УДК 622.232.75 (73 + 430)

Струговая технология на шахтах США

Штефан Баукманн, управление товарным производством, отделение «Продакт Гоупп Лонгволл» компании «Бьюсайрус Юэреп ГмбХ», Люнен, Германия.

Статъй из журнала Glückauf Mining Reporter 1-2011

Несмотря на то, что автоматизированные струговые системы компании «Бьюсайрус Юэреп ГмбХ» (Ducyrus Europe GmbH), Люнен, Германия, эксплуатируются в таких странах, как КНР, Чехия, Германия, Казахстан, США, Мексика, Польша, Украина и Россия, Северная Америка без особого энтузиазма относилась к данной технологии. Такое сопротивление использованию струговой технологии объясняется восприятием функционирования стругов, которое восходит к периоду 1970-х и 1980-х годов, когда струговые системы не были автоматизированными и не могли обеспечить заданную глубину резания, а также такую мощность резания и транспортировки, как современные системы. Тогда отсутствие необходимых средств автоматизации значительно осложняло управление установками, при этом передвижку секций щи-товои крепи приходилось осуществлять вручную, что означало обязательное присутствие персонала в лаве.    ¹

Б настоящее время автоматизированное обеспечение последовательности операций выемки, точный контроль глубины захвата, более высокая установленная мощность струга и автоматизация передвижки секций крепи вносят свой вклад в радикальное повышение уровня безопасности и эффективности струговых систем при работе на пластах средней и малой мощности (рис. 1). В то время как очистной комбайн может работать на пластах мощностью от 60 дюймов до 20 футов и более (1,5-6,0 м), их использование на пластах мощностью менее 79 дюймов (2,0 м) зачастую считается менее эффективным, чем использование стругов. Струги обеспечивают наиболее эффективную работу на пластах мощностью от 24 дюймов (0,6 м) до 91 дюйма (2,3 м).    .....

В данной статье сначала представлен краткий исторический обзор опыта использования струговых систем в США, затем дана характеристика

Автоматизированные струговые системы компании »бьюсайрус« (Bucyrus) эксплуатиру. ются во многих странах мира, где выемка угля осуществляется длинными забоями. В США сопротивление использованию струговых систем было продиктовано опытом их эксплуатации в 1970-х и 1980-х годах, когда струговые комплексы обладали низкой установленной мощностью и не были оснащены какими-либо средствами автоматизации, обеспечивающими необходимый контроль прямолинейности эабол и поддержание требуемой глубины захвата. В противоположность этому современные автоматизированные струговые системы, установленная мощность режущего органа которых составляет 2x1080 л. с. (2 х 800 кВт), в сочетании с полной автоматизацией процесса передвижки секций забойной крепи, обеспечивают высокую производительность добычи -чистого продукта» на пластах мощностью менее 71 дюйма (1,8 м). В статье представлен небольшой экскурс в историю использования струговой технологии в США и а качестве сравнения описан опыт применения современной автоматизированной струговой системы, введенной в эксплуатацию в 2010 г. на шахте »Пиннэкл- (Pinnacle).

автоматизированных функций и преимуществ мощной автоматизированной струговой систе-7П1п°_г^Мк^аНИИ «Бьюсайрус», которая в ноябре «Пмми^п'^Лас^ВВеде^^а-^{в экспл}Уатацию на шахте Ви_Р™„™ (с^В„⁶™“    в    “"„те    Западная

Общая историческая справка

СЯ^ИК³⁰1⁶9^Р41^Тег^{НИе СТРУГЗ В ГеРМЭНИИ} ОТНОСИТ' ^П03днее конструкция струга

(Wilhebn⁰Löhh^T^{HCTBOBaHa Вильгельм}ом Лёббе л ^{глаеным} инженером компании ныи R “ ^Нен>> (^пР^едшественница компании «Бьюсаирус^Юэреп»), Целью данных усовершенствований была попытка модернизации И механизации процесса подземной выемки3 До этого Леббе изобрел «панцирный конвейер» или забойный скребковый конвейер (AFC) Леббе увеличил производительность струга

1Г^{МеНЬШ8НИЛ глубины за}^ата и повышения скорости резания. «Быстрый струг» имев-

ло^И2 rSoTrT/v Гпп^ЩНп^С7^Ь двигателей око-г,р,ог    ^кВт)/    впервые    в    1950    г

рЙкиГтTi oooW ^{добычу угля 6олее 1100 К0}‘

новГенивс м ^{к середине 19}80-х годов установленная мощность двигателей cmvra иезко

52 ² - 340 л. с. (2 х 250Zl С тем прутка сточго^“°^ВаТЬТс^КОЙ юности, диаметр чтолоз^пыпп ^{Ц0ПИ л} увеличен до 34 мм,

°™ ^А0СУГ^{Ь скорости} движения струга зьо футов/мин (1,8 м/с) (рис. 2).

