Горный комбайн

комбинированная машина для одновременного выполнения операций по отделению от массива полезного ископаемого или породы и погрузки их на транспортные средства. Г. К., предназначенный для добывания полезного ископаемого, называется очистным, а применяемый для проведения горных выработок, — проходческим. Г. К. Для проведения нарезных выработок по углю в целях подготовки очистного забоя называется нарезным. Наибольшее распространение Г. К. Получили в угольной промышленности. Всё шире Г. К. Применяются и при добыче других полезных ископаемых — калийной и каменной соли, марганца, руд редкоземельных металлов и др. Создание Г. К. Было результатом развития конструкций врубовой машины (См. Врубовая машина). Работоспособные Г. К. Созданы в СССР в 1932 (очистной, широкозахватный конструкции А.

И. Бахмутского и типа ЯР конструкции В. Г. Яцкях и Г. И. Роменского для выемки угля из тонких пологопадающих пластов). В Великобритании первые работоспособные Г. К. Появились в 1935 (очистной, широкозахватный системы «Мекко-Мур») и в Германии в 1938 (очистной, широкозахватный фирм «Эйкхофф» и «Рейнпрейсен»). Табл. Техническая характеристика основных серийно изготовляемых в СССР узкозахватных угольных комбайнов -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | Тип комбайна | | Показатели  |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | | 2К—52 | КШ—1КГ  | 1К—101 | МК—67  | КТ | «Темп»  | БК—52 | 1К—58М | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Вынимаемая мощность пласта, м  | 1,1—1,8 | 1,35—2,85  | 0,75—1,2 | 0,7—1,3 | 0,45—0,85 | 0,6—1,5  | 0,9—1,4  | 2,0—3,2 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Угол падения пласта | 0—35 °  | 0—15 °  | 0—15 | 0—20  | 45—90  | 45—90  | 0—20 | 0—20 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Тип исполнительного органа | шнековый | шнековый | шнековый | вертикальный | горизонтальный | горизонтальный | буровой  | шнековый  | | | | | | барабан | бараьбан | барабан  | |  | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Захват исполнительного органа, м | 0,63—0,8 | 0,63 | 0,63—0,8 | 0,8  | 0,9 | 0,9—1,0  | 0,63—0,8  | 0,63 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Скорость резания, м/мин | 3,07—3,84  | 2,4—2,7 | 2,5—2,9 | 2,05—2,44 | 1,83—1,72 | 1,9 | 2,2—2,6  | 2,45—1,9  | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Скорость подачи, м/мин | 0,0—6,0 | 0,3—4,0 | 0—4,5 | 0,36—1,27 | 0,36—1,27 | 0—3,0 | 0—4,5 | 0—2,0 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Тяговое усиление подачи, тс | до 15 | до 15 | до 15 | до 15 | ― | ― | до 15  | до 20 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Суммарная  | 105 | 110 | 105 | 105 | 32 | 50 | 80—125 | 150 | | энерговооруженность, квт | | | | | | | |  | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Основные размеры, м | | | | | | | |  | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | длина | 5,92 | 6,5—7,1 | 5,8 | 5,5  | 5,1—5,3  | 4,9 | 6,3 | 5,5 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | ширина по корпусу | 1,04 | 0,95 | 0,88 | 1,01 | 0,58  | 1,1—1,2  | 0,90  | 1,095  | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | высота по корпусу  | 0,82 | 1,1—1,43 | 0,4 | 0,52 | 0,31  | 0,56—0,95 | 0,72—0,8  | 1,5 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Масса, т  | 8,75 | 12,7—13,5  | 7,0 | 7,7—8,4 | 3,3—3,5  | 3,9—4,3  | 10,5—11,5  | 22,0 | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Расчетная производительность, | 1,8—3,5 | 2,0—3,8 | 1,2—1,8 | 2—2,5  | 0,8—1,0  | до 2,5  | 2,3—3,4  | до 5,0 | | т/мин  | | | | | | | |  | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Г.

