Обзор распространенных моделей проходческого комбайна в угольной промышленности

Завершив первый этап структурных преобразований, горная промышленность РФ в настоящее время формирует свои финансовые ресурсы в основном за счет реализации продукции. После длительного периода резкого снижения объемов производства в ходе реструктуризации в последние годы наметилась тенденция роста добычи полезных ископаемых и технико-экономических показателей горной отрасли. Правительством страны принята «Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.», где планируется увеличение добычи угля до 410–450 млн тонн и рост его доли в производстве электроэнергии с 34 до 44%.

Для выполнения этой стратегической задачи в указанный период потребуется обеспечить двукратный прирост производственных мощностей предприятий отрасли как за счет модернизации действующих, так и строительства новых предприятий по добыче угля и других полезных ископаемых. Рост мощностей в период до 2010 г. будет происходить за счет технического перевооружения, а в период 2011–2020 гг. – за счет коренного изменения технического уровня горного производства.

Концентрация горного производства на перспективных шахтах угольной отрасли за счет технического переоснащения очистных комплексов требует значительных изменений в ведении подготовительных работ. И в первую очередь это касается прогрессивного комбайнового способа. Уровень комбайновой проходки по ведущим угольным компаниям (УК «Кузбассуголь», УК«Кузнецкуголь») колеблется от 72 до 98 % на конец 2003 г.

Парк проходческих комбайнов в угольной отрасли составляет около 360 штук (порядка 240 из них находятся в Кузбассе). Основой этого парка являются комбайны типа ГПКС производства Копейского машиностроительного завода (по Кузбассу, например, 97%). Анализ состояния проходческих комбайнов указывает на неуклонное снижение парка новых машин. Износ комбайнов по основным угольным компаниям является настораживающим фактором в возможностях обеспечения необходимого объема подготовительных работ в угольных компаниях.

Сейчас в России, вместо ранее выпускавшихся заводами СССР для нужд угольной промышленности, других горно-добывающих отраслей и подземного строительства шести моделей комбайнов весом от 12 до 80 т, на потоке единственный массовый комбайн 1ГПКС (масса 24 т) (рис. 1) и ставится на промышленное производство базовая модель комбайна среднего класса КП-25 (масса 52 т) (рис. 2) и комбайн КП-21.

В то же время подготовленные к производству четыре типа новых современных комбайнов – КП-15 (масса 15 т), КП-20Б (масса 28 т), КП-25Н для проходки уклонов и модели с оборудованием для механизации анкерования – КП-25А (масса 58 т), а также проходческо-добычной комбайн ПДКА по типу комбайна фирмы «Джой» (масса 65 т) – не освоены производством из-за отсутствия господдержки по финансированию. Машиностроительный завод по выпуску комбайнов среднего класса (масса 40 т) и тяжелых проходческих комбайнов типа 4ПП-2М и 4ПП-5 (масса 45–80 т) остался на Украине, где было организовано производство новых проходческих комбайнов

П-110, П-220, КСП-32. Отсутствие отечественных проходческих комбайнов во всем диапазоне мощности и массы (от 8–10 до 80–100 т.) было восполнено импортом комбайнов западных зарубежных фирм и производства машиностроительных заводов Украины.

Однако в период с 1990 по 2004 г. ни один из импортных комбайнов не окупился в эксплуатации. Темпы их работы не превышают темпы проходки отечественными комбайнами, стоимость производства которых значительно ниже стоимости комбайнов зарубежных.

Рис. 1. Комбайн проходческий 1ГПКС

Для возрождения производства отечественных проходческих комбайнов необходимо практически заново восстановить систему организации научных и конструкторских работ по созданию проходческой техники с учетом огромного отечественного и зарубежного опыта в этом направлении, сосредоточить изготовление новых машин на предприятиях с высокоэффективной технологией, углубить подготовку инженерных и научных кадров с учетом требований рыночной экономики.

Представляется целесообразным сосредоточить деятельность по созданию проходческих комплексов на базе отечественных комбайнов, прежде всего циклического (избирательного) действия, обеспечивающих повышение темпов проходки в 3–4 раза при доведении коэффициента надежности конструкции до 0,9 и соблюдении требований безопасности горных работ.

Кроме того, необходимо сосредоточить научные исследования на создании исполнительных органов проходческих комбайнов для разрушения крепких пород, для чего использовать последние достижения в области гидроструйной технологии, вибрационной техники и других физических процессов.

Похожие главы из других работ:

Анализ влияния обогащения железной руды на ее металлургическую и экономическую ценность

7. Расчет стоимости рудной части доменной шихты при производстве агломерата из концентрата 1

Пусть себестоимость концентрата 1 (Ск1) составляет 500 р/т. Цена 1т концентрата 1 при величине прибыли 14 % составит: Цк1= 500 + 0,01·14· 500 = 570 р/т Пусть транспортный тариф составляет 50 р/т. Влажность концентрата 1 -9 %…

Ведущие комплексы промышленности

1.1 Определение промышленности

Промышленность (от русск. промышлять, промысел) — совокупность предприятий (заводов, фабрик, рудников, шахт, электростанций), занятых производством орудий труда как для других отраслей народного хозяйства, так и для самой промышленности…

Выбор и расчет основного технологического оборудования подземных горных работ

1.3.1 Проходческие работы

Производительность комплекса (Пк) зависит от производительности каждой машины: Пк=f(Пб, Пз, Ппог, Пд, Пкр), (1) т.е. соответственно производительности бурильных машин, зарядчика, погрузки, доставки и крепления…

Обеспечение безопасности при работе с СВЧ установками

1.4 Применение СВЧ технологии в промышленности

Нагрев обычного типа включает в себя передачу тепловой энергии к материалам по проводящим, радиационным и конвективным способом, как правило, от материала поверхности к внутренней области…

Организация и технология швейного производства

1. ОПИСАНИЕ ОТРАСЛИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Основы производства мармелада

