RSS

Угледобывающие комбайны для наклонных и крутонаклонных тонких (0,55-1) м угольных пластов

Среди довольно большого разнообразия горных выемочных машин существовал целый класс угольных комбайнов, который благополучно дожил до эры автоматизированного электропривода, шнековых исполнительных органов и микроконтроллеров управления. Что это за «динозавры»? На этой страничке сайта мы поговорим о них. Речь пойдет о комбайнах, которые и сейчас очень востребованы на частных маленьких шахтах, и потребность в которых имеется и даже есть тенденцию к росту последней.

Маленькие частные угольные шахты поставляют довольно приличные объемы качественного угля на рынок. Чем они его добывают, если не брать во внимание кирку и отбойный молоток?


Рисунок 1. Широкозахватный комбайн «2КЦТГ»

 

Рисунок 2. Поздняя модернизация широкозахватного комбайна «Донбасс-1» — комбайн «ЛГД-2»

Рисунок 3. Комбайн «Донбасс-1Г»(фото взято с официального сайта института «Донгипроуглемаш»)

Рисунок 4. Модель комбайна Б-1  А. И. Бахмутского (предположительно фото сделано в музее Горловского машиностроительного завода)

Рисунок 5. Модель одной из модификаций комбайна «Донбасс-1Г» (предположительно фото сделано в музее Горловского машиностроительного завода)

Рисунок 6. Фотография комбайна «Кировец-2К»

Если полистать странички интернета с объявлениями о продаже ГШО, то можно обнаружить, что продаются или разыскиваются узлы и элементы режущих цепей, коронок комбайна «2КЦТГ», комбайна «Донбасс», комбайна «Кировец-2К». Кому нужны эти узлы и детали? Да и объявление о продаже целого комбайна «Кировец-2К» еще можно встретить. Хуже с фотографиями. Большая редкость.

На рисунках 1 — 6 представлены некоторые из упомянутых машин. Приличная фотография нашлась только для комбайна  «Кировец-2К» (можно посмотреть в отдельном окне). На фото рисунка 4 представлена модель одного из родоначальников семейства широкозахватных комбайнов для пологих пластов: комбайн Б-1. Большая благодарность неизвестному автору. Все перечисленные машины относятся к пологим. А данная страничка посвящена угледобывающим комбайнам для наклонных и крутонаклонных тонких (0,55-1) м угольных пластов. Почему оные машины тут представлены? Да потому, что именно такими машинами его там и добывают. Не массово, но пытаются и порой весьма успешно.

Вспомним формулировку из горного дела: по углу падения угольные пласты делят на пологие (до 18º), наклонные (19-35º), крутонаклонные (36-55º) и крутые (56-90º). Пригодится. Широкозахватные очистные комбайны в настоящее время почти повсеместно вытеснены узкозахватными. Однако, имеется немало шахт, отрабатывающих тонкие пласты, содержащие, как правило, ценные угли, где применение узкозахватных комбайнов с механизированными крепями практически невозможно. В этих случаях остается только одно: применение широкозахватных комбайнов, обеспечивающих в данных условиях хоть какую-то механизацию добычи угля. Кроме скреперостругов, конечно. Данная статья посвящена области комбайновой выемки на тонких крутонаклонных и наклонных пластах, поэтому сосредоточимся на ней. Так было со времен СССР. И от той страны остались два «динозавра», которые как раз и были предназначены для таких вот условий. Это комбайны «2КЦТГ» (рисунок 1) и «Кировец-2К» (рисунок 6), также весьма близко по устройству было семейство комбайнов «Донбасс», представленных на рисунках 2, 3, 5.

1. Поговорим сначала о перспективе. Есть ли смысл рассматривать данный вопрос? Промышленные запасы угля, сосредоточенные в пластах мощностью менее 1 м, составляют 70% общих, а угледобыча из них в конце 80-х годов прошлого века приближалась к 1/3 от общей. Более того, запасы в благоприятных по мощности пластах будут исчерпаны в ближайшие десятилетия, также экономическая ситуация с энергетикой в Украине только стимулирует угледобычу (и теневую в частности). Поэтому проблема механизации выемки тонких и весьма тонких угольных пластов уже в настоящее время является в высшей степени актуальной.

