Проходческие комбайны

Комбайн проходческий КСП-42, КСП-43

Среди проблем, стоящих перед угольной промышленностью Украины и напрямую влияющих на динамику добычи угля, наиболее острой остается ускорение темпов проведения подготовительных выработок. Без ее решения невозможно обеспечить своевременную подготовку фронта очистных работ. Эта же проблема не менее актуальна и для других угледобывающих стран СНГ. Сохранится наметившийся с 1997 года стабильный рост средних скоростей проведения выработок всеми типами комбайнов. Будет продолжаться процесс вытеснения комбайнов легкого типа (1ГПКС, КСП21, КСП22) комбайнами среднего и тяжелого типов (П110, П220, КСП32, КСП42, КПД, КПУ), удельный вес которых в общем парке проходческих комбайнов достигнет 70%. Необходимо отметить, что за последние 6 лет в Украине наметились определенные сдвиги в области создания проходческих комбайнов. Парк действующих машин пополнился новыми моделями: П110 и П220 производства ЗАО «Новокраматорский машиностроительный завод» и КСП22, КСП32, КСП42, КСП43 (модернизированные варианты проходческих комбайнов 1ГПКС, 4ПП2М, 4ПП5) производства ОАО «Ясиноватский машиностроительный завод».

Однако технический уровень новых и, тем более, модернизированных комбайнов существенно отстает от современных требований, особенно в части таких показателей, как гарантийный ресурс разрушенной породы, расчетный ресурс основных узлов (так у комбайнов ЗАО «Новокраматорский машзавод» эти показатели – 18 тыс. м 3 и часов, у комбайнов ОАО «Ясиноватский машиностроительный завод» – 16 тыс. м 3 и 5000 часов, а необходимо как минимум 24–26 тыс. м 3 и часов, соответственно), эксплуатационная надежность, ремонтопригодность, расширение функциональных возможностей, обеспечение требований безопасности и промышленной санитарии (прежде всего по фактору запыленности), возможность комплексного решения всех вопросов проходческого цикла. Первый шаг в создании «Донгипроуглемашем» новых проходческих комбайнов П110 и П220 подтвердил правильность стратегического направления по созданию в Украине проходческой техники, соответствующей мировому уровню, позволяющей резко увеличить темпы проведения выработок. Проходческие комбайны П110 и П220, доля которых в 2000 году в общем парке составляла всего лишь 8,6%, обеспечивали в течение 5 лет средние скорости проведения выработок в 1,6–1,8 раза выше, чем в среднем по отрасли, чем во многом определили наметившийся с 1997 года общий рост скорости проведения выработок всеми типами комбайнов.

Для решения поставленных задач «Донгипроуглемаш» считает необходимым в кратчайшие сроки насытить рынок конкурентоспособными не только на внутреннем, но и на мировом рынке моделями проходческих комбайнов и комплексов на их основе; т. е. оборудованием, с помощью которого удалось бы обеспечить существенное повышение безопасности и улучшение условий труда проходчиков, резкое сокращение сроков и повышение качества подготовки фронта очистных работ, ускорение строительства новых горизонтов и шахт. Основные базовые модели создаваемых специалистами «Донгипроуглемаша» комбайнов это: проходческий комбайн среднего класса КПД; проходческий комбайн тяжелого класса КПУ; проходческий комплекс для проведения выработок с анкерной крепью КПА. Комбайны и комплексы будут оснащаться системами пылеотсоса и высоконапорного орошения, средствами механизации возведения арочных и анкерных крепей, системами диагностики.

Проходческий комбайн КПД Первым представителем типоразмерного ряда комбайнов является комбайн среднего класса КПД. Проходческий комбайн КПД (табл. 1) предназначен для механизации отбойки и погрузки горной массы при проведении выработок арочной, трапециевидной и прямоугольной форм сечением от 7 до 20 м 2 в проходке с углом наклона 12° по углю и смешанному забою с максимальным пределом прочности пород при одноосном сжатии тсж 100 МПа (f =7) и абразивностью до 15 мг в шахтах, опасных по газу и пыли (при этом содержание пород с тсж=100 МПа должно быть не более 15% площади забоя при суммарной прически пород не более 75%).

