Додаток до курсача
В.В. Габов, Д.А. Задков, І.М. Груздєв, В.В. Лемешєва
ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ВІТЧИЗНОВИХ І ЗАРУБІЖНИХ ЗАСОБІВ МЕХАНІЗАЦІЇ ОЧИСНИХ РОБОТ В УМОВАХ ЗАТ «ШАХТА ВОРГАШОРСЬКА 2»
На вугільних шахтах України з'являється нова високопродуктивна видобувна техніка, як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва. Ефективність використання очисного механізованого комплексу в конкретних гірничо-геологічних умовах безпосередньо залежить від правильності вибору устаткування, що входить до нього. Виробництво та постачання споживачам обладнання очисних механізованих комплексів проводиться у більшості випадків за індивідуальними замовленнями під конкретні гірничо-геологічні та гірничотехнічні умови експлуатації. Проте, з економічних причин техніка механізованих комплексів, що купується, тільки в поодиноких випадках представлена в комплектації одного виробника, в основному комплекси комплектуються обладнанням різних фірм-виробників.
У цій роботі розглянуто різні варіанти комплектації очисних механізованих комплексів для умов ЗАТ «Шахта Воргашорська 2» та надається порівняльна оцінка їх ефективності.
В умовах ЗАТ «Шахта Воргашорська 2» підготовка та відпрацювання виїмкових стовпів здійснюється на глибинах 180-550м за пластом «Потужний» (n14+13+12+11), середня потужність якого становить 2,85м і змінюється від 2,4 до 3, 1 м. Кут падіння пласта – 3-10 градусів. Опір пласта різання в залежності від наявності породних прошарків становить 180-220 кН/м. Пласт «Потужний» не загрожує гірськими ударами, але загрожує раптовим викидам починаючи з глибини 445м. Газоряба виїмкових ділянок 5-12 м 3 /хв. Довжина очисноговибою - 250-320м.
В даний час на шахті в роботі знаходяться 2 очисних вибою, обладнані очисними механізованими комплексами, що складаються з механізованого кріплення 1КМ144 (Україна), комбайна SL-300 німецької фірми Eickhoff GmbH і лавними конвеєрами «Анжера-34» (Україна) та Україна. стабільної роботи навантаження на забій досягає 200 тис.т/міс та більше.
У загальному вигляді тип і типорозмір виїмкової машини визначаються, виходячи з наступних основних факторів: потужності та кута падіння пласта, його будови, опірності вугілля руйнуванню, властивостей порід покрівлі та ґрунту, газорясності, схильності до раптових викидів вугілля та газу, наявністю тектонічних порушень тощо .При виборі обладнання очисного комплексу слід зіставити технічні характеристики, що входять до нього машин, та фактичні гірничо-геологічні та гірничотехнічні умови конкретної лави.
Враховуючи гірничо-геологічні умови ЗАТ «Шахта Воргашорська 2», виходячи з технічних характеристик та досвіду експлуатації видобуткової техніки, як у нашій країні, так і за кордоном, пропонуються такі механізовані комплекси для очисних робіт (див. таблицю 1).
Структурна формула механізованих кріплень, що входять до складу комплексів: ПОАЗсх[2+0] (підтримувально-огороджувальна, агрегатна, заряджена, однорядна, двостійкова). груповий режим.
Таблиця 1 - Варіанти комплектації очисних механізованих комплексів
для умов ЗАТ «Шахта Воргашорська 2»
потужності, що виймається, мм
Тип основного обладнання
Оцінка технічного рівня механізованих кріплень, що застосовуються на шахтах Україна [1] показала, що за своїми параметрамивітчизняні кріплення 3-го покоління не поступаються кріпленням виробництва провідних зарубіжних фірм, але поступаються їм за якістю виготовлення, рівнем систем управління, ергономікою, надійністю та терміном служби. Порівняння зарубіжних кріплень показало, що лави, обладнані комплексами польського виробництва, мали приблизно однакове з вітчизняними середньодобове навантаження на очисний вибій і майже в 2,3 рази нижче порівняно з кріпленнями англійського та німецького виробництва [1]. При цьому вітчизняні кріплення в 2-3 рази дешевші за імпортні і тому є конкурентноздатними на українському ринку.