В весьма тонких и тонких угольных пластах залегают большие запасы углей высокого качества. Так, на пластах мощностью менее 0,8 м средневзвешенная зольность углей находится в пределах 13%, в то время как зольность добываемых в настоящее время углей в 2-3 и более раз выше этого уровня. По этой причине так ценится уголь с незаконных «копанок» и малых шахт, отрабатывающих тонкие пласты. Этот уголь потом реализуют в различных бизнес-схемах, не всегда законных. В соответствии с общепринятой классификацией к весьма тонким относятся пласты мощностью до 0,7 м, к тонким — от 0,7 м до 1,2 м. Весьма тонкие и тонкие пласты распространены практически во всех известных угольных районах, но наиболее широко они представлены  в Донецком бассейне, где составляют около 58% всех разрабатываемых шахтопластов. Всего в Донбассе насчитывается 669 весьма тонких шахтопластов, из которых 243 пологие, 57 наклонные, 369 крутонаклонные и крутые. Распределение шахтопластов по мощности приведено в табл. 1.

Таблица 1. Распределение шахтопластов по мощности (Донецкий бассейн)

Мощность пласта, м До 0,5 0,51-0,55 0,56-0,60 0,61-0,65 0,66-0,80
Удельный вес шахтопластов в их общем количестве, % 5,4 6,9 18,5 15,6 53,6

В пределах шахтных полей мощности пластов существенно не изменяются. Колебания мощности, как правило, не достигают 0,2 м и только на 1,2% всех шахтопластов превышают 0,4 м. Это позволяет применять  угольные комбайны с одним исполнительным органом без существенной регулировки по мощности пласта. Кстати, широкозахватные угольные комбайны таковыми и являются. В связи со специфическими особенностями широкозахватной выемки комбайном (и скрепероструговой выемки также), предусматривающих наличие незакрепленного призабойного пространства по всей длине лавы (для комбайнов не всегда), ее (выемки) применение предъявляет особые требования к устойчивости боковых пород. Тут условия благоприятные. Кровли весьма тонких и тонких угольных пластов относятся преимущественно к устойчивым и средней устойчивости. Это установленный факт для Донецкого бассейна. Наибольшей устойчивостью  кровли отличаются кровли пластов свиты

(пласты k8, k7, k6, k5, k4, k3 и k2).

В Донецко-Макеевском районе толщина пород этой свиты мощностью 140-150 м почти полностью представлена песчаниками.

Наиболее интенсивно разрабатываются в Донбассе угольные пласты свит . В северной и восточной частях бассейна промышленное значение имеет также свита . Весьма тонкие и тонкие пласты представлены во всех свитах. Продуктивная толща донецкого карбона начинается свитой , многие из пластов которой (h11, h10, h8, h6, h2) в разных районах не достигают мощности 0,8 м. Некоторые из них, например h8, имеют выдержанную малую мощность на участках в несколько десятков километров. В свите к весьма тонким относятся упомянутые выше пласты k8, k7, k6, k5, k4, k3 и k2, из которых пласт k8 наиболее широко разрабатывается в Красноармейском районе, а k2 — в зоне распространения антрацитов. Несмотря на высокую степень разведанности этой свиты, разработка ее ведется наименее интенсивно из-за малой мощности пластов.

Пласты свиты  отличаются в целом большей мощностью, но на отдельных участках даже наиболее продуктивные из них — l7 и l4 — на значительном протяжении не достигают мощности 0,7-0,8 м. К весьма тонким на ряде шахт относятся также пласты l8, l6, l3, l2 и l1 этой свиты.

В меньшей степени весьма тонкие пласты представлены в свите . В Селидовском районе к ним относятся пласты m3 и m2, а в Донецко-Макеевском — m3 и m5.

В восточной части бассейна разрабатываются весьма тонкие пласты i3 и i2 свиты . Угленосные отложения образуют в Донбассе синклинальные и антиклинальные складки, осложненные сбросами и надвигами. Залегание пластов, в том числе и весьма тонких, интенсивно нарушено пережимами, вклиниваниями и флексурами. В табл. 2 представлено распределение шахтопластов в зависимости от расстояния между непереходными геологическими нарушениями.