1. Структура пищевой промышленности

Республики Беларусь Для экономики Республики Беларусь характерно углубление взаимосвязи и взаимообусловленности развития отраслей производств, рост интеграционных процессов в общественном производстве…

Проект установки первичного охлаждения коксового газа

2.1 Расчет материального баланса коксования угольной шихты

Материальный баланс коксования составляется на основании закона сохранения массы вещества , где — сумма массы угольной шихты (исходных продуктов) и количества влаги, поступившей с ней в коксовые печи; — сумма массы кокса, влаги шихты…

Производство алюминия, цветных металлов 3

2.1 Производство криолита из угольной пены

Доставленная из электролизного цеха угольная пена подвергается магнитной сепарации (во избежание попадания в дробилку металлических предметов) и затем дробится на щековой дробилке…

Производство алюминия, цветных металлов 3

2.2 Химический состав угольной пены

Химический состав угольной пены приблизительно следующий (%): F — 29-31; Nа — 15-18; А1 — 10-13; Са — 0,8-1,5; Мg -0,2-0,5; SiO2 — 0,2-0,5; Ре20з — 0,2-0,8; С — 28-30…

Разработка эффективной технологии переработки хвостов флотации угольной пены и шламов газоочистки

1.1.2 Хвосты флотации угольной пены

Как отмечалось выше, на алюминиевых заводах переработка угольной пены производится флотационными способами…

Современные зерноуборочные комбайны

Современные зарубежные и российские комбайны

Лидерами в области производства и продажи зерноуборочных комбайнов являются — «Дир и К» («John Deere»), «Клаас» («Claas»), «Нью Холланд» («New Holland»), «Кейс» («Case»), «Дойц Фар» («Deutz-Fahr») и другие, которые имеют производственные и товаропроводящие устройства…

Химический комплекс Российской Федерации

промышленности.

Химическая и нефтехимическая промышленность — прогрессивная, быстро развивающаяся отрасль…

Химический состав шихтовых материалов доменной плавки

2.2 Средневзвешенный состав рудной смеси

Средневзвешенное содержание в рудной смеси элементов и оксидов Э определяется по содержанию их в компонентах смеси (руда, агломерат и др.) и заданной доле (процентном содержанию) компонентов в смеси:…

Холодная штамповка метизов

5.1 Многопозиционные автоматы для объемной штамповки стержневых и коротких деталей и комбайны для полного изготовления деталей

Более широкие технологические возможности многопозиционных автоматов по сравнению с однопозиционными обусловлены чередованием различных схем деформаций (высадки, прямого, обратного и комбинированного выдавливания, прошивки…

Шахтные проходческие и очистные комбайны

4. Очистные комбайны для выемки угля длинными очистными забоями

Новый уровень очистных комбайнов Очистной комбайн является самым важным компонентом технологического процесса выемки угля длинными очистными забоями…

Рис. 2. Комбайн проходческий КП25

Для успешной реализации поставленных задач по созданию новой техники в условиях рыночной экономики необходимы новые подходы к организации работ, заключающиеся в организации гибких специализированных объединений. Одним из первых полностью оправдавшим возлагавшиеся на него надежды примером плодотворного взаимодействия науки и производства стал созданный еще в начале 80-х гг. учебно-научно-производственный комплекс «Тульский государственный университет (ТулГУ) – ЦНИИподземмаш – Скуратовский экспериментальный завод», задачей которого была концентрация усилий ведущих специалистов на решении актуальных задач по созданию проходческой техники, подготовка инженерных и научных кадров. В период функционирования комплекса были разработаны САПР стреловидных и планетарных исполнительных органов проходческих комбайнов, организованы оригинальная лабораторно-экспериментальная база по резанию крепких пород, аспирантура и профильные группы студентов, специализирующихся в научных и производственных подразделениях комплекса.

В этот период посредством САПР были обоснованы рациональные параметры унифицированных поперечно-осевых барабанов и продольно-осевых коронок, которые затем испытывались на шахтах Кузбасса, Воркуты и использовались в комбайнах 1ГПКС, КП-20Б, КП-25 (табл. 1). Кроме того, выполнены работы по созданию универсальных исполнительных органов стреловидного типа для проведения выработок по углю и смешанному забою применительно к комбайнам ПК-9, ЧПП-2М, а также разработана и испытана в шахтных условиях оригинальная конструкция режущей коронки с встроенным вибрационным устройством.

На базе комбайнов КП-20Б, КП-25 «ЦНИИподземмаш» планирует создать новые высокоэффективные проходческие машины блочно-модульного построения (КП-30; КП-70), оснащенные сменными исполнительными органами в виде продольно-осевых коронок и поперечно-осевых барабанов, средствами секторного и контактного взрывозащитного орошения, навесным оборудованием для механизации работ по бурению шпуров под анкерную крепь и ее установке.

Для расширения области применения этих комбайнов планируется создать комплекты проходческого оборудования, включающие перегружатель, комплекс проветривания и обеспыливания, самоходный вагон, бурильное оборудование различных модификаций для установки анкерной крепи.

Такой комплект оборудования должен быть основой серийного изготовления проходческого комплекса с комбинированными (гусеничным и распорно-шагающим) механизмом перемещения типа КНК-6, совмещающего основные операции проведения выработок (отбойка, погрузка, крепление), и проходческих агрегатов, обеспечивающих малооперационную, высокопроизводительную поточную технологию проведения выработок при наиболее полном совмещении как основных, так и вспомогательных операций.

Шахтными испытаниями двух экспериментальных образцов сменного виброактивного органа на серийном комбайне 1ГПКС установлено, что сочетание механического резания с наложением вибрации определенной частоты и амплитуды позволит применять стреловидные комбайны с таким комбинированным органом для разрушения пород прочностью на сжатие до 100 МПа.