Таблица 1 Наименование параметров Ед.изм Украина Австрия АнглияРоссия КПДКСП22П1104ПП2М КП3 АМ50RH251ГПКСКП20Б Предельная прочность разрушаемых пород МПа Суммарная номинальная мощность электродвигателе й к Вт , Номинальная мощность электродвигателя исполнительного органа к Вт Ч Строительная высота по корпусу мм Массат 3528, ,42125

По требованию заказчика комбайн может оборудоваться: системой высоконапорного орошения давлением до 10 МПа; агрегатом обеспыливающим производительностью 320 м 3/мин; двумя бурильными установками для возведения анкерной крепи; крепемонтажным устройством для арочной крепи; мостовым перегружателем с лентой шириной 800 мм. В период опытно-промышленной эксплуатации комбайна КПД на шахте «Добропольская» ГП «Добропольеуголь» в 2002 г. им было пройдено более 1500 метров выработок и выполнено 140 м поддирочных работ по восстановлению сечения штрека. Получены положительные результаты устойчивой работы комбайна с темпами 13–17 м/сутки.

Опыт эксплуатации комбайна КПД показал: исполнительный орган комбайна КПД имеет более совершенную схему набора режущего инструмента, чем у комбайна П110, что обеспечивает эффективное разрушение породного забоя, особенно по крепким – тсж 80–100 МПа (f =6–7) –породам; погрузка разрушенной горной массы звездами питателя сводит до минимума ручную зачистку за комбайном; высоконапорное орошение обеспечивает эффективное гашение пыли, в 8–10 раз снижая уровень запыленности воздуха у комбайна; сборка-разборка отдельных узлов у комбайна КПД в целом менее трудоемка, чем у комбайнов П110; аппаратура управления и диагностики обеспечивает удобное для обслуживающего персонала визуальное отображение состояния основных узлов, систем и блоков комбайна. Проходческие комбайны КПД в настоящее время эксплуатируются на шахтах «Добропольская» ГП «Добропольеуголь», «Холодная Балка» и им. Кирова ГП «Макеевуголь», «Родинская» ГП «Красноармейскуголь», «Молодогвардейская» и «Самсоновская-Западная» ГП «Краснодонуголь» и др.

Проходческий комбайн КПУ Еще одним представителем типоразмерного ряда является комбайн тяжелого класса КПУ. Проходческий комбайн КПУ (табл. 2) предназначен для механизации отбойки и погрузки горной массы при проведении выработок арочной, трапециевидной и прямоугольной форм сечением от 9 до 30 м 2 в проходке с углом наклона 12° по углю и смешанному забою с максимальным пределом прочности пород при одноосном сжатии тсж 80–120 МПа (f =8) и абразивностью до 15 мг в шахтах, опасных по газу и пыли (при этом содержание пород с тсж =120 МПа должно быть не более 30% площади забоя при суммарной прически пород не более 75%).

Для сокращения времени бурения шпуров проходческие комбайны нового поколения КПД и КПУ оснащены двумя бурильными установками, расположенными непосредственно на раме исполнительного органа комбайна. Оригинальная конструкция бурильных установок позволяет оперативно устанавливать их в рабочее или транспортное положение, возводить анкерную крепь в кровлю и бока выработок высотой от 2 м и выше. Удобство управления бурильными установками при бурении как вертикальных, так и наклонных шпуров, возможность одновременной работы двух установок в сочетании с высокой производительностью комбайна по разрушению забоя позволяют обеспечить сокращение проходческого цикла в 2,7–2,8 раза по сравнению с достигнутым сегодня уровнем.

Лучшие зарубежные аналоги уступают комбайнам КПД и КПУ по показателям энерговооруженности в 1,3–1,5 раза, по области применения (крепость разрушаемых пород)– в 1,2– 1,3 раза, по строительной высоте – в 1,2–1,4 раза. Проходческие комбайны рассмотренного типоразмерного ряда практически полностью покрывают весь диапазон горно-геологических условий шахт, где возможно применение стреловидных проходческих комбайнов. Их широкое внедрение позволит существенно увеличить темпы проведения проходческих выработок и ускорить ввод лав под современные очистные комплексы, значительно снизить долю ручного труда, создать более комфортные и безопасные условия труда для горнорабочих. Опытно-промышленная эксплуатация комбайна КПУ велась на шахте «Южнодонбасская 3» ГП «Донецкуголь».

