PL215177B1 - Instalacja zraszająca do kombajnów górniczych - Google Patents

Abstract

Do kombajnu ścianowego doprowadzone są dwie magistrale przewodów, wodna magistrala (1) zasilana z rurociągu wodnego lub pompy oraz magistrala (2) ze sprężonym powietrzem zasilana z rurociągu sprężonego powietrza lub sprężarki. Magistrale (1) i (2) doprowadzają media do instalacji zraszania, która rozmieszczona jest na kombajnie, symetrycznie na prawej i lewej stronie organu i ramienia. Instalacja zasilana z magistrali wodnej (1) poprzez wodne filtry (5) ma zawory (6) i (7) sterowane sprężonym powietrzem, jednokierunkowe zawory (9), i (10) na przepływach powietrza oraz jednokierunkowe zawory (11) i (12) na przepływach wody, czujniki przepływu wody (13), (14) i (15), mieszalnik (16) powietrza i wody oraz ogranicznik przepływu wody (20). Zawór (6) w czasie zasilania instalacji sprężonym powietrzem jest otwarty dla przepływu wody, zaś zawór (7) jest w tym czasie zamknięty dla jej przepływu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest uniwersalna instalacja zraszająca zainstalowana na kombajnie górniczym, przeznaczona do rozrzedzania nagromadzeń metanu oraz strącania i izolowania pyłu, powstających w obszarach organów urabiających w czasie pracy kombajnu węglowego.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 150 164 układ nawiewno-zraszający złożony z zestawów umieszczonych na zewnątrz na korpusie oraz naprzeciw wydrążonych osi ramienia maszyny urabiającej. Każdy z zestawów ma korpus z przelotowym kanałem, naprzeciw którego znajdują się dysze wodne wytwarzające strumień powietrzno-wodny skierowany w obszar organu urabiającego. Powyższy układ jest uzupełnieniem do wewnętrznego systemu zraszania z wodnych dysz rozmieszczonych na organach urabiających kombajnu. Jednak nie zapewnia on skutecznego zraszania na całym obszarze organu urabiającego i wiąże się z koniecznością dostarczenia dodatkowej znacznej ilości wody, co pogarsza warunki eksploatacyjne wyrobiska.

Inny układ zraszania powietrzno-wodnego znany z rysunków i opisu w niemieckim czasopiśmie Gluckauf 138 (2002) nr 5 na stronach 192-M93, złożony jest z dysz dwuczynnikowych zasilanych wodą i sprężonym powietrzem osadzonych w dwukomorowym kolektorze obejmującym ramię kombajnu. Dysze te swoimi strumieniami tworzą kurtynę powietrzno wodną obejmującą i izolującą od otoczenia organ urabiający. Niedogodnością tego rozwiązania jest duże oddalenie dysz zraszających od organu urabiającego, co powoduje, że strumienie zraszania powietrzno-wodnego nie zawsze docierają do miejsc powstawania zagrożeń, w czym dodatkową istotną przeszkodą jest opadający odspajany urobek.

Jeszcze inne rozwiązanie znane jest z rosyjskiej publikacji z 1979 roku pt „Wyposażenie i urządzenia dla kompleksowego zwalczania zapylenia w kopalniach węgla, przodkach eksploatacyjnych i zakładach przeróbczych”. Polega ono na tym, że do mieszalnika na maszynie doprowadzone są oddzielnymi przewodami woda i sprężone powietrze, które to czynniki po wymieszaniu doprowadzone są w postaci mieszaniny powietrzno-wodnej do dysz zraszających umieszczonych na organach urabiających, a także na korpusie maszyny zraszając obszar organów urabiających. Rozwiązanie takie mimo znaczącego obniżenia ilości podawanej do wyrobiska wody, posiada tą niedogodność, że nie eliminuje możliwości wydostania się poza strefę organów urabiających zarówno nagromadzeń metanu, jak i obłoków pyłu.

Znana jest także z opisu patentowego nr P 364 593 instalacja ciśnieniowa powietrzno-wodna kombajnu górniczego zawierająca rozmieszczone na kombajnowym ramieniu dysze zraszające, do których podawane jest sprężone powietrze i woda, tworzące strefę ochronną wokół organu urabiającego.