К. Состоит из исполнительного органа (для отбойки, т. Е. Разрушения массива горных пород), погрузочного органа, роль которого в ряде случаев выполняет тот же исполнительный орган (для погрузки отбитой горной массы на транспорт), механизма передвижения, приводных двигателей, передаточных механизмов, органов управления и устройств для пылеподавления (оросительные системы) и пылеулавливания. По конструкции и способу отделения горной массы различают несколько типов исполнительных органов Г. К. Баровые, состоящие из одного или нескольких баров с режущими цепями, разрушающих массив системой зарубных щелей с последующим разрушением межщелевых целиков либо резанием с поверхности забоя. Барабанные (с вертикальной или горизонтальной осью вращения барабанов), разрушающие массив резанием с поверхности забоя.

Шнековые (с горизонтальной осью вращения), разрушающие массив резанием с поверхности забоя и перемещающие вдоль оси шнека отдельные куски горной массы на конвейер. Короночные, разрушающие массив резанием с поверхности забоя вращающейся коронкой с резцами. Буровые, разрушающие массив вырезанием концентрических тонких кольцевых щелей с последующим разрушением и погрузкой на конвейер межщелевых целиков. Планетарные, разрушающие массив резанием с поверхности забоя резцами, совершающими планетарное движение в пространстве. Шарошечные, разрушающие массив системой шарошек (в т. Ч. И дисковых). Исполни тельный орган Г. К. В ряде случаев может быть комбинированным (например, буровой и барабанный, планетарный и шнековый).

По конструкции и способу погрузки горной массы погрузочные органы Г. К. Подразделяются на. Скребковые конвейеры (в т. Ч. Изгибающиеся) и с консольными скребками (кольцевые грузчики), а также работающие в сочетании с т. Н. Загребающими лапами. Ковшовые, высыпающие горную массу обычно на ленточный перегружатель. По конструкции и способу действия механизмы передвижения Г. К. Выполняются с гибким тяговым органом (канатом или сварной круглозвенной цепью), рельсовым, колёсным, пневмошинным, гусеничным ходом или с гидравлической шагающей подачей. Двигатели Г. К. Выполняются обычно электрическим короткозамкнутыми асинхронными с питанием переменным током напряжением от 380 до 4160 в с поверхностным обдувом или водяным охлаждением.

Ведутся работы по применению для комбайнов электрических двигателей с частотным регулированием (тиристорный привод). Передаточные механизмы Г. К. Состоят из силовых редукторов и объёмных гидропередач типов. Насос — силовые гидроцилиндры и насос — гидродвигатель. Очистной Г. К. Применяется в длинных очистных забоях (лавах) и коротких (камерах). Для длинных очистных забоев по способу выемки комбайны делятся на широкозахватные (ширина захвата от 1,2 до 2,4 м) и узкозахватные (ширина захвата до 1,0 м). Первым широкозахватным комбайном, получившим применение в промышленном масштабе, был комбайн типа «Донбасс». Этот комбайн (рис. 1) был снабжен баровым исполнительным органом, кольцевым скребковым грузчиком и механизмом передвижения с канатным тяговым органом.

Для выемки пологих особо тонких пластов (мощность 0,6—0,9 м) получил распространение широкозахватный комбайн «Кировец» с баровым исполнительным органом и кольцевым скребковым погрузчиком. Основные недостатки широкозахватных комбайнов — невозможность применения механизированной крепи и отсутствие бесстоечного призабойного пространства, необходимого для применения передвижного забойного конвейера. Поэтому в 50-х гг. Наряду с дальнейшим развитием широкозахватных комбайнов начало развиваться принципиально новое направление — создание узкозахватных комбатов, работающих преимущественно со става изгибающегося скребкового забойного конвейера, передвигающегося без разборки. Первое промышленное внедрение узкозахватных очистных комбайнов с барабанным исполнительным органом началось в 1945—47 в Великобритании (комбайны типа «Андертон»).

