RSS

10. Propozyciji szczodo wprowadżennia perspektywnych projektiw (Suggestions for the implementation of promising projects)

Угледобывающие комбайны для работы в условиях наклонных, крутонаклонных и крутых угольных пластов:

1. Проект комбайна «КТНГ» для отработки наклонных и крутонаклонных угольных пластов

В настоящее время на мировом и отечественном рынках горно-шахтного оборудования имеется устойчивый спрос на технику и технологию для добычи угля в условиях крутого (56 — 90°), крутонаклонного (36 — 55°) и наклонного (19 — 35°) залегания. Более того, данный спрос имеет устойчивую тенденцию роста ввиду того, что горные предприятия месторождений с более или менее благоприятными условиями залегания угольных пластов значительно увеличили глубину добычи, которая, в настоящее время, поставила определенный предел достигнутому уровню горной технологии добычи полезных ископаемых. В условиях глубин более 1км, повышенной газообильности, опасности внезапных выбросов угля и породы, значительного тепловыделения все труднее обеспечивать приемлемую цену горного сырья и достаточный уровень безопасности ведения горных работ. Явно обозначился предел возможностей современных технологий угледобычи на глубинах более 1км. Кроме того, практически все горные предприятия Украины с указанными выше условиями залегания угольных пластов находятся в государственном секторе и не получают эффективной поддержки в решении своих технологических задач. Фактически ее нет, так как НИОКР (научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы) данного направления были прекращены с середины 90-х годов прошлого века. Однако, в настоящее время ситуация на рынке горно-шахтного оборудования изменилась в сторону повышения интереса к горному оборудованию для добычи угля на наклонных, крутонаклонных и крутых угольных пластах. Особенно это стало актуальным для некоторых перспективных зарубежных рынков.

Все это, в целом, определило возвращение к утраченному ранее интересу к горным работам на наклонном, крутонаклонном и крутом залегании полезных ископаемых. Это касается практически всех диапазонов мощностей пластовых месторождений, в том  числе угольных. Предоставленный вашему вниманию проект затрагивает диапазон залегания угля от наклонного до крутого в условиях весьма тонких (менее 0,7м), тонких (от 0,7 до 1,2м) и средней мощности (1,2 – 3,5м) угольных пластов, для работы комбайновыми лавами по простиранию. Актуальность данного проекта заключается в  обеспечении безопасности горных работ в вопросе отработки так называемых «защитных пластов», обеспечивающих, в последующем, возможность отработки целых свит «защищенных» пластов, методом защитной надработки или подработки. Не секрет, что для многих месторождений, в частности для Украинского Донбасса, актуальным является вопрос предотвращения внезапных выбросов угля и породы при отработке промышленных запасов угля. Единственно эффективной является отработка по технологии надработки или подработки защитными пластами целых свит защищенных пластов в сочетании с другими технологическими методами, например сейсмическим прогнозом. Как правило, все защитные пласты это тонкие пласты или весьма тонкие. Особенно острый спрос на такую технику имеется в Украине, России, а также на угольных рынках стран Южной Америки, Индии и Индокитая.

Для удовлетворения имеющегося спроса нашим предприятием проработана модель угледобывающего комбайна «КТНГ» для работы в условиях тонких наклонных и крутонаклонных угольных пластов. Преследовалась цель создания машины наиболее гибко приспособленной для работы в условиях весьма тонкого наклонного и крутонаклоного залегания, с возможностью применения на крутом падении. В рамках поставленной цели в результате проведенных изыскательских работ  было найдено новое техническое решение (далее – «комбайн «КТНГ»), которое в настоящий момент защищено соответствующим патентом.

Данная машина предлагается для замены имеющихся в эксплуатации комбайнов типа «2КЦТГ» и «Кировец-2К». Особенностью комбайна «КТНГ» является возможность работы машины на весьма тонких наклонных и крутонаклонных угольных пластах с возможностью исполнения для работы на «защитных» пластах. Также имеется возможность эксплуатации комбайна на крутом падении для работы по почвоуступной технологии сверху вниз, что является предельно возможной областью применения комбайна. Предлагаемая конструкция имеет достаточно широкий диапазон применения и может быть востребована на всех имеющихся рынках горно-шахтного оборудования, работающих на крутое, крутонаклонное и наклонное залегание.

Дополнительной особенностью машины является возможность ее применения на весьма тонких пологих пластах, где практически нет возможности применять механизированные комплексы. Данное предложение может найти отклик на, так называемых, «малых» частных шахтах, где в значительной степени распространен ручной труд.

Рисунок 1. Возможная реализация комбайна «КТНГ» (эскиз)


Общий вид возможной реализации комбайна представлен на рисунке 1.

