Горный Комбайн
Горный Комбайн в Энциклопедическом словаре:
Горный Комбайн - комбинированная машина, производящая разрушение массивагорных пород и погрузку их в транспортные средства. Горный комбайн длядобычи полезных ископаемых называется очистным, для проведения горныхвыработок - проходческим. Первые горные комбайны (очистные) созданы в СССР(1932).
Определение «Горный Комбайн» по БСЭ:
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. 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 | шнеко- вый | шнеко- вый | шнеко- вый | верти- кальный барабан | гори- зонталь- ный барабан | гори- зонталь- ный барабан | буро- вой | шнеко- вый |
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 энерговоору- женность, 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 производи- тельность, 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 мІ. Принципиальная
схема комбайна ПК-3 послужила основой для создания аналогичных моделей комбайнов в СССР (тип. 4 ПУ для горных выработок сечением 4-8 мІ и ПК-9Р - для 7-16 мІ) 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.
Горный Климат
Горный Комбайн
Горный Лен