Комбайн горный

КОМБАЙН ГОРНЫЙ (а. соntinuous miner, cutter-loader, power-loader, shearer; н. Bergbaukombine, Schramlademaschine, Schramlader; ф. haveuse, abatteuse-chargeuse, kombaine, соmbine minier; и. rozadora-cargadora, rozadora, arrancadora-cargadora) — комбинированная горная машина, совмещённо во времени выполняющая отделение от массива полезного ископаемого, пустой породы (или того и другого вместе) и погрузку горной массы на транспортные средства.

На подземных горных работах комбайны горные предназначены для механизации процессов: проведения вскрывающих, подготовительных и нарезных горных выработок — проходческие комбайны; выемки полезных ископаемых пластовых месторождений — добычные комбайны. В соответствии с выполняемыми функциями комбайны горные (рис. 1, рис. 2) имеют исполнительные органы для разрушения массива полезных ископаемых (горной породы) и погрузки горной массы, органы подачи комбайнов горных на забой и перемещений в забое, двигатель, передаточные механизмы, устройства для подавления или поглощения пыли, другое вспомогательное оборудование. Очистные комбайны для крутых пластов, работающие по восстанию или падению пласта, а также механогидравлические комбайны горным погрузочным органом не оснащаются, т.к. отбитое полезное ископаемое перемещается вниз под действием собственной массы или потоком воды (гидротранспортом). В передаточных механизмах, особенно органов подачи и перемещений, широко применяется электрогидропривод. Двигатель (двигатели) комбайнов горных — электрический, асинхронный. В новых конструкциях всё чаще используется регулируемый электропривод. Энерговооружённость машин до 400-600 кВт, отдельных буровых комбайнов до 1000 кВт.

Комбайны горные разделяют на фланговые, применяемые в длинных очистных забоях на пологих и крутых пластах, и фронтальные — в коротких очистных и подготовительных забоях на пластах с углом падения до 8-10°. Фланговые комбайны — машины цикличного действия; движутся вдоль забоя по почве или раме забойного конвейера и последовательно вынимают полосы полезных ископаемых. В зависимости от ширины последних комбайны горные этого вида разделяют на широкозахватные (ширина полосы 1-1,8 м) и узкозахватные (до 1 м). Современные шахты оснащаются, как правило, узкозахватными очистными комбайнами горными, позволяющими осуществлять бесстоечное поддержание кровли у забоя, использовать передвижные забойные конвейеры и передвижные механизированные крепи. Во фланговых широкозахватных комбайнах горных для пологих пластов чаще применяют баровый или в виде коронок разрушающий орган. Для погрузки используют его же или специальный грузчик. В узкозахватных комбайнах горных функция разрушения и погрузки совмещается в одном исполнительном органе, преимущественно шнековом, оснащённом радиальными или тангенциальными, армированными твёрдым сплавом резцами, расположенными на витках шнека. Фронтальные комбайны обрабатывают массив, передвигаясь по почве в направлении оси проходимой выработки.

В конструкциях этих комбайнов горных применяют в основном два вида разрушающих органов — цикличного избирательного и поточного действия. Органы первого вида — коронки (барабаны), различные по форме, приводам и способам обработки забоя. Установленная на конце подвижной рукояти, периодически подаваемой на забой, коронка обрабатывает забой резанием, перемещаясь поперёк него по любой оптимальной, применительно строению массива программе. Орган поточного действия — роторный (буровой) со сплошной обработкой забоя резанием или прорезанием в пласте концентрических щелей с последующим скалыванием целиков, оставшихся между ними. Погрузка горной массы фронтальными комбайнами горными обычно производится исполнительным органом с нагребающими лапами бокового захвата или ковшами, действующими совместно со скребковым или ленточным конвейером комбайна.

Комбайны горные обоих видов с резцовым исполнительным органом эффективно применяют для разрушения полезных ископаемых и монолитной породы с коэффициентом крепости t до 6, а при немонолитной породе — до 8. При крепости до 10 выемка производится шарошечным или другим механическим инструментом. Изыскиваются немеханические способы разрушения или разупрочнения крепких горных пород.

К основным достоинствам комбайнов (по сравнению со средствами буровзрывной выемки) относятся: сокращение числа и продолжительности, повышение интенсивности выполнения операций горных работ, облегчение труда рабочих, повышение его производительности и безопасности и др. Применение комбайнов горных для проходки позволяет улучшить качество работ, обеспечивает стабильную форму и размеры выработок, повышает их устойчивость, сокращает объёмы вынимаемой породы, трудовые и материальные затраты на крепление и перекрепление, облегчает установку стандартных крепей.

Комбайны горные совершенствуют в направлениях: снижения удельного энергопотребления на отбойку и погрузку, уменьшения пылеобразования при этих процессах; изыскания и использования средств автоматического вождения отбойного исполнительного органа с учётом гипсометрии пласта, заданного направления продольного профиля и контура выработки; информационного обеспечения и контроля состояния комбайна, повышения надёжности, ресурсов, удобства обслуживания и ремонтопригодности машины.

Первый комбайн горный (добычный, конструкции А. И. Бахмутского) создан в 1931 в CCCP. Комбайны типа "Донбасс" и УКТ, изготовление которых было налажено в CCCP в конце 40-х гг., позволили механизировать выемку угля на пластах мощностью соответственно 0,8-2,8 и 0,55-0,8 м. Применение их с другими широкозахватными и узкозахватными комбайнами горными на шахтах CCCP дало возможность к началу 70-х годов в основном завершить механизацию тяжёлого труда по выемке и погрузке угля. Широкому комбайновому проведению подготовительных выработок на угольных шахтах, комбайновым проходческо-добычным работам в калийных шахтах положили начало проходческие комбайны горные ПК-2М, ШБМ и ПК-3, серийный выпуск которых начался с 50-х гг. Конструкции этих комбайнов горных явились исходными для разработки последующих моделей мощных, высокопроизводительных, нового технического уровня современных проходческих, очистных и проходческо-добычных комбайнов горных для коротких забоев. Широко применяются комбайны горные в угольных и калийных шахтах, где их использование в совокупности с другими забойными машинами позволяет осуществлять комплексную механизацию очистных и подготовительных работ.