Файл: Систематизированные данные по внезапным выбросам угля и газа на шахтах восточных и северных месторождениях страны..pdf

ния усиленного предохранительного вита и автоматического регулятора ско­ рости подачи. Авторегулятор автоматически снижает скорость подачи ком­ байна до безопасной величины на угрожаемых участках пластов. На участ­ ках пласта с относительно постоянной скороотьв авторегулятор обеспечи­ вает равнонерное подвигание забоя с определенной наиболее безопасной скоростью.

Автоматическое регулирование скорости подачи комбайна осуществ­ ляется на основе оценки сопротивляемости угля разрушению при резании (А,кг/см). Этот критерий совокупно отражает влияние механических свойств угля,состояние массива под действием горного давления и миг­ рации газа,а также изменение состояния массива при ведении горных ра­ бот в зависимости от горнотехнической особенности схем выемки.

В забоях подготовительных выработок,проводимых по пластам,склон­ ным к внезапным выбросам,изменение сопротивляемости резанию свидетель­ ствует о степени опасности призабойной зоны угольного массива. В каче­ стве граничного значения сопротивляемости угля разрушению при резании в опасных зонах иахтопласта принято А=100 кг/см.

Исходя из предельных значений А и Vp , режим авторегулирования должен обеспечивать последовательное переключение скорости подачи комбайна по ступеням: Vp «1,5; 4,5;3,0;6,0;9,0 м/час при соответст­ венном изменении сопротивляемости угля резанию по интервалам: А=0—50; 50-100; X00-150; 150-200; 200-250 кг/см.

1.3.Какой тип изделия,вид работ должно заменять или для какого нового процесса создается новое изделие.

Создаваемые средства для оснащения проходческих комбайнов буро­ вого типа должны заменить выемку угля отбойными молотками и буровзрыв­ ными работами я обеспечить безопасное проведение подготовительных выработок на пластах,подверженных внезапшм выбросан угля и газа.

1.4.Научно-техническое обоснование создания нового изделия. Одной яэ важнейших причин,сдерживающих расширение области при­

менения проходческих комбайнов,которыми за последние 30 лет охвачено только 11,1% от всего объема проходки выработок,являются ввезапные выбросы угля я газа.

Внезапным выбросам по Советскому Союзу в настоящее время подвер­ жены 100 шахт,разрабатывающих около 250 выбросоопасных шахтопластов, т .е . более 40% объема проходческих работ. Бели учесть также весьма опасные шахтопласты с суфлярными выделениями,то общий удельный вес опасных горнопроходческих условий будет значительно выше. С углубле­ нием горных работ на глубоких горизонтах область распространения и количество опасных шахтопластов резко возрастает.

Проведение горных выработок по выбросоопасным пластам осущест­ вляется преимущественно отбойными молотками и буревзрывным способом. Применение отбойных молотков не обеспечивает необходимой производи­ тельности,требует затрат большого количества ручного труда и сопровож-

392

дается значительным технологическим шумом,препятствующим определе­ нию и распознаванию начальных признанов внезапных выбросов. Прохож­ дение выработок с помощью отбойных молотков не соответствует совре­ менному уровню и темпам проходческих работ и не^гдовлетворяет требо­ ваниям правил безопасности.

Бурс-взрывной способ проходки выработок ухудшает общий уровень бе­ зопасности работ, способствует неожиданному искусственному провоциро­ ванию внезапных выбросов и суфлярных выделений газа,возникновению опас­ ных вспышек,загораний и взрывов рудничного газа.

Применение проходческих комбайнов с автоматическим регулятором подачи и с защитным щитом устраняет основные недостатки,присущее молот­ ковым и буровзрывным способам,и существенно повышает общую безопасность проведения горных выработок по выбросоопасным пластам.

Применяемые в настоящее время в шахтах проходческие комбайны оте­ чественного и зарубежного производства не оснащены противовыбросным оборудованием и не отвечают требованиям безопасности работ на выбросо­ опасных пластах.

Научно-исследовательскими работами МакНИИ и ВостНИИ установлено, что существенное повышение безопасности проходческих работ на пластах выбросоопасных и суфляроопасных может быть обеспечен путем применения таких технологических способов,при которых гродвигание забоя осущест­ вляется плавно,постепенно, с равномерной скоростью,малыми стружками, без резких динамических ударов. Такой наиболее безопасный технологи­ ческий ритм проходческих работ в наибольшей степени может быть осуще­ ствлен при проходке выработок комбайнами,оборудованными авторегулято­ рами и предохранительными щитами.

При постоянном равномерном давлении на забой выработки в ре­ зультате равномерной подачи комбайна напряженное состояние разру­ шаемого угольного массива изменяется также плавно и постепенно,что воздает наиболее благоприятные условия для своевременного распозна­ вания начальных признаков и предупреждений внезапных выбросов.

В наибольшей степени изложенные выше требования соответствуют постепенному и непрерывному разрушению забоя выработки одновременно по всему сечению узкими эаходками,что могут осуществлять комбайны буро­ вого фронтального типа.

2.Показатели технического уровня,надежности

идолговечности

2.1.Эксплуатационно-технические показатели (техническая характе­

ристика).

Комплекс оборудования на базе проходческого комбайна "Караганда-?/!?" для проведения штреков по выбросоопасным пластам состоит из встроенных

вкомбайн автоматического регулятора подачи и предохранительного щита усиленной конструкции.

39

а ) А в т о м а т и ч е с к и й р е г у л я т о р

2 .1 .1. Регулятор должен обеспечивать автоматическое изменение ско­ рости подачи комбайна в зависимости от усилия резания по ступеням: 1,5;3, 0;4, 5;6, 0;9,0 м/час при соответствующем изменении сопротивляемос­ ти угля разрушению при резании в интервалах 0^-50; 50-100; 100-150; 150+200;200+250 кг/си, причем при уменьшении усилия резанин скорость подачи снижается и наоборот.

