В угольной промышленности «новой для нас и решающей силой» должна стать полная всесторонняя механизация работ под землею и «на гора», складывающаяся в систему комплексной механизации. В шахте мы знаем уже десятки механизмов, у каждого из них свое отдельное назначение. Врубовая машина подрубает пласты каменного угля, конвейер тащит этот уголь и грузит его в вагонетки, электровоз откатывает вагонетки к стволу, а скипы поднимут их на поверхность. Однако между механизированными процессами существует еще ряд работ, производимых вручную: отбойка, навалка и закладка выработанного пространства.
Эти операции приводят к тому, что несмотря на работу механизмов, выработка на одного рабочего остается очень низкой. И как первая задача встает механизация тех процессов, которые производит не машина, а человеческие руки.
*
Образуясь и затвердевая (это было тысячи лет назад) каменный уголь ложился одним слоем среди пород, которые отлагались до и после него. Те породы, которые находятся над пластом каменного угля, называются кровлей пласта, те, которые проходят под углем, — его почва. Добывая уголь из земных недр, нам приходится отделять его от кровли и от почвы. Годы опыта показали, что наиболее удобно начинать отделение угля со стороны почвы и когда снизу подрублена щель, то полному отделению угля от кровли уже помогает его собственный вес.
Обычно для начала делают вдоль пласта выемку высотою 20—30 см и до 1,5 и больше метров в глубь пласта. Выемка носит название зарубки, которая является основной работой врубовой машины. Следующая операция — отбойка — отделение отбойщиком угля от кровли. Для этого между углем и кровлей загоняют тонкие длинные клинья и отваливают уголь от породы.
Теперь надо доставить уголь к вагонеткам. Это делают конвейеры, у них особые качающиеся желоба, которые, встряхивая наваленный уголь, двигают его к вагонеткам. Погруженный уголь электровозы везут к стволу, а скипами он подымается на поверхность, но уже между этими процессами мы найдем разрыв механизации. Чтобы конвейер мог доставить уголь, предварительно этот уголь должен быть насыпан на желоба конвейера, и небольшая цифровая справка покажет нам размеры существующего здесь разрыва. Производительность врубовой машины в смену может достигнуть 180 т, производительность конвейера до 300 т. Выработка одного отбойщика, составляющая не выше 2,5 т, далеко отстает от тех масс угля, которое может подготовить врубовка и забрать конвейер. Простое сравнение цифр показывает необходимость механизировать процессы отбойки и навалки угля.
Вынимая большое количество каменного угля, мы образуем пустоты, которые во избежание обвалов заполняют скапливающейся в шахте породой. Эта закладка выработанного пространства при огромных массах вынимаемого угля и обратной укладке породы составляет очень большую работу, которая также делается руками рабочего. В итоге три процесса добычи угля ждут первоочередной механизации: отбойка каменного угля после машинного вруба, навалка отбитого угля на конвейер, закладка выработанного пространства.
*
Механизация этих процессов может идти двумя путями. Можно сконструировать отдельно машину, производящую отбойку угля, и отдельную машину для его погрузки. Тогда в лаве (часть угольного пласта, находящаяся в работе) кроме конвейера будут работать машины: врубовая, отбойная и навалочная, что в условиях узкой шахты приведет к загромождению и сузит фронт работ. Гораздо целесообразнее сконструировать машину, которая одна выполнит все три операции.
Такой машиной-универсалом явился угольный комбайн, объединяющий ряд операций подобно сельскохозяйственному комбайну, машине, которая косит, молотит и веет. (Слово «комбайн» по-английски означает соединять, комбинировать). Из всех капиталистических стран только Соединенные штаты широко механизировали в своих шахтах отбойку и навалку. В Германии комбайны имеются у очень небольшом количестве, большей частью как опытные машины, которые широкого промышленного развития не получили. Американские и германские погрузочные машины и комбайны для нас обычно не подходят. В американских бассейнах уголь залегает преимущественно мощными пластами, имея довольно прочную кровлю, что позволяет американцам строить довольно большие комбайны, в то время как в Донбассе мощность угля (высота от почвы до кровли) редко больше 1 м. Горные условия Германии ближе к нашим, однако их механизмы настолько несовершенны, что ими пользоваться нецелесообразно.
