Obudowa zmechanizowana
I. Podział obudów ścianowych zmechanizowanych
1. Historia rozwoju obudów ścianowych
W procesie mechanizacji prac wybierkowych w pierwszej kolejności mechanizuje się procesy urabiania, ładowania i odstawy urobku jako najbardziej pracochłonne. W miarę wprowadzania do ruchu coraz doskonalszych rozwiązań maszyn do urabiania, ładowania i odstawy urobku ze ściany, zmniejszających w dużym stopniu pracochłonność tych czynności, wzrastała z kolei pracochłonność wykonywania obudowy indywidualnej w miarę postępu ściany.
Pierwsze próby stosowania kompletów ścianowych obudów zmechanizowanych w kopalniach krajowych przypadają na początek lat sześćdziesiątych.
Znaczącym krokiem w rozwoju krajowych obudów zmechanizowanych było opracowanie i wdrożenie do produkcji seryjnej obudów podporowych kasztowych OK-1 (rys.1) i KRAB.
Rys. 1. Obudowa kasztowa OK-1
Właściwy rozwój wielkoseryjnej produkcji obudów rozpoczął się w końcu lat siedemdziesiątych z chwilą wybudowania Fabryki Zmechanizowanych Obudów Ścianowych FAZOS w Tarnowskich Górach, która rozpoczęła produkcję obudów podporowych ramowych na dokumentacji niemieckiej firmy Hemscheidt.
Kolejnym etapem w rozwoju obudów zmechanizowanych było rozpoczęcie produkcji obudowy podporowo-osłonowej z układem lemniskatowym FAZOS-19/32-Oz (rys. 2) oraz FAZOS-12/28-Oz i GLINIK z których dwie ostatnie po pewnych modyfikacjach są dalej produkowane i szeroko stosowane.
Rys. 2. Obudowa FAZOS-19/32-Oz
2. Podział obudów zmechanizowanych
Podział obudów zmechanizowanych wg polskiej normy
Z podziałem zmechanizowanych obudów ścianowych wiąże się sposób ustalenia symbolu obudowy. W symbolu obudowy zawarte są informacje dotyczące obudowy, takie jak:
— producent obudowy,
— minimalna wysokość obudowy,
— maksymalna wysokość obudowy,
— rodzaj obudowy,
— sposób likwidacji wybranej przestrzeni za obudową.
Przykładem mogą być: FAZOS-17/36- POz; FAZOS-1 8/32- Pp.
Dodatkowo może być podana informacja dotycząca, z jaką maszyną urabiającą obudowa współpracuje (litera „K” do współpracy z kombajnem, „S” do współpracy ze strugiem).
Pierwszy podział dotyczy sposobu likwidacji wybranej przestrzeni za obudową. Z uwagi na to kryterium ścianowe obudowy zmechanizowane dzieli się na:
— zawałowe,
— do podsadzki hydraulicznej,
— do podsadzki pneumatycznej,
— specjalne.
Dla zaznaczenia przeznaczenia obudowy wprowadza się w symbolu obudowy wyróżniki literowe: z — dla obudowy zawałowej oraz p — dla obudowy podsadzkowej, umieszczane za wyróżnikiem literowym charakteryzującym rozwiązanie konstrukcyjne.
Drugim kryterium podziału obudów zmechanizowanych jest sposób rozmieszczenia podpór i przenoszenia nacisku skał stropowych. Według tego kryterium obudowy dzieli się na:
— podporowe,
— podporowo-osłonowe,
— osłonowo-podporowe,
— osłonowe.
Rozwiązanie konstrukcyjne zaznacza się w symbolu obudowy dużymi literami: P — obudowa podporowa, O — obudowa osłonowa, PO – podporowo-osłonowa, a OP – osłonowo-podporowa.
Trzecim kryterium podziału obudów jest zastosowanie mechanizmu sterującego ruchem końca stropnicy, jednak nie znajduje się ono w symbolu obudowy.
Ze względu na zastosowanie mechanizmu sterującego ruchem końca stropnicy wyróżnia się obudowy:
— z układem lemniskatowym,
— z przegubem centralnym.
Obecnie stosuje się niemal wyłącznie obudowy z układem lemniskatowym.
Innym kryterium podziału jest sposób współpracy obudowy zmechanizowanej z kombajnem i przenośnikiem. Wg tego kryterium sekcje obudowy mogą być:
· „bez kroku wstecz” to znaczy dosunięte do przenośnika (rys. 3).
