CC BY
79
---------------------------------------------- © П.Д. Крестовоздвиженский,
2009
УДК 622.232.72
П.Д. Крестовоздвиженский
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА РАБОТОЙ ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ НА ШАХТАХ КУЗБАССА
Представлены результаты испытаний тангенциальных поворотных резцов очистных комбайнов на «ш. Комсомолец» (г. Ленинск-Кузнецкий) и «ш. Октябрьская» (г. Полысаево) в 2004-2005 г.
Ключевые слова: тангенциальный резец, очистной комбайн, разрушение углей резцами.
P.D. Krestovozvigenskiy
SOME DATA FROM OBSERVATION OF CUTTER-LOADER OPERATIONS AT THE MINE OF KUZBASS DEPOSIT
In this article set out results test of shaving tool from coal mines «Komsomolec» and «Okt-jabrskaya» in 2004-2005 years.
Key words: shaving tool, coal-plough machine, destruction coal.
спользование на шахтах Кузбасса разнообразного парка очистных комбайнов как отечественного, так и импортного производства (К-500; JOY: 4LS5, 4LS20, 6LS5; Eickoff: SL3GG, SL500; KSW; KGS: 345, 445) представляет большой интерес и позволяет изучить влияние существенного увеличения энерговооруженности комбайнов на работоспособность разрушающего инструмента. В настоящей статье представлены результаты наблюдений за работой тангенциальных поворотных резцов (ТПР) производства ООО «Горный инструмент». Испытания проводились в период с 2004 по 2006г. Целью испытаний было установление оптимальных зависимостей геометрии, марки твердого сплава и материала корпусов резца от сопротивляемости угля резанию и наличия твердых включений и нарушений в угольном пласте.
Испытание 1
На ОАО "Шахта Комсомолец" (г. Ленинск-Кузнецкий) были проведены испытания в лаве №1726 (пласт Бреев-ский, пятый участок). Пласт Бреевский имеет сложное строение, состоит из 2 - 4 угольных пачек крепостью f=1.2, разделенных породными прослойками алевролита мелкозернистого, крепостью f = 2 - 3. Сопротивление угля резанию 15 МПа.
Мощность угольных пачек довольно выдержанная, средняя мощность по чистым угольным пачкам по всей лаве составляет - 2.72 м. Отработка пласта ведется очистным узкозахватным комбайном “КУЗБАСС - 500Ю” Схема выемки односторонняя.
Схема испытания: при односторонней отбойке ведущий шнек снаряжается комплектом новых резцов (резцы промаркированы), осмотр состояния резцов производится каждую смену, при износе 1/3 от первоначально установленного количества резцов, производится расчет удельного их расхода
(Nуд = П =-шт-).
у тыс.т
Рис. 1. Тангенциальный поворотный резец РШ 32-70/16SK с грибковой твердосплавной
вставкой
Были проведены три этапа испытаний.
1. С резцами РШ 32-70/16БК. Материал корпуса этих резцов - сталь легированная конструкционная 35ХГСА (ГОСТ 4543-71), марка твердого сплава ВК 10 - КС (ТУ 48-19-367-92). Форма твердого сплава К2880/2 (грибковая форма). Общий вид резца и его размеры изображены на рис. 1.
За период испытаний было добыто 26.67 тысяч тонн угля и вышло из строя 14 резцов, т.е. удельный расход резцов составил 0.52 шт/тыс. т.
Основная причина выхода из строя резцов - разрушение твердосплавных вставок.
2. С резцами РШ 32-70/16. Материал корпуса - сталь легированная конструкционная 35ХГСА (ГОСТ
4543-71), марка твердого сплава ВК8В (ГОСТ 880-75). Твердый сплав Г6704, цилиндрической формы. Общий вид резца и его размеры изображены на рис. 2.
За период испытаний было добыто 18.6 тысяч тонн угля и вышло из строя 17 резцов, т.е. удельный расход резцов составил 0.91 шт./тыс. тонн.
Выход резцов из строя происходит главным образом из-за вылома твердосплавных вставок после изнашивания корпуса резца вблизи вставок.
3. С резцами РШ 32-70/12BL. Материал корпуса - сталь легированная конструкционная 35ХГСА (ГОСТ 4543-71), твердый сплав фирмы Boart Longyear Stift D12,0x23 BF T6. Общий вид резца и его размеры изображены на рис. 3.
За период испытаний было добыто 8.6 тысяч тонн угля и вышло из строя 16 резцов, т.е. удельный расход резцов составил 1.86 шт/тыс. т.
Причины выхода резцов из строя заключается в выломе твердосплавных вставок после абразивного износа корпусов вокруг вставок.