Результаты работы по виброактивному исполнительному органу использовали специалисты Сианьского горного института (Китай), которые совместно с ТулГУ разработали и на Нанкинском машзаводе изготовили коронку виброактивного действия для стреловидных комбайнов ELMB-75C и EBj-132B (см. табл. 1). Во время испытаний комбайна ELMB-75C на одной из шахт Китая за три месяца было пройдено 1500 м выработки в сложных горно-геологических условиях. На основании этих испытаний спроектирован комбайн EBJ-132B, промышленное производство которого осваивается в настоящее время.

Проводимые в последнее время в России и за рубежом научные исследования, направленные на изыскание новых способов и средств разрушения горных пород, показывают, что повышение производительности проходческих комбайнов без увеличения их габаритов и массы и расширение области их применения на более крепкие породы может быть достигнуто на основе гидромеханического способа разрушения, заключающегося в комбинированном воздействии на породный массив высокоскоростных струй воды и механического инструмента.

Рис. 3. Проходческо-очистной комбайн «Урал-10А»

В настоящее время ведутся разработки гидромеханических исполнительных органов со встроенным в режущую коронку преобразователем давления мультипликаторного типа и автономным источником воды высокого давления (преобразователем давления с приводным насосным блоком или насосом высокого давления), размещенным на раме комбайна или в выработке. При этом оба исполнительных органа имеют зонную подачу высоконапорной воды к режущему инструменту в зависимости от того, какая часть его контактирует с забоем. Если в исполнительном органе со встроенным в режущую коронку преобразователем давления зонная подача воды осуществляется на участке гидросистемы с низким давлением рабочей жидкости (до 25 МПа), то на исполнительном органе с автономным источником воды высокого давления используется специальное устройство управления зонным распределением воды высокого давления, состоящее из гидроуправляемых клапанов.

Гидромеханический исполнительный орган представляет собой одноступенчатый редуктор, фланец которого предусматривает возможность установки исполнительного органа через специальную проставку на стрелу комбайна. На выходном валу редуктора закрепляется промежуточный корпус с установленными в его расточках гидромультипликаторами. Гидромультипликаторы посредством каналов в выходном валу соединяются через цапфовый распределитель с гидросъемником соответственно с приводной насосной станцией и водяной магистралью. На промежуточном корпусе закрепляется коронка с гидромеханическими резцами, которые посредством коллекторов высокого давления соединяются с рабочими полостями высокого давления гидромультипликаторов.

Рис. 4. Проходческо-очистной комбайн «Урал-20А»

Принцип работы такого исполнительного органа состоит в следующем. При вращении вала с гидромультипликаторами их рабочие полости низкого давления посредством цапфового распределителя на одной половине оборота соединяются с напорной, а на другой – со сливной магистралями приводной насосной станции. При соединении с напорной магистралью каждый гидромультипликатор совершает рабочий ход, а при соединении со сливной – происходит взвод гидромультипликатора под воздействием рабочей жидкости от гидросистемы взвода.

В гидромеханических исполнительных органах с автономным источником воды высокого давления устройство управления зонным распределением воды можно располагать как в стреле исполнительного органа или внутри режущей коронки, так и на раме комбайна. Подача высоконапорной воды от источника к коронке осуществляется с помощью гидросъемника и многоканального трубопровода, проходящего внутри пустотелого вала привода вращения коронки.

Эффективность гидромеханического разрушения во многом зависит от давления и расхода высокоскоростной струи воды. Эти параметры, в свою очередь, определяются гидравлической мощностью преобразователя давления. В табл. 2 представлены разработанные совместно с фирмой «НИТЕП» типоразмерный и параметрический ряды источников воды высокого давления, которые применяются в гидромеханических исполнительных органах.

Параметрический ряд образован из десяти исполнений преобразователя давления (по признаку кратности преобразуемого низкого давления масла в высокое давление воды), а типоразмерный – из семи типов приводных насосных станций (в зависимости от мощности привода).

Из табл. 2 видно, что мощность привода источника воды высокого давления изменяется в зависимости от типоразмера в широком диапазоне – от 17 до 220 кВт (при рабочем давлении масла в гидросистеме низкого давления 25 МПа) и сопровождается увеличением расхода высоконапорной воды. При этом давление высоконапорной воды в зависимости от исполнения преобразователя давления изменяется от 65 (2-е исполнение) до 400 МПа (10-е исполнение) с одновременным уменьшением расхода воды (1-е исполнение преобразователя давления предназначено для высоконапорного орошения).

На сегодняшний день совместно с фирмой «НИТЕП» и ННЦ «ГП-ИГД им. А.А. Скочинского» разработаны, изготовлены и испытаны экспериментальные и опытные образцы таких исполнительных органов. Режущие коронки, оснащенные высокоскоростными струями воды, с использованием преобразователей давления с мощностью привода насосного блока 35–220 кВт (см. табл. 2) для комбайнов 1ГПКС (см. рис. 1) и КП-25 (см. рис. 2) обеспечивают повышение производительности по отбойке в зависимости от схемы расположения струи воды относительно резца в 2,4–3,8 и 1,8–3,4 раза соответственно по сравнению с механическим способом. Уже при использовании только струй воды давлением 150–200 МПа области применения комбайнов 1ГПКС и КП-25 расширяются на породные и смешанные забои с пределом прочности на сжатие 80–90 МПа (в этом случае комбайн 1ГПКС может заменить более тяжелый и дорогостоящий комбайн КП-25) и 100–110 МПа соответственно с производительностью не меньшей, чем при механическом разрушении.

Вторым направлением разработки проходческих комплексов и агрегатов для горной промышленности является модернизация проходческо-добычных комбайнов типа «Урал» непрерывного действия с планетарными исполнительными органами. Комплексы «Урал-10А» и «Урал-20А» (рис. 3 и 4), каждый из которых состоит из комбайна, буровой установки для анкерной крепи, бункера-перегружателя и самоходных вагонов, широко применяются в настоящее время для проведения выработок арочной формы сечением 7,8–20,2 м2 на калийных рудниках России, Белоруссии, а также при добыче пищевой соли на Украине.

