Разработка конструктивной схемы крепления со статическим исполнительным органом

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение..................................................................................................................1

 

Глава I. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНОЙ  СХЕМЫ КРЕПИ СО         

              СТАТИЧЕСКИМ  ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ  ОРГАНОМ........................4

 

   § 1. Выбор конструкции исполнительного органа................................ 4

 

§ 2. Выбор и компановка принципиальной схемы секции  активной                                                                      крепи..........................................................................................................17  

                                               

§ 3. Технические требования и прочему оборудованию и     эксплуотации   комплекса с крепью КАМ-Iс........................................21

 

§ 4. Надежность функционирования оборудования очистного забоя   с комплексом КАМ-Iс...........................................................................27

 

Выводы....................................................................................................34

 

 

Глава II. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ   

               ПОКАЗАТЕЛЕЙ  ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ  С ПРИМЕНЕНИЕМ 

     МЕХАНИЗИРОВАННЫХ  КОМПЛЕКСОВ.....................................35

 

   § 1. Методика иследовании...................................................................35

 

   § 2. Исследование зависимостей P=f (L) и P=f (m) при выемке

             пласта Д 6................................................................................................40

 

   § 3. Исследование зависимостей P=f (m) и P=f (L) при выемке

             пласта К12...............................................................................................44

 

             Выводы....................................................................................................50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Директивами XXIY съезда КПСС намечено обеспечить в каждой отрасли промышленности рост производства прежде всего за счет повышения его эффективности и более полного использования внутренних резервов. В этих целях в угольной промышленности намечено довести уровень добычи угля в 1975 году до 685-695 млн.тонн, а также завершить в основном в 1970-1975 гг техническое перевооружение предприятий на основе комплексной механизации и автоматизации производственных  процессов (переход на узкозахватную выемку угля на шахтах с применением выемочных комплексов  и механизированных крепей и др.).

Эффект, получаемый при использовании новой техники может характеризоваться: снижением удельного расхода электроэнергии и материалов на производство единицы продукции (тонны добытого угля), использованием оборудования и производственных мощности, числом и профессиональным составом высвобожденных работников, особенно рабочих на операциях, выполняемых с применением тяжелого ручного труда, повышением качества продукции (добываемого угля), повышения безопасности работ и т.д.

Применительно к механизированным комплексом для  очистных работ на угольных шахтах в качестве дополнительных показателей  эффективности могут быть приняты: увелечение нагрузки на забой, уменьшение числа действующих забоев и получение  за счет этого сокращение расходов на их содержание (проходка и поддержание  подготовительных выработок , обеспечение  транспортом и др.).

Повышение производительности труда в очистном забое достигается путем повышения  нагрузки на лаву и сокращения численности  рабочих занятых в очистном забое. Механизированные комплексы дают возможность  использовать оба эти пути повышения  производительности труда.

На шахтах в широких масштабах осуществляется переход на узкозахватную выемку угля с применением механизированных крепей. Узкозахватная выемка в настоящее  время составляет основу технического совершенствования и подземного способа добычи и является одним  из наиболее эффективных факторов роста  производительности труда. Внедрение  механизированных комплексов оборудования не только обеспечивает повышение производительности и безопасности труда, но и открывает  реальную возможность для решения  проблемы автоматического и дистанционного управления процессами добычи угля без  постаянного присутствия рабочих  в забое. Внедрение в очистных забоях комплексов оборудования с механизированными  крепями – генеральное направление  в развитии механизации очистных работ, основа концентрации производства  на угольных шахтах.

Внедрение узкозахватной выемки в широких  масштабах позволило обеспечить рост уровня механизации наиболее тяжелого процесса – навалки угля в лавах  – до 81%, в том числе на шахтах Караганды до 87%.

Вместе  с тем, нельзя признать достаточным  темпы внедрения узкозахватной  техники. Задержки дальнейшего расширения объема внедрения этого прогрессивного способа выемки происходит из-за того, что выпускаемые узкозахватные  комбаины и механизированные крепи  не охватывают всего диапазона разрабатываемых  пластов (по мощности и по углам подения). Отсутствуют средства механизации  для выемки пологого падения мощностью  до 0,8 и свыше 3,5 м, а также пластов крутого падения мощностью более 1,6 м.

