Значение ГОРНЫЙ КОМБАЙН в Большой советской энциклопедии, БСЭ
- ГОРНЫЙ КОМБАЙН
-
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
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
-
-
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.
Большая советская энциклопедия, БСЭ. 2012