Рис. 5. Проходческо-очистной комбайн «Урал-61»

С момента начала промышленного освоения (1976 г.) эти комплексы постоянно совершенствуются за счет дальнейшей унификации, повышения надежности и долговечности работы основных узлов, автоматизации производственных процессов и улучшения условий труда обслуживающего персонала. Для этого комбайны снабжены противовибрационными закрытыми от пыли кабинами машинистов, авторегулятором нагрузки электропривода типа «ПРИЗ», аппаратурой дистанционного управления при заездах в камеру типа «АДУ», лазерной установкой с пассивным экраном для контроля за положением комбайна в забое, устройством защиты электродвигателей от перегрузки типа «КОРД»; аппаратурой, обеспечивающей полуавтоматический режим работы всего соледобывающего комплекса (комбайн, бункер-перегружатель, самоходный вагон).

Принятые в комплексах конструктивные решения на основе унификации различных типоразмеров машин, составляющей в настоящее время около 50%, являются важным преимуществом и полностью соответствуют современным требованиям конкурентоспособности машиностроительной продукции. Это подтверждается фактом стабильной их потребности в период общего спада производства: выпуск комбайнов типа «Урал-20» в 1990, 1998,1999 гг. составлял соответственно 17, 14 и 15 машин.

Заложенный в этих комплексах принцип унификации позволил предприятиям ОАО «Копейский машиностроительный завод», «КУРС», «Белгорхимпром» (Беларусь) с участием ТулГУ в последние годы развить целое направление по созданию новых машин:

• «Урал-61» (рис. 5) – комбайн, предназначенный заменить комбайн ПК-8МА (Украина) для проходки подготовительных выработок арочной формы;
• «Урал-50» (рис. 6) машина для нарезки компенсационных щелей в кровле выработки;
• «Урал-60» – для обработки почвы горизонтальных и наклонных (до ±12 ) выработок;
• «Урал-70» со стреловидным исполнительным органом для выполнения вспомогательных работ;
• МП-20 – машина погрузочная для выгрузки руды из подземных складов калийных рудников на транспортный конвейер.

В настоящее время АО «Копейский машиностроительный завод» освоил промышленный выпуск комбайна нового поколения «Урал-20Р», существенным отличием которого является замена (с целью унификации и улучшения сортности продуктов разрушения) плоско-планетарного забурника на аналогичный основному сферически-планетарный режущий орган.

Наличие такой проверенной длительным опытом эксплуатации отечественной горной техники дает основание использовать комплексы типа «Урал» для камерно-столбовой системы разработки угольных пластов и проведения в них подготовительных выработок.

Рис. 6. Машина «Урал-50» для нарезки компенсационных щелей

Актуальность целесообразности использования комплексов типа «Урал» в угольной промышленности выражается еще и тем, что в настоящее время в Кузбассе используются проходческо-выемочные агрегаты фирмы «Джой», обладающие высокой стоимостью оборудования (до 10 млн долларов, включая технологическое сопровождение специалистами). Сопоставление технических характеристик лучших зарубежных образцов с комплексами «Урал» и расчеты показывают, что по основным параметрам они не уступают известным машинам типа «Джой», «АВМ», «Эймко» (табл. 3). При работе по камерно-столбовым и многоштрековым схемам в наиболее сложных условиях разработки пласта мощностью 3 м и сечением 15 м2 конечные результаты использования комплексов «Урал» составляют: скорость проходки 30 м/сутки (600 м/месяц), производительность по добыче 1000 т/сут. (до 20 тыс. т/месяц, или не менее 200 тыс. т в год).

Возможная суточная нагрузка на забой соизмерима с соответствующими показателями, достигаемыми на перспективных угольных шахтах России на один очистной забой, а достигаемая скорость проходки подготовительных выработок, естественно, значительно превышает производительность стреловидных проходческих комбайнов.

Важно отметить, что применение комбайнов типа «Урал» на угольных шахтах повысит рентабельность не только горного производства, но и отечественного горного машиностроения.

Принятые направления научной деятельности учебно-научно-производственного объединения при ТулГУ получили поддержку отечественной и зарубежной научной общественности, выполнен ряд работ по конкурсным грантам, создан молодой творческий коллектив, который взял на себя всю тяжесть перестройки. При кафедре горных технологий и механизации горных работ ТулГУ создана проектно-конструкторская фирма «НИТЕП», которая укомплектована выпускниками объединения, руководство Скуратовским экспериментальным заводом взял на себя также воспитанник коллектива, организована научная магистратура.

С учетом требований производства и возможностей объединения предусматривается создание унифицированных проходческих комплексов на основе разработанных комбинированных стреловидных исполнительных органов, дальнейшего совершенствования планетарных исполнительных органов, обеспечивающих повышение сортности угледобычи за счет применения нового способа разрушения массива, оборудования и инструмента для гидромеханической и гидроабразивной технологии разрушения крепких горных пород.

Создание проходческих комбайнов и комплексов на уровне мировых стандартов для проведения выработок в различных горно-геологических условиях является одной из главных проблем обеспечения рентабельности шахтного производства и безопасности трудящихся в условиях рыночной экономики.

Базой организационной структуры для ускоренного создания унифицированных комбайновых комплексов должны быть научно-производственно-учебные объединения.

Для расширения области применения проходческих комбайнов избирательного действия на более крепкие породы и повышения производительности без увеличения их габаритов и массы необходимо использовать комбинированные виброактивные и гидромеханические исполнительные органы, а также оснащать эти машины современными средствами автоматизации, транспорта и крепи.

Для камерно-столбовой системы разработок полезных ископаемых следует сосредоточить работы по созданию комплектов на основе комбайнов типа «Урал» непрерывного действия с планетарными исполнительными органами, самоходных вагонов и средств возведения анкерной крепи.