Inne rozwiązanie znane także z opisu wynalazku nr P 376 288 dotyczy sposobu i instalacji do zraszania powietrzno-wodnego w kombajnach węglowych. Istota tego rozwiązania polega na utworzeniu dwu układów powietrzno-wodnych, zewnętrznego z dysz rozmieszczonych na każdym ramieniu i wytwarzających kurtynę wodną wokół każdego z organów oraz wewnętrznego układu z dysz usytuowanych na każdym organie urabiającym. Niedogodnością rozwiązań przedstawionych w opisach nr P 364 593 i P 376 288, podobnie jak i pozostałych rozwiązań instalacji powietrzno-wodnych, mimo wysokiej ich skuteczności w czasie normalnej pracy, jest znacznie pogarszająca się skuteczność działania z chwilą przerwy w zasilaniu instalacji sprężonym powietrzem lub w przypadku podjęcia decyzji o zastosowaniu alternatywnego zraszania tylko wodnego.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie mankamentów występujących w znanych rozwiązaniach i zastąpieniu ich uniwersalną instalacją zraszającą mogącą pracować zarówno w wersji zraszania powietrzno-wodnego, jak i tylko wodnego, o dużej skuteczności działania w obszarach największego zagrożenia metanowego i zapylenia, to jest bezpośrednio w obszarze organów urabiających.

Instalacja zraszająca do górniczych kombajnów urabiających posiadająca zewnętrzny układ zraszania złożony z dysz dwuczynnikowych usytuowanych na każdym ramieniu i drugi układ zraszania złożony z dysz rozmieszczonych na każdym z organów urabiających charakteryzuje się tym, że na przewodzie zasilania magistrali wodnej ma sterowane powietrzem zawory, przy czym jeden zawór jest otwierany przepływem sprężonego powietrza, w wyniku czego otwiera dopływ wody do dwuczynnikowych dysz i mieszalnika powietrza i wody, zaś drugi zawór jest zamykany sprężonym powietrzem i otwiera się dopiero z chwilą zaniku jego ciśnienia pozwalając wtedy na dopływ wody tylko do mieszalnika i dyszy/dysz. Instalacja wyposażona jest w ogranicznik przepływu wody usytuowany przed dopływem wody do każdej dyszy/dysz.

Kolejna instalacja zraszająca do górniczych kombajnów urabiających posiadająca zewnętrzny układ zraszania złożony z dysz dwuczynnikowych usytuowanych na każdym ramieniu i drugi układ

PL 215 177 B1 zraszania złożony z dysz rozmieszczonych na każdym z organów urabiających w wykonaniu według wynalazku charakteryzuje się tym, że na przewodzie zasilania połączonym z magistralą wodną ma sterowany sprężonym powietrzem zawór, który z chwilą zaniku ciśnienia powietrza w przewodzie zasilającym łączy bezpośredni dopływ wody do mieszalnika powietrza i wody. Instalacja zraszająca na jednej z nitek dopływowych wody do każdego mieszalnika powietrza i wody ma ogranicznik przepływu wody. Na dopływie sprężonego powietrza do co najmniej jednej dwuczynnikowej dyszy na ramieniu organu ma jednokierunkowy zawór oraz ma ogranicznik przepływu wody na dopływie wody do pozostałych dwuczynnikowych dysz zraszających.

Instalacja zraszająca według wynalazku znajduje zastosowanie zarówno dla górniczego kombajnu jednoramionowego jak dla dwuramionowego kombajnu ścianowego.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładowych wykonaniach na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat hydrauliczny instalacji zraszającej przeznaczonej do dwuramionowego kombajnu ścianowego, a fig. 2 ilustruje schemat hydrauliczny odmiany tej instalacji.

Na rysunku w obu przypadkach nie pokazano części schematu hydraulicznego instalacji dotyczącej prawej strony kombajnu, gdyż jest on identyczny jak dla pokazanej na rysunku strony lewej.