Применение  серийно выпускаемых комплексов КМ-87, ОМКТ и 2М-81 для разработки мощных пластов не позволяют производить  их выемку с минимальными количеством  слоев. А применение крепи КТУ  совместно с агрегатом АГП  сопровождается относительно высоким  процентом ручных работ при выемки междуслоевой  угольной пачки. Применение буровзрывных работ для разрушения угольной пачки делает невозможным  применение этих комплексов для разработки газоносных угольных пластов. Для повышения  эффективности разработки мощных угольных пластов необходимо механизировать процесс выемки угольной пачки. В  работах Карагандинского политехнического института это задача решается разработкой  исполнительных органов статического действия устанавливаемых на базе активных крепи КАМ. Основные достоинства  статических исполнительных органов: возможность применение унифицированного гидрооборудование, высокая надежность, простота  конструкции и обслуживания возможность регулирования в  широком диапазоне усилия и скорости подачи при разрушении угольной пачки, обеспечивает высокопроизводительную и безопасную работу при разрушении угольной пачки.

Результаты  работ послужили основой для  разработки технико-экономических  требовании на создание опытного образца  крепи КАМ-Iс, которые были утверждены на Научно-Техническом Совете по новому оборудованию для подземных и открытых работ при ИГД имени А.А. Скочинского и Техническим управлением Министерства угольной промышленности СССР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I.

РАЗРАБОТКА  КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ КРЕПИ СО                                       СТАТИЧЕСКИМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ.

 

§ I. Выбор консрукции исполнительного органа

Исполнытельный  орган является одним из самых  главных узлов активной механизированной крепи, от работоспособности и надежности которого зависит эффективность  применение активной крепи. Основная функция  исполнительного органа – разрушение подкровельной (междуслоевой) угольной пачки.

Выбор геометрических параметров режущего инструмента исполнительного  органа статического действия должен производиться с учетом особенностей его работы – разрушение угольной пачки производится поперек напластования. При создании статического исполнительного  органа необходимо использовать унифицированные  режущие инструменты.

Исполнительный  орган должен обеспечивать:

I) эффективное внедрение режущего инструмента в угольный массив и разрушение угольной пачки с минимальными энергозатратами;

2) выемку  угольной пачки на полную ее  мощность;

3) выход  сортности угля, т.е. работать  в режиме крупного скола;

4) минимальные  потери времени на маневрирование (установку под пачку);

5) высокую  устойчивость во время работы;

6)прочность,  надежность, простоту обслуживания, высокую ремонтнопригодность   и долговечность конструкции  при максимальной простоте минимальной  стоимости;

7) возможность  применения унифицированного оборудования.

Для совершенствования  конструкции статического исполнительного  органа необходимо в процессе шахтных  испытаний провести исследования и  определить параметры статического исполнительного органа, наиболее важные из которых:

• усилие в приводе;
• скорость движения исполнительного органа;
• усилие на режущем инструменте;
• прижимающее усилие (усилие отжима).

На основании  анализа процессов выемки статическими, усилие      

поджатия  исполнительными органами , установленных  на базе комбайнов, стругов/2,7,9,12,13,14,15/, а также на основе шахтных исследований статических органов крепи КАМ  были определены следующие технические  требования, которым должен отвечать орган активной крепи:

1. Эффективное разрушение подкровельной угольной пачки с получением транспортабельных кусков;
2. Привод гидровлический, от привода крепи;
3. Конструктивное исполнение – гидродвигатель с поступательным перемещением с усилием в поршневой полости до 60 т;
4. Глубина резания -0,2-0,35 м;
5. Ширина захвата (по длине лавы) 0,8-1,25м;
6. Мощность погашаемой пачки до 2,0 м.

Управление  органом в пределах углеспускного  отверстия производиться гидродомкратом управления.