2.1.2. На каждой ступени регулятор должен поддерживать постоянную скорость подачи о точностью ± 10%.

2.1.3. Интервал по величине перемещения комбайна,необходимый для

скорости подачи по линейному закону от нуля до величины,определяемой сопротивляемостью угля разрушению.

полнен на основе серийно выпускаемых полупроводниковых логических и функциональных элементов и типовых узлов.

2.1.10.Регулятор должен конструктивно объединяться с комбайном.

2.1.11.Конструкция регулятора должна отвечать "Правилам изготов­ ления взрывоэащищенного и рудничного электрооборудования "ОАА.664.053-67".

2.1.12.Электрическая часть регулятора должна быть рудничного взрывобезопасного исполнения,а элементы,встраиваемые в исполнительный ор­

ган комбайна,- искробезопасного исполнения.

2.1.13. Конструктивно электрическая часть .регулятора должна раз­ мешаться в магнитной станции комбайна. Возможно размещение электричес­ кой части экспериментального образца регулятора в отдельной оболочке.

2.1.14.Электрооборудование комбайна должно предусматривать воз­ можность включения в схему электрической части регулятора.

2.1.15.Конструкция авторегулятора должна обеспечивать несложный и доступный в шахтных условиях монтаж и демонтаж.

2.1.16.В регуляторе должны быть предусмотрены все необходимые

виды защит,блокировок и контроля в соответствии о ПБ в угольных и сланцевых шахтах.

2.1.17.Должна быть предусмотрена сигнализация неисправности ре­ гуляторов или блокировки,исключающая возможность работы комбайна при неисправном регуляторе.

2.1.18.В схему управления комбайном должна быть заложена воз­ можность перехода с автоматического управления на ручное.

394

2 .1.19. При ручном управлении должна быть предусмотрена возмож­ ность движения комбайна на маневровой скорости.

2.1.20. Конструкция и исполнение механизма передвижения комбайна должны позволять ступенчатое изменение скорости подачи в рабочем ре­ жиме (согласно п.2. 1 . 1 .)и плавное нарастание скорости при пуске (согла­ сно п.2.1.4).

2.1.21. Скорости вращения приводных звездочек гусениц не должны отличаться более чем на 10%.

2.1.22.Конструкция комбайна должна быть переработана в направлении привязки узлов автоматического регулятора подачи и обеспечения его нор­ мального функционирования.

2.1.23.Экспериментальный образец комбайна изготавливается с руч­ ным регулированием скорости подачи по ступеням (согласно п.2. 1 . 1 ) и

оснащается аппаратурой с целью регистрации необходимых параметров для разработки элементов регулятора скорости подачи и конструирования опыт­ но-промышленного образца.

б) Предохранительный щит

2 .’ .24. Предохранительный щит должен находи^я непосредственно за исполнительным органом комбайна,выдерживать нагрузку, создаваемую выбрасываемым углем,и не позволять последнему распространиться по вы­ работке.

2.1.25. Шит должен быть раочитан на нагрузку в 2 т/м^.

2.1.26.Щит должен исключить возможность создания избыточного давления газа в защитовои пространстве в случае возникновения внезап­ ного выброса угля и газа (т.е. должен быть фильтрующим).

2.1.27.Основную нагрузку при выбросе принимает на себя исполни­ тельный орган планетарно-дискового типа,способствующий забучиванию защитового пространства в процессе развития внезапного выброса и при­ водящий к его прекращению.

2.1.28.Предохранительный щит должен конструктивно объединяться

скомбайном.

2.1.29. Щит должен иметь люки для прохода обслуживающего персона­ ла к исполнительному органу комбайна.

2.1.30.Двери люков должны снабжаться блокировкой,нддопускающей включение двигателя исполнительного органа при их открытом состоянии.

395

2.3. Патентная чистота.

Регулятор и предохранительный щит должны обладать патентной чис­ тотой по промышленно развитым странам (Англии,ФРГ,США, Канада).

Регулятор разрабатывается на основе авторских свидетельств СССР

№262044, 253712 и решения о выдаче авторского свидетельства по заявке

струкциями.

Автоматический регулятор должен быть построен на серийно выпускае­ мых полупроводниках функциональных я логических элементах.

3.Условия эксплуатации изделия

3.1.Технологическая схема работы нового изделия (режим работы, организация работы,расстановка рабочей силы и технологический комплекс,

вкотором будет работать изделие).

Проведение выработок комбайнами бурового типа,оборудованными ав­ торегуляторами режима подачи и усиленным предохранительным щитом,произ­ водится без предварительной профилактической обработки пласта с целью предупреждения внезапных выбросов угля и газа.

Организация работы комбайна с исполнительным органом бурового ти­ па, оборудованного автореьулятором,остается прежней,что и у существующе­ го комбайна "Караганда-7/15".

3.2. Внешние факторы.

Авторегулятор должен сохранять нормальную работоспособность при: а) температуре воздуха от +5 до +35°С;

б) относительной влажности при t = 20°С до 98%;

в) запыленности до 2000 мг/м8; г) вибрационно-ударной нагрузке с частотой 20 -30 гц,амплитудой

до 2,0 им и ускорениях до Зд ; д) колебаниях питающего напряжения в пределах от +15% до -20%.

3.3. Средства связи,сигнализация,освещение.

Особых требований к авторегулятору и предохранительному щиту не предъявляется.

3.4. Характеристика горногеологических условий.

Щит и авторегулятор должны соответствовать горногеологическим условиям,на которые раэтитан комбайн.

396