Область применения: Комбайн «КТНГ» (К — комбайн, Т — для тонких пластов, Н – для пластов наклонного залегания, Г – с гидравлической шагающей и стабилизирующей системой подачи). Предназначен для выемки угля в очистных забоях, подвигающихся по простиранию пластов мощностью (0,55-0,75) м (I – типоразмер: (0,55 – 0,6)м; II – типоразмер: (0,6 — 0,68)м; III – типоразмер – (0,68 – 0,75)м), с углами падения от 19° до 55° при сопротивляемости угля резанию до 300 кН/м. Комбайн может применяться в пластах с неустойчивой кровлей и почвой. При этом обязательно каждый цикл выемки (шаг подачи шагающей распорной стабилизирующей системы) заканчивать установкой постоянной забойной крепи. Применение комбайна на выбросоопасных пластах и на углях, склонных к самовозгоранию, высокой газообильностью и с наличием опасных в фрикционном отношении включений, необходимо согласовывать в каждом конкретном случае с МакНИИ.

Схема работы: Комбайн работает по односторонней схеме сверху вниз в лоб уступа с дополнительной предохранительной лебедкой типа 3ЛП или 1ЛГКНМ1Э, допускается работа по двусторонней схеме с разворотом на 180° по концам лавы (углы падения от 19° до 35°). Допускается односторонняя или двусторонняя схема работы на пологом падении (от 0° до 18°) в соответствующих типоразмеру мощностях пластов в сочетании с конвейерами типа СП46, СК38, СР52 или другими подобных типов. Во всех указанных диапазонах применения комбайн используется с индивидуальной крепью. Основная область применения с наклонным и крутонаклонным залеганием пластов предусматривает, в основном, работу с армированными металлическими листами скатами и склизами, рештаками (без забойного конвейера). При работе по односторонней схеме сверху вниз на наклонном и крутонаклонном залегании пласта возврат машины в исходное положение на новую машинную дорогу производится с помощью дополнительной предохранительной лебедки. Установка машины на новую машинную дорогу производится из заранее подготовленной ниши. Допускается, при обеспечении условий распора и стабилизации гидравлической шагающей распорной системы комбайна, осуществлять заезд (заход) машины на новую машинную дорогу без ниши со стороны обнаженного борта подготовительной выработки (штрека). Выемку угля машина производит циклически, за счет своей собственной гидравлической подающей системы после окончания цикла распора и фиксации корпуса машины относительно груди забоя и боковых пород. Основные характеристики проекта представлены в таблице 1.

Нашим предприятием разработан соответствующий бизнес-план поэтапного выполнения НИОКР с соответствующей ориентировочной калькуляцией необходимых финансовых затрат, в связи с чем ведется поиск финансового инвестора, обладающего технологической базой для практической  реализации проекта.

Заинтересованные лица могут получить дополнительную информацию, связавшись с нами по указанным выше электронным адресам (раздел КОНТАКТЫ).

Основные предварительные технические характеристики комбайна «КТНГ» приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические характеристики комбайна «КТНГ» (предварительные):

2. Проект комбайна «Кобальт» («KOBOLD») для отработки тонких крутонаклонных и крутых угольных пластов

В начале 90 – х годов прошлого века в Украине были испытаны две перспективные модели очистных комбайнов для работы в условиях крутонаклонного и крутого залегания угольных пластов по типоразмеру КУ 4. Одна из них называлась «Универсал-90». В настоящее время данная разработка не соответствует современным требованиям фрикционной безопасности. Также утеряно производство некоторых важных электрических комплектующих для данной машины. На данном комбайне были отработаны многие полезные конструкторские решения, которые целесообразно применять в будущем. Машина преднамеренно проектировалась как модульная конструкция для реализации всех типичных компоновок исполнительных органов с горизонтальным режущим барабаном. Нашим бюро была проанализирована возможность компоновки очистного комбайна типоразмера КУ 4 вертикальным режущим барабаном для условий работы на крутом падении. Были получены весьма хорошие результаты по анализу устойчивости. Ниже приведены некоторые данные комбайна по конструкции типа «Универсал-90». Это комбайн «Кобальт» («KOBOLD»).

Машина предназначена для выемки угля в очистных забоях (лавах), отрабатываемых по простиранию крутых и крутонаклонных пластов мощностью (0,45 – 0, 9) м с углом падения свыше 35º (оптимальное применение 40º-80º) и сопротивляемостью резанию до 300 кН/м при боковых породах не ниже средней устойчивости (при работе по односторонней схеме снизу вверх в лоб уступа без специальной машинной дороги). Имеется возможность управления со штрека.

