|
Проблема и ее связь с научными и практическими задачами.
В настоящий момент при отработке тонких пластов мощностью 0,8 – 1,2м наиболее актуальным является вопрос повышения качества добываемого угля. Поэтому создание и внедрение высоконадежных и энерговооруженных очистных комбайнов, обеспечивающих работу с нагрузками 1,5 – 2,5 тыс. тонн в сутки без присечек боковых пород, должно обеспечить значительное повышение качества добываемого угля (снижение зольности в 1,5 – 2 раза), что особенно важно при добыче энергетических углей.
Постановка задачи.
Перед институтом «Донгипроуглемаш» была поставлена задача создания базового образца очистного комбайна нового технического уровня с повышенной надежностью приводов исполнительных органов для замены выпускаемых до настоящего времени комбайнов К10ЗМ, 1К101, 1К101УД и других, которые не могут эффективно применяться в диапазоне пластов от 0,8 до 1,2 м без присечек боковых пород.
Изложение материала и результаты.
В период 1991-1999 гг. в Украине наблюдался заметный спад добычи угля, одной из основных причин которого являлось неоправданно широкое применение устаревшей горной техники, и, прежде всего, очистной, освоенной серийным производством 25-35 лет назад. Применяемые для выемки пластов мощностью 0,85-1,3 м очистные комбайны КА80, КЮЗМ, 1К101У, 1К101УД имеют низкую энерговооруженность привода резания и, следовательно, низкую производительность. Кроме того, комбайн 1К101У, являющийся самой массовой выемочной машиной на шахтах Украины, требует проведения большого объема работ по предварительной подготовке ниш больших размеров (до 7 м) и имеет механизм подачи с открытой цепью, что является источником травматизма рабочих [1].
С целью создания базового образца очистного комбайна нового технического уровня институтом «Донгипроуглемаш» в 1999 г. были разработаны очистные комбайны УКД200 и УКДЗ, при создании которых были решены следующие задачи:
- обеспечение комплексов 1МКДД, 1МКД90, 1МКД80 очистным комбайном, имеющим с ними одинаковый диапазон по вынимаемой минимальной мощности пласта;
- обеспечение минимальной вынимаемой мощности пласта от 0,85 м, вместо 0,95 м у комбайнов 1К101 и 1К101УД, и, следовательно, снижение величины присечки боковых пород;
- повышение производительности до 5 т/мин за счет увеличения энерговооруженности привода резания до 200 кВт;
- повышение надежности и долговечности деталей и сборочных единиц приводов исполнительных органов, обеспечивающих увеличение ресурса до капитального ремонта до 500 тыс. т.;
- уменьшение непроизводительных затрат времени на устранение отказов за счет повышения надежности зубчатых передач и подшипниковых узлов.
С 2001 года АО «Новокраматорский машиностроительный завод» был начат выпуск комбайнов УКД200 и УЬСДЗ, которые успешно прошли промышленные испытания. Наилучшие показатели работы опытных образцов комбайнов были достигнуты в условиях шахт им. А. Ф. Засядько, им. Космонавтов и «Южнодонбасская №1». По итогам конкурса на лучший экспонат V международной специализированной выставки - ярмарки «ЭКСПО-УГОЛЬ 2002», проходившей 10-13 сентября 2002 года в г. Кемерово (Российская Федерация), представленные заводом-изготовителем узкозахватные очистные комбайны УКД200 и УКДЗ были отмечены дипломом II степени [1].
По результатам эксплуатации комбайнов УКД200 институтом «Донгипроуглемаш» в 2004 г. была выполнена корректировка конструкторской документации комбайна, основной целью которой были повышение его энерговооружённости, надёжности и эксплуатационных качеств. Модернизированный комбайн получил название УКД200-250, производство которого было освоено заводом ЗАО «Горловский машиностроитель» с декабря 2004 г. Затем по результатам эксплуатационных и квалификационных испытаний двух головных образцов комбайнов УКД200-250 с электродвигателями ЭКВК4-220 мощностью 220 кВт было принято решение об их постановке на серийное производство.
За период 2005 - 2007 гг., с целью повышения надежности работы комбайна, конструктивным изменениям подверглись отдельные силовые узлы, детали и корпуса редукторов комбайна, входящий в его состав электродвигатель ЭКВК4-220 и применяющаяся в комплексе с комбайном ВСП.
Так, в основном редукторе модернизации подверглись установка первого вала, второй, третий и шестой валы. В корпусах основных редукторов были усилены завальная и забойная стенки и места силового соединения с порталом и опорной балкой.
В поворотных редукторах были усилены корпуса и модернизированы уплотнительные узлы выходных валов.
Были введены исполнения комбайна со шнеками диаметром 900 мм и захватами 700 и 800 мм.