Таблица 2. Распределение шахтопластов в зависимости от расстояния между непереходными геологическими нарушениями (Донецкий бассейн).

Пласты

Расстояние между нарушениями, м

Удельный вес шахтопластов в их общем количестве, %

Пологие

Более 500

17,6

500-300

11,5

Менее 300

4,9

Наклонные, крутонаклонные и крутые

Более 500

27,4

500-300

7,9

Менее 300

3,2

Далее, продолжим повествование об устойчивости боковых пород на упомянутых свитах Донбасса. В толще пород свиты на площадях Боково-Хрустальского и Должанско-Ровенецкого районов преобладают глинистые сланцы, достигающие мощности 80-90 м.

Устойчивость пород кровли зависит преимущественно от степени их метаморфизма и литологического типа, и существенно снижается трещиноватостью, обводненностью и наличием ложной кровли. Какова картина на интересующих нас пластах?

Устойчивость пород непосредственной кровли наиболее существенно ослабляется развитием трещиноватости. Плоскости трещин могут ориентироваться перпендикулярно или параллельно напластованию, а также под некоторым углом к нему. На преобладающем числе шахтопластов в кровлях наблюдаются несколько систем трещин различной ориентации, причем в 97% случаев имеют место системы трещин, падающих в сторону забоя под углом (70-80)° к напластованию. Распределение весьма тонких пологих шахтопластов Донбасса по расстоянию между трещинами в непосредственной кровле, ориентированными под углом к напластованию, приведено в табл. 3. Данная картина сохраняется и на участках наклонного и крутонаклонного залегания шахтопластов.

Таблица 3 . Распределение шахтопластов по расстоянию между трещинами (Донецкий бассейн)

Расстояние между трещинами, м

Менее 0,1

0,11-0,30

0,31-0,50

0,51-0,70

0,71-0,90

Удельный вес в их общем количестве, %

10,0

23,9

19,3

8,2

6,5

Расстояние между трещинами, м

0,91-1,10

1,11-1,30

1,31-1,50

Более 1,50

Удельный вес в их общем количестве, %

4,1

3,3

4,1

20,6

На 25% шахтопластов непосредственная кровля имеет две основные системы трещин. В одной из них трещины параллельны напластованию и расстояние между ними изменяется от 0,1 до 0,8 м. Вторая система трещин представлена параллельными линии забоя трещинами, частота которых изменяется в зависимости от параметров технологии выемки угля.

Как для более мощных пластов, для весьма тонких характерно наличие ложных кровель, представленных на 60% шахтопластов глинистыми, на 17,7% песчаными и на 5% углистыми сланцами, в 2,4% случаев в кровле залегают песчаники и известняки. Распределение весьма тонких пологих пластов по площади развития ложной кровли приведено в табл. 4. Подобного распределения для наклонных, крутонаклонных и крутых пластов у автора не имеется, однако он знает, что это распределение сохраняется, в целом, и для данного типа пластов, вернее для наклонных, крутонаклоных и крутых участков залегания тех же шахтопластов.

Таблица 4. Наличие ложных кровель у весьма тонких пологих пластов (Донецкий бассейн)

Развитие ложной кровли по площади шахтопластов, %

Нет

10

11-25

26-50

51-75

76-100

Удельный вес шахтопластов в их общем количестве, %

6,8

17,7

19,8

23,0

5,3

27,2

Ввиду опасности обрушения мощность ложной кровли существенно влияет на выбор средств и способов выемки угля и крепления призабойного пространства, а также в значительной мере определяет возможности применения безлюдной технологии очистных работ. В целом, для большинства весьма тонких пологих пластов Донбасса мощность ложной кровли не превышает (0,3-0,50) м, однако в некоторых случаях она достигает (1,2-1,5) м и даже (1,7-1,8) м. Характер данного распределения представлен в табл. 5. Это распределение сохраняется и на наклонных, крутонаклонных и крутых участках залегания весьма тонких угольных пластов Донбасса.