Проект «Кобальт» («KOBOLD») имеет две возможности компоновки: с горизонтальными режущими барабанами (схема комбайна «Универсал-90») и с вертикальным режущим барабаном. На рисунке 2 представлена компоновка с горизонтальными сближенными режущими барабанами по схеме комбайна «Универсал-90» для работы с почвы пласта. Комбайн имеет электрическое и пневматическое исполнение для работы на защитных пластах. Машина проработана для работы с почвы пласта и с жесткой базы комплекса. Имеется возможность комплектации двигателями на 100, 120 кВт воздушного охлаждения. Базовая конструкция предусматривает применение специального взрывозащищенного электрического асинхронного двигателя для очистных комбайнов, применяемых на крутом и крутонаклонном падении типа ЭДК 3,5-90.

Данный комбайн предназначен для полнокровной замены очистных комбайнов типа «ПОИСК-2Р» и «ПОИСК-3». Машина может найти широкое применение для работы, как на защитных пластах, так и на защищенных пластах. Наше бюро способно воссоздать комплект конструкторской документации данного комплекса с целью возобновления его производства.

Нашим предприятием разработан соответствующий бизнес-план поэтапного выполнения НИОКР с соответствующей ориентировочной калькуляцией необходимых финансовых затрат, в связи с чем ведется поиск финансового инвестора, обладающего технологической базой для практической  реализации проекта.

Заинтересованные лица могут получить дополнительную информацию, связавшись с нами по указанным выше электронным адресам (раздел КОНТАКТЫ).

Некоторые основные технические характеристики комбайна «Кобальт» («KOBOLD») приведены в таблице 2.

Рисунок 2. Прототип комбайна «Кобальт» с горизонтальными режущими барабанами («Универсал-90»)

Таблица 2. Технические характеристики комбайна «Кобальт» («KOBOLD»)

3. Проект комбайна «Карбон» («KARBON») для отработки средней мощности крутонаклонных и крутых угольных пластов

Долгое время считалось, что для работы в условиях крутого и крутонаклонного залегания угольных пластов средней мощности совсем не создавалось очистных комбайнов. Данное мнение глубоко ошибочно, потому что область горного оборудования для указанных горно-геологических условий никогда не освещалась должным образом в отечественной технической литературе, хотя соответствующие работы велись, и  весьма успешно. В конце 80 – х годов прошлого века в Украине был создан очистной комбайн ДКР для работы в составе комплекса КПК 1 российского производства. Машина прошла весь комплекс промышленных испытаний и показала отличные результаты. Однако в серию не пошла по причине лоббирования в Министерстве угольной промышленности бывшего СССР проекта очистного агрегата АК-3. В итоге обе машины были похоронены в бюрократических процедурах дележа денежных средств и поиска производителя. Нашим бюро предлагается модернизированный вариант комбайна ДКР под названием «Карбон» («KARBON»).

Комбайн «Карбон»  предназначен для механизированной выемки угля из пластов с углом падения свыше 35º (с самотечной доставкой угля) и работы в кинематической связи с механизированными крепями (типа КПК 1), подвигающимися по простиранию, канатной системой подачи ЛГК, предохранительной лебедкой и траковым кабелеукладчиком. Комбайн предназначен для работы по односторонней схеме снизу вверх с самозарубкой в пласт в любой части лавы. Внешний вид прототипа представлен на рисунке 3. Характеристика условий эксплуатации представлена в таблице 3. Краткая характеристика базовой модели комбайна с горизонтальными режущими органами представлена ниже в таблице 4.

Нашим предприятием разработан соответствующий бизнес-план поэтапного выполнения НИОКР с соответствующей ориентировочной калькуляцией необходимых финансовых затрат, в связи с чем ведется поиск финансового инвестора, обладающего технологической базой для практической  реализации проекта. Отдельное предложение – проект комплекса «Карбон» аналога механизированной крепи КПК 1.

Заинтересованные лица могут получить дополнительную информацию, связавшись с нами по указанным выше электронным адресам (раздел КОНТАКТЫ).


Рисунок 3. Прототип комбайна «КАРБОН» («KARBON») комбайн ДКР

Таблица 3. Условия эксплуатации комбайна «КАРБОН» («KARBON»)

Таблица 4. Техническая характеристика комбайна «КАРБОН» («KARBON»)

4. Проект специального комбайнового электродвигателя ЭДК 3,5-90 для комбайнов работающих на крутонаклонных и крутых угольных пластах

Отдельным направлением горной электротехники является электрооборудование для работы в условиях наклонных, крутонаклонных и крутых угольных пластов на шахтах опасных по внезапным выбросам угля и породы, опасных по газу. Обычно считается, что в таких условиях должен применяться пневмопривод, то есть комбайн должен иметь вариант исполнения с пневматическим двигателем. Указанное утверждение является верным, но для работы на отдельном выбросоопасном незащищенном угольном пласте. Например, для таких именно условий был, в свое время, спроектирован пневматический вариант комбайна А70 типоразмера КУ 4, представленный на рисунке 4. При этом для исключительного применения пневмопривода необходимо однозначное решение МакНИИ по данному вопросу.

