Установка для транспортування вугілля під час проведення нарізних гірничих виробок вузьким ходом на малопотужних вугільних пластах

Запропоноване технічне рішення належить до гірничої промисловості і може бути використане для транспортування гірської маси під час проведення горизонтальних і похилих гірничих виробок вузьким ходом на малопотужних вугільних пластах. Удосконалення методів транспортування гірської маси по виробках має велике значення для підвищення ефективності гірничих робіт. Існує безліч технологій для транспортування гірської маси по виробках, в основі яких лежить скребковий, скреперний, стрічковий та інші засоби. Відпрацювання вугільних пластів починається з нарізання гірничої виробки по вугільному пласту на довжину лави, яка дорівнює 100-150м з подальшим розміщенням в останній видобувного обладнання. Велика складність як відбивання вугілля, так і його транспортування із вибою нарізної виробки полягає в украй обмеженому її перерізі, який на пластах малої потужності складає 0,5м2. У вказаних умовах для транспортування гірської маси із вибою неможливо використати жодну конвеєрну установку, які мають задану довжину, а нарощування конвеєра пов'язано зі значними складнощами та витратами часу. Відома безліч конвеєрних установок для транспортування вугілля в гірничих виробках, проте через відсутність маневреності при їх нарощуванні в процесі робіт, вони не можуть бути використані у нарізній гірничій виробці з постійно наростаючою довжиною. Відомий спосіб транспортування вугілля в гірничих виробках пологого залягання, який полягає в качанні верхнього майданчика конвеєрної установки уздовж напряму виробки. При цьому вугілля по риштаках конвеєра переміщається унаслідок зворотно-поступального руху риштаків, які працюють від приводу з певним законом зміни швидкості. Під час руху конвеєра вперед швидкість риштаків поступово зростає, доходить до максимуму, після чого конвеєр різко зупиняється і починає рухатися у зворотному напрямі. Під час руху риштаків у зворотному напрямі швидкість їх, навпаки, спочатку швидко зростає, а потім, після досягнення максимальної, поступово зменшується. За рахунок різкого зниження швидкості конвеєра в кінці ходу "вперед", вугілля відривається від риштаків і продовжує рухатися за інерцією вперед, тоді як риштаки повертаються назад в початкове положення. Таким чином, рух вугілля по конвеєру складається з окремих невеликих переміщень його по риштаках за кожний хід конвеєра [див. Н.Д. Самойлюк. Качающийся конвеєр с приводом ДК2-15. Гостехиздат, 1943г.]. Цей тип конвеєра можна нарощувати у міру просування виробки. Проте через великі його габарити по висоті 0,8м, малу продуктивність і знаходження людей в вибої виробки для навантаження на нього вугілля використання установки утруднено й небезпечно. Відомо багато скреперних пристроїв для транспортування гірської маси та вугілля в гірничих виробках. Найближчим пристроєм, визначеним за прототип, є скреперний пристрій для транспортування гірської маси під час проведення горизонтальних нарізних і відкаточних гірничих виробок вузьким ходом [див. Я.Б. Кальницуий, М.М. Богорац, Скреперные установки для подземных работ. Госнаучтехиздат. М., 1962г.]. Руда (гірська маса) із вибою за допомогою скрепера поступає на полок, розміщений на штреку, потім в рудоспуск і звідти у вагонетку. Потрібна продуктивність скреперування невелика. Враховуючи обмежений переріз гірничої виробки, ширина скреперних установок приймається не більше 1м, а його місткість 0,16-0,25м3. Як основні резерви збільшення продуктивності і поліпшення експлуатаційних показників скреперні установки забезпечено двома або декількома ковшами (скреперами). По цій схемі скрепери розташовуються послідовно на деякій відстані один від одного. Така - естафетна - схема використовує варіант, при якому два скрепери розміщено на відстані 2-5м один від одного. При цьому головний скрепер розвантажується в рудоспуск, а інший залишає руду на ґрунті виробки. Навантаження і розвантаження залишеної руди проводиться першим скрепером під час короткого додаткового рейса. Скреперна доставка під час проходження горизонтальних відкаточних виробок використовується порівняно рідко. Основними причинами цього явища є: - необхідність частого перенесення вибійного стояка, який використовується для розкріплення, оскільки із збільшенням відстані скреперування продуктивність доставки різко зменшується; - захаращення виробки полком, який доводиться розміщувати на осі відкаточного штреку, є перешкодою для пропуску вантажів по штреку; - незручність в обслуговуванні через неможливість бачити забій, а отже, і неможливість забезпечити заповнення скрепера. Застосування дистанційного керування в цьому випадку виключається, оскільки неприпустимо перебування скрепериста в небезпечній зоні вузької виробки поблизу від скрепера і канатів, які постійно рухаються. Все це викликало необхідність в розробці установки нового типу для безперервної конвеєризації вугілля в нарізної гірничої виробки, яка дозволить спростити технологічний цикл робіт, збільшити швидкість проходки, автоматизувати окремі операції з дистанційним їх управлінням. У основу запропонованої корисної моделі поставлено завдання зі створення такої установки для транспортування вугілля під час проведення нарізних гірничих виробок вузьким ходом на малопотужних вугільних пластах, в якій зміна конструкції тягового органа та пристрою для переміщення вугілля дозволила переміщати останнє на штрек безперервним потоком по виробці без присутності в ній людей. