Введение в классификацию горных машин
Горные машины, используемые для подземной добычи полезных ископаемых, в первую очередь разделяются на две крупные функциональные группы: выемочные (очистные) и проходческие. Однако, помимо них, для обеспечения полного технологического цикла добычи и проведения горных выработок применяется широкий спектр дополнительного оборудования. К нему относятся буровые установки, погрузочные машины, различные виды крепей, транспортные средства для доставки горной массы и другие вспомогательные агрегаты.
Выемочные машины и оборудование
Выемочные машины, предназначенные для непосредственной добычи полезного ископаемого, классифицируются по нескольким ключевым признакам.
По виду месторождений: выделяют машины для разработки пластовых (в первую очередь угольных), рудных, россыпных и других типов залежей.
По способу разрушения породы: различают оборудование для механической, гидромеханической выемки, а также для отбойки взрывом.
При разработке пластовых месторождений центральное место занимает комбайн — это комбинированная машина, объединяющая функции выемки и погрузки. Его исполнительные органы, часто выполненные в виде шнеков, осуществляют резание породы.
Для эффективного разрушения полезного ископаемого в зоне действия горного давления применяются струговые установки. В случае гидромеханической выемки отбойка породы производится мощными струями воды из гидромониторов, а последующая транспортировка — механическими средствами. Для разработки крепких рудных тел используется оборудование для массовой взрывной отбойки. Для более точной, селективной выемки существует технология «конусного разрушения», где энергия взрыва преобразуется газовым инжектором в направленную газовую струю, разрушающую микрообъемы породы.
Проходческие машины и оборудование
Эта группа машин предназначена для проведения подземных выработок (тоннелей, штолен, стволов) и также имеет свою систему классификации.
По способу проведения выработок: выделяют комбайновую, щитовую, буровую и буровзрывную проходку, а также методы с применением гидроотбойки и специальные способы.
По виду выработок: оборудование делится на машины для горизонтальных, наклонных (восстающих) и вертикальных горных выработок.
Проходческий комбайн считается одной из самых универсальных машин, способной вести горизонтальные и наклонные выработки различного сечения.
Проходческие щиты, рабочие органы которых защищены мощным металлическим щитом от обрушения пород, применяются для создания выработок большого сечения (до 100 м²).
Буровой способ является основным для проведения вертикальных стволов и восстающих выработок.
Рис. 6.1.7. Оборудование для проходки наклонных (восстающих) выработок:
1 — буровой станок; 2 — крепь; 3 — буровой инструмент; 4 — штанга
К специальным способам проходки относят работы в условиях сжатого воздуха или с заполнением призабойной зоны водой или специальными растворами для стабилизации грунта.
Вспомогательное оборудование
Безопасная и эффективная работа основных машин обеспечивается комплексом вспомогательного оборудования. К нему относятся:
- Удерживающие устройства: например, предохранительные лебедки, которые страхуют комбайны при работе на крутых подъемах (от 9 до 90 градусов).
- Оборудование для нагнетания воды в пласт: включает насосные установки высокого давления (до 30 МПа), гидрозатворы и систему трубопроводов. Предварительное увлажнение угольного пласта — эффективный способ борьбы с пылью, позволяющий снизить запыленность в рабочей зоне в 6-10 раз.
- Системы пылеподавления: состоят из средств орошения забоя и установок для улавливания взвешенной пыли.
- Оборудование для закладки выработанного пространства: включает дробильно-сортировочные комплексы для подготовки породы и пневматические устройства для её транспортировки и укладки.
Технические параметры удерживающих лебедок, как и другого оборудования, регламентируются соответствующими таблицами данных и нормативными документами.