В подавляющем же числе случаев можно и нужно широко применять электропривод. Для этого еще в советскую эпоху были разработаны специальные типы участковых трансформаторных подстанций и низковольтного электрооборудования. Особенным типом электрических машин в этом семействе всегда были комбайновые электрические двигатели. Накопленный опыт горных работ показал, что для работы на крутом и крутонаклонном падении не нужны электрические двигатели очень большой мощности, а также не нужны двигатели водяного охлаждения.

Рисунок 4. Комбайн А70 типоразмера КУ 4 с пневматическим приводом

Например, результаты прямых замеров потребляемой мощности привода резания на комбайне «Универсал-90» показали, что привод резания потреблял не более 30 кВт мощности. В среднем 15 – 20 кВт мощности и даже меньше. При этом канатная система подачи ни разу не была перегружена. Однако, всегда одно условие выделялось повсеместно. Живучими и надежными были только двигатели типа ЭДК и ЭДКО. Они и мощность развивали достаточную, и были простыми в эксплуатации. Таким образом, электрические асинхронные взрывозащищенные комбайновые двигатели с естественной системой охлаждения и обдуваемые показали свою исключительную надежность. Например, отличные результаты показал комбайн А-70М с двигателем ЭДК 3,5-40У5, представленный на рисунке 5.


Рисунок 5. Комбайн А70М типоразмера КУ 4 с электрическим приводом на базе двигателя ЭДК 3,5-40У5

Применение же комбайновых двигателей водяного охлаждения типа ЭКВ на крутом падении всегда заканчивалось неудачей. Так, попытка превзойти показатели А70М на комбайнах семейства «ПОИСК-2» и «ПОИСК-3» привели к тому, что на шахтах стало скапливаться большое количество вышедших из строя машин. Ситуацию усугубляли низкая квалификация рабочего персонала и сама особенность работы на крутом падении. Дело в том, что сухую шахту на крутом падении найти не так то легко,  в то время как шахт, где воды в забое предостаточно, – очень много. Если  к тому же еще и машина без воды работать не может, то она прямой кандидат «на гора» для пополнения ремонтного фонда. Из-за того, что посадка кровли в условиях крутого и крутонаклонного залегания не происходит вовсе или происходит очень медленно, и не по всей площади, вода проникает с одного добычного горизонта на другой, становясь настоящим бедствием. По этой причине очень часто горные работы ведутся без орошения, и соответственно, без охлаждения двигателей. Это, конечно, не правильно. Но таковы реалии. Именно все это заставило в начале 90- х прошлого века вернуться к двигателям типа ЭДК и ЭДКО. Так появился специальный комбайновый электрический двигатель для машин крутого падения ЭДК 3,5-90.

Уже последние разработки комбайнов для отработки крутых и крутонаклонных пластов типоразмера КУ 4 все были с двигателями типа ЭДК. На рисунках 6 и 7 представлены данные разработки. Это комбайны «Универсал-90» и «КУ-410».

В настоящее время двигатель ЭДК 3,5-90 официально никто не производит. Однако, наше бюро способно воссоздать необходимую конструкторскую документацию для производства его модернизированного аналога. Без данного электрического двигателя надежный комбайн для отработки крутых и крутонаклонных пластов типоразмера КУ 4 спроектировать весьма затруднительно, вернее сказать —  невозможно.

Рисунок 6. Комбайн «Универсал-90» с двигателем ЭДК 3,5-90

Рисунок 7. Комбайн «КУ-410» с двигателем ЭДК 3,5-90

Некоторые расчетные характеристики одного из вариантов ЭДК 3,5-90 приведены в таблице 5.

Таблица 5. Фрагмент технических характеристик ЭДК 3,5-90

Нашим предприятием разработан соответствующий бизнес-план поэтапного выполнения НИОКР с соответствующей ориентировочной калькуляцией необходимых финансовых затрат, в связи с чем ведется поиск финансового инвестора, обладающего технологической базой для практической  реализации проекта.

Заинтересованные лица могут получить дополнительную информацию, связавшись с нами по указанным выше электронным адресам (раздел КОНТАКТЫ).

При прочих равных условиях,  реализация Проекта «Комбайн «КТНГ» является для нашего бюро приоритетным направлением сотрудничества в области создания угледобывающих комбайнов  для работы в условиях наклонных, крутонаклонных и крутых угольных пластов.

E-mail:

kbgarmasch@ukr.net

Моб. тел.: +38-095-466-23-89

+38-096-074-06-49