Наразі основними постачальниками комбайнів на український ринок є: Юргінський машзавод (Україна); TMachinerya.s. (Чехія); Eickhoff GmbH та Bucyrus – колишня DBT (Німеччина); ZZMS.A. іFamur(Польща);JOY(Великобританія).
Виїмкові комбайни у складі механізованих комплексів узгоджені за продуктивністю та своїми технічними характеристиками. Всі запропоновані комбайнидвошнекові симетричного модульного компонування зі шнеками, винесеними за корпус комбайна за його довжиною, що уможливлює роботу комбайна за човниковою схемою із зарубкою косими заїздами. Потужні електроприводи механізмів різання та подачі забезпечують високу інтенсивність виїмки. Комбайни оснащуються сучасними системами діагностики та контролю, що забезпечують високий ресурс та надійну роботу виїмкової машини. При цьому наявність ручного, дистанційного та автоматичного керування забезпечує зручність та безпеку робіт.
Аналізуючи розглянуті комбайни, слід зазначити, що основними особливостями сучасних комбайнів зарубіжних фірм є: високий ресурс та надійна робота з допомогою високого рівня систем контролю та діагностики. Ресурс до капітального ремонту вітчизняного комбайнатипу К500Ю у 3-4 рази нижче [1].
Теоретична продуктивність запропонованих вибійних конвеєрів не нижче за теоретичну продуктивність виїмкових комбайнів у складі механізованих комплексів, а їх технічна продуктивність на 10. 15% вище, ніж у комбайнів.
Продуктивність запропонованих перевантажувачів так само на 10. 15% вище за продуктивність забійних конвеєрів, а їх ресурс – на рівні ресурсу забійного конвеєра відповідної продуктивності.
Для кожного розглянутого варіанта комплексу (табл. 1) розроблено схеми очисного вибою, здійснено розрахунок навантаження на очисний вибій, побудовано планограми робіт для одностороннього та човникового вилучення, розраховано техніко-економічні показники, складено графік виходів.
Навантаження на очисний вибій визначено на основі укрупненого розрахунку продуктивності очисного комбайна за питомими витратами енергії на виїмку вугілля та сталої потужності електродвигунів комбайна [2]. Розрахункова продуктивність перевірялася за умовами [3]: продуктивності вибійного конвеєра, транспортуючої здатності виконавчого органу комбайна, величині тягового зусилля механізму подачі, допустимого радіального вильоту різців, швидкості кріплення лави, режиму провітрювання. Результати розрахунку представлені у табл. 2.
Визначена за даною методикою добове навантаження може бути прийнято як базове щодо планового місячного навантаження на лаву за відсутності ускладнюючих гірничо-геологічних і технологічних факторів. За наявності ускладнюючих гірничо-геологічних та технологічних факторів необхідно внести коригування.
Як випливає з табл.2, найбільший коефіцієнт машинного часу відповідає роботі очисних вибоїв, оснащених механізованим комплексом 1КМ144 скомбайнами SL-300, 4LS20, MB612E. При односторонній схемі виїмки найбільший коефіцієнт машинного часу у комплексу з комбайном SL-300 (
Найбільшу продуктивність до 13845 т/добу забезпечують комбайни 7LS2 фірмиJOYіEL600 фірмиDBT(BUCYRUS), що входять до складу механізованих комплексів, зазначених фірм, при автоматичному режимі пересування секцій кріплення.
Технологічний цикл виїмки вугілля в лаві складається з наступних основних операцій: зарубка комбайна; виїмка вугілля комбайном; пересування секцій кріплення; пересування лавного конвеєра; пересування кріплень сполучень (штрекових); пересування підлавного конвеєра. Низькі показники коефіцієнта машинного часу пояснюються не досконалістю технологічного процесу, а саме великими витратами часу на кінцеві та маневрові операції.
Для оцінки ефективності роботи забою використано інтегральний показник – продуктивність праці. Цей показник залежить від організації
Таблиця 2 – Розрахункові дані визначення навантаження на очисний забій
при односторонній та човниковій схемах виїмки вугілля