*
Из всех конструкций американских комбайнов особенно интересны машины О’Тула, Морган-Джеффри В-34 и Шортволлодер-Джеффри. Комбайн О’Тула — это машина, производящая сразу три операции: зарубку, навалку на конвейер и доставку угля к вагонеткам. Отбойка ведется вручную кайлами с более длинными ручками. В некоторых американских шахтах машина О’Тула дает хорошие результаты, позволяя по-настоящему осуществлять непрерывный поток, так как подрубка, отбойка, навалка и доставка идут одновременно. Наши специалисты считают, что эта машина может быть применена в Донбассе. Без проверки на практике решить это трудно, однако основная деталь машины — длинный бар — очень оригинальна и практична.
Бар — это та часть, для которой собственно построена вся врубовая машина. Сама врубовка состоит из трех частей: ведущей, электромотора и режущей (бара). Электромотор приводит в быстрое движение режущую цепь и медленно вращает другую цепь, которая тянет машину вдоль забоя с помощью ведущего механизма. Режущая часть состоит из пластины (бара), по которой движется режущая цепь с зубками, подрубающая уголь. Обычная длина бара от 1 до 1,5 м, а машина О’Тула почти целиком состоит из огромного четырнадцатиметрового бара. На специальной тележке установлены два электромотора, приводящие в движение режущую цепь, конвейер (на самом баре) и всю машину.
Корпус этого комбайна в лаву не заходит, а стоит в штреке (горная выработка, отрезающая угольное рабочее поле от всего пласта и служащая для откатки вагонеток). Бар ставится параллельно линии забоя и режущей цепью подрубает угольный пласт. С другой половины бара движется скребковый конвейер, на него сыплется отбиваемый уголь (скребковый конвейер состоит из 2 барабанов, через которые перекинута бесконечная цепь со скребками, увлекающими падающий уголь). В конце конвейер имеет небольшой подъем, от которого идет наклонный желоб, проводящий приносимый конвейером уголь прямо в подставленную вагонетку.
Производительность комбайна О’Тула достигает 900 т в сутки. Это равняется железнодорожному составу из 56 вагонов по 16 т (1 тыс. пудов) каждый. Средняя производительность работы на комбайне до 20 т на человека в смену (у нас едва 2,4 т). Отрицательная сторона комбайна — частая переноска металлических стоек (небольшие домкраты, удерживающие кровлю от падения после выемки угля, до закладки пустого пространства породой). Поскольку при работе комбайна О’Тула линия забоя передвигается довольно быстро, переноска занимает много времени, а сам комбайн чрезвычайно громоздок; его применяют только в мощных пластах.
Для выемки каменного угля необходимо заранее подготовить выемочное поле, так как размеры пласта в длину (простирание) и ширину (падение) слишком велики и сразу весь пласт выбираться не может. С поверхности проводят вертикальную или наклонную выработку — шахту — до встречи с пластом угля. По самому пласту ведутся в обе стороны простирания горизонтальные выработки — коридоры (штреки), из которых через каждые 300—400 м отводят выработки вверх (бремсберги) и вниз (уклоны), а через каждые 40—60 м снова горизонтальные. Пласт каменного угля разбивается на прямоугольники, имеющие по одной стороне 40—60 м, а по другой — 300—400. Выработки, подготавливающие прямоугольники угля для их выемки, и носят название подготовительных, и механизации подготовительных работ должно уделяться не меньше внимания, чем самой выемке.
*
Комбайн Морган-Джеффри В-34 в основном предназначен для работ в подготовительных выработках и он имеет три режущие цепи, из которых одна — нижняя — врезается в пласт горизонтально, две другие — вертикально. Все три режущие цепи одновременно подрубают уголь с трех сторон и машина вырубает из пласта узкий четырехугольный столб угля, который только верхней стороной связан с кровлей. Как только цепи войдут в уголь на 0,50—0,75 м, начинает работу отбойная рама, которая отдельными ударами зубков отбивает подрезанный угол. Он падает вниз на конвейер в раме нижней цепи, относится назад на второй конвейер, поднимающий уголь вверх и грузящий его в вагонетку.
 |
| Комбайн Морган-Джеффри. Его задача — подготовительные выработки в узких забоях. Машина режет пласт тремя цепями и вырезает четырехугольный столб угля |
Машина Морган-Джеффри В-34 совершает одновременно 3 операции — зарубку, отбойку и погрузку на конвейер. Производительность ее в сутки 300 т (при 4-сменной работе), т. е. поезд из 20 вагонов. Но она довольно громоздка (длина ее 6 метров) и может применяться только в мощных пластах с малым углом падения (углом наклона). Кроме того при работе она подымает столько пыли, что заставляет персонал работать в масках.
