СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ГОРНЫХ КОМБАЙНОВ НА ФРИКЦИОННУЮ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ Российский патент 1996 года по МПК E21F5/02 

Предлагаемое техническое решение относится к горному делу и предназначено для использования на машиностроительных заводах и в госконтрольных организациях при испытаниях исполнительных органов горных комбайнов.

Как известно при работе исполнительных органов по крепким породам образуется фрикционное искрение, способное воспламенить метановоздушную смесь. Известны способы борьбы с фрикционным искрением, основанные на снижении температуры частиц породы с помощью воды (см. техническое задание "Шнеки со взрывозащищенным орошением", 1984, МакНИИ).

Система орошения имеет следующие особенности. Поскольку установка резцедержателей и форсунок производится с помощью сварки, возникает смещение факела орошения относительно режущей кромки резца. В связи с этими особенностями необходимо каждый изготавливаемый на заводе исполнительный орган испытывать на фрикционную искробезопасность.

Известен способ испытания исполнительных органов горных комбайнов на фрикционную искробезопасность, определенный нами в качестве прототипа. Способ заключается в следующем. Испытываемый исполнительный орган крепят на стенде, помещают в герметичную камеру. Последнюю заполняют метановоздушной смесью взрывчатой концентрации. Включают привод и насосную установку, к шлангам которой через водораспределительную муфту подсоединяют форсунки исполнительного органа. Исполнительный орган приводится во вращение. При обработке породного блока, также расположенного в камере, образуются раскаленные частицы, способные воспламенить смесь (см. С.А.Ихно, Н.Г.Кочерга. Предотвращение воспламенения метана при работе шарошечного исполнительного органа. "Безопасность труда в промышленности", N4, 1992, с. 54-55).

Недостатком известного способа испытаний является его низкая экономическая эффективность, связанная с высокой трудоемкостью. Перед каждым опытом необходимо изготавливать камеру из эластичного материала (полиэтилена), в которую помещают весь исполнительный орган, так как вследствие разброса параметров системы орошения на некоторые участки поверхности переднего блока воды поступает меньше нормы и в этом случае происходит воспламенение смеси. Взрыв уничтожает испытательную камеру. Кроме того, в случае взрыва практически невозможно определить, какая конкретно форсунка не обеспечивает нормативные параметры орошения. При испытании известным способом расходуется электроэнергия и природный газ.

В основу изобретения поставлена задача создать такой способ испытания исполнительных органов горных комбайнов на фрикционную искробезопасность, который бы позволил, во-первых, значительно упростить испытания, а, во-вторых, повысить безопасность исполнительного органа за счет более точной ориентации форсунок орошения относительно режущей кромки резца.

Для решения поставленной задачи испытываемый орган крепят на стенде, измеряют расстояние между осью факела орошения и режущей кромкой резца и, если оно больше 20 мм, то исполнительный орган относят к искроопасным, если оно меньше или соответствует 20 мм, то перед включением системы орошения каждый резец снабжают водосборником, измеряют количество воды, поступившее в водосборник и, если

где Q количество воды в водосборнике, л;
S площадь поверхности водосборника, дм²;
t время работы системы орошения, мин, то испытываемый исполнительный орган искробезопасный, в противном случае искроопасный.

Измерение расстояния между осью факела орошения и режущей кромкой резца перед включением системы орошении позволяет сразу определить, соответствует ли расположение форсунок на исполнительном органе требованиям "Нормативов по безопасности забойных машин, комплексов и агрегатов" (Минуглепром СССР, 1990, п.2,12.14), в которых регламентировано расстояние. Оно не должно превышать 20 мм. Если расстояние больше, то необходимо форсунку расположить так, чтобы оно соответствовало заданному (20 мм). Таким образом, введение такой новой операции, как измерение расстояния между осью факела орошения и режущей кромкой резца, позволяет экономить время проведения испытаний (крепление форсунки сразу изменяют) и конкретно определить форсунку, которая не соответствует "Нормативам.".

Введение такой новой операции, как измерение количества воды, поступившей в единицу времени на единицу поверхности водосборника, закрепленного на задней грани резца, также позволит конкретно определить ту форсунку, которая не соответствует "Нормативам.". При этом согласно последним расход воды должен быть не менее 2,5 л/мин на один резец при давлении не менее 1,5 МПа. Допускается оросители размещать таким образом, чтобы вся зона равномерно орошалась с расходом воды 0,8 л/мин на 1 дм² поверхности.

На фиг. 1 приведен чертеж, иллюстрирующий пример конкретного выполнения способа. На резце 1 испытываемого исполнительного органа закреплен водосборник 2. Резец крепится в резцедержателе 3, на котором закреплена и форсунка 4, при подаче воды через которую образуется факел 5 орошения.

На фиг. 2 показана форсунка 4, в отверстии для воды которой закреплен стержень 6 с измерительным флажком 7.

Способ осуществляют следующим образом. Вначале проверяют направление оси факела орошения. Для этого стержень 6 с измерительным флажком 7 на конце вставляют в отверстие форсунки 4. Длина измерительного флажка 20 мм. Это расстояние между направлением струи воды и режущей кромкой резца определено в п. 2.12.14 упомянутых "Нормативов". Если изморенное расстояние больше указанного в "Нормативах", то данный узел орошения считается не соответствующим требованиям.

Затем на заднюю грань резца 1 устанавливают водосборник 2 таким образом, чтобы его калиброванная поверхность водосбора площадью, например, 1 дм² была обращена навстречу факелу 5 орошения. В систему орошения подают воду и фиксируют время t работы системы. Водосборник снимают и измеряют количество воды в нем. Соответствие измеренного значения нормативному определяют из соотношения
,
где Q количество воды в водосборнике, л;
S поверхность водосборника, дм²;
t время работы системы орошения, мин;
0,08 нормативный коэффициент, л/дм² мин.

Если измеренное значение окажется меньше нормативного, то данный узел орошения бракуется. По результатам измерений определяют безопасные свойства каждого резца в отдельности и всего режущего органа в целом.

Использование данного технического решения позволяет снизить трудоемкость и упростить процесс испытаний, что дает возможность проводить испытания непосредственно на заводах без привлечения специальных испытательных стендов. Данный способ позволяет оценить каждый резец на фрикционную искробезопасность, что дает возможность в условиях подземных выработок при экспертной разборе обстоятельств воспламенений метана в шахтах сделать правильный вывод о причинах аварии.

Использование: при испытаниях исполнительных органов горных комбайнов. Сущность изобретения: испытываемый образец крепят на стенде и, предварительно измерив расстояние между осью факела орошения и режущей кромкой резца, включают орошение. Каждый резец снабжают водосборником и измеряют количество воды, поступившее в водосборник на единицу поверхности в единицу времени, а затем сравнивают его с заданным значением. Исполнительный орган относят к искробезопасным, если расстояние равно или меньше 20 мм и при этом измеренное количество воды больше или равно заданному. 2 ил.

Способ испытания исполнительных органов горных комбайнов на фрикционную искробезопасность, заключающийся в том, что испытываемый исполнительный орган крепят на стенде и включают систему орошения, отличающийся тем, что предварительно определяют расстояние между осью факела орошения и режущей кромкой резца и если оно больше 20 мм, то исполнительный орган относят к искроопасным, а если оно меньше или соответствует 20 мм, то перед включением системы орошения каждый резец снабжают водосборником, измеряют количество воды, поступившее в водосборник, и если

где Q количество воды в водосборнике, л;
S площадь поверхности водосборника, дм²;
t время работы системы орошения, мин,
то испытуемый исполнительный орган искробезопасный, в противном случае - искроопасный.