Технологія проведення прохідницькими комбайнами і комплексами.

Застосування прохідницьких комбайнів при проведенні виробок дозволяє механізувати основні прохідницькі процеси - відбійки, навантаження і транспортування відбитої гірничої маси з вибою виробки. А застосування комплексів, крім цього, дозволяє механізувати і кріплення гірничих виробок. При використанні комбайнів підвищується швидкість проведення виробок, збільшується продуктивність праці, знижується вартість проведення, підвищується безпека праці прохідників.

Прохідницькі комбайни поділяються за способом обробки забою робочим органом: комбайни виборчого дії, комбайни з хитним виконавчим органом і комбайни бурового (безперервного) дії.

Також комбайни розрізняються по вазі: легкі (вагою до 25т), середні (до 50т) і важкі (понад 50т).

Комбайни можуть бути на гусеничному ходу, пневмоходу і пересуваються за допомогою гідравліки.

Прохідницькі комбайни вибіркової діїнабули найбільшого поширення на шахтах України. Вони призначені для механізації проведення гірничих виробок будь-якої форми поперечного перерізу виробок, крім круглої. Їх виконавчий орган виконаний у вигляді різцевого коронки, встановленої на поворотній рукояті - стрілі, скоючої при обробці вибою хитні рухи в горизонтальних і вертикальних площинах. Ці комбайни мають, як правило, гусеничну ходову частину і можуть бути використані при проведенні горизонтальних і похилих гірничих виробок по вугіллю і змішаним вибоєм з присічкою породи. Вони можуть працювати в складних гірничо - геологічних умовах з наявністю скидів, пережимів і стоншування пласта, при нестійкій покрівлі, слабкому ґрунті і значним обводненням.

Виробка обладнується: прохідницьким комбайнів для руйнування вибою і навантаження гірничої маси; конвеєром, рейковим транспортом або самохідним вагоном для транспортування гірничої маси з вибою і для доставки кріпильних матеріалів, а також - лебідками, надгрунтовою або монорейковою дорогою; обладнанням для зведення кріплення; вентиляційним ставом для провітрювання виробки; протипожежним ставом і трубопроводом для відкачування води із забою; системою подачі електроенергії, пускової і захисної електроапаратурою; системою зв'язку, сигналізації, системами контролю повітря і автоматичним газовим захистом; системами пилопригнітання та локалізації вибухів і пр. Для прикладу розглянемо технологічний цикл проведення виробки комбайном з кріпленням анкерним кріпленням. Зміна: машиніст комбайна, 2-3 прохідника, МПУ, електрослюсар.

Всі роботи ведуться згідно затвердженого паспорту проведення та кріплення вироблення.

Новий цикл починається з огляду забою та підготовки устаткування до роботи. Забій повинен бути приведений у безпечний стан, до усунення порушень ТБ всі роботи по проведенню вироблення - забороняються. Машиніст комбайна виробляє виїмку вугілля на глибину заходки, зазначеної в паспорті. Комбайн працює таким чином. Виконавчий орган направляють в нижній кут забою і при обертанні ріжучої коронки виробляють зарубку на величину видвижки телескопа - 400 - 500мм. Переміщуючи виконавчий орган у вертикальній і горизонтальній площинах, проводиться виїмка вугілля на глибину 400 - 500мм. Потім подають комбайн вперед і виробляють виїмку ще на 400 - 500мм, і так до виїмки повної величини заходки (величина заходки вказується в паспорті). Відбите вугілля навантажувальним органом з нагортає лапами подається скребковим перевантажувачем на засоби транспортування, встановленими на штреку. Один прохідник в цей час стежить за перевантаженням вугілля з комбайна на конвеєр, або в вагонетку, або в самохідний вагон і зачищає грунт від вугілля, яке просипалось. Решта прохідників підготовляють кріпильні матеріали або виконують допоміжні роботи, вказані в паспорті. Після виїмки заходки (1-2м), комбайн відганяється від вибою, проводиться оборка покрівлі та бортів виробки від навислих шматків вугілля і породи, встановлюється тимчасове креплення. Конструкція тимчасового кріплення вказана в паспорті.
При комбайновій проходці і кріпленні виробки анкерним кріпленням тимчасове кріплення встановлюється наступним чином:

- Під останній верхняк постійного кріплення зводяться одним кінцем металеві грати;

- На крепеустановник (на робочому органі комбайна) укладається верхняк і робочим органом підтискається до покрівлі виробки, притискаючи другий кінець металевої решітки.