· „z krokiem wstecz” to znaczy odsunięte od przenośnika (rys. 4).
Praca „bez kroku wstecz” - praca obudowy w ścianie obejmuje następujące cykle:
— po urobieniu kombajnem zabioru następuje wysunięcie stropnicy i zabezpieczenie odkrytego stropu,
— przesunięcie przenośnika ścianowego do czoła calizny,
— poluzowanie sekcji i jej dosunięcie do przenośnika z jednoczesnym zsuwem stropnicy wysuwnej,
— korygowanie położenia sekcji,
— rozparcie sekcji obudowy.
Rys. 3. Sekcja obudowy zmechanizowanej „bez kroku wstecz”
Praca „z krokiem wstecz” - obejmuje następujące cykle pracy obudowy:
— po urobieniu kombajnem zabioru następuje wysunięcie stropnicy lub poluzowanie i przesunięcie zestawu do przenośnika a następnie jego rozparcie, co powoduje zabezpieczenie odkrytego stropu,
— przesunięcie przenośnika ścianowego.
Rys. 4. Sekcja obudowy zmechanizowanej „z krokiem wstecz”
Obudowy zmechanizowane specjalne są to obudowy, które zabezpieczają wyrobiska przed naciskami skał stropowych przez zastosowanie metod niekonwencjonalnych i nie są stosowane w polskich kopalniach węgla kamiennego.
II. Skład kompletu obudowy ścianowej zmechanizowanej
W skład kompletu ścianowego obudowy ścianowej zmechanizowanej wchodzą:
1. Zestawy podstawowe (sekcje podstawowe)
Są to samodzielne jednostki obudowy ścianowej zmechanizowanej powtarzające się na długości roboczej czoła ściany. Ich liczba w komplecie zależy od długości ściany.
2. Zestawy stabilizujące (sekcje stabilizujące)
Zestawy te są samodzielnymi jednostkami obudowy ścianowej zmechanizowanej wyposażonymi w dodatkowe, w porównaniu do zestawu podstawowego, układy do prawidłowego prowadzenia ruchu obudowy w ścianach nachylonych.
3. Zestawy wnękowe (sekcje wnękowe)
Stanowią one samodzielne jednostki obudowy ścianowej zmechanizowanej przeznaczone do zabezpieczenia wyrobiska w obrębie wnęk.
4. Zestawy przychodnikowe (sekcje przychodnikowe)
Są to samodzielne jednostki obudowy ścianowej zmechanizowanej zabezpieczające wyrobisko w obrębie skrzyżowania chodników przyścianowych ze ścianą.
5. Układ zasilania hydraulicznego
Jest to układ służący do dostarczania czynnika roboczego (emulsji olejowo-wodnej) pod odpowiednim ciśnieniem do poszczególnych zestawów (sekcji) obudowy zmechanizowanej oraz do odprowadzenia czynnika roboczego. W jego skład wchodzą:
— agregat zasilający,
— przewody magistralne (zasilające i spływowe).
6. Układ zasilania elektrycznego
Jest to zespół urządzeń elektrycznych przeznaczony do zasilania, rozdziału i sterowania. W skład układu wchodzi zasilacz (transformator) i przewody elektryczne.
7. Wyposażenie dodatkowe
Do wyposażenia dodatkowego zaliczamy:
— instalację oświetleniową,
— instalację łączności,
— tamy podsadzkowe,
— zespoły do pracy na nachyleniach i inne.
Wymienione elementy składowe kompletu obudowy stosuje się w zależności od przyjętej technologii pracy ściany, organizacji pracy przyjętej w kopalni oraz warunków geologiczno-górniczych.
III. OBUDOWY DO ŚCIAN ZAWAŁOWYCH
Ponieważ najczęściej prowadzi się eksploatację z zawałem stropu, to dla tych ścian istnieje najwięcej typów obudów. Obudowy zmechanizowane dzieli się w zależności od sposobu pracy oraz podstawowych cech konstrukcyjnych.
1. Obudowa podporowa
Jest to obudowa bez osłony odzawałowej, w której nacisk skał stropowych górotworu przenoszony jest przez stropnicę na podpory (rys. 5).
Rys. 5. Przykład rozwiązania konstrukcyjnego obudowy podporowej.
