Патер логотип конвейерный транспорт

Проблемы механизации вспомогательных процессов в угольных шахтах

Механизация и автоматизация

Журнал «Уголь Украины»
январь, 2005

А.С. Кузнецов, директор ГОАО НИПКИ «Углемеханизация»Для достижения уровня передовых добывающих стран и обеспечения необходимой конкурентоспособности в угольной промышленности Украины должно происходить постоянное совершенствование комплекса работ. При этом следует исходить из того, что существующие способы добычи в Донбассе сохранятся в ближайшие 20—30 лет при возрастающих нагрузках на очистные забои.

Расширение комплексной механизации очистных работ на тонкие и средней мощности пласты обусловило в последние годы создание и модернизацию механизированных комплексов современного технического уровня. Механизированные крепи нового поколения позволяют вести работы с большими нагрузками на очистные забои. Специалисты Донгипроуглемаша предполагали, что при ежегодной поставке 25—30 мехкомплексов и поддержании в работе имеющихся к 2005 г. можно будет довести число эксплуатируемых комплексов в шахтах до 150 и обеспечить добычу 100-150 млн. т угля в год. Однако лавы должны еще оснащаться конвейерами соответствующего уровня и выемочной техникой. Сейчас применяют скребковые конвейеры повышенной надежности и ресурсности (СП-301/90У, СП-326, СП-273, СПЦ-230), освоенные Харьковским заводом "Свет шахтера", созданы конвейеры для лав длиной до 350 м.

Донгипроуглемаш разрабатывает надежные и производительные выемочные машины с такими же, как у крепей, ресурсными возможностями. Оснащение очистных комплексов комбайнами современного уровня (КДК-500; КБТ; УДК-200Б) с повышенными надежностью и коэффициентом машинного времени позволит увеличить нагрузки на вновь вводимые лавы в 1,2—1,4 раза. Предполагается, что после перехода на новое поколение забойных машин средняя нагрузка возрастет до 2000—5000 т/сут. Однако рост технико-экономических показателей очистных забоев не приводит к существенному улучшению работы предприятий. Сложившуюся ситуацию можно объяснить тем, что достигнутые результаты в очистных забоях "съедаются" на стыках других операций, в частности таких, как погрузка, откатка, транспорт, подъем.

Следовательно, вновь возвращаемся к проблеме комплексной механизации производственных процессов, причем качество, уровень, надежность техники и технологических решений на стыках процессов должны быть столь же высокими, как и очистных механизированных комплексов. Подтвердить ожидаемую эффективность механизированных очистных забоев можно существенным улучшением прежде всего работы конвейерного транспорта, доставки людей и грузов, монтажа-демонтажа, созданием современных средств и технологий повышения безопасности. В этом направлении с учетом выделенных объемов финансирования ГОАО НИПКИ "Углемеха-низация" выполняет следующие работы:

  • составляются недостающие нормативные документы по безопасности на подземном транспорте, в очистных и подготовительных забоях; разрабатываются современные средства пылеподавления;
  • создаются оборудование и технология для предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проведении выработок;
  • выпускаются средства повышения безопасности на подземном транспорте.

ГОАО НИПКИ "Углемеханизация" были разработаны устройства, которые на вспомогательных процессах существенно снижали трудоемкость:

  • УДДГ — для спуска в шахту и бесперегрузочной доставки длинномерных материалов по наклонным и вертикальным стволам, оборудованным подъемными установками без хвостовых канатов, и для транспортирования грузов по горизонтальным и наклонным выработкам;
  • УДПГ — для бесперегрузочной доставки пакетированных и штучных материалов (арочная крепь, железобетонные изделия, тяжеловесные штучные грузы) с поверхности до места назначения в шахте;
  • ТНДК — для механизации доставки в шахту гибких бронированных кабелей и канатов;
  • прицепное УПЦТ — для монтажа труб длиной 8—12,5 м и диаметром 100—325 мм;
  • прицепное УПЦР грузоподъемностью 320—630 кг — для монтажа рельсов.

Для увеличения темпов проведения основных выработок и ускорения подготовки лав созданы проходческие комбайны. Однако большие скорости проходки на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, невозможны без предварительной разгрузки угольного массива. "Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа", предусматривает достижение такой разгрузки с помощью пазов. Совместно с МакНИИ опробован гидравлический способ дистанционного образования разгрузочных пазов. В рамках "Программы работ по повышению безопасности труда на шахтах" создается оборудование для реализации этого способа.

Сдерживает повышение эффективности работы комплексно механизированных лав и аварийность на транспорте, в частности пожароопасность конвейерных лент. Эффективность конвейеров в значительной степени определяется качеством лент и их стыковых соединений. Конвейерные ленты — наименее долговечные и наиболее дорогостоящие (40— 70% общей стоимости конвейера). От их качества зависят надежность и безопасность эксплуатации установок, а надежность работы самой ленты определяется конструкцией и долговечностью стыковых соединений; срок службы стыка должен равняться сроку службы ленты.

Наиболее надежным способом стыковки конвейерных лент являются горячая и холодная (для тканевых лент) вулканизации и склеивание ленты, которые обеспечивают статическую прочность стыка в пределах 90—95% агрегатной прочности ленты и равный с ней срок эксплуатации. Однако эти показатели могут быть получены только в условиях завода на стационарных прессах, и они резко снижаются при стыковке на производстве из-за неудовлетворительного состояния вулканизационных прессов, нестабильности температурных режимов, влажности, запыленности и т. д. К недостаткам вулканизации следует отнести повышенную трудоемкость и продолжительность (18— 10 ч) процесса и значительный расход ленты (на один стык длиной 1,5—2 м идет 3—4 м ленты).