Jak pokazano na rysunku schematycznym, do kombajnu ścianowego doprowadzone są dwie magistrale przewodów, wodna magistrala 1 zasilana z rurociągu wodnego lub pompy oraz magistrala 2 ze sprężonym powietrzem zasilana z rurociągu sprężonego powietrza lub sprężarki. Magistrale 1 i 2 doprowadzają media do instalacji zraszania, która rozmieszczona jest na kombajnie, symetrycznie na jego prawej i lewej stronie organu i ramienia. Na schemacie, dla uproszczenia pokazano instalację zamontowaną na lewej stronie kombajnu. Dopływ mediów jest odcinany za pomocą zaworów, odpowiednio dla wody za pomocą zaworu 3 i powietrza za pomocą zaworu 4. Instalacja pokazana na fig. 1, według pierwszego przykładu wykonania, zasilana jest z magistrali wodnej 1 poprzez wodne filtry 5. Następnie, woda przepływa przez zawór 6 albo 7 sterowane sprężonym powietrzem i chłodnicę wodną 8. Woda po przejściu przez zawór 6 przepływa przez czujniki przepływu wody 13 oraz 15 i jednokierunkowy zawór 11, mieszalnik 16 powietrza i wody do dysz zraszających 19, jak również do dwuczynnikowych dysz 18. Zaś woda po przejściu przez sterowany sprężonym powietrzem zawór 7 przepływa przez czujniki przepływu wody 14, jednokierunkowy zawór 12, mieszalnik 16 powietrza i wody oraz ogranicznik przepływu wody 20 do dysz dwuczynnikowych 19 oraz wodnej dyszy 21. Czujnik przepływu wody 13 zabudowany jest na przewodzie doprowadzającym wodę do dwuczynnikowych dysz 18 zraszania zewnętrznego ramienia kombajnu, czujnik 14 na przewodzie doprowadzającym wodę do dysz 19 rozmieszczonych na organie urabiającym i dysz wodnych 21, zaś czujnik 15 na wypływie wody. Zawór 6 w czasie zasilania instalacji sprężonym powietrzem jest otwarty dla przepływu wody, zaś zawór 7 jest w tym czasie zamknięty dla jej przepływu.

Realizacja zraszania odbywa się z instalacji umieszczonej w dogodnym miejscu na maszynie, dla każdej połowy kombajnu z dwuczynnikowych dysz 18 usytuowanych na ramieniu kombajnowym, z dysz 19 rozmieszczonych na organie urabiającym, do których dostaje poprzez drążony wał 17, na którym zamocowany jest organ oraz z wodnej dyszy 21 działającej tylko wtedy, gdy instalacja pracuje w wersji wodnej. Zastosowanie ogranicznika 20 przepływu wody zapewnia właściwy jej wydatek, a tym samym skuteczne działanie wodnej dyszy 21. Liczba wodnych dysz 21, gdy zachodzi taka potrzeba, może być zwiększona dla każdej ze stron maszyny.

Działanie instalacji zraszającej w wersji powietrzno-wodnej przedstawia się następująco. Sprężone powietrze po otwarciu jednokierunkowego zaworu 9 dopływa bezpośrednio do dwuczynnikowych dysz 18 oraz po otwarciu jednokierunkowego zaworu 10 dostaje się do mieszalnika 16. Woda dzięki otwarciu przez sprężone powietrze sterowanego zaworu 6 przedostaje się poprzez czujnik 13 do dwuczynnikowych dysz 18 oraz po otwarciu zaworu 11 dostaje się do mieszalnika 16. Z mieszalnika 16 powietrzno-wodna mieszanina poprzez wał 17 dopływa do dysz 19. Strumienie powietrzno-wodne dysz 19 wewnętrznego zraszania zraszają końcówki noży urabiających organów i bruzdy ich skrawania, a więc miejsca powstawania pyłu i iskier mogących być inicjatorem zapłonu metanu. Natomiast dwuczynnikowe dysze 18 zewnętrznego układu zraszania wytwarzają powietrzno-wodne strumienie zraszające, które tworzą szczelną powietrzno-wodną kurtynę izolującą od otoczenia urabiające organy kombajnu.

W przypadku braku dopływu sprężonego powietrza następuje zamknięcie zaworu 6 i otwarcie przepływu dla wody przez zawór 7, w wyniku braku powietrza. Woda płynie poprzez czujnik 14, otwiera zawór 12 i poprzez mieszalnik 16 oraz wał 17 dopływa do dysz 19 oraz poprzez ogranicznik 20

PL 215 177 B1 dopływa do dyszy 21. Na skutek zamknięcia zaworu 6 dopływ wody do dwuczynnikowych dysz 18 jest zamknięty. Instalacja działa jako typowa zraszająca instalacja wodna wewnętrzna.