W grupie obudów podporowych wyróżnia się obudowy kasztowe i obudowy ramowe.
a. Obudowy kasztowe
Cechą charakterystyczną obudów kasztowych jest przestrzenność ich konstrukcji . Zestawy kasztowe wyróżniają się dużą podpornością i dużą powierzchnią spągnic, dzięki czemu utrzymują bez rozparcia stabilną równowagę oraz charakteryzują się małymi naciskami na spąg. Obudowy kasztowe były szeroko stosowane w latach siedemdziesiątych. W Polsce były produkowane obudowy OK-1 (rys. 1) i KRAB.
b. Obudowa ramowa
Obudowa ramowa jest obudową podporową mającą co najmniej dwie podpory (stojaki), przy czym podpory te są usytuowane w płaszczyźnie prostopadłej do czoła ściany.
Ze względu na rozwiązania konstrukcyjne obudowy te dzieli się na: ramowe przesuwne i ramowe kroczące (wiszące).
Zestaw ramowy przesuwny jest to zestaw (rama), który wykonuje wszystkie fazy pracy obudowy i jest połączony z przenośnikiem ścianowym poprzez przesuwnik zestawu.
Przykładem takiej obudowy jest obudowa KM-87 (rys. 6) dla pokładów średniej grubości.
Rys. 6. Zestaw ramowy przesuwny.
Pojedynczy zestaw tej obudowy składa się z dwóch podpór połączonych ze sztywną stropnicą i spągnicą. Stropnica od strony czoła ma resorowy wysięgnik, w spągnicy natomiast umieszczony jest przesuwnik zestawu połączony z przenośnikiem ścianowym.
Zestaw ramowy kroczący (wiszący) składa się (rys. 7) z dwóch sekcji (ram), które wykonują kolejno wszystkie fazy pracy obudowy.
Sekcje połączone są ze sobą mechanizmem kroczenia (przesuwu), który przesuwa (niezależnie od przenośnika ścianowego) na przemian obie ramy, przy czym ramy podczas kroczenia wzajemnie się wspierają (rama przesuwana wspiera się o ramę rozpartą). Dzięki temu rozwiązaniu strop podczas przesuwania obudowy odsłonięty jest tylko na wąskiej przestrzeni.
Sekcje (ramy) zestawu przesuwane mogą być po spągu (rys. 7) lub pod stropem (rys.8).
Obudowy ramowe wiszące przewidziane są głównie do stosowania w ścianach o dużych nachyleniach.
Rys. 7. Obudowa FAZOS-12/23-Pz
Rys. 8. Obudowa wisząca SOW
2. Obudowa podporowo-osłonowa
Jest to obudowa, w której nacisk skał stropowych górotworu przenoszony jest na spąg przez stropnicę podpartą podporami. Obudowa ma osłonę odzawałową, która może być również podparta podporami.
Obudowy podporowo-osłonowe wykonuje się najczęściej z układem lemniskatowym, rzadziej z przegubem centralnym (rys. 9).
Rys. 9. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych w przypadku obudowy podporowo-osłonowej.
Układ lemniskatowy jest to czworobok przegubowy, służący do prowadzenia stropnicy w całym zakresie wysokości obudowy z możliwie małą zmianą jej odległości do czoła ściany (rys. 10).
W obudowie z układem lemniskatowym w czasie rozpierania i rabowania zestawu — od minimalnego zsuwu do maksymalnego rozparcia — koniec stropnicy (każdy punkt stropnicy) zakreśla krzywą matematyczną zwaną lemniskatą.
Praktycznym efektem stosowania układu lemniskatowego w obudowie jest w całym zakresie pracy obudowy prawie jednakowe odsłonięcie stropu przy czole ściany, które nazywane jest potocznie ścieżką kombajnową. Wielkość ścieżki kombajnowej dla obudów z układem lemniskatowym najczęściej waha się w granicach od 280 do 320 mm.
Rys. 10. Obudowa z układem lemniskatowym
W obudowach z przegubem centralnym spągnica zestawu połączona jest sworzniem z osłoną odzawałową.
W czasie rozpierania i rabowania zestawu od minimum do maksimum koniec stropnicy zatacza łuk o promieniu równym odległości stropnicy od przegubu centralnego (rys.11). W prakty...
Gornik_Arek