Ocena obciążenia jednoorganowego kombajnu ścianowego na podstawie badań analitycznych

Abstract

Considerable part of thin hard coal seams in domestic and worldwide resources has been discussed in the introduction. Disadvantages of the actually used longwall shearers and static hard coal ploughs have been presented and lack of suitable machines for effective exploitation of thin coal seams was pointed out. Use of the single cutting head shearer, which solves number of problems related with the exploitation of mentioned coal seams, has been proposed in next chapters of the doctorate. The analysis of the performance of such solution preferring the shearer use on low longwalls has been made. Assumed full automation of the process with separation of the loading and cutting processes allows effective mining of thin coal seams with no need of the personnel in the longwall. Then the preliminary project was prepared and geometrical, kinematic and power parameters have been defined, including design of the operation of such solution. On this basis a dynamic model was developed, which presents a new attitude to shearer dynamics modeling with flexible connector advance system. Developed model and designed set of programs were used in the analysis of the single cutting head shearer with flexible connector advance system. Based on the executed examinations, values of forces acting in individual shearer construction elements have been determined. The executed examinations were used for elaboration of recommendations and directives used in the development of the machine prototype, particularly the single cutting head shearer.

We wstępie zwrócono uwagę na znaczny udział cienkich pokładów węgla kamiennego w zasobach krajowych oraz światowych. Przedstawiono wady obecnie stosowanych kombajnów ścianowych oraz statycznych strugów węglowych wskazując na brak odpowiednich maszyn do efektywnej eksploatacji cienkich pokładów. W dalszej części pracy doktorskiej zaproponowano zastosowanie kombajnu jednoorganowego, który rozwiązuje szereg problemów związanych eksploatacją omawianych pokładów. Przeprowadzono analizę możliwości wydobywczych takiego rozwiązania, która świadczy na korzyść jego stosowania w niskich ścianach. Założona pełna automatyzacja procesu przy jednoczesnym rozdzieleniu procesu ładowania od procesu frezowania umożliwia efektywne urabiania cienkich pokładów bez obecności załogi w ścianie. Następnie opracowano projekt wstępny, sprecyzowano parametry geometryczne, kinematyczne i energetyczne oraz opracowano zasadę działania i technologie pracy takiego rozwiązania. Na podstawie tego opracowany został model dynamiczny, który prezentuje nowe podejście do modelowania dynamiki kombajnu z cięgnowym systemem posuwu. Stworzony model oraz opracowany na jego podstawie zestaw programów wykorzystano do przeprowadzenia analiz obciążenia kombajnu jednoorganowego z cięgnowym systemem posuwu. W wyniku przeprowadzonych badań określono wartości sił jakich można się spodziewać w poszczególnych węzłach konstrukcyjnych kombajnu. Przeprowadzone badania wykorzystano do opracowania zaleceń i wytycznych do stworzenia prototypu kompleksu do cienkich pokładów a w szczególności kombajnu jednoorganowego.