Таблица 5. Мощность ложной кровли у весьма тонких пологих пластов (Донецкий бассейн)

Мощность ложной кровли, м

Менее 0,1

0,11-0,3

0,31-0,5

0,51-0,7

0,71-1,0

Более 1 м

Удельный вес шахтопластов в их общем количестве, %

16,5

34,6

12,8

8,6

4,1

3

Обводненность угленосных пород бассейна сравнительно невелика. Поэтому приток воды в лавы весьма тонких пологих, наклонных, крутонаклонных пластов относительно небольшой. Для 46% шахтопластов он достигает 3 м³/час.

Если более мощные угольные пласты Донбасса в 70% случаев имеют сложное строение, то весьма тонкие, как правило, — простое. Этим, в основном, объясняется их меньшая, чем в целом по бассейну, зольность, составляющая только 13%, в то время как средняя по бассейну превышает 40% (на некоторых шахтах реальная зольность более 50%).

Из пологих весьма тонких пластов только 13,5% опасны по внезапным выбросам угля и газа, а опасность по горным ударам отмечалась по пласту в шахтоуправлении им. О. Кошевого ПО «Краснодонуголь». По двум шахтопластам была зафиксирована склонность углей к самовозгоранию                                                                                                                                                                                                                                             (шахта «Днепровская» ПО «Павлоградуголь», m2, шахта №21-бис ПО «Советскуголь»).

Шахты Донбасса, в том числе и разрабатывающие весьма тонкие пласты, отличаются высокой газообильностью. Наиболее газоносны угольные пласты в Донецко-Макеевском, Торезско-Снежнянском и Боково-Хрустальском районах. Распределение пологих и наклонных шахтопластов по природной газообильности приведено в табл. 6.

Таблица 6. Распределение шахтопластов по природной газоносности (Донецкий бассейн)

Природная газоносность шахтопластов, м3/т

0-10

11-20

21-30

31-40

Удельный вес шахтопластов в их общем количестве, %

47,3

22,0

8,0

1,0

В весьма тонких пластах в Донецком бассейне сосредоточено более 20% запасов, но официальный уровень добычи из них не превышает 7,5%. Эта диспропорция является одной из причин (но не главной, конечно) быстрого углубления горных работ по добыче. А в конечном итоге, достигнутое углубление достигло предельного уровня имеющихся современных технологий добычи угля, когда мы не в состоянии дальше бороться с газом, температурой, обеспечивать безопасность ведения горных работ и давать большую добычу. Добыча еще пока дается, но  только из-за особой ментальности людей из Донбасса, готовых за минимальную цену нарушать технику безопасности ведения горных работ, бояться «держи-морд» начальников и так неразумно рисковать жизнью. Но и это не надолго. Все меньше охочих работать шахтерами, что однажды заставит заняться альтернативной энергетикой.

С увеличением глубины шахт повышается интенсивность газовыделения из вмещающих пород. На 48% шахтопластов газовыделение из выработанного пространства превышает 40%  общеучасткового.

Таким образом, современный этап развития горных работ в Донецком бассейне объективно связан с необходимостью более широкой разработки весьма тонких угольных пластов.

