутовой В.И. Исследование факторов, влияющих на измельчение угля при работе узкозахватных комбайнов с роторным исполнительным органом // Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. М.: ИГД им. A.A. Скочинского. 1966.

29. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Исследование процесса разрушения угля методом крупного скола. М.: Госгортехиздат, 1960.

30. Фролов А.Г. Определение параметров выемочных комбайнов, обеспечивающих повышенный выход крупных классов угля и наименьшее пылеобразование. // Науч. докл. М.: ИГД им. A.A. Скочинского. - 1968.

31. Клорикьян С.Х. Повышение производительности механизированных комплексов. М.: ЦНИЭИуголь, 1981,43 с.

32. Позин Е.З. Сопротивляемость углей разрушению режущими инструментами. М: "Наука".- 1972. 238 с.

33. Харченко В.А. Исследование влияния отжима угля на выбор параметров технологии очистных работ при струговой выемке. Автореф. канд. диссерт. - МГИ. - 1965.

34. Роль отжима в процессе разрушения угля добычными машинами / А.И. Берон, Е.З. Позин идр. В кн.: Горные машины. - Госгортехиздат, 1960, №2, с. 100-115.

35. Зильберт И.С., Любощинский Д.М., Позин Е.З. К вопросу о влиянии технологических схем выемки на проявление отжима в зоне работы исполнительных органов выемочных машин. В кн.: Механизация и автоматизация горных работ. - М.: Недра, 1967, с. 162-170.

36. Сергеев И.В., Забурдяев B.C. и др. Управление газовыделением в угольных шахтах при ведении очистных работ. М.: Недра, 1992 - 256 с.

37. Устинов Н.И., Воронюк Ю.С. Возможности повышения производительности очистных забоев при разработке газоносных пластов // Научн. сообщ./ ННЦ ГП ИГД им. A.A. Скочинского - М., № 324/2003/ - с. 47-55.

38. Протодьяконов М.М., Чирков С.Е. Трещиноватость и прочность горных пород в массиве. М.: Наука,- 1964.

39. Докукин A.B., Красников Ю.Д. и др. Динамические процессы горных машин. М.: Наука. 1972. - 150 с.

40. Горбатов П.А., Лысенко Н.М. и др. Исследование устойчивости очистного комбайна УКД в составе комплекса 1МКД-80 // Уголь Украины.-1995 г.-№8. с. 49-51.

41. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г. и др. Справочник. Открытые горные работы. М.: Горное бюро. 1994. -590 с.

42. Отраслевой стандарт ОСТ 12.44.165-80. Комбайны очистные узкозахватные. Резцы и гнезда для них. Типы и основные размеры. Введ. С 01.01.82. М.: Изд-во Министерства угольной промышленности СССР, 1980. -9 с.

43. Головашкин Ю.В. Исследование и разработка принципов и способов построения эффективных схем разрушения углей шнековыми исполнительными органами узкозахватных комбайнов. Дисс. к.т.н. М.: Ин-т горн, дела им. А.А.Скочинского, 1977.

44. Hurt K.G., Mcstravich F.G. High Perfomanco Shoaror Drum Dosing. Colliery Guardian, Dec. 1988. V. 236, № 12.

45. Промышленные испытания высокоскоростного комбайна/ МГИ.-М., 1985.

46. Быстроходная выемочная машина с малым захватом для комплекса 2КМКЛ// Технический проект. МГГУ, ПНИУИ. -1993.

47. Разработка безопасных высокоинтенсивных технологий добычи твердого топлива подземным способом // Отчет о НИР. ННЦ ГП - ИГД им. А. А. Скочинского. - Люберцы. - 2002. - С.67-74.

48. Плотников В.П. Направления совершенствования выемочных комбайнов для добычи крупного угля // Уголь. 2006. - №2. - С. 41-43.

49. Сосунов Г.И. К вопросу разрушения угольного пласта прямым клином.- В сб.: Научные труды МГИ .-№11. -1953. с.22-43

50. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. М.- «Машиностроение». - 1968. - 376 с.

51. Тимошенко С.П. Курс теории упругости. Киев.- «Наукова думна». -1972.-508 с.

52. Рогачев А.Н. Исследование и разработка методики расчета параметров буроотрывного исполнительного органа выемочной машины. Автореф. канд. дисс. -М., 1985.- 18 с.

53. U. Pashedag. Automated Longwall Plowing systems// Coal age. 1997. -№11.-C. 26-29.

54. Томчин Л.И., Смычник А.Д. Опыт разработки Старобинского месторождения калийных солейИ Горный журнал. 1998 - № 11 -12 - с. 79-84.

55. Янгуан В. и др. Дренаж метана в угольных шахтах Китая // The mining Engineer.- 1993 ноябрь. - с. 141-144.

56. Горбачев Д.Т., Крашкин И.С., Саламатин А.Г. К вопросу применения многоштрекового способа подготовки выемочных полей на перспективных шахтах // Уголь.- 1997.-№6.- с. 9-12.

57. Устинов Н.И., Воронюк B.C. Возможности повышения производительности очистных забоев при разработке газоносных пластов // Науч. сообщ./ ННЦ ГП ИГД им. A.A. Скочинского.: М. - №324. - 2003.- С. 47-55.

58. Верзилов М.И. Разработка критерия и мер безопасного по газовому фактору применения столбовых систем разработки в шахтах Донбасса. Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МГИ. - 1977. - 17 с.