История струговой выемки в США

Б ноябре 1951 г. на шахте «Стоутсбери» (Stotesbury) №11, Хелен, штат Западная Виргиния, был введен в эксплуатацию высокоскоростной струг, разработанный компанией «Вестфалия Люнен» (Westfalia Lünen). Длина лавы, отрабатываемой обратным ходом, составляла 330 футов (100 м). Отрабатывался пласт средней мощностью 33 дюйма (0,8 м), забойная крепь состояла из шарнирных составных верхняков, которые удерживаются на месте за счет трения, и деревянных стоек. Предусмотренное планом горных работ удаление стоек позволяло осуществлять обрушение кровли позади зоны очистных работ. В период с ноября 1951 г. по июль 1953 г. при помощи струга было добыто 119 ООО кор. т угля (103 000 т) при среднесменной производительности 20 кор. т (18 т), После этого струговая установка была перевезена на шахту «Стоутсбери» № 8, где к моменту закрытия шахты в 1956 г. было произведено 9S0 000 кор. т (889 000 т) угля.

Рис- 2. Струговая установко о лаве шахты ЧРЦСШЯ), прибл. в 1980 г»

Впоследствии создание гидравлической крепи сделало выемку угля длинными забоями высокоэффективной технологией. В 1960 г. струговая лава на шахте «Кистоун» (Keystone) (штат Западная Виргиния) была оснащена механизированной панцирной крепью со сдвоенной рамой, разработанной компанией «Вестфалия Люнен». Достигнутые результаты привели к тому, что еще на двух других шахтах лавы были оборудованы такими же системами. Шахта «Колперстон» стала первой в США, где суточная нагрузка на лаву достигла 5 000 кор. т (4 536 т).

В1961 г. отработка горизонта Eagle Seam (карбон) в штате Западная Виргиния, где использовалась камерно-столбовая система разработки, велась в течение нескольких месяцев с крупными убытками из-за значительных расходов, связанных с выходом до 40 % некондиционногопродук-та, и затрат на материалы для забойной крепи, которые составили 50 центов/т товарного угля. В1964 г. компания перешла на отработку длинньн ми забоями с использованием системы, состоящей из струга и панцирной крепи со сдвоенной рамой, изготовленных компанией «Вестфалия Люнен». Среднесуточная нагрузка на забой в первых четырех группах камер достигла 1 386 кор. т (1257 т), а в пятой - 1 556 кор. т (1 412 т). К 1970 г. более 20 забоев были оснащены высокоскоростными стругами и панцирной крепью.

Почему предпочтение отдавали камерно-столбовой системе разработки

До 1970-х годов, то есть еще до того, как на американских шахтах рассматривалась возможность применения способа разработки длинными забо^ ями, условия для применения камерно-столбовой системы разработки в основном не были благоприятными. Разработка длинными забоями использовалась только в тех случаях, когда управление •фовлей невозможно было осуществлять традиционными способами, применяемыми в условиях ка-^1ерно-столбовой системы. Более высокий уровень онцентрации горных работ и более эффективные условия вентиляции имели второстепенное значе-тпо' ^{Роме того}< капитальные затраты на подго-J Участка для отработки камерно-столбовым п    были    и    остаются    существенно ниже, чем

’ ^отР^аботке длинными забоями.

Недостатки конструкции ранних стругов

Первые струги обладали малой установленной мощностью режущего органа и передвигались с низкой скоростью. Это явилось причиной их небольшой производительности. Кроме того, струги малой мощности сталкивались с серьезными проблемами при работе по очень крепкому углю или при преодолении участков нарушенно-сти пласта (рис. 3).