Під прикриттям тимчасового кріплення виконується установка верхняка, буріння шпурів під анкери (ручним свердлом з примусовою подачею, або навісним бурильних обладнанням, встановленим на комбайні, або бурильними установками типу «Рамбор» і пр). Потім встановлюються анкера, які затягуються спеціальними гайковертами. Зусилля затягування повинно контролюватися спеціальними приладами.

Допоміжні роботи - доставка матеріалів, нарощування конвеєра, протипожежного та вентиляційного ставів, перенесення датчиків контролю повітря, АГЗ та ін. допоміжні роботи проводяться, як правило, в ремонтну зміну.

Продуктивність комбайна знижується через наявність немеханізованих процесів прохідницького циклу: зведенні постійного кріплення,нарощуванні конвеєра, що вимагають зупинки комбайна. Найбільшу продуктивність прохідницькі комбайни показують при використанні їх в прохідницьких комплексах.

Прохідницькі комплекси можуть комплектуватися набором окремих машин і механізмів, що виконують усі основні та допоміжні процеси або виконаються у вигляді одного агрегату, як комплекс КН-5Н «Кузбас».

Технологічна схема проведення виробки, обладнаної комбайном виборчої дії, самохідним вагоном і анкерустановником.

Рис.Технологічні схеми прохідницьких комплексів: 1-прохідницький комбайн КП21, КП200; 2-бункер-перевантажувач БП-15, БПС-22;3-бункер-дозатор самохідний БДС16; 4-самохідний вагон В15К, В17К, В25К;
5-стрічковий мостовий перевантажувач ПЛМ800М.

.

Рис.Технологічна схема з пересуванням стрічкового конвеєра слідом за комбайном

Технологічна схема проведення виробки, обладнаної комбайном виборчої дії, стрічковим конвеєром і підвісним крепеустаноником:

Розглянемо технологію проведення виробок за допомогою комплексу КН-5Н «Кузбас»:

1 - прохідницький комбайн; 2 - тимчасове розпірно - крокуюче кріплення; 3 - конвеєр 1ЛТ-80; 4 - кріпильник; 5 - устаткування для зведення анкерного кріплення; 6 - електрообладнання.

Прохідницько-нарізний комбайновий комплекс КН-5Н «Кузбас» розроблений ЦНДІ «Подземмашем» спільно з шахтою «Нагірна» об'єднання Южкузбассуголь на основі досвіду роботи ковзаючи -розпірного прохідницького комбайна СРПК, створеного колективом шахти. Комплекс КН-5Н призначений для механізованого проведення і зведення анкерного кріплення горизонтальних і повстають до +35 ° гірничих виробок із стійкою покрівлею, перетином від 5,1 до 8 м² по вугіллю з присічкою породи з коефіцієнтом міцності f до 4. Комплексом КН-5Н можуть проводитися виробки прямокутного та трапецієподібного перерізу з радіусом закруглення довжиною понад 100 м.

Пристрій комплексу КН-5Н визначається необхідністю одночасного виконання основних технологічних операцій при проведенні та кріпленні гірничих виробок. У число необхідних технологічних операцій входять відбійка гірської маси, її прибирання і транспортування в межах забійній частини, пересування комплексу по мірі посування виробітку, кріплення виробки з установкою металевої сіткової затяжки і верхняків з анкерним кріпленням. При проведенні комплексом повстаючих виробок з кутом від 6 ° до 35 ° потрібно застосовувати стопорні пристрої, що утримують комплекс від сповзання по ухилу.