59. Лаврухина Л.Я, Карланков A.A. Экономическая эффективность внедрения нового очистного оборудования на угольных шахтах в условиях рынка // Научн. сообщ./ ННЦ ГП ИГД им. A.A. Скочинского - М., № 306.1997. 47-55.

60. Астахов A.C., Афендиков B.C. и др. Методика оценки экономической эффективности инновационных работ. ИГД им. A.A. Скочинского. Научные сообщения, вып. 303. М., 1995, стр. 36-48.

61. Методические рекомендации по экономической оценке инвестиционных проектов в угольной промышленности, Компания "Росуголь", М., 1996.1. Обозначения и сокращения

62. В настоящей диссертационной работе применены следующие обозначения и сокращения:1. РФ Российская Федерация.

63. Минэнерго РФ Министерство энергетики Российской Федерации.

64. Донецкий бассейн объединяет шахты Восточного Донбасса на территории Российской Федерации.

65. КМЗ комплексно-механизированный забой.

66. БВМ быстроходная выемочная машина

67. ТУП, ЛУП, ЛНП, ЛНС, ТИП, ЛУС классы боковых пород (кровля основная).

68. Сокращенное обозначение Значения символов по классам породкровля Почва

69. ТУП тяжелая, устойчивая Прочная

70. ЛУП легкая, устойчивая Прочная

71. ЛНП легкая, неустойчивая Прочная

72. ЛНС легкая, неустойчивая Средняя

73. ТНП тяжелая, неустойчивая Прочная

74. ЛУС легкая, устойчивая Средняя

75. Комплексная механизация и нагрузка на забой на шахтах РФ, разрабатывающих угольные пласты мощностью 0,9-1,5 мп/п Шахта Лава Геологическая характеристика пласта Тип применяемого оборудования Нагрузка на лаву, т/сут

76. Угол падения, град. мощность пласта, м Мар ка Крепь Комбайн Конвейер Крепь сопряжения2КД-90Т

77. Аютинская 1012 6 1,37 А 2КД-90Т 2ГШ-68 С787ПМ1М-88

78. Аяч-Яга 134-Ю 4 1,15 1Ж 1М-88 РКУ10 СП202 оке 18538 «« 944-Ю 4 1,26 1Ж 1М-88 1К101У СП202 оке 1100

79. Обуховская ЗОН 10 1,2 А 1М-88 1К101У СП202 100010 а 3014 6 1,22 А 1М-88 1К101У СП202 110011 66 3013 9 1,25 А 1М-88 1К101У СП202 10001КД-90

80. Западная 602 8 1,15 А 1КД-90 1К101У СП-87ПМ 539

81. Дальняя 04 18 1,32 А 1КД-90Т 1К101У СП-250 120014 и 66 01 23 1,25 А 1КД-90Т 1К101У СП-250 3501. Дф

82. Обуховская 23 8 1,3 А ДФ-5 1К101У СП-202 13216 « 22 9 1,24 А ДФ-5 1К101У СП-202 1100

83. Им. Чиха 103 15 1,1 А ДФ-5 1К103 СП-202 11018 66 210 15 А ДФ-5 1СН-99 СП-202 288км-юз

84. Ростовская 020126 17 1,15 А М-103 К-103Т СП-202В1 СУГ30 126220 202 15 1,25 А М-103 К-103Т СП-202В1 1267

85. Замчаловская 407 17 1,07 К М-103 К-103М СП-202В1 7221. КД-80

86. Северная 212-3 2 0,86 2Ж КД-80 460Н СПЦ-163 ОКСА 590

87. Октябрьская 131 8 1,05 А КД-80 К-103М СП-202В11. КМП-06/15

88. Гуковская 4576 17 1,23 А МП- 06/15 1К101У КСВ-1М 517

89. Печорский Северная Пятый п? 2 Ж/18,7 0.7-1.2 0,9 8 180 ЛУП/23 5,0

90. Аяч-Яга И7(И4) 1 Ж/27,3 1,1-1,2 1,15 5 230 Л НС/20 2,03. и 1 Ж/27,3 1,1-1,3 1,2 6 210 ЛНП/22 2,1

91. Восточный Донбасс ш. Октябрьская V А/23,5 М-1,3 1,2 9 220 ТУП/- 3,0

92. К/12,9 0,9-1,1 1,0 9 130 ТНС/- 3,121. ш. Обуховская 'Г А/14,0 0,7-1,1 0,85 11 300 ЛУП/- 69,1

93. А/9,8 0,7-1,6 1,2 7 300 ЛУП/- 2,31. Кузнецкий бассейн

94. Физкультурник Румянцевский КС/18 1.0-1.4 1,2 18 160 ЛНП/10 1,024. ш.Первомайская XXIV КО/12 0,7-1,2 1,0 16 140 Л УС/8 15,7

95. XXVI КО/12 0,7-1,2 1,01 20 140 ЛУП/8 12,826. ш.Берёзовская XXVI К/24,5 0,9-1,2 1,0 12 140 ЛНП/11 10,027. ш.им. Кирова Емельяновский Комсомолец К/28,6 1,3-1,5 1,4 12 190 ТУП/4 20,0

96. Пример проектировочного расчета барабанно-днскового исполнительного органа быстроходной выемочной машины БВМ.