Не было возможности эффективного контроля глубины резания, как это делается в случае использования механизированной щитовой крепи, подаваемой на забой при помощи гидравлической системы передвижки секций крепи. Даже при выдерживании постоянного усилия подачи режущего органа на забой глубина резания варьируется вдоль линии забоя в зависимости от изменения твердости угля в пласте. В результате невозможно было обеспечить абсолютную прямолинейность линии забоя, поэтому зачастую требовалось производить дополнительное выравнивание линии забоя. Если линия забоя неровная, цепь забойного скребкового конвейера и приводная цепь также расположены не прямолинейно, что приводит к потерям вследствие трения и увеличения степени износа. Корректирующее резание связано с дополнительными затратами времени и является непроизводительным, так как отбивается лишь небольшая часть забоя, а струг затрачивает дополнительное время на ускорение и торможение. Кроме того, при проведении работ в забое, включая крепление, требуется присутствие персонала в лаве, а отсутствие средств автоматизации усложняет процесс управления всей системой. Эффективность рабочего процесса может быть обеспечена только при условии, что струговая бригада обладает достаточным опытом и располагает всей необходимой информацией.

Однако с конца 1970-х годов, когда разработка новой технологии и увеличение установленной мощности позволили повысить уровень безопасности и производительность оборудования при более низких эксплуатационных издержках, система разработки длинными забоями стала более привлекательной.

В это время многие шахты перешли от использования стругов к очистным комбайнам, что обусловлено следующими преимуществами комбайновой технологии: большая ширина захвата и более стабильный шагподвигания-до 31 дюйма (80 см), более высокая установленная мощность двигателей, что обеспечивает увеличение производительности добычи рядового угля и способность вынимать очень крепкий уголь, преодолевая геологические нарушения. Эти преимущества фактически были сведены на нет благодаря повышению скорости движения стругов до 720 футов/мин (3,6 м/с), увеличению установленной мощности двигателей и объемов отбойки угля стругом - в случае стругов компании «Бьюсайрус», что будет показано ниже. В настоящее время в результате автоматизации струг обеспечивает фактически такую же прямолинейность забоя, как и шнековый комбайн (рис. 4).

Преимущества системы разработки длинными забоями

Способ разработки длинными забоями позволяет обеспечить высокую концентрацию горных работ, оказывая положительное влияние в целом на инфраструктуру, а именно транспорт угля, вентиляцию, перевозку персонала и оборудования а также на электроснабжение.    ’

Механизированная забойная крепь позволяет повысить эффективность управления кровлей и обеспечить безопасность работы 8 сложных горно-геологических условиях, Это особенно важно, учитывая рост глубины разработки. При использовании камерно-столбовой системы разработки на большой глубине снижается коэффициент извлечения угля вследствие необходимости оставления целиков большего размера. Невозможность соответствующим образом извлекать целики угля из-за высокого горного давления и в дальнейшем будет приводить к уменьшению общего объема извлечения запасов. Увеличивается «время выемки», так как забойное оборудование работает постоянно в одном месте. Нет необходимости в мобильности забойного оборудования, соответственно его можно сделать очень прочным, сократив при этом время и расходы на техническое обслуживание и ремонт.

Выемка длинными забоями представляет собой высокоэффективную технологию добычи УГЛЯ при этом наиболее близкой к ней с точки зрения общего объема извлечения запасов является камерно-столбовая система с обратным порядком отработки.

Способ разработки длинными забоями кроме этого позволяет ограничить объемы анкерного крепления в лаве и минимизировать пoтpeбJ ность в инертизации (осланцевании) угольной пыли в местах сопряжений, что способствует ослаблению мощности взрывов. К преимуществам относится также отсутствие необходимости в проведении взрывных работ, в результате чего уменьшается опасность, связанная с обращением и хранением взрывчатых веществ под землей. Система транспортировки угля более простая, управление системой вентиляции более эффективное, а оседание поверхности более предсказуемое. В целом способ разработки длинными забоями обеспечивает наилучшие условия для «комплексной автоматизации», что позволяет вывести операторов из очистного забоя и разместить их в более безопасном и «экологически чистом» месте.

Факторы, способствующие росту эффективности

Геологические условия, такие, как мощность пласта, угол падения, структура и прочностные характеристики вмещающих пород, горное давление и наличие нарушений, оказывают важное влияние на эффективность системы разработки длинными забоями.    '

Горные машины, забойные конвейер и крепь также оказывают большое влияние, как и схема горных выработок. Уровень профессиональной подготовки персонала и его опыт эксплуатации систем механизации и автоматизации также являются определяющими факторами.

В условиях, когда во всем мире убывают запасы угля, содержащиеся в мощных пластах, важным является то, что пласты угля средней и малой мощности при этом не утрачиваются вследствие их «стерилизации», обусловленной отработкой в первую очередь залегающих под ними мощных пластов угля. Современные струговые комплексы компании «Бьюсайрус» позволяют извлекать сначала верхние менее мощные угольные пласты, обеспечивая при этом то, что ценный уголь не будет навсегда похоронен. Благодаря этому появляется возможность расширить объем извлекаемых запасов за счет тех, которые ранее рассматривались как неизвлекаемые, либо с точки зрения безопасности, либо с экономической точки зрения.