Комплекс КН-5Н «Кузбас» складається з комбайна (1) с розпірним пристроєм (2) і конвеєром (3), кріпильника (4) з обладнанням для анкерування (5), електрообладнання (6), системи пилопригнітання та гідрообладнання. Комплекс КН-5Н забезпечує одночасно відбійку, навантаження і транспортування від вибою гірничої маси, а також зведення тимчасового і постійного кріплення. Тимчасове кріплення зводиться за допомогою крокуючого розпірного пристрою, змонтованого на комбайні. Постійне кріплення здійснюється анкерами з верхняками і затягуванням металевою сіткою, яка подається автоматично з магазина касети по мірі пересування комбайна. Основною особливістю комплексу КН-5Н є можливість проводити крім горизонтальних похилі виробки, що постають з кутом нахилу до +35 °.

Відбійка гірської маси проводиться стрілоподібним виконавчим органом з різцевою коронкою від комбайна ЦПК або 4ПУ. Навантажувальним пристроєм (вантажником) служить стіл з нагортаючими лапами, запозичений від комбайна 4ПУ чи ЦПК і центрально розташований дволанцюговий скребковий конвеєр, основні елементи якого прийняті від конвеєра СП-63.
Механізм пересування комплексу заснований на принципі крокування центральної і двох бічних секцій комбайна. Центральна секція переміщається, відштовхуючись від распертих в покрівлю бічних секцій, які, в свою чергу, підтягуються після того, як центральна секція розпирається, а з бічних знімається розпір. Після пересування комбайна до нього за допомогою гідроциліндрів підтягується кріпильник. Для кріплення виробки на комплексі є касета з металевою сітчастою затягуванням, згорнутої в рулон. Рулон розміщується в передній частині центрального перекриття - в козирку. Комплекс оснащений двома бурильними установками для буріння шпурів під анкери безпосередньо за комбайном, касетою з набором верхняків, механізмом підтискання верхняків до покрівлі виробки.

До комбайну приєднана кінцева секція телескопічного стрічкового конвеєра 1ЛТ-80, акумулятор з вентиляційними трубами (труби надіті у вигляді гармошки). Технологія робіт наступна: робочий орган комбайна виробляє зарубку і виїмку вугілля на величину видвіжкі телескопа - 500мм, потім телескоп засувається і комбайн подається вперед, відштовхуючись від секцій механізованого кріплення за допомогою домкратів і знову виробляє зарубку і виїмку вугілля. Виїмка проводиться безперервно. При русі комбайна вперед відбувається розтягування стрічкового конвеєра, вентиляційної труби. Оголений простір кріпиться тимчасовим механізованим кріпленням.

За тимчасовим механізованим кріпленням відбувається кріплення покрівлі анкерами. Механізм притискає верхняки до покрівлі, буровими установками буряться шпури під анкера.

Встановлюються і закріплюються анкери. Потім операції циклу повторюються. При русі комбайна і кріпильника відбувається витягування вентиляційних труб, пересування кінцевого барабана стрічкового конвеєра, розтягування і натяг сітки, при цьому один її кінець кріпиться нерухомо до верхняк і анкерів, а натягнення створюється тим, що в осередку сітки входять пальці гальмових елементів. По закінченні процесу крокування і підтискання перекриття кріпильника до покрівлі здійснюються додатковий натяг сітки за допомогою циліндрів і її затискання при русі касети. При цьому стопори, взаємодіючи з нижнім листом перекриття, заклинюють сітку. При русі касети в протилежному напрямку стопора звільняють сітку. В залежності від схеми складання перевантажувача нарощування скребкового конвеєра проводиться через 2,5; 5 або 7,7 м.

Система пилопригнітання, застосовувана на комплексі складається з нагнітального провітрювання, зрошення та пиловловлювання. Контроль газу метану здійснюється приладами ТМРК, ШИ, апаратурою АГЗ. За 31 робочий день комплексами КН-5Н «Кузбас» на шахті «Нагірна» при проведенні спарених виробок було пройдено 2020м гірничих виробок.