Совершенствование конструкции шнекового исполнительного органа очистного комбайна

Выполнен анализ существующих конструкций и схем расстановки резцов шнековых исполнительных органов очистных комбайнов и рассмотрены вопросы повышения эффективности отделения угля от массива. Приведен анализ опыта эксплуатации шнековых исполнительных органов на угольных шахтах Российской Федерации. Проанализированы факторы, влияющие на интенсивность отказов шнековых исполнительных органов, оснащенных резцедержателями с тангенциальными поворотными резцами. Выявлены причины, оказывающие влияние на интенсивность изнашивания указанных элементов исполнительных органов очистных комбайнов в конкретных горно-геологических условиях их эксплуатации. Определены значения основных параметров установки тангенциальных поворотных резцов. Предложены дополнения и уточнения к методике расчета и выбора значений конструктивных параметров шнекового исполнительного органа очистного комбайна в зависимости от прочностных свойств угольного пласта и вмещающих пород. Основное внимание уделено расстановке кутковых резцов на шнековом исполнительном органе, которые работают в наиболее тяжелых условиях блокированного и углового срезов. Основной подход при проектировании шнековых исполнительных органов, оборудованных тангенциально-поворотными резцами, направлен на технологичность их изготовления. Для увеличения ресурса шнекового исполнительного органа предлагается нанесение специальной сетки твердосплавными электродами на резцедержатели, обечайку и лопасти для самофутеровки рабочих поверхностей.

Габов В. В., Задков Д. А., Прялухин А. Ф., Садовский М. В., Молчанов В. В. Совершенствование конструкции шнекового исполнительного органа очистного комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 11-1. – С. 51–71. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_51.

Габов Виктор Васильевич¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: gvv40@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-6587-2446,
Задков Денис Александрович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: dzadkov@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-1709-431X,
Прялухин Алексей Федорович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: pryalukhin_af@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0009-0008-7643-7918,
Садовский Максим Викторович — ведущий инженер-конструктор, ООО «ГРИНС Майнинг», e-mail: sadovskiy@grins.ru,
Молчанов Виктор Вячеславович — инженерконструктор, ООО «Горный инструмент», e-mail: Molchanov@grins.ru,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Задков Д.А., e-mail: dzadkov@yandex.ru.

1. Позин Е. З., Меламед В. З., Тон В. В. Разрушение углей выемочными машинами. — М.: Недра, 1984. — 288 c.

2. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Пути развития теории разрушения углей и горных пород резцовым инструментом // Уголь. — 2019. — № 9. — C. 10—12. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-9-24-28.

3. Линник Ю. Н., Линник В. Ю., Воронова Э. Ю. Евстратов В. А., Цих А. Анализ структуры отказов шнеков очистных комбайнов // Уголь. — 2021. — № 4. — С. 20—24. DOI: 10.18796/0041-57902021-4-20-24.

4. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Сарычев В. И. Состояние научных исследований в области разрушения горных пород резцовым инструментом на рубеже веков // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2018. — № 1. — С. 230—247.

5. Jinxia Liu, Chao Ma, Qingliang Zeng, Gao Kuidong Discrete element simulation of conical pick’s coal cutting process under different cutting parameters // Hindawi Shock and Vibration. 2018, vol. 2018, article 7975141. DOI: 10.1155/2018/7975141.

6. Прокопенко С. А., Лудзиш В. С. Эволюция конструкции резцов для шахтных комбайнов // Горная промышленность. — 2015. — № 2. — С. 65—66.

Литературу с п. 7 по п. 13 смотри в REFERENCES.

14. Нгуен В. С., Нгуен К. Л., Лыков Ю. В. Увеличение выхода крупных фракций в процессе добычи угля шнековыми очистными комбайнами // Горный журнал. — 2021. — № 2. — C. 97—100.

15. Xuan N. V., Linh N. K., Lykov Y. V. Increasing the coarse coal fractions yield during coal mining using shearer cutting drums // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 378, no. 1, article 012095. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012095.

16. Kornev A. V., Korshunov G. I., Kudelas D. Reduction of dust in the longwall faces of coal mines: Problems and perspective solutions // Acta Montanistica Slovaca. 2021, vol. 26, no. 1, pp. 84—97. DOI: 10.46544/AMS.v26i1.07.

17. Харитонов И. Л., Терешкин А. И., Корнев А. В., Коршунов Г. И., Корнева М. В. Разработка мероприятий по улучшению пылевой обстановки в очистных забоях угольных шахт // Безопасность труда в промышленности. — 2019. — № 12. — С. 53—59.