*
Комбайн Шортволодер 43 а Джеффри пригоден и на выемке в очистных забоях и в подготовительных выработках. Характерная особенность этой машины — три бара, расположенные один над другим, кроме этого отбойка и нагрузка не совпадает здесь с моментом подрубки. В начале работы 2 верхних бара отводятся в сторону, а нижний делает подрубку, затем пускаются в работу 2 остальных бара, которые отбивают уголь в два приема, и только после этого начинается погрузка. Всеми тремя режущими цепями уголь подается на конвейер, расположенный сбоку машины. Благодаря особому устройству, 2 верхних бара могут передвигаться в вертикальном направлении и это делает машину пригодной для работы на пластах разной мощности. Однако и эта машина слишком громоздка.
 |
| Комбайн Шортволлодер-Джеффри сам подрубает и отбивает уголь, сам же грузит его на конвейер. Недостаток этой машины — ее большие размеры. Пользоваться такой машиной выгодно только при мощных пластах |
Для советских шахт нужен свой, советский, комбайн и благодаря энергичной работе конструкторов мы имеем довольно хорошие конструкции. Из представленных на конкурс моделей комбайн Бахмутского по компановке и простоте один из наиболее удачных.
*
Комбайн Бахмутского — это переделанная штанговая врубовая машина, у которой режущей частью служит штанга. Обычно штанга по форме — конусообразный стержень из стали высшего качества; на конце штанги имеется зубок в виде сверла с тремя остриями. По всей длине штанги по винтовой линии (направление нарезки на винте) высверлены дыры для вставляемых туда зубков, кроме того на штанге имеется выпуклая винтовая нарезка. Во время работы машины штанга, приведенная в движение электромотором, начинает вращаться, зубки режут уголь, а выпуклая винтовая нарезка выбрасывает из вруба измельченный уголь. Движения штанги очень разнообразны: она может описывать дугу в 180° и кроме движения вокруг оси имеет движение вперед и назад. Благодаря этому вруб получается ровный, а при поломке одного зубка может работать соседний.
В модели Бахмутского нет механизма для поворота и движения штанги вперед — назад. Зато в этой машине мы видим новые детали — два прикрепленных к корпусу кронштейна, которые несут на себе вторую штангу, несколько отстающую по плоскости от нижней штанги, чтобы отбойка проходила несколько позднее зарубки (иначе уголь будет падать на нижнюю штангу и зажимать ее). Две вертикальных режущих цепи вследствие этого отставания расположены не точно вертикально, а несколько наклонно. Обе штанги имеют насаженные ведущие звездочки, приводящие в движение режущие цепи. От самого мотора получает движение нижняя штанга, которая уже через ведущие звездочки сообщает движение сначала режущим цепям и потом второй (верхней) штанге. Наклон режущих цепей, соединенных одним концом с корпусом машины, а другим -— с кронштейном, можно менять, что позволяет увеличивать или уменьшать расстояние между верхней и нижней штангой в зависимости от мощности пласта.
 |
| Советская горная техника создала свой собственный комбайн для механизируемого Донбасса. На комбайн системы Бахмутского можно переделать любую штанговую машину. Этот комбайн можно применять в пластах разной мощности. Его управление ничем не отличается от управления обычной врубовкой |
Во время работы машина делает два вруба штангами (один у почвы, другой у кровли) и два вруба вертикальными режущими цепями, вырезая таким образом часть каменноугольного пласта. Режущие штанги комбайна Бахмутского гладкие — цилиндрической формы. Винтовая нарезка им не нужна, так как получающаяся при зарубке мелочь остается на месте и грузится движущимся вслед погрузочным приспособлением. Диаметр нижней штанги— 130 мм (верхняя тоньше). Зубки на штангах обычной формы, но значительно длиннее (170 мм).
Подрубленный уголь падает на скребковый конвейер, имеющий на одном своем конце скошенный край (башмак), который скользит по почве вслед за нижней режущей штангой, другой конец конвейера впадает в поперечный скребковый транспортер и отсюда уголь попадает на конвейер лавы. Производительность комбайна при трехсменной работе до 500 т в сутки, иначе говоря, — 35 вагонов угля. Размеры комбайна 5 м в длину и 3 м в ширину, высота колеблется в зависимости от мощности пласта.
