Для выемки тонких пологонаклонных угольных пластов
Конструктивно-технологические особенности струговых установок
Несмотря на многообразие типов и модификаций статических струговых установок с различными техническими характеристиками, применяемых для выемки угольных пластов на шахтах Украины (УСТ-2, УСТ-2а, УСТ-2М; УСТ-4, УСБ-67, УСБ-96, УСБ-2, УСБ-2М, СО-75, СО-75М, СО-90, СО-90У, УСВ-2, СН-75, СН-75М, СН-96, СН-06, ЗСКП, 1СНТ, С700), не исключая и новые разрабатываемые конструкции, все они обладают общими конструктивно-технологическими признаками. Из вышеуказанных различают струговые установки скользящего и отрывного типов, у которых тяговая цепь расположена соответственно под забоем и со стороны выработанного пространства, без подконвейерной и с подконвейерной плитами. Технические характеристики наиболее распространенных струговых установок для выемки угольных пластов представлены в таблице 8.1.
Предпочтительная область применения статических струговых установок для выемки угольных пластов предварительно можно установить по совокупному качественному критерию, учитывающему мощность и угол падения пласта, крепость угля и породных прослоев (табл. 8.2).
С учетом размещения приводов струговых установок (в лаве или сопряженных с ней подготовительных выработках) целесообразно предусматривать различные схемы их компановки (рис. 8.11).
Таблица 8.1- Основные технические характеристики струговых установок для выемки тонких пологонаклонных угольных пластов
| Параметр и единица его измерения | Количественное значение параметра | ||||||||
| Тип струговой установки | |||||||||
| отрывной | скользящий | ||||||||
| УСТ- 2М | УСТ-4 | СО- | УСВ-2 | СН- 75М | 1СНТ | С700 | СН- | ||
| Область применения установки: диапазон мощности пласта, м | 0,55-1,0 | 0,55-1,2 | 0,6- 1,2 | 0,9- 2,0 | 0,65-1,2 | 0,6- 1,0 | 0,85-1,35 | 0,85- 1,40 | |
| предельный угол падения пластг (град.) при выемке по: простиранию | |||||||||
| восстанию | |||||||||
| падению | |||||||||
| сопротивляемость угля резаник (не более), кН/м | |||||||||
| Длина лавы, м | |||||||||
| Скорость движения, м/с: струга | 0,6- 1,5 | 0,58- 1,5 | 0,71-1,73 | 0,92-1,51 | 0,78-1,5 | - | 1,95 | 1,93 | |
| цепи конвейера | 0,58- 1,5 | 0,58-1,87 | 0,56-1,38 | 0,54-0,9 | 0,58-1,38 | - | 0,24-0,73 | 0,85 | |
| Глубина стружки, мм | 55-85 | 50-60 | 50-70 | 30-70 | . | - | |||
| Расстояние между домкратами прижатия | 5,4 | 5,4 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | - | - | - | |
| Габаритные размеры рештачной секции, мм: длина | - | - | - | ||||||
| ширина | - | - | - | ||||||
| высота | - | - | - | ||||||
| Высота струга, мм | 340-700 | 340-600 | 380-610 | - | 440-600 | - | 788-1298 | 740-920 | |
| Калибр цепей, мм: струга | 26х | 26х 92-С | 26х 92-С | - | 26х 92 | 26х 92-С | 38х 137 | 34х 126 | |
| конвейера | 24x86 | 24х 86-С | 24х 86-С | - | 24x86 | 24х 86-С | 30x108 | 26x92 | |
| Высота привода, м | - | - | - | - | - | ||||
| Масса, т: струга | 0,580 | - | 1,240 | 1,240 | 1,275 | - | - | - | |
| 1 м тяговой цепи | 0,087 | - | 0,087 | 0,087 | 0,087 | - | - | - | |
| домкрата | 0,055 | - | 0,110 | 0,115 | 0,110 | - | - | - | |
| редуктора | 1,976 | - | 2,360 | 2,700 | 2,645 | - | - | - | |
| комплекта в поставке (не более) | НО | - | - | - | - | - | |||
Рекомендуемая область применения струговой выемки:
- угольные пласты мощностью 0,5-2,0 м с утлом наклона линии очистного забоя до 25°;
- угли невязкие;
- пласты антрацита с ясно выраженной природной трещиноватостью и наличием отжима;
- строение пласта простое;
- верхняя пачка угля склонна к самообрушению;
- боковые породы не ниже средней устойчивости;
- волнистость почвы пласта спокойная;
- отсутствие в пласте твердых включений.
Рисунок 8.11 - Струговая установка типа УСТ-4: а и б —общие виды соответственно привода и струга; в — схемы (в плоскости пласта) компановки приводов: 1 и 2 — привода соответственно струга и конвейера; б — домкраты прижатие; 7 - направляющая лыжа с рапорными стойками 8; 9 - вспомогательное оборудование
Струговая установка скользящего типа предназначена для выемки более крепких углей (рис. 8.12), однако в настоящее время более распространены струговые установки отрывного действия (рис. 8.13).