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в установці для транспортування вугілля під час проведення нарізних гірничих виробок вузьким ходом на малопотужних вугільних пластах, яка містить вантажну лебідку до барабана якої приєднано тяговий орган, лебідку холостого ходу та пристрій для переміщення вугілля, виконаний у вигляді скребків, згідно з корисною моделлю, тяговий орган виконано у вигляді двох вантажних канатів, кінці яких з одного боку закріплено на барабанах лебідки, а з другого - до рами комбайна через блоки, скребки пристрою для переміщення вугілля розміщено між канатами, з'єднано з ними втулками з можливістю обертання на 90° відносно осі їх закріплення та кроком переміщення по виробці 1,0м під час зворотнопоступального руху. На Фіг.1 наведено запропоновану установку, вигляд зверху; на Фіг.2 - те ж, вигляд збоку; на Фіг.3 - наведено скребок; на Фіг.4 - те ж, вигляд збоку; на Фіг.5 - наведено скребок, закріплений на канатах, вигляд збоку. Установка для транспортування вугілля містить вантажну лебідку 1, барабани 2 вантажної лебідки, лебідку 3 для повернення канатів (холостого ходу), барабан 4 лебідки 3, вантажні (тягові) канати 5, канат 6 холостого ходу, блоки 7 для канатів 5, стояк 8 для розпору між ґрунтом і покрівлею, втулки 9 с поперечним пазом для канатів, скребки 10, втулки 11 для кріплення скребків, захвати 12 у вигляді вилки й упорні полиці 13 скребків. Крім того, на Фіг.1 і 2 наведено комбайн 14, відкаточний штрек 15, нарізну виробку 16 та вугільний пласт 17. Запропонований пристрій працює так. По пласту, що виймається, з боку відкаточного штреку 15 проводять нарізну виробку 16 комбайном 14 на глибину, наприклад, 5 м. В задній частині комбайна у рами закріплюють два блоки 7. На відкаточному штреку 15 біля вікна нарізної виробки 16 встановлюють вантажну лебідку 1 з навитими на барабани 2 вантажними канатами 5, на яких з інтервалом 1 м жорстко закріплено втулки 9 з поперечним пазом. Кінці вантажних канатів 5 пропускають через блоки 7 і з'єднають між собою. Поряд з вантажною лебідкою 1 встановлюють лебідку 3 з навитим на барабан 4 канатом 6, другий кінець якого з'єднують із з'єднаними кінцями вантажних канатів 5. На вантажні канати 5 від вантажної лебідки 1 до комбайна 14 приєднують скребки 10 на відстані 1 м один від одного за допомогою закріплених на них втулок 11 із захватами 12 у вигляді вилки. Захвати 12 скребка 10 вставляють в поперечні пази втулок 9 між двома вантажними канатами 5, так, щоб упорні полки 13 скребка 10 розміщувалися під канатами 5. Електродвигун вантажної лебідки працює постійно з обертанням в одному напрямі, при цьому барабан лебідки обертається циклами, з проміжками, які дорівнюють довжині просування каната за цикл - 1м. Потім барабан 2 лебідки 1 виходить із зачіплювання з двигуном. Під час цього лебідка 3 холостого ходу повертає вантажні канати 5 в початкове положення. Під час руху вантажних канатів 5 у напрямі штреку, скребки 10 опускаються у відбите вугілля й переміщають його у напрямі штреку на 1м. Розміщення скребка 10 у вертикальному положенні здійснюється за допомогою його упорних полків 13, які спираються знизу в натягнуті канати 5. Під час руху останніх у напрямку забою за допомогою лебідки 3 для повернення канатів, скребки 10 підіймаються над вугіллям, який потрібно транспортувати, а під час руху канатів 5 у бік штреку скребки знову приймають вертикальне положення і переміщають вугілля у напрямі штреку на 1м, наприклад, за 5 секунд. Нарізна виробка проводиться теж циклами переміщення нарізного комбайна по виробці на 0,5м. Тому вслід за комбайном переміщається і жорстко пов'язаний з ним стояк8 для розпору між ґрунтом і покрівлею, який перешкоджає переміщенню комбайна у зворотному напрямі під час транспортування вугілля уздовж виробки на штрек. Після переміщення комбайна на 1м біля барабана 2 вантажної лебідки 1, при ослабленні вантажних канатів 5 проводиться нарощування конвеєра додатковим скребком шляхом установки захватів 12 скребків 10 в поперечні пази втулок 9, які жорстко закріплено на канатах 5. Запропонована установка для транспортування гірської маси в нарізній гірничій виробці перетином від 0,3 до 1,0м2 і більше дозволить збільшити продуктивність транспортування гірської маси від 20 до 40т/год, а отже, і швидкість проведення нарізної виробки. Продуктивність транспортування гірської маси, із застосуванням скреперної установки, вибраної за прототип, в аналогічних умовах, складає 2-3т/год. Крім того, всі операції по транспортуванню вугілля в нарізній гірничій виробці здійснюються без присутності людей в зоні роботи установки з дистанційним управлінням і автоматизацією окремих операцій, цю значно підвищує безпеку праці робітників.