Изобретение т. Бахмутского в основном решает проблему комплексной механизации мягких углей, не боящихся измельчения. В антрацитах, где при добыче стремятся к выходу возможно большего количества крупных кусков угля, комбайн работать не может. Большое достоинство этого комбайна то, что для него можно переделать любую штанговую машину. Возможность изменять расстояния между штангами позволяет применять его в пластах разной мощности. Механическая отбойка верхней штангой делает возможной работу в пластах с твердой прослойкой в кровле, где ручная отбойка очень затруднена. Управление комбайном не отличается ничем от врубовых машин, следовательно не нужна переквалификация врубовых бригад.
Все же комбайн непригоден в крепких углях из-за измельчения углей. Комбайн дает много пыли и искр, что может повести к взрыву. Двигаться в лаве он может только в одну сторону и для прохода требует широкой полутораметровой дороги, что вызывает дополнительные расходы на крепление при слабых боковых породах.
*
Второй комбайн сконструирован инженерами Роменским и Яцких и может быть сделан из обыкновенной врубовой машины лонгволл, у которой переконструирован бар. Существует три типа врубовых машин: лонгволл — для длинных забоев, шортволл — для коротких забоев и аркволл — для забоев, имеющих форму полукруга. На комбайн Роменского— Яцких, служащий для работы в длинных механизированных лавах, может быть переделана только машина типа лонгволл. На обыкновенный бар присажены две ведущие звездочки на конце и посредине. Обе они вращаются от режущей цепи и приводят в движение две вертикальных штанги. В точке укрепления режущей штанги высота бара увеличена и на втулку насажен небольшой диск с режущими зубками. Вращаясь вместе с втулкой, диск вырубает небольшую канавку. На той же втулке сидит хомут с присоединенной к нему тягой, к которой прикреплен сетчатый транспортер. Бар производит нижнюю зарубку, штанги боковую, а диски отбивают вырезанный с трех сторон уголь. Отбитый уголь падает на транспортер и доставляется на штрек.
 |
| Советский комбайн системы инженеров Роменского и Яцких. Подрубленный штангами уголь падает на сетчатый транспортер— маттенбад |
Работа на этом комбайне также не отличается от работы на обыкновенной врубовой машине, он требует для себя обычной ширины некрепленного пространства и сам делает для себя первоначальный вруб. Этот комбайн также не может разрабатывать угли, боящиеся измельчения, и во время его работы довольно затруднено наблюдение за сменой зубков вертикальных штанг. Кроме того бар, несущий на себе две штанги, требует усиленного укрепления, к корпусу машины.
 |
| Так укрепляется в баре режущая штанга комбайна Роменского-Яцких. Звездочка 7 насажена на длинную втулку 2, укрепленную в баре подшипниками 3 и 4. Во втулку входит своим концом режущая штанга 5 и закрепляется шпонкой. В месте укрепления режущей штанги высота бара увеличивается, почему на втулку насаживается диск 6 с режущими зубками |
*
Все выгоды широкого распространения угольных комбайнов в наших шахтах сейчас трудно предвидеть. Но можно считать несомненным фактом, что производительность рабочих, производительность лав и шахт, а вместе с этим и вся добыча угля в нашей стране резко возрастет. Труд угольщика будет легче, возрастет безопасность труда, уменьшится стоимость угля. Вводя в широком масштабе комбайны, мы превратим шахты в настоящие фабрики угля и добыча его из тяжелого и опасного полуручного промысла превратится в механизированный цех советской горной индустрии. В лаве останется очень немного рабочих — 5—6 человек, а может быть даже меньше. Машина сама будет зарубать, отбивать и грузить уголь. Из лавы уйдут навальщики и отбойщики.
Мы говорили уже о том, что только при полной механизации всех работ может быть осуществлен непрерывный поток угля. Введение непрерывного потока по методу Карташева-Касаурова уже дало и дает на многих шахтах прекрасные результаты. Комбайн позволит создать еще более совершенную систему настоящего непрерывного потока, при котором ни рабочие, ни механизмы не ждут, не простаивают, пока для них подготовят участок, а все работают одновременно. Все работают сразу, работа идет, как по хронометру, уголь идет непрерывным потоком, ни на минуту не останавливаясь.
Выполнение директив партии о том, что «завершение дела технической реконструкции неразрывно связано с широким осуществлением механизации трудоемких и тяжелых процессов в промышленности» (из доклада т. Молотова на XVII съезде), включает в себя и широкую механизацию подземных работ, постройку комбайнов и механизмов, входящих в арсенал социалистической горной техники.
Комментариев нет:
Отправить комментарий