Наибольшее распространение в СССР для выемки и пологих пластов получили узкозахватные комбайны типа 2К-52 (рис. 2), 1К-101, КШ-1КГ (рис. 3), 1К-58М (рис. 4) со шнековыми исполнительными органами, типа МК-67 с барабанным исполнительным органом (рис. 5), типа БК-52 с буровым исполнительным органом (рис. 6), а для крутых пластов комбайны типа КТ и УКР-1К («Темп») (рис. 7) с барабанным исполнительным органом (табл.). На шахтах Великобритании получили распространение узкозахватные комбайны со шнековым исполнительным органом фирмы «Андерсон Бойс» и с буровым исполнительным органом в сочетании с барабанным типа «Трепан-Ширер», а на шахтах ФРГ узкозахватные комбайны типа ЕDW-200 и ЕDW-130L фирмы «Эйкхофф» со шнековым исполнительным органом.

Аналогичные по конструкции узкозахватные комбайны созданы и в других странах — Франции, ПНР, ЧССР, Японии. Создание и внедрение узкозахватных комбайнов позволили применить изгибающиеся передвижные забойные конвейеры и открыли перспективу для применения механизированных крепей. Суточная производительность узкозахватных Г. К. Достигает 3000—5000 т угля. Очистные комбайны для коротких забоев получили распространение главным образом в угольной промышленности США. Г. К. Для коротких забоев одновременно является и проходческим комбайном для проведения выработок в толще полезного ископаемого. Наиболее распространены в США для отработки коротких забоев комбайны фирмы «Джой» с барабанным и буровым в сочетании с баровым исполнительными органами на гусеничном ходу (рис.

8). Последние характеризуются значит, энерговооружённостью (240—400 квт), высокой производительностью (6—14 т/мин), наличием гусеничного хода. Область применения таких Г. К. — пологие пласты мощностью от 0,9 до 3,0 м. Проходческие Г. К. По назначению делятся. Для проведения выработок по углю (или другому полезному ископаемому) и по породе. По форме сечения проводимой выработки — прямоугольного, трапецеидального, круглого и арочного. По направлению проводимой выработки — для горизонтальных и наклонных выработок. Первым проходческим комбайном для проходки по углю, получившим промышленное внедрение на шахтах СССР, был комбайн типа ПК-2 с баровым исполнительным органом, аналогичный по конструкции комбайну типа «Штрекенбаггер» в Германии.

Наибольшее распространение в угольной промышленности СССР получил комбайн типа ПК-3 (рис. 9) с короночным исполнительным органом, выполненным в виде вращающейся конусной коронки. Перемещение коронки при разрушении угля в забое осуществляется с помощью силовых гидроцилиндров. Такой комбайн предназначается для проведения горных выработок сечением 8—12 м2. Принципиальная схема комбайна ПК-3 послужила основой для создания аналогичных моделей комбайнов в СССР (тип. 4 ПУ для горных выработок сечением 4—8 м2 и ПК-9Р — для 7—16 м2) и за рубежом (типа «Бретби» в Великобритании, ЕV-100 фирмы «Эйкхофф» в ФРГ и др.). Для скоростного проведения горных выработок в СССР создан комбайн типа «Караганда 7/15» (рис. 10) с планетарным исполнительным органом, с помощью которого достигнута скорость проведения выработок по углю свыше 3000 м в месяц.