Исполнительный  орган должен состоять из следующих  основных элементов:

1. Гидровлического  цилиндра для создания усилий  по разрушению угольной пачки  (подачи резцовой головки на  забой);

2. Резцовой (струговой) головки;

3. Рамы  с направляющими для обеспечения  равномерной работы резцовой  головки и предотвращения отжима  головки в сторону завала;

4. Устройства  для выдвижения рамы на высоту  пачки;

5. Кожуха  рамы с проушинами для установки  на основании секции;

6. Козырька  рамы  направляющих для предотвращения  вывала кровли;

7. Гибкого  ограждения для предотвращения  попадания породы в рабочее  пространство крпеи.

С точки  зрения максимальной величины хода (до 1,25 м.), развиваемого усилия при номинальном давлении 200-250 кг/см (40-50т), условий работы подвижных частей ( наличие защитных кожухов штоков), возможности наращивания цилиндров по длине, наилучшими качествами обладают гидровлические распорные стойки от крепи 2М-81К. Эти стойки были использованы при создании статических органов экспериментальных секции крепи КМ/228 и показатели удовлетворительную работу.

Резцовая (струговая) головка органа состоит  из корпуса, резцоз или ножей, распологаемых  на корпусе в определенном порядке. Головка шарнирно крепится к штоку  гидроцилиндра органа.

Рамка с  направляющими служит для обеспечения  устойчивости органа в процессе работы и должна быть достаточно прочной  и жесткой для исключения возможного отклонения головки от вертикального  положения. Рама состоит из направляющих, размещаемых в кожухах и перемычки  для крепления гидростойки и  придания жесткости.

Устройство  для выдвижения рамы на высоту пачки  служит для удерживания ее направляющими  в заданном положении и может  быть выполнено как гидровлическим (гидроцилиндр органа или специальный  гидроцилиндр) или в  виде системы  блоков. Первый способ предпочтительнее, но при этом необходимо учитывать  производительность маслостанции.

Кожухи  для направляющих служат для их размещения, направления и придания устойчивости и должны быть прочными и жесткими при значительных рабочих нагрузках.

Козырьки  рамы выполняются на шарнирах и имеют  устройство для крепления гибкого  ограждения.

Гибкое  ограждение может быть выполнено  из цепей, транспортерной ленты или  из материалов для наготовления гибкого  перекрытия. Оно должно быть прочным, гибким, способным удерживать диномические нагрузки до 500 кг/м.

В процессе разработки рабочего проекта крепи  был предложен ряд вариантов  компановки исполнительного органа, сущность которых налагается ниже.

 

СХЕМА I.

Кожухи (5) направляющих (2) шарнирно крепятся и  перекрытию. При распоре гидроцилиндра (8) одновременно (рис.1) происходит распор секции. Выдвижение направляющих (2) производится гидроцилиндром (1). Пачка разрушается  головкой (4), перемещающейся цилиндром (1) по направляющим (2).

Преимущества: 1)возможность быстрого монтажа и домонтажа, а также мелкого ремонта в лаве;

Недостатки: 1)сложность фиксирования при выдвижении направляющих; 2)нагрузка от горного давления передается на перекрытия.

Рис1

СХЕМА II.

Отличается  наличием специальных гидроцилиндров (одного или двух) для выдвижения гидроцилиндра исполнительного  органа с рамой направляющих на высоту погашемой пачки (рис.2).

Исполнительный  орган состоит из направляющих (2), кожухов (5), гидроцилиндра органа (1), резцовой головки (4), выдвижных цилиндров (8), полки (1,2). При своем распоре  цилиндры (8) выдвигают полку (1,2) по канавкам кожухов (5) и одновременно гидроцилиндра (1) с резцевой головкой (4) и направляющими (2). После выдвижения на заданную величину гидроцилиндр (1)по направляющим (2) головкой (4)производит разрушения пачки.

Преимущества: 1)податливость направляющих, что особенно необходимо при неустойчивой кровле; 2)одновременный распор секции при выдвижении исполнительного органа.

Недостатки: 1) наличие многочисленных шарнирных соединений (в одном угле полки 1,2 до 5 шарниров), что что ослабляет конструктивную схему,делает ее неустойчивой при большом повторении операции; 2)загромождение полезного сечения крепи.