Стесненность призабойного пространства в лавах весьма тонких угольных пластов, их высокая газообильность и во многих случаях опасность по внезапным выбросам угля и газа требует создания и применения технологических схем безлюдной выемки. Вместе с тем, сравнительно высокая устойчивость вмещающих пород и выдержанность таких пластов по мощности  и углам падения соответствуют условиям более широкого применения скреперостругов, а на участках, где имеются геологические нарушения, наклонное и крутонаклонное залегание, — условиям применения широкозахватных комбайнов. Горно-геологические условия весьма тонких угольных пластов Донбасса благоприятны для применения скрепероструговой выемки в сочетании с применением широкозахватной комбайновой выемки, особенно на наклонном и крутонаклонном залегании. Таким образом, определенный смысл в работе на тонких пластах имеется. Однако, этот вывод был сделан еще во времена СССР с определенными прогнозами-рекомендациями по сворачиванию горного производства в Донецке. Почему? Да потому, что даже тогда понимали, что работа в таких условиях крайне трудна для человека, с низкой производительностью, затратна, трудоемка, опасна. Но, ситуация изменилась с возникновением независимого государства. Возникли новые экономические условия и мотивации. Имеется, пока еще, достаточное количество людей, готовых работать в опасных условиях маленьких шахт и «копанок». А также имеются  технологии бурошнековой, струговой и скрепероструговой выемки угля, подходящие для условий тонких пластов. Такими технологиями во времена СССР планировали постепенно завершить этап горных работ в Донбассе, оставив шахты с приемлемой на тот момент себестоимостью угля и дав им достаточно безопасные машины для выемки полезного ископаемого (бурошнековая установка и скрепероструговая установки в частности). Но эти все планы так и не были реализованы, однако, технологии с упомянутами установками успели опробовать на практике. Ясно, что вместе с бурошнековыми установками, стругами, скреперостругами в качестве вспомогательной альтернативы на участках с неспокойным залеганием, наклонным и крутонаклонным залеганием планировалось ограниченное применение широкозахватных комбайнов. Данные технологии могли быть первым шагом к реальной безлюдной выемке. Под безлюдной выемкой мы понимаем отсутствие человека в очистной выработке, например лаве. Наглядными примерами начала такого подхода были в то время горные предприятия шахтоуправления «Холодная Балка» ПО «Макеевуголь», которые освоили скрепероструговую выемку. Струговая выемка применялась в шахтоуправлении «Красная звезда», а также на некоторых шахтах ПО «Донецкуголь». Например, на шахте «Мушкетовская-Вертикальная» применялась струговая выемка в сочетании с широкозахватными комбайнами типа «Кировец- 2К». Автор этих строк увидел это своими глазами в далеком 1988 году на своей первой горной практике. Кстати, эта шахта работала в районе очень серьезного нарушения «Мушкетовской мульды», которая давала также сбросы и участки с наклонным и крутонаклонным залеганем угля. Эту часть отрабатывала шахта «Заперевальная». Например, упоминание о крутонаклонном залегании пластов на этой шахте можно встретить в официальной технической литературе: «Опытный образец комбайна УКШ-1 проходил промышленные испытания в Донбассе и в Кизеловском бассейне. В Донбассе комбайн испытывался на шахте «Заперевальная» треста Калининуголь на пласте мощностью 0,85 м при падении 54-56° с углем средней крепости и без включений колчедана.» (А. В. Топчиев «Горные комбайны». Углетехиздат, Москва, 1956). И работали обе шахты вполне спокойно. Не гремели «надоями», но и задних не пасли. Были даже, в известной степени, достопримечательностью. Мало кто из простых обывателей знал, что, буквально, в густонаселенной части города Донецка есть крутонаклонное залегание угля (как в Горловке и Енакиево), имеется серьезное геологическое нарушение как мульда, которую можно наблюдать в том районе. Это нарушение придает столь необычный вид части Буденовского района, оно частично оконтурено улицами Октябрьской и улицей Буденного до участка пересечения с улицей Андрея Малышко.  Бурошнековую установку БШК-2Д «БУРАН-ШНЕК» предлагает в Донецке завод «Буран» ( http://buran.dn.ua/). Также делать подобную технику может ГП «Завод имени Малышева» в г. Харьков. Называется она БШК-2ДМ. Скрепероструги и струги мог делать ПАО «Горловский машиностроитель», а также хорошие струги делал Харьковский завод «Свет шахтера». Все предприятия украинские. Но, пока, эти предприятия не востребованы в данном вопросе в должной мере. Это объясняется отсутствием потребителей, то есть шахт. Закрылись. Однако, кое-кто выжил и пытается работать на тонких пластах с наклонным залеганием. Деньги такие предприятия экономят, поэтому используют вспомогательную часть описанной выше технологии выемки на тонких пластах — широкозахватные комбайны. Пока нет  заставляющего фактора для применения скрепероструговых и бурошнековых установок, имеется достаточное предложение рабочей силы, готовой работать киркой и лопатой. Поэтому, попытка применять широкозахватный комбайн — это даже шаг вперед. Может быть позже, накопят денег, опять вернуться к стругам, скреперостругам и бурошнековой выемке, и широкозахватные комбайны опять отойдут на второй план, став вспомогательной частью технологии. Ну а пока добыча на весьма тонких и тонких пластах возрождается на наклонном и крутонаклонном падении при помощи широкозахватных комбайнов. Раз уж опять вернулись к широкозахватным комбайнам, то есть смысл указать на их полезные свойства и кое-что предложить.