Для проведения выработок по породам невысокой крепости первым Г. К., получившим промышленное внедрение, был комбайн типа ШБМ (рис. 11) с резцовым исполнительным органом, разрушающим горную массу резанием со взламыванием, с гидравлической шагающей подачей. Эти Г. К. Успешно применяются при добыче калийных солей. Для проведения горных выработок по более крепким породам (в т. Ч. Тоннелей) созданы проходческие комбайны с шарошечным исполнительным органом и гидравлической шагающей подачей. Наиболее известным является комбайн типа «Роббинс», изготовляемый в США. С аналогичным исполнительным органом — дисковыми шарошками в СССР созданы Г. К. Для проведения выработок по породе (типа ТОР-6, «Ясиноватец» и МПГ-З). Для нарезки выработок по углю с углом падения до 18° на пластах мощностью 0,8—1,2 м, шириной 2,6 м в СССР создан нарезной комбайн типа КН-2У с баровым исполнительным органом (рис.

12). В СССР ведутся работы по совершенствованию и созданию новых типов Г. К. Очистных для узкозахватной и высокопроизводительной выемки тонких и мощных пластов, нарезных для нарезки выработок в условиях тонких пластов и проходческих для проведения выработок по крепким породам. Основными направлениями при создании Г. К. Являются. Увеличение энерговооружённости, производительности, расширение области применения с учётом всего разнообразия горно-геологических условий, улучшение сортности добываемого угля, повышение надёжности и долговечности, широкое внедрение гидропривода и средств автоматического регулирования, повышение безопасности и улучшение условий работы (опережающее отключение, надёжное пылеподавление и пылеулавливание и др.), максимальная унификация и стандартизация узлов и деталей.

Лит. Горные машины, 3 изд., М., 1963. Давыдов Б. Л., Скородумов Б. А., Расчет и конструирование угледобывающих машин, М., 1963. Базер Я. И., Храпов Ю. Г., Соколов Ю. Л., Проходческие комбайны для угольных шахт, М., 1967. Межаков В. А., Василенко С. И., Унифицированные угольные комбайны «Кировец» и УКМГ-ЗМ, М., 1967. Фролов А. Г., Развитие комбайновой выемки угля, М., 1967. Элькин И. Л., Узкозахватные комбайны, Донецк, 1968. Машины для угольной промышленности. Справочник, М., 1968. Проходческий комбайн «Караганда 7/15», М., 1969. Барон Л. И., Глатман Л. Б., Загорский С. Л., Разрушение горных пород проходческими комбайнами, М., 1969. Люльчак И. М., Зарубежные породо-проходческие комбайны, М., 1970. А. В. Топчиев. Б. Г. Алешин, В. Н. Хорын. Очистной комбайн узкозахватный типа 2К-52 со шнековым исполнительным органом для выемки пологих пластов мощностью 1,1—1,8 м.

Очистной комбайн широкозахватный типа «Донбасс» с баровым исполнительным органом для выемки угля в очистных забоях пологих пластов мощностью 0,8—2,0 м. Очистной комбайн узкозахватный типа УКР-1К с барабанным исполнительным органом для выемки крутых пластов мощностью 0,6—1,5 м. Очистной комбайн узкозахватный типа БК-52 с буровым исполнительным органом для выемки пологих пластов мощностью 0,9—1,4 м. Проходческий комбайн типа ПК-3 с короночным исполнительным органом для проведения выработок по углю. Очистной комбайн с буровым в сочетании с баровым исполнительными органами фирмы «Джой» для выемки угля в коротких забоях. Проходческий комбайн типа ШБМ-1 для проведения выработок по породе. Проходческий комбайн типа «Караганда 7/15» с планетарным исполнительным органом для проведения выработок по углю.

Нарезной комбайн типа КН-2У с баровым исполнительным органом для нарезных работ на пологих пластах. Очистной комбайн узкозахватный 1К-58М со шнековым исполнительным органом для выемки пологих пластов мощностью 2,0—3,2 м. Очистной комбайн узкозахватный типа МК-67 с барабанным исполнительным органом для выемки пологих пластов мощностью 0,7—1,3 м. Очистной комбайн узкозахватный КШ-1КГ со шнековым исполнительным органом для выемки пластов мощностью 1,35—2,85 м..