Струговая выемка как объект автоматизации. Цель и задачи автоматизации. Краткие сведения о существующей аппаратуре автоматизации струговых установок

Характеристика струговой выемки как объекта автоматизации

Струговая технология выемки угля относится к узкозахватному виду выемки, включающий отбойку и погрузку угля на забойный конвейер. Разрушение массива угля стругом производится с поверхности забоя с толщиной среза до 5-10 см (для сравнения с комбайном - 80см). Перемещается струг вдоль забоя с помощью бесконечной круглозвенной тяговой цепи. Приводы струга установлены на концевых головках забойного конвейера. Подача струга на забой осуществляется гидродомкратами. Одновременно с отбойкой угля корпусом движущегося струга производится погрузка его на конвейер. Основные типы струговых установок: УСТ2М, УСТ4, СО75М, СН75М, С700.

Объекты очистного забоя со струговой технологией выемки:

1. Струговая установка.

1.1. Струг (отбойка и погрузка горной массы).

1.2. Конвейер (транспортировка горной массы).

2. Дробилка (измельчение негабаритных кусков угля).

3. Скребковый перегружатель.

4. Насосная станция (питание гидродомкратов и гидравлических стоек).

5. Насос орошения.

По сравнению с комбайновой струговая выемка угля обла­дает следующими основными преимуществами.

1. Разрушение угольного пласта осуществляется вдоль ли­ний напластования угля с малой шириной захвата, т.е. в зоне максимального отжима массива, что обеспечивает более низ­кие удельные энергозатраты при выемке, хорошую сортность угля.

2. Небольшие габариты и простота конструктивного испол­нения струговой техники, что позволяет осуществлять эффек­тивную отработку тонких и весьма тонких пластов.

3. Возможность расположения приводных станций не толь­ко конвейера, но и подсистемы привода исполнительного орга­на на вынесенных на подготовительные выработки гидрофицированных столах, что упрощает техническое обслуживание ука­занных станций.

4. Отсутствие необходимости подвода электроэнергии к движущемуся техническому объекту и перемещения машини­стов вслед за исполнительными органами.

5. Существенно ниже вероятность внезапных выбросов уг­ля и газа и интенсивность выделения метана.

6. Хорошая приспособленность к работе без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

К числу основных недостатков выемки с помощью струго­вых установок относятся следующие.

1. Ограниченная область применения. В числе характерных ограничений - максимальная сопротивляемость пластов реза­нию в неотжатой зоне (как правило, составляет 250-300 кН/м); наличие в пласте достаточно крупных и крепких включений и породных прослойков; неспокойное залегание пласта с резкими изменениями рельефа почвы и геологическими нарушениями; слабые породы почвы; недостаточная устойчивость пород кровли; наличие крепкой спайки верхней пачки угля с кровлей, не позволяющей самообрушаться этой пачке.

2. Низкий КПД и повышенный износ поверхностей скольже­ния.

3. Невозможность получения качественных границ «уголь-кровля» из-за отсутствия возможности плавного регулирования высоты струга при выемке.

4. Высокая скорость движения исполнительного органа – 0.6-3 м/с (по сравнению с комбайном – 0.1 м/с) обсуславливает повышенные динамические нагрузки на привод струга. На практике это приводит к следующему: выезд ИО на приводные станции, клинение зубков ИО и их повышенный износ, клинение и порыв тяговой цепи струга, повышение частоты коммутаций привода, наличие выбега ИО при отключении (до 3м);

5. Запыленность рабочего пространства (ниже в 2-2.5 раза по сравнению с комбайновой) требует использование средств пылеподавления;

6. Зависимость толщины стружки от сопротивляемости угля резанию, которая изменяется как вдоль забоя так и по простиранию пласта, обуславливает искривление линии очистного забоя.

7. Обеспечение прямолинейного обеспечение прямолинейного состояния линии очистного забоя в плоскости угольного пласта.

Особенности отработки выбросоопасных пластов: выемка без постоянного присутствия в очистном забое: перованачально люди в очистном забое находятся для выполнения вспомогательных операций (выемка ниш, управление кровлей, противовыбросные мероприятия и др.), а по их окончании осуществляется выемка угля, при этом люди выводятся на безопасное расстояние (до 150м). В этой ситуации затрудняется управление струговой установкой для оператора, поскольку, потерян визуальный и слуховой контакт с забоем;

Цель и требования к системе автоматизации

Целью автоматизации струговой выемки является повышение эффективности и безопасности технологического процесса струговой выемки угля.

Требования к системе автоматизации:

- управление электроприводами основных и вспомогательных механизмов струговой установки;

- управление струговой установкой в функции местонахождения исполнительного органа (ИО) струга (автоматический контроль местонахождения ИО в лаве, фиксация концевых положение струга, автоматический реверс струга на заданных границах лавы, автоматическое секционное орошениие, автоматическое изменение давления в гидросистеме прижима струга к забою);

- автоматическую передвижку дальней и ближней приводных станций;

- телемеханическое управление струговой установкой и передачу информации об её функционировании на расстоянии до 150м.

- диагностирования работы струговой установки (контроль целостности цепных контуров струга и скребкового конвейера, контроль температуры обмоток электродвигателей и масла в картере редуктора приводов струга и конвейера, контроль частоты вращения вала редукторов привода струга и конвейера, контроль охлаждения электродвигателей струга и конвейера).

- обеспечения прямолинейного состояния очистного забоя в плоскости угольного пласта.

Таблица 1 - Аппаратура автоматизации струговых установок

Наимнование аппаратуры	Год внедрения	Область применения	Решаемые задачи	Элементная база
БУС3М		1УСБ-67, УСТ-2А		реле
БУС-УС		скреперо-струг УС-2У		реле
КРОС		1УСБ-67, УСТ-2А	Пылеподавление	контактная схема
УМС-2		1УСБ-67, УСТ-2А		транзисторы
МИУС		1УСБ-67, УСТ-2А, УС-2У		ИМС серий К134, К106, К149
АРУС		УСТ-2М, СО75	1,2	транзисторы
БАУС		1УСБ-67, УСТ-2А, УС-2У		ИМС серии К176
МИУС-1М		УС-3	1,2	ИМС серии К561
АРУС-1М		УСТ-2М, СО75, СН75, УСВ2	1,2	ИМС серии К561
БАУС-1М		щитовые агрегаты 1АНЩ, 2АНЩ, 1АНЩМ, 3АНЩ, АЩМ	1,2	ИМС серий К561, ОМК КР1816ВЕ35
АРУС-2М		УСТ-4, 1СНТ, УСБ-96 (Украина), СО90У, СН96, 3СКП, СО75М, УСВ2 (РФ)	1,2,3	ИМС серий К561, КР1533, БИС серий КР580, К537, ОМК КР1816ВЕ31