Figura 2 przedstawia inne rozwiązanie instalacji według wynalazku, gdzie w czasie działania instalacji jako powietrzno-wodnej przepływ sprężonego powietrza powoduje otwarcie zaworu 9 i jego dopływ do dwuczynnikowych dysz 18 umieszczonych na ramieniu kombajnu, przy czym do pary dysz 18 dopływ powietrza następuje dopiero po otwarciu jednokierunkowego zaworu 23. Sprężone powietrze po otwarciu zaworu 10 dopływa również do mieszalnika 16. Woda po przepłynięciu przez filtry 5 rozdziela się na trzy nitki zasilające instalację. Jedną nitką przedostaje się ona poprzez czujnik 13 do dysz 18, przy czym do części dysz 18 poza pierwszą parą woda dopływa poprzez ogranicznik przepływu 25. Część wody dostarczana tą nitką dopływa do mieszalnika 16 po wcześniejszym przepłynięciu przez ogranicznik przepływu 24 i otwarciu zaworu 11. Druga nitka wody, podobnie jak na fig. 1, płynie wprost do chłodnicy 8, a następnie poprzez czujnik 15 swobodnie wypływa na zewnątrz. Przepływ wody trzecią nitką jest zablokowany przez zawór 22 utrzymywany w tej pozycji przez sprężone powietrze. Mieszanina powietrzno-wodna z mieszalnika 16 dopływa poprzez wał 17 do dysz 19 rozmieszczonych na organie urabiającym.

Gdy nastąpi przerwa w dostawie sprężonego powietrza, instalacja zaczyna działać jako instalacja wodna. Następuje wówczas otwarcie zaworu 22 dla przepływu wody trzecią nitką, w następstwie czego woda płynie poprzez czujnik 14, mieszalnik 16 i wał 17 wprost do dysz 19 rozmieszczonych na organie urabiającym. Dopływ wody do chłodnicy i dalej nie ulega zmianie, podobnie jak do dwuczynnikowych dysz 18. Część wody z nitki pierwszej może również poprzez ogranicznik 24, po otwarciu zaworu 11, zasilić strumień wody płynącej do mieszalnika 16. Zastosowanie ogranicznika przepływu 25 ogranicza dopływ wody do pozostałych dysz 18 i tym samym zapewnia skuteczne działanie pary dysz 18 odciętych zaworem 23 od możliwości przedostania się wody do instalacji sprężonego powietrza.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku instalacja zraszająca powietrzno-wodna w sposób samoczynny przystosowuje się do pracy jako wodna instalacja zraszająca, zachowując odpowiednią niezbędną skuteczność działania. Sytuacja taka powstaje z chwilą nieprzewidywalnej przerwy w zasilaniu sprężonego powietrza lub w przypadku zaistnienia potrzeby zastosowania alternatywnego zraszania tylko wodnego.

W momencie przypadkowego lub celowego odcięcia zasilania instalacji sprężonym powietrzem, następuje samoczynne przesterowanie instalacji na zraszanie wodne, działające głównie w formie instalacji wewnętrznej z organów urabiających.

Claims (5)

1. Instalacja zraszająca do górniczych kombajnów urabiających posiadająca zewnętrzny układ zraszania złożony z dysz dwuczynnikowych usytuowanych na każdym ramieniu i drugi układ zraszania złożony z dysz rozmieszczonych na każdym z organów urabiających, znamienna tym, że na przewodzie zasilania magistrali wodnej (1) ma zawory (6) i (7) sterowane powietrzem z magistrali (2), przy czym zawór (6) jest otwierany przepływem sprężonego powietrza i łączy dopływ wody do dwuczynnikowych dysz (18) i mieszalnika (16) powietrza i wody, zaś zawór (7) jest zamykany sprężonym powietrzem i otwiera dopływ wody do mieszalnika (16) i dyszy/dysz (21).

2. Instalacja zraszająca według zastrz. 1, znamienna tym, że ma ogranicznik (20) przepływu wody usytuowany przed dopływem wody do każdej dyszy/dysz (21).

3. Instalacja zraszająca do górniczych kombajnów urabiających posiadająca zewnętrzny układ zraszania złożony z dysz dwuczynnikowych usytuowanych na każdym ramieniu i drugi układ zraszania złożony z dysz rozmieszczonych na każdym z organów urabiających, znamienna tym, że na przewodzie zasilania (26) połączonym z wodną magistralą (1) ma sterowany sprężonym powietrzem zawór (22), który łączy bezpośredni dopływ wody do mieszalnika (16).

4. Instalacja zraszająca według zastrz. 3, znamienna tym, że ma ogranicznik (24) przepływu wody na jednej z nitek dopływowych wody do każdego mieszalnika (16) powietrza i wody.

5. Instalacja zraszająca według zastrz. 3, znamienna tym, że na dopływie sprężonego powietrza do co najmniej jednej dwuczynnikowej dyszy (18) na ramieniu organu ma jednokierunkowy zawór (23) oraz ma ogranicznik (25) przepływu wody na dopływie wody do pozostałych dwuczynniko-