Сокращение продолжительности разделки резинотросовых лент достигнуто за счет применения устройства УРЛ, разработанного Углемеханизацией. Для стыковки и ремонта тканевых лент методом горячей и холодной вулканизации создан комплект инструментов и приспособлений КСЛ. Комплект можно применять в подземных условиях и на поверхности шахт. Серийно комплект КСЛ выпускает экспериментальная база Углемеханизации.

На шахтах отрасли распространение находят ленты с цельнотканым кордом фирм "Данлоп", "Матадор", "Феррер", "Транспортгумми" прочностью до 2000 кН/м и более. Они легче резинотросовых и при сопоставимости прочностных характеристик могут быть использованы для замены резинотросовых лент. Новые ленты позволяют значительно снизить энергозатраты, но создают другие проблемы — сложность стыковки и трудоемкое соединение цельнотканого корда.
Институт "Углемеханизация" совместно с ДонУГИ разработал метод стыковки с разделкой лент с цельнотканым кордом "в клин" механическим способом. Приспособления изготовлены в двух вариантах: стационарный СРЛ и переносной СРЛП. Время разделки лент несколько минут, прочность стыка после вулканизации до 95% агрегатной прочности ленты. Однако
сложность процесса вулканизации сохранилась.

В последние годы в связи с появлением полимерных материалов созданы ткани продольной прочностью 300, 400 и 500 кН/м. Такие ленты изготавливают практически все заводы, в том числе Лисичанский РТЗ, который освоил выпуск лент ШР-1000—1600-4ПП-5з прочностью 1600 кН/м. Ленты соединяются в торец шарнирными элементами, при этом на стыковку расходуется 30—40 мм ленты, обеспечивается гибкость и прочность стыка, соизмеримая с агрегатной прочностью ленты. Время стыковки 20—30 мин, срок службы от 6 мес до нескольких лет в зависимости от условий эксплуатации и материала соединения.

В Украине механические соединения и устройства для стыковки лент любой прочности и конструкции изготавливают на совместном украинско-немецком предприятии "ЭП "Углемеханизация". Каждая стыковка механическими соединителями экономит от 2 до 4 м конвейерной ленты и выполняется в любых условиях. Стык при необходимости можно пересоединить, что удобно при изменении длины конвейера. Технология стыковки узаконена разработанным институтом "Углемеханизация" отраслевым стандартом Украины, введенным в действие с 2004 г.

Таким образом, накопленный опыт ГОАО НИПКИ "Углемеханизация" по созданию средств стыковки и ремонта лент позволяет повысить эффективность работы конвейерного транспорта, в том числе при обслуживании комплексно механизированных очистных забоев.

Вопрос механизации работ на шахтном водоотливе остается актуальным, несмотря на реструктуризацию. На действующих шахтах водоотливное оборудование должно содержаться в рабочем состоянии, чтобы не сдерживать эффективность применения комплексной механизации. ГОАО НИПКИ "Углемеханизация" уделяет большое внимание созданию современных средств управления потоком воды, клапаны КОШ и задвижки ЗУ рассчитаны на эксплуатацию при давлении рабочей среды 10 и 16 МПа и условных проходах 150, 200 и 250 мм. Клапан КОШ по сравнению с применяемыми обладает большей герметичностью, снижает гидравлический удар, менее металлоемок. Достоинство задвижек ЗУ — высокая герметичность, низкий коэффициент гидравлического сопротивления. Установлено, что наработка на отказ клапана КОШ составляет 493 цикла, задвижки ЗУ-503 и привода ПГ31М достигает 1007 циклов.

В результате бесчисленных структурных изменений в отрасли специализированных предприятий по изготовлению арматуры для водоотлива нет, шахты вынуждены своими силами повторно использовать устаревший фонд, производя кое-как ремонт, или приобретать случайную арматуру.

В угольной отрасли резко сократилось производство средств механизации, созданных в предыдущие годы. В то же время в связи с увеличением массы и габаритных размеров вновь создаваемого основного оборудования и отдельных его частей (тяжелые добычные и проходческие комбайны, механизированные крепи, погрузочные машины и др.) многие средства механизации вспомогательных операций должны быть модернизированы или созданы новые.

В период депрессии практически во всех регионах отрасли наблюдался избыток рабочей силы и задача механизации вспомогательных работ в шахтах остро не стояла. В последние годы ситуация изменяется в обратную сторону, поэтому насыщение предприятий средствами механизации будет способствовать решению важного социального заказа в отрасли, что так необходимо для укрепления государства.

НИПКИ "Углемеханизация" разработана, а Минтопэнерго Украины утверждена "Программа обеспечения предприятий угольной промышленности средствами механизации вспомогательных работ". Выполнение программы в течение пяти лет позволит повысить уровень механизации вспомогательных работ в 1,3—1,5 раза, что приведет к увеличению производительности труда рабочих в комплексно-механизированных очистных забоях на 15—20%.

А.С. Кузнецов, директор ГОАО НИПКИ «Углемеханизация»
по материалам Международного энерго-форума (2004 г.)

Все права принадлежат
ООО «Патер»
Создание, поддержка, раскрутка сайта студия веб-дизайна Aidesign.ru