18. Сидоренко А. А., Дмитриев П. Н., Алексеев В. Ю., Сидоренко С. А. Совершенствование технологических схем отработки склонных к самовозгоранию пластов угля, опасных по горным ударам // Записки Горного института. — 2023. DOI: 10.31897/PMI.2023.37.

19. Peng S. S. Longwall mining. London: CRC Press, 2019. 562 p. DOI: 10.1201/978042 9260049.

20. Yungmeister D. A., Lavrenko S. A., Yacheikin A. I., Urazbakhtin R. Y. Improving the shield machine cutter head for tunneling under the conditions of the Metrostroy Saint Petersburg mines // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020, vol. 15, no. 11, pp. 1282— 1288.

21. Khoreshok A., Kantovich L., Kuznetsov V., Preis E., Kuziev D. The results of cutting disks testing for rock destruction // E3S Web of Conferences. 2017, vol. 15, article 03004. DOI: 10.1051/e3sconf/20171503004.

22. Герике Б. Л., Хорешок А. А., Герике П. Б., Лизункин В. М. Совершенствование рабочих органxов горных машин для выемки прочных полезных ископаемых // Горное оборудование и электромеханика. — 2011. — № 1. — С. 12—16.

23. Казанин О. И., Сидоренко А. А., Мешков А. А. Организационно-технологические принципы реализации потенциала современного высокопроизводительного очистного оборудования // Уголь. — 2019. — № 12. — С. 4—13. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-124-13.

24. Мешков А. А., Казанин О. И., Сидоренко А. А. Реализация производственного потенциала высокопроизводительного оборудования — ключевое направление совершенствования подземной добычи энергетических углей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 12. — С. 156—165. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-120-156-165.

25. Fiscor S. Longwall production remains steady // Coal Age. 2019, pp. 24—28, available at: https://www.coalage.com/flipbooks/january-february-2019/?showpage=26.

26. Daolong Yang, LI Jianping, Kehong Zheng, Hongxiang Jiang, Xu Handong, Songyong Liu High-hardness alloy substituted by low hardness during drilling and cutting experiments of conical pick // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2017, vol. 95, pp. 73—78. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2017.04.006.

27. Линник Ю. Н., Линник В. Ю., Жабин А. Б., Цих А. Д. Закономерности влияния надежности исполнительных органов и свойств угольных пластов на производительность очистных комбайнов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11. — С. 169—180. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_11_0_169.

28. TiryakI B. An investigation on the effects of pick lacing parameters on the performance of drum shearer-loaders. Yerbilimleri, Bulletin of Earth Science Application and Research Centre of Hacettepe University. 2000, vol. 22, pp. 237—246.

29. Павленко М. В., Хайдина М. П., Кузиев Д. А., Пихторинский Д., Муратов А. З. Факторы воздействия комбайна при добыче угля на увеличение метаноотдачи массива в рабочее пространство лавы // Уголь. — 2019. — № 4. — С. 8—11. DOI: 10.18796/0041-57902019-4-8-11.

30. Габов В. В., Суан Н. В., Задков Д. А., Тхо Ч. Д. Увеличение содержания крупных фракций в добываемой массе угля комбайном с использованием парных срезов // Записки Горного института. — 2022. — Т. 257. — С. 764—770. DOI: 10.31897/PMI.2022.66.

31. Li X., Wang S., Ge S., Malekian R., Li Z. Numerical simulation of rock fragmentation during cutting by conical picks under confining pressure // Comptes Rendus Mécanique. 2017, vol. 345, pp. 890—902. DOI: 10.1016/j.crme.2017.09.004.

32. Жуков И. А., Голиков Н. С., Мартюшев Н. В. Рационализация конструкции секции скребкового конвейера средствами автоматизированного метода анализа прочностных характеристик // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 142—150. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-142-150.

33. Теплякова А. В., Азимов А. М., Алиева Л., Жуков И. А. Обзор и анализ технических решений для повышения долговечности и улучшения технологичности элементов ударных узлов бурильных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 9. — С. 120—132. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_9_0_120.

34. Прокопенко С. А., Лудзиш В. С., Равочкин Н. Н., Шадрин В. Г. Поиск инновационных решений по продлению эксплуатационного ресурса резцов шахтных комбайнов // Горный журнал. — 2023. — № 6. — С. 73—76. DOI: 10.17580/gzh.2023.06.10.

35. Аверин Е. А., Жабин А. Б., Поляков А. В., Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Переход между блокированным и полублокированным режимами при резании горных пород тангенциальными резцами // Записки Горного института. — 2021. — Т. 249. — С. 329—333. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.1.