Недостатки

Основной недостаток способа отработки длинными забоями - это высокие капитальные

затраты на забойное оборудование и персонал, необходимый для установки оборудования. Кроме того, требуется оборудование для подготовки выемочных штреков, что отнимает много времени и связано со значительными затратами при низкой окупаемости капиталовложений. При использовании способа отработки длинными забоями и сочетании с очистными комбайнами также необходима высокоэффективная система вентиляции для решения проблем пыле- и метановыдоления.

Вследствие высокого уровня интеграции оборудования отказ одной из составных частей системы приводит к нарушению функционирования всей системы. Кроме того, в силу сложности системы небольшие компании могут сталкипаться с проблемами, связанными с привлечением специально обученного персонала, что необходимо для эффективной эксплуатации оборудования для длинных забоев.

0|.|НИМ.1ПМ|Н1 МОЩНОСТЬ 11ЛЛС1Л, м

Рис. В. Срлннлнио сопрсмнннык с фу* юпых систем большой мощности о очистными ком-бвйнлми при роботе п эпбонх пысо-той мокла 01 дюйма (2,3 м)

Струг или очистной комбайн

По сравнению с выемочным комбайном корпус струга имеет более простую конструкцию, что позволяет обслуживать его неспециализированному персоналу. Струг обязательно представляет собой стальной «скульптурно фрезерованный» агрегат, оснащенный регулируемыми резцами и револьверными головками, размещенными в стратегически важных местах, при этом отсутствуют подвижные части или датчики. Все сложные узлы находятся на торцевых поверхностях, что обеспечивает легкий доступ для проведения технического обслуживания. И наоборот, если очистной комбайн сложной конструкции остановится где-нибудь в длинном забое, доступ к конструктивным элементам обычно затруднен {особенно, на пластах малой мощности), поэтому тяжелую машину необходимо транспортировать в удобное для проведения ремонта место. Замену любых деталей струга (направляющих, скользящих башмаков и резцов) можно производить непосредственно под землей, за счет чего увеличивается эксплуатационный ресурс и сокращается время простоя.

Но требуется присутствия п забое рабочих, обслуживающих машину. До создания стругов последит о поколения очистной комбайн мог oi-''II' более крепкий уют», чем струг, однако в н,к ^и"чцео время с ipyi и компании "Пыотйрус» ^У' ('лбощн, |ю утю юной же крепости, как '"iiu тыс компании бпш одари упепичемиюупа ¹ «лепной мощное hi днщ щепой,

''Юмочнью комбайны иредпа точены для дамп'¹ 11,1    ,1'⁴    "0111)101    1ЫО    О!    (>П    дюймов

поди м ^И|,"'^|1ЧЧ¹ '■ 6,0ну однако, их нрот Мея    ^11,1 ннжлен ч при рабще на iwiai lax

Дач i'V    ‘’дтиптцЛО    м)    i    ipyi,    оста

 ........«-*.....■........ ip\KHIK’)i    MO'KOI    рабО

Лае l n'l"'¹''*    ^|'^,0|Н^,|0' 0*10 11 Л дюйм рун м! По

и,,,, |¹ '^''жние н, и шяокан, и ешь и i ид,к юн, ра . индвятч. ............    .    ................

Рис, 0. Виды ввтомв-тнанроавнных струговых систем

Рис. 7. У совершенстве ea иное про-    COO-i

грамм нов обо сп в-    ⁸⁰⁰*‘

чвиме системы глт/ализацни для управления подвигами«»« забоя

Струг незаменим в условиях изменчивости угла падения пласта. Струг может производить выемку угля в лавах с углом падения до 45° (очистной комбайн - до 20°), а именно по восстанию до 45° и по падению - до 20°.