Кроме того, был усилен портал комбайна и изменена конструкция опорной балки, в которую было встроено стяжное устройство, позволяющее, совместно с установленным в портале нажимным устройством, плотно прифланцевать двигатель к корпусам редукторов.
Модернизации также подверглись гидросистема и система охлаждения и пылеподавления комбайна.
Наиболее частой причиной простоев первых образцов комбайна являлись отказы электродвигателя ЭКВК4-220, в связи с чем ГП «Донгипроуглемаш», совместно с институтом-разработчиком электродвигателей УкрНИИВЭ, было разработано новое исполнение электродвигателя ЭКВК4-220 с повышенной эффективностью теплоотвода и улучшенной центровкой двигателя относительно редуктора. Постоянная комплектация комбайнов электродвигателями ЭКВК4-220 нового исполнения была начата с июля 2007 г.
Ненадежная работа первых образцов электродвигателей привела к тому, что параллельно с модернизацией электродвигателя ЭКВК4-220 к разработке нового электродвигателя была привлечена польская фирма «DAMEL». Разработанные ей электродвигатели SG8 380М-4 прошли приёмочные испытания в условиях шахт «Павлоградская» и имени Н.И.Сташкова ОАО «Павлоградуголь» и были рекомендованы к серийному производству.
В настоящий момент потребители могут заказывать комбайн электродвигателем ЭКВК4-220 производства УкрНИИВЭ, так и с электродвигателем SG8 380М-4 фирмы «DAMEL».
В связи с тем, что применяемая в комплексе с комбайном серийная вынесенная система подачи (ВСП) имеет ряд недостатков: ограниченные тяговые характеристики; высокую аварийность основных составных частей вынесенной системы подачи - электромагнитных муфт скольжения (ЭМС) и ограниченную длину лав (до 200 м) институтом «Донгипроуглемаш» была разработана вынесенная система подачи усиленная (ВСПУ) с воздушно-водяной системой охлаждения ЭМС и максимальным рабочим тяговым усилием до 250 кН., что позволило использовать комбайн в лавах длиной до 250 м.
Институт постоянно работает над усовершенствованием конструкции комбайна с целью повышения его долговечности и более полного удовлетворения запросов потребителей, возникающих при разработке пластов со сложными горнотехническими условиями. Так, в III и IV кварталах 2008 г. планируется изготовление и проведение приемочных испытаний опытного образца высоконапорной системы орошения в составе комбайна УКД200-250.
В повышении надежности работы комбайна ключевую роль играет качество его изготовления. В течение 2007 г. заводом-изготовителем ЗАО «Горловский машиностроитель» была освоена расточка всех корпусных деталей на станках фирмы «Skoda» и введены в работу новые зубофрезерный и профилешлифовальные станки немецкой фирмы Gleason-PFAUTER, что позволило освоить производство редукторов с деталями зубчатой группы 5-й и 7-й степеней точности.
На 01.03.08 г заводом ЗАО «Горловский машиностроитель» было выпущено 40 комбайнов УКД200-250, работающих в составе очистных комплексов 1МКДД, 1МДМ, 1МКД80, 1МКД90, 1МКД90Т, 1МДТ, оснащенных скребковыми конвейерами типа СП26, СП26У, СП250, СП251, СПЦ26, СПЦ163, СП301М/90У3, СП36 или их аналогами.
Наилучшие показатели работы комбайнов (на 01.01.08г.) достигнуты ш/у «Южнодонбасское №1» - 1027,12тыс.т. и шахтой им. А.Ф.Засядько - 900,5 тыс. т. Наибольшая среднесуточная нагрузка была достигнута на шахте им. А.Ф.Засядько и составила 1597 т.
Общий объем добычи комбайнов УКД200-250 составил 10241,41 тыс.т. при среднем сроке эксплуатации комбайна 11,4 мес.
Выводы и направление дальнейших исследований.
В данное время очистной комбайн УКД200-250 является самым востребованным для отработки тонких пластов. Коэффициент использования комбайнов УКД200-250 составляет 0,65, в то время как коэффициент использования других комбайнов (1К101, 1К101УД, К103М, КА80, МК67М) для тонких пластов не превышает 0,3.
В настоящий момент институт «Донгипроуглемаш», совместно с заводом-изготовителем ЗАО «Горловский машиностроитель», продолжает проведение мероприятий по повышению надежности работы очистного комбайна УКД200-250.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
-
Стадник Н.И., канд. техн. наук; Бойко Г.Г., Рябченко А.С. - инженеры (ГП «Донгипроуглемаш»). Очистные комбайны УКД200 и УКДЗОО для эффективной отработки тонких пластов. Уголь Украины 2003. № 9. Стр. 19-22
К началу страницы
|