Обзор распространенных моделей проходческого комбайна в угольной промышленности. Система электрогидравлического управления СЭУ «КП21 М2Д Руководство по эксплуатации комбайн проходческий кп 21

Комбайн проходческий КП25 предназначен для механизации отбойки и погрузки горной массы при проведении горизонтальных и наклонных выработок ±12°.Усовершенствованный рабочий орган комбайна позволяет эффективно использовать мощность двухскоростного электродвигателя, а применение системы подачи воды в зону разрушения в сочетании с внешним орошением значительно снижает уровень запыленности в выработке улучшая условия труда на рабочем месте машиниста.Применение гидромоторов в качестве привода ходовой части и питателя обеспечивает удобство и безопасность в обслуживании и надежность.Гидросистема комбайна обеспечивает плавное регулирование скорости подачи исполнительного органа на забой за счет применения регулируемого насоса, а автономная насосная станция обеспечивает удобство обслуживания гидросистемы.Нагребающая часть питателя производит нагрузку горной массы в приемный желоб конвейера, который может осуществлять погрузку в любые шахтные средства.Крепеподъемник с блокирующим устройством делает работу по возведению крепи удобной и безопасной.Комбайн может демонтироваться на составляющие части, удобные для спуска в шахту и транспортирования по горным выработкам.

Технические характеристики

Все типы проходческих комбайнов обладают собственными особенностями, учет которых необходим при выборе подходящей модели спецтехники.

Принцип работы

Комбайн шахтный проходческий представляет собой устройство, оснащенное стрелой и фрезерной короной, к которой прикреплен режущий инструмент резцового типа. Такой механизм позволяет работать с забоем всевозможных конфигураций в поперечном сечении.

Данный вид техники дополнительно комплектуется насадками, позволяющими выполнять вспомогательные операции — анкерование кровли и боков, подъем деталей крепи. Навесные элементы повышают уровень устойчивости всего механизма, помогают осуществлять контроль направления движения. В некоторых моделях используется лазерный контроль и программное управление.

Угольный комбайн сплошного действия оснащен рабочим органом роторного вида с буровой коронкой, на которой расположены ковши и шарошашечные устройства. При обработке забоя при помощи основного оборудования выполняется полное разрушение пород. В некоторых случаях может потребоваться использование фрезы, позволяющей придавать арочную форму.

На современные специализированные машины устанавливается гусеничная ходовая часть, придающая повышенную проходимость технике.

Обзор моделей

Многоприводный механизм предназначен для выполнения комплекса операций — разрушение, погрузка, доставка породы, крепление выработки, проветривание, пылегашение. Такая функциональная техника выпускается на российских и зарубежных предприятиях.

Одной из востребованных моделей является проходческий комбайн КСП-32, предназначенный для погрузки и отбойки горных массивов при осуществлении горизонтальных либо наклонных выработок. Техника работает с углем, смешанными породами, а также в условиях повышенного образования метана и угольной пыли. Управление таким механизмом выполняется с помощью переносного пульта.

Комбайн проходческо-очистной Урал-61 является высокомощной техникой, предназначенной для формирования подготовительных выработок арочной конфигурации. Эта модель пользуется спросом благодаря возможности производить камерную выемку месторождений калия. Механизм предназначен для функционирования в умеренном климате при температуре окружающей среды +5…+35°С.

Проходческий комбайн Джой был специально разработан для кузбасских шахт. Использование полуавтоматических буровых механизмов и пылеотсосной системы позволяют повысить безопасность и комфортность работы. Данное устройство четырехкратно увеличивает производительность горного предприятия.

Смотрите » Устройство и принцип работы ТОП-5 мини-комбайнов для уборки зерновых

Выпускаемый машиностроительным учреждением города Копейска проходческий комбайн 1ГПКС относится к востребованным моделям. Назначением этого механизма является отбойка и погрузка горных пород при работе на горизонтальных и наклонных до 12° плоскостях. В усовершенствованной технике градус уклона увеличен до показателя 25.

Высокие награды на международных выставках получил комбайн КП-21, который благодаря собственным техническим характеристикам способен осуществлять разрушение и отгрузку горных массивов при работе в различных плоскостях. Эта модель отечественной спецтехники распространена на международном рынке.

Цена и отзывы

Данный вид спецтехники требует существенных материальных затрат для приобретения. Возможность аренды позволяет снизить финансовые потери, минимизировать необходимость дополнительных манипуляций, среди которых своевременное прохождение технического осмотра и ремонта, содержание оборудования, обучение персонала. Цена аренды варьируется в зависимости от объема и сроков предстоящей работы. Многие специализированные компании предлагают особые условия и специальные программы, позволяющие арендовать комбайны на выгодных условиях.

Иван Пашков, 42 года, Кемерово: «Работая с проходческим комбайном КП-21, могу сказать, что эта машина надежна, позволяет быстро и качественно справиться с поставленными задачами. Техника позволяет возводить подземные сооружения, в т. ч. и в наклонной плоскости».

Дмитрий Михайлов, 31 год, Ленинск-Кузнецкий: «Шахтерская спецтехника, которую мы используем при разработке забоев, отличается способностью функционировать в различных условиях, маневренностью, конструктивной простотой. Разновидностью таких механизмов является проходческий комбайн П-110, который за срок эксплуатации ни разу нас не подводил».

Завершение первого этапа структурных преобразований в горной промышленности РФ характеризуется изменением в формировании ее финансовых ресурсов, теперь это происходит исключительно за счет реализации продукции отрасли.

Остался в прошлом период длительного падения объемов производства по ходу реструктуризации отрасли, в течение последних лет можно наблюдать четкую тенденцию роста добычи полезных ископаемых, и изменения в лучшую сторону технико-экономических показателей развития горной отрасли. Правительство страны приняло «Энергетическую стратегию

России на период до 2020 г.», которая поставила задачу довести объем добычи угля до 410–450 млн. тонн в год и рост доли угля в выработке электроэнергии с 34 до 44%.

Чтобы выполнить эту стратегическую задачу к указанному сроку требуется значительно увеличить производственные мощности предприятий отрасли.

