Что значит "горный комбайн"

комбинированная машина, производящая разрушение массива горных пород и погрузку их в транспортные средства. Горный комбайн для добычи полезных ископаемых называется очистным, для проведения горных выработок проходческим. Первые горные комбайны (очистные) созданы в СССР (1932).

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 . 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

Показатели

Тип комбайна

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 барабан

горизонтальный бараьбан

горизонтальный барабан

буровой

шнековый

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

¾

¾

до 15

до 20

Суммарная энерговооруженность, квт

105

110

105

105

32

50

80≈125

150

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, т/мин

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

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.

угольный комбайн

• Очистные комбайны — предназначены для добычи полезных ископаемых в очистном забое . Очистные комбайны совместно с механизированными крепями и забойными конвейрами образуют механизированный очистной комплекс.