Добычный комбайн
(a. miner, header, heading machine, cutter-loader; н. Abbaukombine; ф. haveuse, abatteuse-chargeuse; и. rozadora cargadora) — комбинированная горн. машина для отделения полезного ископаемого от массива с одновременной погрузкой (навалкой) на забойный конвейер. Д. к. предложен в 1897 рус. изобретателем А. Калери. В 1926 в СССР впервые запроектирован Д. к. для добычи угля в длинных очистных забоях. Первая работоспособная конструкция Д. к. (А. И. Бахмутского) Б-1 изготовлена Первомайскими рудничными мастерскими в Донбассе в 1931. Одновременно были созданы также Д. к. типа ЯР-3 и ЯР-4 конструкции В. Г. Яцких и Г. И. Роменского (рис. 1).
Рис. 1. Схемы угледобывающих комбайнов Б-1 (а) и ЯР-4 (б): 1 — режущие штанги; 2 — грузчик; 3 — погрузочный конвейер; 4 — забойный качающийся конвейер; 5 — электродвигатель; 6 — механизм подачи; 7 — тяговый канат; 8 — режущие бары; 9 — вертикальная режущая штанга.
Произ-во этих трёх моделей начато на Горловском з-де в 1932. Первые зарубежные Д. к., аналогичные отечеств. конструкциям, появились в 1932 в Германии (Д. к. фирмы "Knapp") и в 1936 в Великобритании (Д. к. фирмы "Месо-Мооr"). В 1935-46 в СССР для разл. условий разработаны Д. к. С-24 и С-29 с изогнутыми барами конструкции А. К. Сердюка, ВОМ с кольцевым баром конструкции А. Д. Гридина и др. В 1944 появились многоярусные Д. к. КМ-4,5 с изогнутыми барами конструкции С. С. Макарова для выемки угля из мощных пологих пластов в Карагандинском басс. В 1948 начато серийное произ-во комбайна "Донбасс" с кольцевыми баром и грузчиком, предложенного M. P. Горшковым. В 1949-56 для выемки угля тонких пологих пластов разработаны Д. к. с буровыми коронками — УКТ, КЦТГ и с кольцевыми барами — "Кировец", "Горняк", "Шахтёр". С 1953 созданы отечеств. узкозахватные Д. к. КУ-1 с кольцевым баром, КУ-57-60, УКМ-1, К-52 с горизонтальными барабанами и шнеками, МК с вертикальными барабанами и др., к-рые постепенно были заменены более совершенными Д. к. для пологих пластов — 2К-52, 1К-101, КШ-1КГ, ГШ-68, КШ-3М со шнековыми исполнит. органами и Д. к. для крутых пластов — "Темп", "Комсомолец" и др. В США и затем в СССР были созданы Д. к. для узких забоев-камер. Первыми отечеств. моделями стали комбайн К-56 с боковой погрузкой п. и. на забойный конвейер и К-56 МГ с гидросмывом п. и. по почве наклонного забоя. В нач. 80-х гг. в СССР ежегодно выпускается ок. 1 тыс. Д. к.
Совр. Д. к. (табл.) подразделяются: по назначению — для длинных забоев (лав) и для коротких (камер); по углу наклона (падения) — для забоев, ориентированных к горизонту под углом до 35° и от 35° до 90°.
Различают Д. к. также по виду добываемого п. и. и ширине захвата — на широкозахватные (от 1 до 1,6-1,8 м) и узкозахватные (менее 1 м). Д. к. длинных забоев состоят: из исполнит. органов, отделяющих от массива п. и. и осуществляющих его погрузку на забойный конвейер; механизмов для перемещения (подачи) комбайна по забою; приводов для приведения в движение исполнит. органов и механизмов подачи. Развитие исполнит. органов Д. к. происходило в направлении постепенного упрощения их конструкции и повышения надёжности работы. Первые Д. к. имели по неск. исполнит. органов (рис. 2, а, б) и, кроме того, отдельные скребковые пластинчатые и сетчатые конвейеры для погрузки п. и. на забойный конвейер. Инструментом, отделяющим п. и. от массива, служат резцы, буровые коронки, а также дисковые шарошки, струи воды высокого давления (до 30-50 МПа и более) и ударные долота. На большинстве Д. к., работающих в лавах, применяются отбойно-погрузочные шнековые (рис. 2, г), барабанные (рис. 2, б, г), буровые (рис. 2, ж) и корончатые (рис. 2, в, з) исполнит. органы, осуществляющие как отделение п. и. от массива, так и погрузку его на забойный конвейер. На совр. Д. к., работающих в камерах, исполнит. органы гл. обр. корончатые и шнековые (рис. 2, з и рис. 3). Д. к. с отбойной коронкой и погрузочным устройством (рис. 2, з) используются для очистных работ в лавах и в камерах. Погрузка п. и. на забойные конвейеры осуществляется с помощью шнеков, погрузочных лопаток на барах и барабанах, неподвижных и поворотных лемехов, загребающих лап.