2. Полезные особенности широкозахватных комбайнов для весьма тонких наклонных и крутонаклонных угольных пластов заключаются в следующем.

а) Все широкозахватные комбайны работают с почвы пласта, «2КЦТГ» — в лоб уступа, «Кировец-2К» — фланговая машина. То есть, им не всегда нужен конвейер для опоры или базы. Это нравится маленьким шахтам, хотя когда-то это было недостатком широкозахватной технологии. На конвейере можно сэкономить, или вообще от него отказаться на наклонном и крутонаклонном залегании. «2КЦТГ» имеет направляющую лыжу, которой он может опираться на забойный конвейер, если таковой решат применять. Это конвейера типа СП46, СК38, СР52 или другие подобного типа. «Кировец-2К» может применяться с конвейерами типа СК38Р, СР52, СР52М, СПМ46, СПЦ151 или с другими подобного типа. Но на наклонном и крутонаклонном залегании конвейера не применяют, применяют скаты или склизы, набранные из листов металла.

б) Все широкозахватные комбайны могут удовлетворительно грузить уголь на параллельную машинную дорогу — конвейер или скат, что на наклонном и крутонаклонном залегании важно для работы. Этого не умеют делать узкозахватные комбайны. Они крайне плохо могут грузить уголь на свою машинную дорогу, то есть свой опорный забойный конвейер. Однако, такая компоновка в тонком пласте неприемлема. Узкозахватные комбайны для крутых пластов также не могут тут помочь. Хоть они и работают с почвы, но грузить уголь не умеют, в большинстве своем, это машины, работающие в лоб уступа, а, поэтому, они просто обрушают уголь на себя, то есть на новую машинную дорогу, которая далеко не гладкая после прохода комбайна. А это на наклонном падении приводит к залипанию отбитого угля на почве, и, в конечном итоге, к прекращению отхода отбитого угля и к заштыбовке комбайна. Остается ручной труд по погрузке в стесненных условиях. В этих условиях широкозахватная машина спокойно грузит на скат, на котором лежат листы металла, что может давать удовлетворительную погрузку в магазиный уступ. Это хорошо иллюстрирует рисунок 7, где показана сама суть.

Рисунок 7. Фрагмент имитации забоя с комбайном «Донбасс-1Г» (предположительно фото из краеведческого музея, г. Горловка)

Передний кольцевой бар с отбойной штангой разрушает уголь и частично грузит его рядом с комбайном, задний кольцевой бар — кольцевой грузчик грузит весь отбитый уголь рядом с комбайном. В реальных условиях — это погрузка на скат (или рядом стоящий конвейер). У комбайна «Кировец-2К» нет отбойной штанги и не всегда применяется кольцевой грузчик. Все совмещено в одном кольцевом баре. Но суть схемы работы сохраняется. Эта схема верна и для «2КЦТГ». Исполнительный орган данной машины состоит из четырех забойных коронок и бара с отбойно-погрузочной цепью, расположенной по контуру забоя за коронками (смотри рисунок 1). При работе комбайна резцы отбойной коронки прорезают концентрические щели в пласте угля и затем державками резцов обламываются остающиеся гребешки. Целик по центру коронки разрушается забурником. Отбойно-погрузочная цепь оформляет забой, а также осуществляет вместе с крайней (к забою) коронкой погрузку угля на скат или забойный конвейер. Частично уголь грузится на скат или конвейер специальными лопатками, приваренными к корпусам отбойных коронок. Для обеспечения погрузки все отбойные коронки и отбойно-погрузочная цепь вращаются в одну сторону.