В итоге анализа результатов первых двух этапов, становится, очевидно, что грибковая форма твердого сплава является предпочтительнее в сравнении с цилиндрической формой (при отсутствии
Рис. 2. Тангенциальный поворотный резец РШ 32-70/16 с цилиндрической твердосплавной вставкой
Uf
включений и невысокой крепости угля), так как в этом случае поверхность закрепления твердосплавной вставки не уменьшается.
Итог третьего этапа испытания можно охарактеризовать следующим образом: вследствие применения меньшего диаметра твердосплавных вставок (012 мм вместо 016 мм в первых двух случаях), был уменьшен радиальный размер торца корпуса головной части резца, что при абразивном износе корпуса привело к выламыванию вставки и выходу резца из строя.
Не всегда результаты испытаний являются критерием оценки конструкционной прочности и износостойкости резцов, вследствие присутствия иных причин выхода резцов из строя (потери, технологические недоработки).
Испытание 2
Испытания резцов РШ 32-70/16 проводились на ОАО "Шахта Октябрьская", на участке №1, в лаве № 996. Отработка лавы производилась по челноковой схеме. Пласт «Полысаевский - 1» состоит из 2 - 3 угольных
пачек крепостью f = 1.5, разделенных породными прослойками алевролита,
Рис. 3. Тангенциальный поворотный резец РШ 32-70/16 BL с цилиндрической твердосплавной вставкой фирмы Boart Longyear Stift D12,0x23 BF T6
крепостью f = 2 - 3.
тивление угля резанию - 20 МПа. В пласте встречаются включения “колчеданов”, крепостью Г =7-8, булкообразной формы, размерами до 2х0,5х0,5 м, приуроченных к нижней угольной пачке.
Отработка пласта «Полы-саевский - 1» ведется очистным узкозахватным комбайном “КУЗБАСС 500Ю”
За период испытания с 17.01.05 по 20.01.05 в лаве № 996 было добыто 23.418 тысяч т угля, при этом вышло из строя 29 резцов и было утеряно 14 резцов, удельный расход изношенных резцов составил 1.23 шт/тыс.т, а удельный расход утерянных резцов составил 0.6 шт/тыс. т.
Несомненно, зафиксированные результаты не могут достоверно охарактеризовать работоспособность ТПР, из-за высоких потерь, но являются ярким примером того, как некачественные или несовершенные замковые устройства влияют на работоспособность комбайна. Поскольку отсутствие резцов в резцедержателях приводит как к значительному износу последних, увеличению нагрузки на остальные резцы, так и повышению энергоемкости разрушения угля в целом.
Испытание 3
Данные о выходе резцов из строя свидетельствуют, что основными причинами являются разрушение твердого сплава и абразивный износ корпуса резца вокруг твердого сплава с последующим выламыванием последнего, т.е. абсолютно очевидна разница в скорости
</
изнашивания твердого сплава (вольфрамокобальтовый сплав) и корпуса резца (30ХГСА, 35ХГСА, 40Х и т.д.). Необходимо было подобрать материалы корпуса и режущего элемента (вставки) таким образом, чтобы интенсивность износа корпуса соответствовала интенсивности износа режущего элемента. Поэтому было предложено использовать в качестве режущего элемента ТПР вставку из стойкой стали, например Х12МФ ная модель № 54628). Длина посадочной (запаиваемой) поверхности
режущего элемента (вставки) при этом увеличена.
Рис. 4. Тангенциальный поворотный резец РШ 32-70/16Х со вставкой из износостойкой стали
Опытная партия резцов РШ 32-70/16Х (рисунок 4), в количестве 6 шт. была установлена на комбайн «К-500Ю» в лаве №1924 (геология лавы аналогична лаве №1726 на «ш. Комсомолец»). Схема добычи - односторонняя. За время испытания было добыто 8000 т, при этом все резцы были в работоспособном состоянии и отчетливо наблюдался эффект «самозатачивания».
Можно утверждать, что замена дорогостоящего твердого сплава вставкой из износостойкой стали весьма перспективна при разумном определении условий применения.
Таким образом, рассматривая работоспособность комбайна, особенно в связи со значительно возросшей их энерговооруженностью, следует особое внимание уделять прочности и надежности разрушающего инструмента и его закрепления в резцедержателях, так как именно посредством этого инструмента энергия разрушения передается на массив угля. 1»:и=1
— Коротко об авторе
Крестовоздвиженекий П.Д. - инженер - механик в ООО «Беккер Майнинг Системе - Сибирь», аспирант в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк, krepash@rambler.ru.