Таблица 2 Наименование параметров Ед. изм. Украина Австрия Англия Германия КПУКСП32П220П1104ПП2 М КП3 АМ75RH45ET210-Q Предельная прочность разрушаемых пород МПа Суммарная номинальная мощность электродвигателей к Вт /342300/ Номинальная мощность электродвигателя исполнительного органа к Вт Ч1102Ч /200150/ Строительная высота по корпусам Массат

Комбайн проходческий КСП-32 Комбайн проходческий КСП-32 предназначен для механизированной отбойки и погрузки горной массы при проведении горизонтальных и наклонных до ±12 выработок сечением от 10 м 2 в свету до 29 м 2 в проходке по углю и смешанному забою с пределом прочности разрушаемых пород до 120МПа (f=9) и абразивностью до 15 мг в шахтах опасных по газу (метану) и угольной пыли. При этом содержание пород с пределом прочности при одноосном сжатии 120 МПа не должно превышать 30% площади забоя при суммарной прически пород не более 85%.

Комбайн проходческий 4ПП-2М для механизации отбойки и погрузки горной массы при проведении горных выработок арочной, трапециевидной и прямоугольной форм сечения по смешанному забою (25% угля и 75% породы с пределом прочности при одноосном сжатии 80 МПа Комбайн проходческий 4ПП-2М для механизации отбойки и погрузки горной массы при проведении горных выработок арочной, трапециевидной и прямоугольной форм сечения по смешанному забою (25% угля и 75% породы с пределом прочности при одноосном сжатии 80 МПа и абразивностью не более 15 мг) с углом наклона 12 гр. в шахтах опасных по газу (метану) или угольной пыли. Допускается применение комбайна по смешанному забою с содержанием в общем объеме прически пород до 15% с пределом прочности до 100 МПа.

Комбайн проходческий КПА для разрушения горного массива, уборки и транспортирования разрушенной горной массы при проходке подготовительных выработок прямоугольной формы сечением от 13,5 до 21 м 2 с углом наклона ±12º Предназначен для разрушения горного массива, уборки и транспортирования разрушенной горной массы при проходке подготовительных выработок прямоугольной формы сечением от 13,5 до 21 м 2 с углом наклона ±12º по углю и смешанному забою с максимальным пределом прочности пород при одноосном сжатии σсж. 70 МПа (f 5) и абразивностью до 15 мг со средствами возведения анкерного крепления в шахтах опасных по газу и пыли. На пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, комбайн может применяться в неопасных зонах, установленных прогнозом или с проведением мероприятий по борьбе с внезапными выбросами.

Среди широкого ассортимента современных проходческих машин с маркой «ЯМЗ» следует отметить легкий комбайн КСП- 22 для проходки выработок любого сечения, что отличает его от многих отечественных и зарубежных комбайнов. Завод производит современную модель комбайна среднего типа КСП- 32, который может эксплуатироваться и в обводненных выработках, и на достаточно крепких породах, а при соответствующем оснащении - и в карьерах. КСП-32 успешно работают на шахтах Украины, России и Ирана. Эти комбайны охотно покупает и Казахстан: там уже работает более двух десятков таких машин. Гордость завода - проходческий комбайн с дистанционным управлением КСП-33. Этой универсальной и надежной машиной можно управлять на расстоянии до 30 метров. При необходимости к ней можно подключить установку для бурения шпуров. Кстати, на такие комбайны вместо погрузочного механизма - «лап» - начали устанавливать «звезды». Это повышает производительность машины и упрощает ее обслуживание. КСП-33 и КСП-32 работают во многих странах мира. В Иране, например, 12 комбайнов прокладывают туннели в горах при строительстве дорог.

Проходческий комплекс ALIMAK RAISE CLIMBER (Швеция) Фирма "Алимак" разработала универсальный и гибкий способ проходки снизу вверх, используемый как в горной промышленности, так и в строительстве. Он применим в различных горногеологических условиях и позволяет делать вертикальные и наклонные выработки различного сечения. ALIMAK RAISE CLIMBER можно применять при любых уклонах, превышающих угол естественного откоса, благодаря чему этот комплекс применяется на рудниках всего мира для проходки подъемных и вентиляционных шахтных стволов, при сооружении рудоспусков, бункеров для дробильных установок Также эта модель широко применяется и просто для добычи руды – метод ALIMAK RAISE. Наряду с новейшими моделями шахтного оборудования, «Алимак» предлагает огромный ряд вспомогательного оборудования, предназначенного для аварийного подъема, инспектирования выработок и сообщения между пластами на рудниках и в шахтах.