в) У всех широкозахватных комбайнов (понятно) широкий захват, что компенсирует маленькую мощность пласта и дает удовлетворительный уровень добычи с одной снимаемой полоски угля. Для комбайна «2КЦТГ» ширина полезного захвата исполнительного органа была в пределах (1,55-1,6) м, для комбайна «Кировец-2К» — имела несколько значений в зависимости от исполнения бара: основная -1,4 м, но могла быть увеличена до  1,6 м или 1,8 м, были исполнения бара на захват 1,0; 1,65; 1,8 м.  Комбайны серии «Донбасс» имели сходные значения захвата, как у «Кировец-2К», например делались бары с захватом 1,2; 1,6; 2,0 м.

г) Все широкозахватные комбайны дают лучшую сортность угля, по сравнению с узкозахватными. А при отсутствии перемалывания скребковым конвейером на наклонном и крутонаклонном залегании сортность может быть достаточно высокой. В настоящее время угольный рынок на это обращает внимание, разницы в ценах существенные.

д) Как правило, широкозахватные комбайны имеют относительно небольшие по мощности электродвигатели. До 90 кВт. Раньше мощности были еще меньше и этого хватало для нормальной работы. Напряжение обычное для старых сетей — 660 В. В конечном итоге, для работы таких выемочных машин необходимы участковые подстанции и коммутирующее оборудование невысокой мощности и коммутирующей способности. На рынке оно всегда есть и много аналогов для замены. Экономия и в эксплуатации, и на обеспечивающем оборудовании. Для маленьких шахт это положительный момент.

3. Можно было бы продолжить перечень достоинств, но они являются при определенных условиях серьезными недостатками широкозахватных машин. Анализ рынка широкозахватных комбайнов никто не делал, но те машины, с которыми сталкивался автор этой статьи имеют солидный возраст: 20-25 лет и даже более. Это остатки старых резервов и фондов закрытых шахт, которые продаются и перепродаются. Ясно, что производить такие древности сейчас никто не будет. Утрачены оснастка, опыт, кадры, соответствующее электрическое оборудование из-за невостребованности. Да и сами по себе комбайны типа «Кировец-2К» или «2КЦТГ» не такие простые. С виду они неказисты, это верно, но в своем составе имеют довольно трудоемкие узлы. У «Кировец-2К» это бар, кольцевой грузчик, конический редуктор грузчика, пульсирующий механизм подачи. У «2КЦТГ» весьма серьезная гидравлическая подающая часть. Комбайны серии «Донбасс», кроме того, имели в своем составе планетарную передачу. Отдельная тема режущие цепи и комплектующие к ним. Если с такими серьезными трудностями обратится в ПАО «Горловский машиностроитель», то вряд ли найдешь там понимание. Данная тема на Горловском машиностроительном заводе давно закрыта. Никто не будет напрягаться. А старые фонды постепенно прийдут в полную негодность. Неумолимый 2-й закон термодинамики. Можно ли что-то предложить взамен, кроме струга и скрепероструга?

Если быть честным, то предложить нечего. Конечно, есть предложения очистных комбайнов для крутых и крутонаклонных пластов. Например, такое предложение есть и на этом сайте (смотри страничку «Перспективы комбайновой выемки угля на шахтах, отрабатывающих крутые и крутонаклонные пласты»). Однако, на наклонном падении (19º-35º) и крутонаклонном  падении (36º-55º) такие машины могут найти ограниченное применение. Об этом выше мы  уже говорили, все дело в погрузке отбитого угля и отходе его в магазинный уступ. Необходима машина, которая могла бы уверенно работать с индивидуальной крепью на падении от 19º до 55º, и которая могла бы активно грузить отбитый уголь на подготовленный скат (склиз с металлическими листами). Машины с барами мы  в расчет не берем. Это уже история. Остаются два подходящих типа исполнительного органа: вертикальный режущий барабан и буроскалывающий режущий орган или их комбинация. А вот тут кое-что есть. Вернее, есть от чего оттолкнуться. Прежде всего, это комбайн КПВ разработки института ДонНИИ (смотри фотографию на рисунке 8). Данная машина имеет большое количество недоработок, которые усугубились крайне низким качеством исполнения комбайна на Горловском машиностроительном заводе. Так можно похоронить любую хорошую идею. Но наша цель, в данном случае, не приведение подробного списка недоработок, а, наоборот, подчеркивание важных и положительных моментов.