Эффективность работы очистных комбайнов и струговых установок сопоставима в условиях выемки угля из нарушенных пластов, однако, струговые установки более легко справляются с неровностями почвы. Отношение установленной мощности к высоте пласта для очистного комбайна лимитировано, так как уголь, для того чтобы попасть на забойный конвейер, должен перемещаться под корпусом комбайна (рис. 5). Кроме того, на тонких пластах для подачи угля, отбиваемого режущими барабанами комбайна на забойный конвейер, остается весьма ограниченное пространство, что обусловлено размерами и положением поворотных редукторов комбайна. В результате зачастую уменьшается размер кусков отбиваемого в процессе вращения режущего барабана угля, при этом увеличивается выход угольной мелочи, которая должна подвергаться обогащению.    '

Риє. 8. Управление горизонтом выемки

Благодаря меньшей глубине резания при работе струговой установки обеспечиваются более безопасные условия даже в случае слабых пород кровли, тогда как низкая прочность пород кроапи при работе очистного комбайна может стать причиной их обрушения. Как струговые установки, так и очистные комбайны могут эксплуатироваться при аналогичных состояниях пород почвы.

Струговые установки обеспечивают более равномерный грузопоток, и нет при этом ограничений в погрузке угля на забойный скребковый конвейер как в случае с основной рамой комбайна.

Современная струговая технология

Компания «Бьюсайрус» предлагает два типа струговых установок: «Райсхакенхобель» (с опорной подконвейерной плитой) и «Гляйтхобель» (GH или струг скользящего типа).    '

Струговая установка «Райсхакенхобель* RHH 800 предназначена для работы на пластах от мягкого до крепкого угля мощностью 31,5-63 дюйма (0,8-1,6 м) и оснащена двигателями установленной мощностью 2 х 540 л. с. (2 х -400 кВт); максимальная скорость движения струговой уста-^Ф'^^0в/мин (2-5 м/с), максимальная

Ж^Р*^{аНИЯ по МЯГК0М}У Улю - 6 дюймов (lbU мм) при длине лавы до 984 футов (300 м).

Струговая установка «ГляЙтхобель* GH

нргкпли^6Дя^аЗНаЧ“^{На для} Р^аб°^Ты на пластах м ^{большеи}мощности39-79дюймов(1.0-паигл ^М“^Я ТаКУ^Ю же установленную МОЩНОСТЬ

2ия£Л^еИ' ^{Как и RHH 800}'^эта установка обеспечивает более высокую максимальную скорость

ГГ^{ИЯ - 600} футов/мин (3,0 м/с) И больших-' GH кпл ^За*^{вата _ 7} дюймов (ISO мм). Установка ЛП ™ ^{также П}Р°^ИЗВ°ДИТ выемку ОТ МЯГКОГО

тов (350™)° ^{УГЛЯ ПрИ ДЛИНе Лавы до 1 1S0} _111И?_ИГ совершенной из рассматриваемые ма*

™паГН?Апп^Я^^{ТруГОвая} Установка скользко _мр 1600, Она предназначена для добычи ка-угля средней И Очень ВЫСОКОЙ крепости

(антрацита) на пластах мощностью 43-90,5 дюйма (1Д-2|3 м). Струговая установка GH 1600 оснащена двигателями установленной мощностью 2 х 1080 л. с. {2 х 800 кВт) и развивает максимальную скорость подачи 720 футов/мин (3,6 м/с); глубина резания по мягкому углю составляет 10 дюймов (250 мм) при длине лавы до 1 312 футов (400 м).

В Германии такие струговые системы последнего поколения позволили достичь производительности, которая вдвое превышает объем угля (самой высокой крепости), добываемый в лавах длиной 1 300 футов (400 м) на пластах мощностью 59 дюймов (1,5 м) (рис. 6).

Рис. 9. Струговая установка GH 9-30 с забойным скребковым конвейером PF 3-34 AFC pan для американской компании .Ю-Эс Стил-

Дозированная технология струговой выемки (фиксированная глубина захвата)

Основным условием высокой эффективности струговой технологии является наличие системы дистанционного контроля и точной регулировки глубины захвата, благодаря чему обеспечивается прямолинейность линии забоя. Это достигается благодаря так называемой системе дозированной выемки (incremental plowing), которая является уникальной особенностью струговых установок компании «Бьюсайрус». При эксплуатации традиционных струговых установок задается только усилие «подачи» струга на забой, а не глубина захвата. В результате глубина захвата изменяется в зависимости от крепости угля. При исполь-зованиисистемы дозированной выемки компании «Бьюсайрус», когда осуществляется электронное управление точностью заданного параметра, выемка угля производится на заданную глубину захвата, независимо от крепости угля, геоло-гического^строения угольного пласта и наличия включений. В результате достигается равномерная нагрузка на конвейеры и постоянство скорости подвигания лавы (рис. 7).

Оборудование, входящее в состав стругового комплекса - струговая установка, забойный скребковый конвейер и секции щитовой крепи - может быть размещено там, где это необходимо (змеевидное залегание, наличие сдвигов и прочее).