Рис. 2. Выемочные комбайны длинных забоев с резцовыми исполнительными органами: а — с плоскими барами (УКМГ); б, е — с вертикальными барабанами (МК-67, КА-80); в — с буровыми коронками и баром — КЦТГ; г — с отбойно-погрузочными шнеками; д — "Донбасс" с кольцевым баром и с режущей штангой, с кольцевым грузчиком; ж — с буровыми коронками и вертикальным барабаном для оконтуривания забоя; з — с отбойной коронкой на рукоятке, с грузчиком и погрузочным конвейером.
Рис. 3. Выемочные комбайны для узких забоев: а — 100 л "Джефри" (США) для тонких пластов, с двумя поворотными и качающимися шнеками; б — "Ли Норc" (США) для пластов средней мощности, со спаренными качающимися шнеками.
Для перемещения Д. к. в лавах пластов с углом наклона до 35° применяют бесцепные механизмы подачи (БСП) с цевочными или зубчатыми рейками, укрепляемыми к рештакам забойных конвейеров, к-рые вытесняют цепные модели этих механизмов. В лавах на пластах с углами св. 35° Д. к. перемещаются вниз под собств. весом, а вверх с помощью лебёдок с двумя канатами: тяговым и предохранительным. Комбайны, работающие в камерах, обычно оборудуют гусеничными механизмами перемещения. На Д. к. используют встроенные механизмы подачи трёх типов: гидравлические, имеющие механич. редуктор и гидродвигатель, питаемый от спец. гидронасоса, установленного на комбайне; электрический — также механич. редуктор и электродвигатель постоянного тока с регулируемой частотой вращения; механич. редукторы, представляющие автоматич. коробки передач с 5-11 скоростями, приводимые в движение от осн. электродвигателя Д. к. При углах падения пластов св. 10° для обеспечения безопасности работ в лавах, кроме механизмов подачи, применяют предохранит. канатные лебёдки, располагаемые на верх. штреке и удерживающие комбайн при обрыве тяговой цепи или при аварии одиночного бесцепного механизма подачи. Такие лебёдки работают автоматически, постоянно поддерживая канат в натянутом состоянии. Для тех же целей вместо предохранит. лебёдок на Д. к. используют 2 параллельно работающих двигателя бесцепных механизмов подачи.
Способы управления совр. Д. к.: ручной (всеми операциями) — с помощью кнопок и рукояток, расположенных на корпусе комбайна; дистанционный (всеми операциями) — с переносного кнопочного поста по кабелю или по радио; программный (операциями изменения положения исполнит. органов) — спец. носителями информации, закладываемыми в аппарат управления, установленный на комбайне или в штреке, а также в спец. устройства, располагаемые вдоль лавы; автоматизированный — с помощью датчиков, определяющих границы "полезное ископаемое — порода" и изменение гипсометрии пласта.
Большинство Д. к. лав снабжаются аппаратами для автоматич. изменения скорости подачи в зависимости от сопротивляемости п. и. разрушению, для защиты комбайновых электродвигателей от перегрузок и т.п., а также средствами сигнализации при пуске комбайнов. Для уменьшения запылённости забоев Д. к. имеют пониженные скорости движения резцов (не св. 1,8-2 м/с), системы подачи распылённой воды на каждый резец и в зону работы исполнит. органов, а также отсоса пыли. На Д. к., работающих на пластах мощностью св. 2-2,5 м с частыми вывалами п. и. из забоя, устанавливают дробилки.
Литература: Добров Г. М., История советских угледобывающих комбайнов, (М), 1958; Фролов А. Г., Развитие комбайновой выемки угля, М., 1967; Элькин И. Л., Узкозахватные комбайны, Донецк, 1968; Миничев В. И., Угледобывающие комбайны. Конструирование и расчет, М., 1976; Докукин А. В., Фролов А. Г., Создание и развитие угледобывающих комбайнов, М., 1984.
А. Г. Фролов.