«Машиностроение – для горно-металлургического комплекса» Новокраматорский машиностроительный завод

Преимущества: Высокаяпроизводительностьтруда, которая достигает 4,2-5,2 м 3/чел в смену, что не уступаетпоказателям производительноститруда на проходческих комбайнах в Германии(4,8 м 3/чел в смену).Рекордных показателей достиглишахта«Добропольская» м/мес,шахта«Южно-Донбасская» м/мес.Высокаяэксплуатационнаянадежн ость. На ряде шахт ресурсработы комбайнов превысил в 4-5 раза гарантийный ресурс.Поперечные расположение осивращения коронокустраняетопрокидывающий эффект во время вырубки породы, что повышает устойчивость комбайна. Комбайн может работать от сети напряжением 660 и 1140 В11 Партнеры: Институты и организации: Украины: - Донгипроуглемаш (г. Донецк) - МакНИИ (г. Макеевка) - УКНИИВЭ (г. Донецк) России: - ОС «Сертиум» (орган по сертификации горно-шахтного оборудования)Казахстана:- КАЗНИИБТД (Казахский государственный институт по безопасности работ в горной промышленности). Внедрение:На Украине работает - 45 шт. В России - 11 шт.

Проходческий комбайн П220 Преимущества по сравнению с П110 Расширена область применения Расширена область применениякомбайна: -по прочности-по прочности разрушаемых пород(120 МПа против 100); - по площади сечения- по площади сечения выработок проводимых с одной установки (30 м 2 против 25 м 2). Двухскоростнойредуктор Двухскоростнойредуктор исполнительногооргана оснащен двумя двигателями мощностью 110 к Вт, вместо 2 х по 55 к Вт. Увеличеннаямасса,Увеличеннаямасса, низкорасположенныйцентр тяжести,расширеннаядо 2500 мм (вместо 2100 мм) база комбайнаповышаетего устойчивость при обработке забоя. Партнеры Институты и организации: Украины: - Донгипроуглемаш (г. Донецк) - МакНИИ (г. Макеевка) - УКНИИВЭ (г. Донецк) России: - ОС «Сертиум» (орган по сертификации горно-шахтного оборудования) Внедрение На Украине работает - 17 шт. На Украине работает - 17 шт. В России - 15 шт. В России - 15 шт. В Казахстане - 2 шт. В Казахстане - 2 шт.

Преимущества Расширена область применения машин за счет резцового исполнительного Расширена область применения машин за счет резцового исполнительного органа(вместо ковшового): устойчиво разрушаетустойчиво разрушает породу крепостью f до 5 ед. по Протодьяконовуи повышает производительность в 5 раз при f до 3 ед. возможностьвозможностьвыполнения технологических операций: водосточные канавы, приемки под крепь и др. Партнеры Внедрение: Украинские институты Шахта им. А.Ф. Засядько (г.Донецк, Украина). - Донгипроуглемаш (г. Донецк) - МакНИИ (г. Макеевка) - УКНИИВЭ (г. Донецк) - Автоматгормаш (г. Донецк)

Комбайн проходческий КСП-42, КСП-43 Комбайн проходческий КСП-42, КСП-43

Комбайн проходческий КСП-42 – комбайн тяжелого типа, предназначенный для проведения горизонтальных и наклонных до ±12o выработок сечением от 12,5 м 2 в свету до 38 м 2 в проходке смешанному и чистопородному забоями, с пределом прочности разрушаемых пород до 120МПа (f-10) и абразивностью до 18 мг в шахтах, опасных по газу (метану) и угольной пыли, а также при строительстве тоннелей различного назначения. Конструктивные особенности комбайна, а также его значительная масса, дают возможность полностью использовать его больное режущее усилие. Управление в базовой модели КСП-42 осуществляется с рабочего места машиниста. Имеется возможность оснащения комбайна блоком дистанционного управления и подключения гидравлического бурильного оборудования к маслостанции комбайна. Комбайн проходческий КСП-43 отличается тем, что управление комбайном осуществляется с носимого пульта дистанционного управления.

Конструктивные особенности Жесткий исполнительный орган стреловидного типа оснащен двигателем мощностью 160 или 200 к Вт с воздушным охлаждением. Мощная режущая головка с эффективной системой орошения, оснащенная насосами высокого давления. Три уровня скоростей перемещения стрелы исполнительного органа дают возможность оптимизировать процесс резания в зависимости от крепости породы Телескопическая конструкция исполнительного органа, позволяющая производить забуривание режущей головкой в крепкую породу без перемещения машины. Центральный цепной скребковый конвейер, сконструированный для работы в условиях повышенного истирания, с большим проходным окном в корпусе комбайна. Ходовая часть с увеличенной шириной гусениц и независимым приводом для максимальной маневренности машины при работе на участках с большим уклоном и со слабым грунтом. Гидроблоки подпора хода, позволяющие плавно перемещать машину при движении на наклонных участках Задние домкраты с распором на грунт для повышения устойчивости машины при резании крепких пород. Питатель выполняет функции передней опоры. Скребковый конвейер и перегружатель позволяют использовать комбайн с различными видами отгрузки горной массы.