Система является саморегулирующейся, предотвращая слишком сильное прижимание рабочего органа^ плоскости забоя или наоборот недостаточный нажим, обеспечивая при этом прямолинейность линии забоя, независимо от геологических условий.

Управление горизонтом выемки

Струговые установки способны преодолевать олнистость угольного пласта более эффективно, нов ^ком°^а^^НЬ|' благодаря чему струговые уста-овки осуществляют селективную выемку без при-

сниж ^{вме1цаЮ[дих} пород, обеспечивая тем самым тоебн ^{НИе ИЗН0са} Оборудования и уменьшение по-эатпат⁰™ ^{В энергии} Резания, а также снижение n-rvL Посещение угля и удаление шахтных ^От*одов (рис. 8).

хпо^кд^{0 угольнь}’й пласт может иметь на-Системд ^П° ^{падению}' ^{так и по} простиранию, пзнии ^^УПра?^лен“я горизонтом выемки ком-Ние ^сайрус” обеспечивает такое движе-не ftuvnn ^корпУС струга не «зарывался» или Л0ГИЧегкм^{Л>> веерх}' ^если это не обусловлено гео_: ^пРевосхгт^МИ У^{СЛОвиям}и залегания пласта. Такой ^батьшать ^{Конгроль} позволяет также разра-^ниюлпгт ^Пласты' где в лавах наклон по восста-мя как пч^{ГЭет 45}°^{и по} падению - 20°, в то вре-

^Снахлоном¹до^НЬ20°^{КОМбаЙНЫ ра}®^{отают 0 лавах} GeTierated by CamScanner from intsig.com

В условиях высокой нагрузки и торможения. двигателей. Кроме того, ^си^;^ак^У^

Гм“—2™™-^в«^етя^^яй^нга^н^

ствует наиболее полному использованию энерги пезания за счет выбора соответствующей глуби-нь^захвата, а также предотвращения перегрева

^ДВДля обеспечения визуализации и установки параметров приводной системы в целом может использоваться устройство визуализации РМЦ V.

Защита от перегрузки

Система защиты от перегрузки предназначена для предотвращения повреждении, вызванных ударными нагрузками на привод, в результате чего уменьшается число обрывов цепи, увеличивается долговечность узлов и обеспечивается быстрый перезапуск.

Планетарная система защиты от перегрузок иЕб, разработанная компанией «Бьюсайрус», включает в себя интегрированный многодисковый блок сцепления, предназначенный для обеспечения скольжения с усилиями, не превышающими разрывной нагрузки струговой цепи. Если происходит блокировка цепи, система снижает вращающий момент редуктора и отключает приводы струга для предотвращения опасной пиковой нагрузки на цепь.

Забойный скребковый конвейер и рештаки

Предлагая широкий ассортимент рештаков для скребковых конвейеров, которые соответствуют определенной длине забоя и производительности, компания «Бьюсайрус» по разному подходит к изготовлению узлов, подвергающихся износу, и других конструктивных деталей. Очень прочные, износостойкие материалы используются для изготовления деталей, подвергающихся износу, в то время как конструктивные элементы изготавливаются из ударновязкой стали повышенной прочности. Изношенные верхние лотки рештака при необходимости заменяются непосредственно на месте.

Референтные проекты

Шахта «Пиннэкл»

В 1989 г. на шахте «Пиннэкл» компании «Ю-Эс Стил» (11Б Ббее1) введен в эксплуатацию первый в мире полностью автоматизированным длинный очистной забой без присутствия рабочих в лаве. На этой шахте-лаве используется автоматизированный струговый комплекс «Гляитхобель» компании «Вестфалия» Применявшаяся изначально ненадежная си-

Стил», выбрала дпЙмГ-г компании «Ю-Эс компании «Бьюсайрус» ™^{зированн}Ую систему забоев, сделала заключение ^{0Ч11СТНЫ}* ся наиболее безопасной    ^{0на явл}*ет-для выемки угля из пласта малой мощности ?росоЬоп1а$ N0. 3) на шахте «Пиннэкл».