Рисунок 8. Почвоуступный комбайн КПВ (вид с завальной стороны)

Комбайн КПВ имеет следующие полезные для нас идеи и особенности, которые необходимо применить в последующей разработке.

а) Работает сверху вниз и подается на забой специальной гидравлической системой.

б) Имеет гидравлическую распорную  и стабилизирующую систему относительно кровли, почвы пласта и груди забоя (это можно дополнительно рассмотреть на фотографиях рисунков 9 и 10).

в) Машина имеет регулируемый режущий вертикальный барабан с «летающими кулаками», который имеет удовлетворительные погрузочные способности (если правильно спроектировать, конечно).

г) Комбайн имеет номинальную величину захвата 1100 мм, близкую к значениям захватов широкозахватных машин.


Рисунок 9. Система распора и стабилизации комбайна КПВ (вид с забоя на завал)

Рисунок 10. Дополнительный вид на подающую и распорную систему комбайна КПВ

К сожалению, данный экспериментальный образец, который был изготовлен еще по советским технологиям, и, соответственно, с низким качеством, постоянно хотят кому-нибудь продать  технические менеджеры из НПК «Горные машины». Этим самым, дискредитируется сама идея подобной машины и основы работы по данной схеме. Вместо того, чтобы провести новые НИОКР и создать хорошую машину, подготовить постепенно хороший мелкосерийный образец в своей категории, недоработанный КПВ пытались продать для работы, а затем огульно поставили на нем крест. То, что КПВ единственный в своем роде экспериментальный образец можно также увидеть на фотографии рисунка 11, где приведена его рекламная табличка. На ней указан заводской номер, а впервые собрана машина была приблизительно в 1996-1998 году, в 2011 году ее повторно перебирали для промышленных испытаний и после них.


Рисунок 11. Фрагмент рекламной таблички комбайна КПВ

Интересен для конструкторского воплощения комбинированный исполнительный орган буроскалывающего типа с дополнительным вертикальным режущим барабаном. Подобный применялся на комбайнах 1БКТ и БК-52 (БК-52/67р). У 1БКТ и БК-52/67р захват был 0,8 м, что весьма близко к широкозахватным машинам. Данный исполнительный орган в реализации комбайна БК-52 показан на фотографии рисунка 12.

Рисунок 12. Комбинированный буроскалывающий исполнительный орган комбайна БК-52

Возможно и простое применение регулируемого вертикального режущего барабана с приводом от режущей цепи, как это сделано на обычной пологой машине, например на комбайне КА80 или КА200 (можно посмотреть такой барабан на фотографии рисунка 13). Только барабан должен быть реверсивный и зубки, соответственно, с двумя режущими кромками.

Рисунок 12. Вертикальный режущий барабан с приводом режущей цепью комбайна КА200 (на заднем плане комбайн КПВ)

Таким образом, взяв полезные решения от комбайна КПВ, применив комбинированный буроскалывающий исполнительный орган или вертикальный режущий барабан, задействовав новые комплектующие из гидравлики и электропривода, можно создать довольно компактный угледобывающий комбайн для весьма тонких, тонких наклонных и крутонаклонных пластов с мощностью привода до 100 кВт и весом до 6 т. Который можно будет применять и на соответствующих по мощности защитных пластах крутого падения. За такую работу может взяться наше бюро. Срок исполнения — до 1 года.


ноябрь-декабрь 2012 года

P. S. Предлагаем для производства проект комбайна «КТНГ» для отработки крутых и крутонаклонных угольных пластов. Предложение защищено соответствующими патентами. Подробности для заинтересованных лиц. Возможная реализация машины представлена на эскизе рисунка 13.

Рисунок 13. Эскиз комбайна «КТНГ»

Приглашаем к сотрудничеству:

E-mail:

kbgarmasch@ukr.net

Контактные телефоны:

(+38096) – 074 – 06 — 49

(+38095) – 466 – 23 – 89


 

Diplomaed mining mechanical engineer Harmash Oleh.