Рисунок 8.12 — Общий вид струговой установки типа СО-06
А-А
Рисунок 8.13- Струговая установка типа СО-75М: 1 - струг с тяговой цепью 2 и приводами 3; 4 - скребковый конвейер с приводами 5; б-система орошения; 7 - гидростолы с направляющими балками и распорными стойками; 8и9- домкраты прижатия и продольного действия
По сопротивлению разрушению стругом угли подразделяются на IX категорий в зависимости от затрат машинного времени на выемку 1 м3 угля в массиве (табл. 8.4) [17].
Для снижения ручного труда по раскайловке негабаритных кусков угля (чаще антрацита) на выходе со скребкового конвейера струговой установки используются механические дробилки штангового и пикового типов (рис. 8.14), которые через систему соответствующих передач, периодически с заданной частотой на выходе грузопотока из лавы изменяют его пропускной зазор. Техническая характеристика пиковой дробилки УРН-2 представлена в таблице 8.5.
Таблица 8.4 - Категории угля по сопротивлению разрушением стругом
| Категория | Выемочная мощность пласта, м | ||||||||||||||
| 0,46-0,57 | 0,58-0,71 | 0,72-0,85 | 0,86-1,00 | 1,01-1,13 | 1,14-1,32 | 1,33-1,49 | 1,50-1,6 | ||||||||
| Основной (машинный) час выемки 1 м3 угля, мин./м3 | |||||||||||||||
| I | 2,540- 2,200 | 2,190- 1,910 | 1,900- 1,660 | 1,650- 1,440 | 1,430- 1,260 | 1,250- 1,100 | 1,090- 0,949 | 0,984- 0,828 | |||||||
| II | 2,190- 1,910 | 1,900- 1,660 | 1,650- 1,440 | 1,430- 1,260 | 1,250- 1,100 | 1,090- 0,949 | 0,984- 0,828 | 0,827- 0,720 | |||||||
| Ш | 1,900- 1,660 | 1,650- 1,440 | 1,430- 1,260 | 1,250- 1,100 | 1,090- 0,949 | 0,984- 0,828 | 0,827- 0,720 | 0,719- 0,626 | |||||||
| IV | 1,650- 1,440 | 1,430- 1,260 | 1,250- 1,100 | 1,090- 0,949 | 0,984- 0,828 | 0,827- 0,720 | 0,719- 0,626 | 0,625- 0,544 | |||||||
| V | 1,430- 1,260 | 1,250- 1,100 | 1,090- 0,949 | 0,984- 0,828 | 0,827- 0,720 | 0,719- 0,626 | 0,625- 0,544 | 0,543- 0,473 | |||||||
| VI | 1,250- 1,100 | 1,090- 0,949 | 0,984- 0,828 | 0,827- 0,720 | 0,719- 0,626 | 0,625- 0,544 | 0,543- 0,473 | 0,472- 0,412 | |||||||
| VII | 1,090- 0,949 | 0,984- 0,828 | 0,827- 0,720 | 0,719- 0,626 | 0,625- 0,544 | 0,543- 0,473 | 0,472- 0,412 | 0,411- 0,357 | |||||||
| VIII | 0,984- 0,828 | 0,827- 0,720 | 0,719- 0,626 | 0,625- 0,544 | 0,543- 0,473 | 0,472- 0,412 | 0,411- 0,357 | 0,356- 0,312 | |||||||
| IX | 0,827- 0,720 | 0,719- 0,626 | 0,625- 0,544 | 0,543- 0,473 | 0,472- 0,412 | 0,411- 0,357 | 0,356- 0,312 | 0,311- 0,271 | |||||||
Рисунок 8.14 — Общие виды дробилок для разрушения негабаритных кусков угля в струговых установках: а - пиковая УРН-2 на стенде; б - штанговая УРН в лаве
Таблица 8.5 - Техническая характеристика УРН-2
| Параметры и единица их измерения | Количественное значение параметра | |
| Расчетная производительность, т/мин. | 6-15 | |
| Ход рабочего органа, мм | ||
| Число ходов рабочего органа в мин. | 101; 87 | |
| Кусковатость дробленого угля, мм | 150-400 | |
| Габаритные размеры, мм: | ||
| длина | ||
| ширина | ||
| высота: | ||
| I типоразмера | ||
| II типоразмера | ||
| III типоразмера | ||
| Масса, т | 4,4 |
Основные направления совершенствования струговой выемки угольных пластов базируются на ее технологических преимуществах и связаны прежде всего с созданием модульных конструкций струговых установок, обеспечивающих область их применения в широком диапазоне условий без снижения производительности и безопасности труда [23]. С конструктивно-технологической точки зрения к этим направлениям следует отнести обеспечения:
- полноты обработки пласта стругом;
- фиксированной глубины стружки;
- управляемости струговой установкой в плоскости пласта;
- надежного удержания установки от сползания;
- полноты зачистки угля;
- недопущения заштыбовки скребкового конвейера;
- унификации блоков и узлов;
- автоматизированного контроля за работой установки.