п ?П10 г в состав комплекса входили приво-лы струга 2 х 815 л. с. (2 х 600 кВт), мощные ре-™ктооы Р-45 с системой защиты от перегрузок 11Е1_ струговая цепь калибра 42 х 137 мм, корпус струга СИ 1600 с двигателями общей мощностью 2 200 л. с. (1,6 МВт), усиленная резцовая система «Бьюсайрус 2003», сверхпрочные струговые направляющие, система управления стругом РМС-0 и увеличенное число домкратов

"“ГГлеГаТ'Гощноа’Лабойного скребкового конвейера РР 4 ^с°^{ставляе}^_в^^н!^С™'; шее время 2 х 815 л. с. (2 х 600 кВт), а скорость движения увеличена до 418 футов/мин

⁽¹Для^/компании «Клиффе» первый успешный опыт ознаменовал начало новои эры в деле повышения производительности и безопасности добычи угля на пластах малой мощности. Для компании «Бьюсайрус» это стало сигналом для начала общенационального продвижения самой прогрессивной и высокоэффективной технологии, которая должна сыграть важную роль в дальнейшем развитии угольной промышленности в Северной Америке.

Шахта-Богданка-

В марте 2010 г. польская горная компания |_иЬе15к1 \Уед1е1 Водйапка БА ввела в эксплуатацию автоматизированную струговую установку СН 1600 компании «Бьюсайрус», предназначенную для обеспечения высокой производительности добычи очень крепкого угля (антрацита). Система была выбрана для отработки пластов угля мощностью до 91 дюйма (2,3 м) на шахте «Богданка». Струговая установка оснащена двухскоростными двигателями мощностью 2 х 266/860 л. с. (2 х 210/630 кВт), а забойный скребковый конвейер оснащен двигателями мощностью 2x1 ОБО л. с, (2 х 800 кВт).

Уже в течение месяца со дня поставки комплекса новая лава практически превысила суточную плановую производительность - 11 023 кор. т (Ю 000 т), оговоренную в приглашении на тендер. Это стало и новым европейским рекордом для струговых лав, равно как и новым мировым рекордом суточной нагрузки на струговый длинный очистной забой на шахтах, использующих арочную крепь для поддержания выемочных штреков.

25 августа 2010 г. в длинном очистном забое, оснащенном струговым комплексом компании «Бьюсайрус», был установлен рекорд суточной производительности - 18 623 кор. т (16 894 т). Только в течение 10,5 часов работы струговая установка осуществила более 300 про; Г^В вдоль линин стругового забоя длиной дя .^ФутоД ²⁵⁰ м), пройдя в общей СЛОЖНОСТИ ннЛоэ 1 ^к,^{м) при} средней скорости движе-г Фута/мин (120 м/мин). Подвиганиезз-

соте ЕГ*⁰’¹ ^ (^{21,6 м}) ^ПР^И средней вы-⁹ дюймов (1,5 м), что является ¹¹ недостижимым для очистных ком-^{пластах} такой мощности. Это стал⁰ тот « гигантского прогресса, достигну-веп?мр«г?^{0СЛеДНИе десять лет}' ^в области со-стош-ппп“ ^{ЗНИЯ Техн}ологии и автоматизаций

струговой выемки.

«2*2* ^к.^{0мплекс} компании «Бьюсайрус*' ыи на шахте «Богданка», работзе

в автоматическом режиме, за счет чего обеспечивается значительное сокращение потребности в присутствии персонала в забое в процессе проведения очистных работ. Применяется способ дозированной выемки с точным соблюдением заданной глубины резания, независимо от крепости угля, строения угольного пласта и наличия нарушений.

Рис. 11. Распределение объемов добычи угля в США в зависимости от мощности пластов

Источник Annual Coal Report 2008, EIA

Система управления горизонтом выемки позволяет точно контролировать угол наклона струга, предотвращая зарывание или подъем корпуса струга, если этого не требуется с точки зрения гипсометрии пласта.

В середине 1990-х годов польская угольная промышленность отказалась от использования струговой технологии вследствие низкой производительности струговой выемки, что было обусловлено низкой мощностью двигателей и отсутствием средств автоматизации. Это стало причиной консервации запасов угля, содержащихся в пластах мощностью менее 59 дюймов (1,5 м), однако, успешное применение струговых систем компании «Бьюсайрус» последнего поколения послужило стимулом Для возрождения интереса к этой технологии. Рассматривается вопрос о вводе в эксплуатацию в 2011 г. на шахте «Богданка» еще одного Длинного очистного забоя на новом выемочном >4acTKeStefanöw, Только на шахте «Богданка» применение струговой технологии компании "Бьюсайрус» позволит увеличить извлекаемые запасы угля до 100 млн т.

