2. Проведение подготовительных выработок комбайнами. Организация работ.

Основным отличием комбайнового способа проведения выработок от БВР является возможность совмещения процесса отбойки горной массы и отгрузки проходческим комбайном. Наибольшее распространение получили проходческие комбайны на гусеничном ходу со стреловидным исполнительным органом корончатого типа и скребковым перегружателем.

Применение отечественных комбайнов целесообразно при проведении горных выработок по пласту угля с небольшим процентом присечки породы с крепостью f до 7 и углом наклона до -200 и до +200 по восстанию. Погрузка отбитой горной массы производится на скребковый или ленточный конвейер непосредственно комбайном или с помощью специального перегружателя.

Комбайновый способ проведения подготовительных выработок

По назначению все проходческие комбайны можно разделить на 3 группы:

• для проведения выработок по породам с f от 8 до 10;

• для проведения выработок по углю с присечкой пород с коэффициентом крепости f до 8;

• для проведения выработок по углю.

Достоинствами комбайнового способа проведения являются:

• малооперационность;

• высокая степень механизации основных и вспомогательных процессов;

• возможность достижения высоких темпов проведения (350 м в месяц и более);

• высокая безопасность при ведении горных работ.

По способу обработки забоя исполнительным органом различают комбайны:

• избирательного действия, которые обрабатывают забой последовательно слоями или заходками;

• непрерывной выемки угля, которые обрабатывают угольный забой одновременно по всей ширине выработки и последовательно по высоте;

• бурового (роторного) действия, которые обрабатывают одновременно всю площадь забоя.

Комбайны избирательного действия имеют стреловидный исполнительный орган, оснащенный на конце резцовой коронкой, и гусеничный механизм перемещения. К ним относятся:

• комбайны ГПКС, КП-21 и КП-25 производства Копейского машзавода, предназначенные для проведения выработок сечением соответственно 6-17 м², 10-28 м² и 10-30 м² по породам с f<4, f<7, f<7 (мощности электродвигателя исполнительного органа соответственно 55, 110 и 110 кВт, масса комбайнов 20, 40 и 48 т);

• комбайны 4ПП-2М и 4ПП-5 Ясиноватского машзавода (Украина), предназначенные для проведения выработок сечением соответственно 9-25 м² и 14-36 м² по породам с f<7 (мощности электродвигателей исполн. органа соответственно 120 и 200 кВт, масса комбайнов 45 и 75 т).

В последние годы на шахтах Кузбасса получили широкое распространение комбайны избирательного действия с исполнительным органом с двумя коронками:

• комбайны СМ-130К производства ассоциации «Кузбассуглемаш», предназначенные для проведения выработок сечением 8-25 м² по породам с f<7 (мощность электродвигателя исполнительного органа 150 кВт, масса комбайна 32 т);

• комбайны П110 и П220 производства Новокраматорского машзавода (Украина), предназначенные для проведения выработок сечением соответственно 7-25 м² и 9-30 м² по породам с f<6 и f<8 (мощности электродвигателей исполнительного органа соответственно 110 и 220 кВт, масса комбайнов 36 и 48 т);

• комбайны АМ-50 и АМ-75 производства «Voest Alpine» (Австрия), предназначенные для проведения выработок сечением соответственно 7-22 м² и 9-28 м² по породам с f<6 и f<8 (мощности электродвигателей исполн. органа соответственно 130 и 200 кВт, масса комбайнов 28 и 50 т);

• комбайны ЕТ-120L и ЕТ-210Q производства «Eickhoff» (Германия), предназначенные для проведения выработок сечением соответственно 8-24 м² и 9-31 м² по породам с f<6 и f<8 (мощности электродвигателей исполн.органа соответственно 132 и 200 кВт, масса комбайнов 32 и 62 т).

Комбайны непрерывной выемки угля имеют исполнительный орган шнекового типа, установленный поперечно, и гусеничный механизм перемещения. Наиболее широкое распространение на угольных шахтах получили следующие комбайны непрерывной выемки угля:

• комбайны 12CМ-18 производства «Joy» (США) с шириной исполнительного органа 3,3 м (мощность исполнительного органа 224 кВт, масса 54 т);

• комбайны АВМ20 производства «Voest Alpine» (Австрия) с шириной исполнительного органа 4,9 м (мощность исполнительного органа 270 кВт, масса 80 т).

Для механизации возведения сталеполимерной анкерной крепи комбайны оснащаются гидравлическим навесным бурильным оборудованием.

Как показывает мировой опыт, средние темпы проведения подготовительных выработок по углю комбайнами непрерывной выемки с навесным бурильным оборудованием достигают 30-60 м в сутки.

Комбайны бурового действия имеют исполнительный орган роторного типа, оснащенный шарошечным инструментом и гидравлический распорно-шагающий механизм перемещения на забой:

• комбайн КРТ предназначен для проведения выработок по породам с f<8 (диаметр выработки 4,75 м);

• комбайн «Союз-19» предназначен для проведения выработок по породам с f<10 (диаметр выработки 5 м).

Для придания выработке арочной формы комбайны роторного действия оборудуются бермовыми органами, с помощью которых формируются выработки площадью поперечного сечения 18 и 20,6 м² соответственно.

Проходческий цикл при комбайновом способе проведения включает в себя выполнение следующих процессов:

• разрушение и погрузку породы;

• возведение крепи;

• наращивание конвейера или настилку рельсового пути;

• наращивание вентиляционных труб;

• наращивание противопожарного става, кабелей и др.

Применяются следующие схемы основного транспорта при комбайновой проходке:

• комбайн – перегружатель – рельсовый транспорт (перегружатель обеспечивает непрерывность работы комбайна в течение цикла);

• комбайн – бункер-поезд – рельсовый транспорт (бункер-поезд обеспечивает накопление горной массы во время обмена составов вагонеток);

• комбайн – скребковый конвейер;

• комбайн – самоходный вагон – скребковый конвейер;

• комбайн – перегружатель – ленточный конвейер.

Выбор технических средств транспорта горной массы от забоя выбирается в зависимости от условий проведения выработки, рациональной совместимости проходческого и транспортного оборудования.

Для погрузки и транспортирования горной массы от забоя применяются:

• ленточные перегружатели ППС1, ППМ, УПЛ-2М;

• самоходные вагоны 5ВС-15 или Joy-10SC32 («Shuttle car») с радиусом действия 300 м;

• скребковые конвейеры С-53, СР-70;

• ленточные конвейеры типа Л, ЛТ с шириной ленты 100, 120 см.

К перспективным направлениям технологии проведения подготовительных выработок комбайнами относятся следующие схемы:

• проведение конвейерных штреков по постоянной транспортной схеме с ленточным конвейером, который после окончания проведения выработки остается для транспорта угля из очистного забоя;

• проведение вентиляционных штреков с погрузкой горной массы в бункер-поезд и транспортировкой горной массы рельсовым транспортом.

Способы крепления выработок:

• металлической рамной крепью (для арочной крепи применяются крепеустановщики);

• сталеполимерной анкерной крепью (для механизации возведения крепи применяются электросверла, переносные пневматические или гидравлические бурильные установки, навесное бурильное оборудование).

Способы и средства проветривания подготовительных выработок при комбайновой проходке аналогичны способам и средствам проветривания при БВР.