Это возможно добиться путем модернизации действующих предприятий, а также строительством новых. При этом Программой правительства предусмотрено до 2010 года прирост мощностей обеспечивать за счет технического обновления, а период 2011–2020 гг. должен характеризоваться коренным изменением технического уровня самого производственного процесса.

Как показывает передовой зарубежный опыт, высоких показателей в добыче угля можно добиться путем концентрации производства добычи на перспективных шахтах. В основе этого процесса лежит техническое переоснащение очистных комплексов, что приводит к большим изменениям в проведении подготовительных работ.

А это значит, что в первую очередь такие мероприятия должны затронуть самый прогрессивный комбайновый способ. Сегодня комбайновая проходка на ведущих угольных предприятиях Кузбасса охватывает до 98 % всего объема работ.

В парке добывающей техники угольной отрасли РФ проходческие комбайны насчитывают до 400 единиц, из них около 250 находятся в Кузбассе. Основную массу составляют комбайны типа ГПКС изготовленные Копейским машиностроительным заводом. Анализируя состояние проходческой техники можно констатировать неуклонное снижение технического уровня парка машин.

Износ комбайнов в основных угольных компаниях является настораживающим сигналом о возможных сбоях при обеспечении все возрастающего объема подготовительных работ.

Проходческий комбайн ГПКС

Выпускается Копейским машиностроительным заводом. Его назначение — механизированная отбойка и погрузка горной массы во время проведения горизонтальной и наклонной горных выработок угля и породы. Комбайн1ГПКС-00 в базовой модели предназначался для проведения горизонтальных и наклонных выработок с уклоном до ± 12° . На последних модификациях комбайна уже предусмотрены устройства способные удерживать комбайн на уклонах до ± 25°.

Парк проходческих комбайнов в российской угольной отрасли в основном укомплектован комбайнами модели ГПКС, в частности по Кузбассу их среди общего количества комбайнов до 97%.

Проходческий комбайн П 110

Комбайн с избирательным действием, имеет стреловой рабочий орган, комбайн используется для механизированного разрушения с последующей отгрузкой горной массы. Его применяют, когда необходимо выполнить арочную, трапециевидную или прямоугольную выработку с площадью сечения от 7 до 25 м2. Проходку можно совершать с уклоном ±12° в угольном или смешанном забое при максимальном пределе прочности породы 95МПа (f=7) и абразивностью около 15 мг в шахтах, где есть опасность по загазованности и пыли.

Проходческий комбайн КП 21

Выпускается Копейским машиностроительным заводом с 2000 года, за прошедший период о его работе поступали только положительные отзывы. Его отличную работу оценили как в России, так и в зарубежных странах. Проходческие комбайны КП21 предназначены для механизации разрушения и последующей отгрузки горной массы, когда выполняются горизонтальные и наклонные горные выработки.

Комбайн КП21 был представлен на ряде международных выставок и имеет достойные награды. Как один из лучших экспонатов он был награжден дипломом и медалью на выставке, проходившей в июне прошлого года в Новокузнецке.

ОАО «КМЗ» и крупная иранская компания «Sabir» наладили продуктивное сотрудничество, в марте прошлого года, выполняя заказ этой фирмы, были изготовлена и отправлена в Иран партия из двух проходческих комбайнов КП21.

Проходческий комбайн КСП 32

Комбайны проходческие средней серии КСП-32 предназначаются для механизированного разрушения и последующей отгрузки горной массы с места проведения горных выработок горизонтальных и наклонных до ±12 градусов.

Поперечное сечение выработок может достигать до 33 кв. м при угольной проходке и в смешанном забое. Допускается работа в условиях, при пределе прочности разрушаемой породы до 95 МПа (f=8) и абразивность до 15 мг в шахтах, где есть опасность по загазованности (метан) и угольной пылью.

Проходческий комбайн КСП-32 управляется с переносного пульта дистанционного управления. Комбайн был сконструирован и изготовлен в 1998 году на предприятии Ясиноватский Машзавод г. Донецк.

Проходческий комбайн КПД

Предназначается для разрушения горной породы, с последующей уборкой и транспортировкой разрушенной горной массы при осуществлении проходки подготовительных выработок. Поперечное сечение выработок по форме могут быть арочными, трапециевидными и прямоугольными сечением от 11 до 25 м2.

Конструктивные особенности, которыми обладает комбайн – это стреловидный телескопического вида исполнительный орган, на котором ось поперечного вращения, это устройство позволяет эффективно разрушать горные породы и в тоже время обеспечивать устойчивое положение комбайна;

возможны варианты установки на исполнительном органе электродвигателей разной мощности, что позволяет в зависимости от прочности разрушаемых пород выбирать наиболее экономически эффективный режим резания;

погрузочный орган, выполненный в виде нагребающих звезд, показывает высокую интенсивность погрузки, допускается возможность эффективно работать и в обводненных выработках.

Проходческий комбайн EBZ 160

Применяется для работы в горных выработках по углю, по смешанным забоям, так же их используют при проходке туннелей. При проходке туннелей и разрушении угольных пластов самыми подходящими условиями для комбайна принято считать крепость пород до 75 МПа.

При таких условиях комбайн показывает самые высокие результаты в резании, погрузке и транспортировке пород. Проходческий комбайн имеет отличную компоновку, обеспечивающую низкий уровень центра тяжести, удобна система управления, он надежно работает по восстанию.

Китайские проходческие комбайны

В Украине донецкой компанией ДТЭК и китайской SANY Heavy Equipment Со, Ltd (Китай) подписан меморандум, в котором выразили взаимопонимание и намерения поставить в Украину новейшее шахтное оборудование и технологии угледобычи. Подписанный документ определил так же приоритетное направления сотрудничества, которое будет заключаться в поставках оборудования и технологий, оговорен порядок предоставления услуг гарантийного и сервисного обслуживания. К 2014 году планируется возможность приобрести очистное оборудование и несколько десятков единиц проходческих комбайнов.