Выводы

Автоматизированная струговая выемка угля, нрующаяся на последних достижениях ком-л ^mi *^Бьюсайрус» в области струговой техно-ный ^И‘ ^{Представ}ляет собой высокоэффектив-^СП°СОб добычи угля в длинных очистных ма^й^ч ^{Плэстах} мощностью менее 71 дюй-соп\,г ^СледУ^ет отметить, что 70,1 % запз-₀ ^^{гля в} США залегает в пластах мощностью « До 72 дюймов (0,63-1,82 м) (рис. 11). комп °^ящее °Р^емя струговые установки пании «Бьюсайрус» рассматриваются

в качестве машин, наиболее предпочтительных для использования в длинных очистных забоях при отработке пластов мощностью менее 5,9 футов (1,8 м). Высокая установленная мощность и скорость движения струга позволяют достичь максимальной производительности до 3 858 кор. т/ч (3 500 т/ч).

Струговые установки обеспечивают «чистую» выемку угля из пластов малой и средней мощности с минимальной присечкой вмещающих пород, благодаря чему снижаются затраты, связанные с обогащением и удалением отходов.

Способ дозированной выемки с заданной глубиной захвата и полная автоматизация работы струговой лавы без присутствия людей в забое в сочетании с высокон установленной мощностью 2 х 1 080 л. с. (2 х SOO кВт) обеспечивают высокий уровень производительности при отработке пластов крепкого угля.

Учитывая способность струговых установок компании «Бьюсайрус» отрабатывать пласты мощностью 31,5 дюйм (0,8 м), теперь появляется возможность разрабатывать пласты, ранее считавшиеся непригодными для разработки И именно при работе на пластах мощностью от о,8 до 1,8 м струги превосходят по производительности очистные комбайны.

Повышение уровня безопасности обеспечивается за счет снижения концентрации метана (благодаря отбойке более крупных кусков угля и интенсивному распределению метана по лаве вследствие более высокой скорости движения струга), а также за счет того, что в отличие от очистных комбайнов струговыми установками можно управлять без непосредственного присутствия операторов в лаве.

И наконец, струговые установки компании «БьюсаГфус» проектируются и изготавливаются мировым лидером в области струговой технологии, при этом компания постоянно осуществляет научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы, направленные на совершенствование всех составных частей системы с целью обеспечения максимальной производительности, повышения долговечности и отдачи от инвестиций.    ■

ГГ* деталей струї а ^иаирсшлиющих, скользящих Г?,,.маков и резцов) можно производить непо-гпрдственно под землей, за счет чего увеличивается эксплуатационный ресурс и сокращается

племя простоя.

Потребуется присутствия в забое рабочих, обслуживающих машину. До создания пругов последнею поколения очистной комбайн мої отбивал» более крепкий уі ОЛЬ, чем (Л руг, однако ила» гоящеевремя (іруї и компании *»быоеапрур> моїуі рабтап» но уіпю іакой ж.' крошили, как полипные комбайны блиі одаря уіюпичі'ііііюуі за

||ОИПЄІІІЮЙ МОЩНОСТИ ДВИЫЮПОЙ.

Ныемочпыо комбайны предпа ліачічіьі для рабо і ы на плаї іа\ мощної іью оі 60 дюймов до ,'Рфуюв и Оолее (І,'» (>,0 м), одпако, н\ проп. подів оиьної і ь і півкаеп я про рабо і е па плаї і ач Мої цію» іьіо менее' ⁴¹ дюймов 0 мУ і ірм, обла Д»піояепькомпакіпой коїп ір\кціюн, можеі рано ІіНьна плаї і ач мощної н-ю і І,‘» дюйм цУР мУ бо Добі но »можно» іь и їв лека і ь \ і олып ііл.и юв, р.і леє і яііпівщичі я Пі' прпі одіїьімп для ра іраооіки Й|'И р.ібіче н»і пя.її іач мощно» іью мопсе ’ І дюн Ма (І,!) м). і р\ і и целом оі ч к і іеч п пае і оолыщ ю

^иІ'пи півдні оиьної її» (Щпако . іруї не пріподен ^"і рабо і ы па пяа» іач мощно» іь коюрьіч пре

йбціаоі о і діоЦм ^ > і _м>

''і КолЬІ.у »і І р\ І ОНЫЙ ДЛИННЫЙ І.юоіі МО'Кеї Пі» полиш ІЬЮ ав і ома і н иіров.ін оіпад.л і

я и "" ''"б П⁴ н ч ц. в прів \ н і вія 11 юрі еі і» еі. і о іав»

’ ^ИиЛіЯп івуоі повышению І'»’ юна» на» їв

СепегаїесІ Ьу СатЗсаппег Ігот intsig.com