CC BY
18
- © К.А. Ананьев, В.В. Аксенов,
А.А. Хорешок, А.Н. Ермаков, 2014
УДК 622.23.054.4-252
К.А. Ананьев, В.В. Аксенов, А.А. Хорешок, А.Н. Ермаков
ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ БАРАБАННЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ РАЗРУШЕНИЯ ЗАБОЯ ДЛЯ ГЕОХОДОВ*
Рассмотрены некоторые конструктивные параметры барабанных исполнительных органов разрушения забоя для геохода и произведена их оценка. Обоснована рациональная схема барабанного исполнительного органа геохода для проведения анализа и сравнения с другими типами исполнительных органов. Ключевые слова: геоход, проходческий комбайн, исполнительный орган, барабанный исполнительный орган.
Работы по созданию геоходов нового поколения для проходки горных выработок по породам крепостью f = 1-5 по шкале М.М. Про-тодьяконова, которые ведутся в настоящее время, требуют разработки и определения параметров всех систем, задействованных в данной машине. Исполнительный орган разрушения забоя (ИО) - одна из систем горнопроходческих машин, напрямую определяющих их способность выполнять свои функции с заданной производительностью в определенных условиях. Выбор типа ИО геохода с рациональными параметрами для заданных усло-
вий работы основан на количественном сравнении ряда их параметров, в числе которых массово-габаритные, силовые и энергетические. Для этого требуется определить параметры ИО различных типов. Одним из рассматриваемых вариантов ИО для геоходов является барабанный ИО. В данной работе производится выбор принципиальной компоновочной схемы барабанных ИО, необходимой для дальнейшего определения требуемых для сравнения параметров.
Классифицируя рассматриваемые ИО по числу барабанов можно выделить две схемы:
Головная секция геохада
Рис. 1. Схемы геохода с барабанными исполнительными органами
* Полученные результаты достигнуты в ходе реализации комплексного проекта при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ. Договор №02.025.31.0076.
• с одним барабаном, заимствованным от существующих горных машин, в частности от проходческо-очистных комбайнах типа continuous miner для камерно-столбовой выемки полезных ископаемых (рис. 1, а);
• с несколькими барабанами (рис. 1, б).
Достоинством схемы с одним барабаном является то, что такие исполнительные органы в настоящее время широко используются во всем мире в проходческо-очистных комбайнах при камерно-столбовой выемке полезных ископаемых. Однако, с точки зрения адаптации таких ИО к геоходам, существенным недостатком является то, что направление вращения барабана одинаково по всей его длине. При этом одна из половин барабана начинает работать по схеме встречного фрезерования (рис. 2), а при проведении выработок в крепких породах работа ИО в режиме встречного фрезерования практически невозможна из-за высокой динамической нагруженности трансмиссии ИО [1]. Если же барабан разделить на две части с разнонаправленным вращением, то данная схема будет частным случаем схемы с несколькими (с двумя) барабанами.
При схеме с несколькими барабанами (рис. 3) барабаны закреплены на головной секции и соответственно поворачиваются вместе с ней с частотой пг. При этом барабаны вращаются относительно
своих осей с частотой п,
б
в направлении, обеспечивающем попутное фрезерование. В общем случае барабаны установлены под углом Рб к плоскости забоя и их центры смещены на величину a относительно оси геохода. При работе барабанов за счет расстояния (2а - dj между ними в центральной части забоя
Рис. 2. Возникновение зоны встречного фрезерования при схеме с одним барабаном
остается неразрушенная порода, которая разрушается при продвижении геохода вперед из-за динамики при работе барабанов.
При появлении угла Рб и расстояния а на периферийной зоне образуется пространство Ьвыст (рис. 4). Это приводит либо к недоработке части площади забоя - если верхняя кромка основания барабана (точка А на рис. 4, а) расположена по уровню корпуса геохода; либо к переработке законтурного пространства - если кромка верхнего основания в точке В расположена по уровню корпуса геохода (рис. 4, б).
Установка барабанов без выхода за корпус геохода (рис. 4, а) недопус-
Рис. 3. Параметры барабанного исполнительного органа
Рис. 4. Схемы отработки периферийной зоны барабанами: а) - без выхода за корпус геохода; б) - с выходом за корпус геохода
тима, т.к. возникают целики на периферийной части забоя, что не обеспечивает условие перемещения геохода на забой. Это однозначно определяет выбор схемы установки барабанов с выходом за корпус геохода согласно рис. 4, б.
Вывод
Для определения параметров сравнения необходимо использовать схему барабанного ИО с несколькими барабанами с выходом барабанов за корпус геохода.
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Позин Е.3., Меламед В.З., Тон В.В. Разрушение углей выемочными машинами / Под ред. Е.З. Позина. - М.: Недра, 1984. - 288 с. ЕПЭ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Ананьев Кирилл Алексеевич - старший преподаватель, e-mail: ananiev_k@rambler.ru, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева; Аксенов Владимир Валерьевич - доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией угольной геотехники Института угля СО РАН, профессор Юргинского технологического института (филиала) Томского политехнического университета, e-mail: 55vva42@mail.ru; Хорешок Алексей Алексеевич - доктор технических наук, профессор, e-mail: haa.omit@kuzstu.ru,
Ермаков Александр Николаевич - аспирант, e-mail: cnnb@yandex.ru, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева.
UDC 622.23.054.4-252
THE CHOICE OF GEOHOD'S DRUM CUTTER FUNDAMENTAL DESIGN
Ananiev K.A., Senior Lecturer, e-mail: ananiev_k@rambler.ru, Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev;
Aksenov V.V., Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Laboratory угольной геотехники Института угля СО РАН, профессор Юргинского технологического института (филиала) Томского политехнического университета, e-mail: 55vva42@mail.ru;
Khoreshok A.A., Doctor of Technical Sciences, Professor, e-mail: haa.omit@kuzstu.ru, Ermakov A.N., Graduate Student, e-mail: cnnb@yandex.ru Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev.
Some mechanical parameters of drum cutters of geohod are observed. Their evaluation are given. Reasonable construction of geohod's drum cutter head for analyses and comparison with other types is proved. Key words: tunneling, geohod, geowalker, roadheader, cutter head, drum cutter.
REFERENCES
1. Pozin E.3., Melamed V.Z., Ton V.V. Razrushenie uglei vyemochnymi mashinami. Pod red. E.Z. Pozina (Destruction of coal by winning machines. Pozin E.Z. (Ed.)), Moscow, Nedra, 1984, 288 p.