На пресс-конференции представитель компании SANY Heavy Equipment подчеркнул, что на шахтах донбасской компании уже работает несколько китайских проходческих комбайнов, и они показывают хорошие результаты в условиях Донбасса.

Выступивший на этой же пресс-конференции от имени дирекции ДТЭК Андрей Смирнов пояснил, что наряду с закупками отечественной техники, учитывая значительный прирост объемов добычи угля, дирекция компании ДТЭК приняла решение закупать и китайские проходческие комбайны. А. Смирнов объяснил это решение тем, что оборудование, планируемое к покупке, отличается надежностью, безопасностью и довольно высокой степенью компьютеризации, чего нет у отечественных комбайнов. Ресурс, который объявлен китайским производителем по своей технике, на 30-50% выше, чем имеют отечественные комбайны, а гарантийный срок составляет 20 месяцев, что показывает, насколько китайские производители уверены в качестве своих машин.

Проходческий комбайн JOY

На шахты ОАО «СУЭК», начиная с 2005 года, начали поступать из Великобритании новые проходческие комбайны JOY. Данную модель комбайна спроектировали специально для работ в условиях кузбасских шахт.

На комбайне установлены полуавтоматические буровые установки типа HFX, которые позволили отказаться от примитивного метода бурения ручными установками и тем самым повысили уровень безопасности работ. С 2008 года на новых комбайнах появились системы пылеотсоса, чем были созданы более комфортные условия для операторов комбайна.

Проходческий комбайн JOY позволяет предприятию увеличить темпы проведения работ на горных выработках в три четыре раза по сравнению со средним показателем на бригаду. В перспективе техника такого класса позволит довести уровень подготовки очистного фронта — до 1000 метров в месяц на бригаду.

Данная модификация системы СЭУ была разработана для проходческих комбайнов избирательного действия серии КП, производства АО «Копейский машиностроительный завод».

Система СЭУ М2Д — это результат вложенных усилий и огромного опыта эксплуатации систем предшествующих поколений.

В настоящий момент системой серийно на заводе АО «КМЗ» оснащаются

• Проходческий комбайн КП21-14
• Проходческий комбайн КП150
• Проходческий комбайн КП220

Комплектация аппаратуры управления включает в себя все необходимые подсистемы, управляющие блоки, пульты управления и исполнительные механизмы для обеспечения управления силовой электрогидравликой, питанием и защиты различных узлов и элементов горной машины.

Значительный упор при разработке был сделан не только на безопасность машиной, но и на безопасность эксплуатирующего персонала и обеспечение комфортного управления.

В результате чего увеличивается эффективность проходческих работ в том числе за счет простоя техники при неплановых ремонтах.

Система электрогидравлического управления СЭУ «М2Д» обеспечивает следующие функции о которых далее будет написано подробнее.

• Дистанционное радиоуправление комбайном
• Управление комбайном с пульта, расположенного на рабочем месте машиниста
• Диагностика наличия неисправностей в отдельных элементах системы
• Микропроцессорная защита и управление электродвигателями комбайна
• Набор датчиков для контроля широкого спектра параметров работы комбайна
• Система передачи данных на поверхность, визуализации и формирования аналитических отчетов на рабочем месте горного диспетчера и компьютерах руководящего состава
• Предпусковая предупредительная и аварийная звуковая сигнализация
• И другие

1. Пульт управления ПУ2 СЭУ2.10.00.000-01

Пульт управления ПУ2 представляет собой микроконтроллер с полнографическим дисплеем диагональю 7 дюймов, надежной клавиатурой с опторазвязанным контактом и энергонезависимой памятью. ПУ2 устанавливается в специлизированную кассету, что надежно защищает его от механических повреждений, упрощает и повышает надежность монтажа.

ПУ2 в системе СЭУ «М2РД» выполняет следующие функции:

• управление отдельными исполнительными устройствами комбайна с рабочего места машиниста;
• отображение параметров работы системы и вывод оперативной нформации на дисплей;
• контроль и передача информации о состоянии системы СЭУ;
• диагностику наличия неисправностей в отдельных элементах системы;
• запись журнала событий, в т.ч. в режиме «черного ящика»

2. Комплект аппаратуры дистанционного радиоуправления комбайном КАДРУК

Аппаратура «КАДРУК» обеспечивает дистанционное радиоуправление комбайном в зоне прямой видимости. Корпус Радиопульта РПДУ АУК75Д.70.200.000 выполнен из прочного стеклопластика. Сочетание джойстиков и кнопочной клавиатуры обеспечивают удобное и интуитивно понятное управления исполнительными устройствами комбайнами.

Зарядка аккумулятора РПДУ осуществляется непосредственно в шахте без подъема «на поверхность» при подключении РПДУ кабельной перемычкой к ПУ2. При этом РПДУ продолжает функционировать в качестве проводного пульта дистанционного управления.

Также для повышения безопасности горнопроходческих работ РПДУ оснащен функцией автоматического общего аварийного «стопа» в случае падения.

3. Комплект оборудования для монтажа в Станции управления

В состав комплекта входит вспомогательное оборудование системы, осуществляющее коммутацию отдельных функциональных узлов и управление ими, сбор информации с различных датчиков, управление питанием электрогидроклапанов, питание системы, а также Мониторы привода МП1.

Монитор привода МП1

Монитор привода МП1 представляет собой микропроцессорное устройство управления, контроля и защиты электродвигателя. МП1 оснащен бесконтактным датчиком тока и связан с центральным микроконтроллером (Пульт управления ПУ2) по цифровому интерфейсу CAN. Монитор привода МП1 имеет возможность осуществлять контроль исправности схемы блока управления вакуумного контактора по переключению режимов тока «форсажа» на ток «удержания», что необходимо для вакуумных контакторов, имеющих электромеханическое управление режимами.

