Наукоемкие технологии и оборудование в промышленности и строительстве

Статья

Наименование Гидросистема и гидрооборудование очистного комбайна КДК1000
Авторы Косарев И. В., врио директора
Мезников А. В., заместитель директора по научной работе
Косарев В. В., к. т. н., ученый секретарь
Андреев Г. В., зав. отд.
Чайков Е. М., гл. конструктор проекта
Раздел Недропользование
Год 2026 Выпуск 86 Страницы 78 - 93
УДК 622.232.72 EDN IEVVVU
Аннотация В представленных материалах изложена цель создания инновационной гидросистемы очистного комбайна, описано её устройство и новые конструктивы, позволяющие обеспечить ресурс импортозамещающего комбайна КДК1000 на уровне 10-15 млн т добытого угля до капитального ремонта в зависимости от условий эксплуатации.
Реферат Цель. Разработка принципиально новых технических решений, повышающих ресурс и надежность гидросистемы и гидрооборудования импортозамещающего очистного комбайна КДК1000.
Методика. Проведен анализ параметров и конструктивных решений гидросистем отечественных и зарубежных очистных комбайнов, эксплуатируемых в условиях шахт РФ и за рубежом. Установлены причины отказов гидросистем горных комбайнов. Анализом экспериментальных исследований в лаборатории гидропривода института установлено превышение абразивных загрязнений в смывах исполнительных устройств гидрооборудования очистных комбайнов в 15-24 раза выше допустимых. Из анализа накопленных статистических данных выходы из строя и неисправности очистных комбайнов в условиях отечественных шахт на 80 % объясняются крайне высоким загрязнением рабочей жидкости и вызванным им гидроабразивным износом. Разработаны, изготовлены и испытаны в лабораторных и шахтных условиях ряд фильтровальных установок с неразрушаемыми фильтроэлементами, в т. ч. с самопромывкой и механической самоочисткой в автоматическом режиме, обеспечивающими фильтрацию рабочих жидкостей тонкостью до 20 мкм при давлении до 40 МПа, а также декомпрессионное устройство для связи воздушных полостей гидросистем с шахтной атмосферой, обеспечивающее фильтрацию воздуха с тонкостью 0,3 мкм при пропускной способности устройства 90 м3/мин.
Результаты. В результате исследования процессов фильтрации на создаваемых высоконапорных фильтрах и фильтровальных установках отработаны оптимальные параметры фильтровальных элементов и конструкции фильтров. Разработана технология и освоено производство фильтров и декомпрессионных устройств, а также устройств самопромывки и механической самоочистки, адаптированных к конструкции горных комбайнов, позволяющих повысить ресурс и надежность гидросистем, в т. ч. ранее созданных.
Научная новизна. Научная новизна представленной работы заключается во вновь разработанной технологии и системе предотвращения от загрязнений рабочей жидкости гидросистемы очистного комбайна абразивными частицами шахтной атмосферы (патент РФ на полезную модель № 235473 от 03. 07. 2025 «Декомпрессионное устройство горной машины»). Установлены зависимости массы загрязнителей, индекса загрязненности и коэффициента роста относительного ресурса от тонкости фильтрации.
Практическая значимость. Экспериментальные исследования процессов фильтрации рабочей жидкости в установках с неразрушаемыми фильтроэлементами, выдерживающими высокое разностное давление, сравнимое с рабочим, способными к самопромывке и механической самоочистке в автоматическом режиме, и освоенное в производстве на их базе фильтровальное оборудование в сочетании с вновь созданным декомпрессионным устройством повышают ресурс и надежность гидросистемы и гидрооборудования вновь создаваемых комбайнов не менее чем в 3 раза.
Ключевые слова гидрооборудование, фильтр тонкой очистки, рабочая жидкость, тонкость фильтрации, индекс загрязненности, декомпрессионное устройство, нетканый полипропиленовый материал.
Финансирование
Благодарности
Список источников
1. Импортозамещающий очистной комбайн КДК1000 для продуктивной и техногенно безопасной отработки угольных пластов мощностью 2,5-5,5 м / И. В. Косарев [и др.]. // Научный вестник НИИ «Респиратор». 2025. № 1. С. 51–63. EDN UFBKWM
2. Исследование особенностей эксплуатации и научное обоснование технических решений и параметров очистного комбайна с автоматизированным управлением частотно-регулируемым приводом бесцепной системы подачи и энерговооруженностью блоков резания 700–800 кВт для отработки пластов мощностью 2,0-4,3 м в условиях угольных предприятий Российской Федерации, Республики Казахстан и других угледобывающих стран: отчет о НИР (заключ.) / ГБУ «Донуглемаш», рук. Мезников А. В.; исполн.: Андреев Г. В. [и др.]. Донецк, 2020. 172 с. № ГР0119D000058, арх. № А/0061.
3. Объемные гидравлические приводы / Т. М. Башта, И. З. Зайченко, В. В. Ермаков, Е. М. Хаймович; под ред. Т. М. Башты. М.: Машиностроение, 1969. 627 с.
4. Современные фильтры ГП «Донгипроуглемаш» для защиты гидравлических систем горных машин от загрязнений / В. В. Косарев, Н. И. Стадник, Ю. И. Варшавский [и др.]. // Решение научно-технических проблем при создании и внедрении современного горно-шахтного оборудования: сборник научных трудов. Донецк: Астро, 2008. С. 508–537.
5. Машиностроительный гидропривод / Л. А. Кондаков [и др.]. М.: Машиностроение, 1978. 495 с.
6. Ковалевский В. Ф., Железняков Н. Т., Бейлин Ю. Е. Справочник по гидроприводам горных машин. М.: Недра, 1973. 504 с.
7. Стугарев А. С., Полесин Я. Л. Безопасность труда в угольных шахтах. М.: Госгортехиздат, 1959. 526 с.
8. Павленко С. В., Иванков А. О., Косарев В. В. Комбайн КДК500 в забоях ООО «Шахтоуправление „Садкинское“» // Уголь. 2008. № 6. С. 26–30. EDN JJZNRL
Полный текст