Характеристики: Характеристики: Верхний предел прочности разрушаемых пород, σ сж, МПа, не более 120 (f=10) Абразивность пород, мг, не более 18 Техническая производительность резания, м 3 /мин, не менее - σ сж = 120 МПа 0,2 - σ сж = 100 МПа 0,35 - σ сж = 80 МПа 0,5 Минимальное сечении проводимой выработки (в свету), м 2 12,5 Минимальное сечении проводимой выработки по размаху стрелы с одной установки (в проходке), м 2 38 Диапазон углов наклона проводимых выработок, град±12 Размах стрелы исполнительного органа, мм, не менее: - по высоте по ширине ниже уровня почвы 200

Исполнительный орган Исполнительный орган Тип стреловой с продольно-осевой режущей коронкой Ход телескопа стрелы исполнительного органа, мм 600 Мощность электродвигателя исполнительного органа, к Вт 160 (200) Режущая коронка: оснащается коронками различных типов в зависимости от крепости породы 950 мм, 1100 мм и 1300 мм Частота вращения режущей коронки, мин -1 33

Питатель Тип погрузочный стол с нагребающими лапами Приводы лап гидромеханические, кинематически не связанные Ширина погрузочного стола, мм 4160 Опускание носка питателя ниже уровня почвы 200 Подъем носка питателя выше уровня почвы 600

Ходовая часть Типгусеничная Приводы ходовых тележек гидромеханические, кинематические не связанные Скорость движения, м/мин.: - рабочая (с погрузкой)1,1 - маневровая (без погрузки)4,6 Максимальное тяговое усилие одной гусеницы, кН 380 Ширина трака, мм 780

Конвейер Тип скребковый одно или двухцепной с неповоротной или подъемно- поворотной разгрузочной консолью Привод двухдвигательный, электромеханический Мощность электродвигателя привода, к Вт 2x18,5 Ширина желоба, мм 670 Скорость движения скребковой цепи, м/с 0,96 (1,1) Высота проходного окна конвейера в корпусе комбайна, мм 400

Перегружатель Тип ленточный конвейер, закрепленный одним концом на комбайне, а вторым – к тележке, перемещающейся по балкам монорельса Приводэлектромеханический Мощность электродвигателя привода, к Вт 2x18,5 Ширина ленты, мм 800 Скорость движения ленты, м/с 1,50 Длина перегружателя, мм 13400

Система орошения Места орошения режущая коронка, пересып со скребкового конвейера, пересып с перегружателя Давление в системе орошения, МПа, минимум 1,5 Расходы воды на орошение режущей коронки, л/мин., не менее 70

Габаритные размеры в транспортном положении, мм - длина (исп. -01)11400 (14100) - ширина по гусеницам ширина по питателю высота по корпусу высота по хвостовой части конвейера (исп. -02) 2200 (2400) Напряжение электропитания, В1140/660 Частота тока, Гц 50 Суммарная номинальная мощность электродвигателей комбайна и перегружателя, к Вт, не более 350 (390) Масса комбайна, т, не более 75 Среднее удельное давление на почву, МПа, не более 0,17 Дорожный просвет (клиренс), мм 270

Комбайн может оснащаться режущей коронкой диаметром 1200 и 950 мм в зависимости от условий эксплуатации. Вместо перегружателя комбайн может быть оснащен подъемно-поворотной разгрузочной консолью (исп. -01) Чертежи: Комбайн проходческий КСП-42 [a] (вид сбоку) Комбайн может оснащаться режущей коронкой диаметром 1200 и 950 мм в зависимости от условий эксплуатации. Вместо перегружателя комбайн может быть оснащен подъемно-поворотной разгрузочной консолью (исп. -01) Чертежи: Комбайн проходческий КСП-42 [a] (вид сбоку)

Комбайн проходческий КСП-42 [a] (вид сверху)

Комбайн проходческий КСП-42 [b] (вид сбоку)

Комбайн проходческий КСП-42 [b] (вид сверху)