Основные функциональные возможности монитора привода МП1:

1. контроль тока технологической перегрузки электродвигателя с формированием «обратнотоковой-временной» защитной характеристики (уставки т.перегр, т.перегр. устанавливаются из системного меню, хранятся в энергонезависимой памяти пульта управления ПУ2);
2. отключение электродвигателя в случае технологической перегрузки;
3. сохранение в «Черном ящике» в режиме реального времени информации о достижении токами двигателя величин уставок перегрузки и величин токов перегрузки в период действия защитной характеристики;
4. контроль тока опрокидывания (или «заклинивания») электродвигателя с формированием защитной характеристики и отключением электродвигателя при возникновении «опрокида» или «заклинивания»;
5. контроль пускового тока с сохранением в памяти «профиля пускового тока». Определение состоявшегося пуска для различных условий пуска электродвигателя и отключение электродвигателя пре «несостоявшемся» пуске;
6. контроль тока короткого замыкания на отходящем присоединении (в нагрузке) с отключением электродвигателя при возникновении «короткого замыкания»;
7. контроль 3-х фазного напряжения (660/1140В) в нагрузке, контроль перекоса фаз в нагрузке. При возникновении «недопустимого перекоса фаз» — сигнализация и отключение электродвигателя;
8. контроль состояния датчиков температуры (термореле или позисторы), встроенных в статорные обмотки и (или) подшипниковые узлы электродвигателей, с автоматическим контролем замкнутого состояния линии до датчика температуры и отключением электродвигателя при возникновении перегрева обмотки и подшипников;
9. измерение сопротивления изоляции отходящего присоединения к контактору (силового кабеля и статорной обмотки) перед включением нагрузки (электродвигателя) с сохранением в памяти модуля измеренной величины сопротивления изоляции (30кОм….5Мом) для автоматического сравнения с величиной «от пуска к пуску» (прогноз изменения сопротивления изоляции для ППР);
10. защита от «частых пусков» в соответствии с ограничениями, накладываемыми в ТУ на электродвигатели;
11. автоматический расчет активной мощности электродвигателя привода с учетом расчет и сохранение в памяти расхода энергии кВт*час (передача данных в основной пульт ПУ2 системы электрогидравлического управления СЭУ). Учет наработки привода («моточасы», количество циклов пуска, в т.ч. с максимальной нагрузкой) с фиксацией этих параметров в энергонезависимой памяти МП и системы СЭУ;
12. контроль исправности вакуумного контактора с автоматической проверкой временных интервалов включения (в т.ч. в режиме «форсировка») и отключения по фактической отработки блок-контактов и по сигналам датчиков тока (во всех трех фазах);
13. выявление попыток блокирования вакуумного контактора «механическим способом» с сохранением этого события в системе СЭУ;
14. выявление неисправностей блоков управления вакуумных контакторов, отвечающих за переключение из режима «Форсаж» в режим «Удержание» методом измерения токов форсированного режима и режима удержания (актуально для вакуумных контакторов, имеющих управление режимами по блок-контакту, т.н. — «электромеханическая схема переключения»).

4. Комплект электрогидроуправления комбайна

Предназначен для электрогидравлического управления силовой гидравликой механизмов проходческого комбайна: исполнительного органа (перемещение, телескопирование), питателя, хода комбайна, конвейера, опор, крепеподъемника, погрузки.

В Системе СЭУ «М2Д» в качестве управляющего электрогидроклапана применяется Электрогидрораспределитель ЭГР СЭУ.14.00.000, который представляет собой управляющий электрогидроблок на 2 команды. В СЭУ «М2Д» серийно поставляемую на проходческие комбайны КП21-02, КП21-04, КП21-150, КП220 входит комплект из 14 Элеетрогидрораспределителей.

Управление ЭГРом осуществляется дистанционно с помощью Пульта управления ПУ2 либо иного управляющего устройства, в т.ч. по заданной программе и алгоритму в автоматическом режиме, либо в ручном режиме, с помощью рычага перемещения золотника электромагнита.

5. Аппаратура контроля параметров АКП и аппаратура радиомониторинга

Представляет собой набор цифровых датчиков для сбора данных о состоянии элементов проходческого комбайна:

• мониторинг давления в гидромагистралях;
• мониторинг положения исполнительного органа;
• мониторинг температуры редукторов, масла и прочих элементов;
• мониторинг уровня масла в редукторах и в маслобаке;
• мониторинг концентрации метана и других газов;
• прочее.

В системе возможно использование как «классических» проводных датчиков, так и аппаратуры радиомониторинга, представляющей собой комплект беспроводных датчиков, передающих результаты измерения по радиоканалу до устройства считывания установленного на комбайне (радиомодем – Узел радиочастотный стационарный УРЧС-JN).

Преимущества аппаратуры радиомониторинга:

• Возможность передачи данных по радиоканалу на расстояние до 30м;
• Отсутствие внешнего источника питания, наличие аккумуляторной поддержки;
• Отсутствие кабелей и разъемов, что позволяет размещать составляющие аппаратуры в труднодоступных местах, защищает от обрыва линии связи и увеличивает помехоустойчивость;
• Полный диагностический контроль, что исключает «имитацию датчика»;
• Высокая стойкость к перегрузкам, динамическим перепадам давления и вибрациям за счет особенности конструкции датчиков;
• Значительное упрощение монтажа за счет отсутствия кабельных перемычек;

Датчик давления радио ДДР1

Все радиодатчики имеют встроенное батарейное питание. Срок работы от одной батареи: 9 месяцев.

Один радиомодем (Узел радиочастотный стационарный УРЧС-JN) собирает данные с 16 радиодатчиков. Передача данных с радиомодема до командоконтроллера (Пульт управления ПУ2) осуществляется по цифровому интерфейсу MODBUS (RS485).

Источник https://arendavlg.com/kombajny/katalog-prohodcheskih-kombaynov.html

Источник https://modausport.ru/obzor-rasprostranennyh-modelei-prohodcheskogo-kombaina-v.html

Источник

Источник