"Гірничі машини й обладнання": Навч. посіб. для вузів - у 2-х т., Т.1 - Донецьк: РВА ДонНТУ, 2003. - 295 с.: іл., стр. 42-49

Общие сведения об очистных комбайнах

П.А. Горбатов, Г.В. Петрушкін, М.М. Лисенко

Очистные комбайны (ОК) предназначены для отделения от массива (выемки) угля, а также другого полезного ископаемого и погрузки отделенной горной массы на забойный конвейер. ОК для крутых и крутонаклонных пластов обеспечивают выполнение только первой функции, поскольку транспортирование горной массы для этих условий осуществляется самотеком за счет гравитационных сил.
В качестве основной внешней среды для ОК выступают:

1. горный массив как система природного характера, включающая подсистемы разрушаемого угольного пласта, его почвы и кровли;
2. при выемке пологонаклонных пластов - забойный конвейер как техническая система, включающая подсистему рештачного става и подсистему транспортирования отбитой горной массы.

Подсистема рештачного става обеспечивает для ОК функции опорного и направляющего механизмов базирования, восприятия и передачи тягового усилия.
Очистной комбайн состоит из совокупности основных подсистем, обладающих достаточной функциональной самостоятельностью и взаимодействующих между собой (внутренние связи) и с внешней средой (внешние связи), см. рис.1.

1. Корпусная подсистема (подсистема К) предназначена для объединения отдельных корпусных узлов машин в конструктивно целостный технический объект, а также для выполнения ряда других функций.
   Для очистных (рис.1) комбайнов подсистема К представляет собой совокупность жестко и подвижно соединенных корпусных узлов.
2. Подсистема привода исполнительного органа (подсистема ПИО) обеспечивает движение указанного органа с задаваемыми скоростями резания и необходимыми моментами или усилиями.
   Подсистемы ПИО очистных комбайнов включают приводные электродвигатели пневмодвигатели) 1, редукторы 3,4 и исполнительные органы 8.
3. Подсистема перемещения выемочной машины (подсистема ПВМ для очистных комбайнов данную систему называют механизмами или системами подачи)обеспечивает движение корпусной подсистемы машины с требуемыми значениями скоростей и усилий.
   Подсистемы ПВМ, как правило, включают: для очистных стреловидного типа комбайнов (рис.1) - приводные двигатели, регуляторы скорости 10, редукторы 11 и движители механического типа на основе жестких или гибких тяговых органов 12; при этом двигатели для подсистемы ПВМ и других подсистем могут быть общими, например, общий двигатель 1 для подсистем ПИО и ПВМ показан на рис. 1.

   

   Рисунок 1 - Очистной комбайн 1К101У

4. Подсистема подвески и перемещения исполнительного органа (под-система ППО) предназначена для:
   • основных и регулировочных перемещений исполнительного органа относительно основных жестко соединенных узлов корпусной подсистемы выемочных машин с требуемыми значениями скоростей и усилий;
   • поддержания заданного положения исполнительного органа относительно указанных узлов.
   Регулировочные перемещения для выемочных машин обеспечивают необходимое качество отработки границ "выработка - вмещающие породы". Основные перемещения соответствуют рабочим движениям исполнительных органов по выемке горного массива.
   В состав подсистем ППО в общем случае входят подвижные узлы корпусных подсистем, перемещения которых обеспечивают соответствующие степени свободы для исполнительных органов, и гидропривод с исполнительными гидроцилиндрами. Указанные подвижные узлы представлены на рис.1 - поворотными редукторами 4.
5. Подсистема пылеподавления.
   Для машин, разрушающих горный массив, различают внутреннее и внешнее орошение.
   В первом случае вода подается через внутреннюю часть исполнительного органа к каждому рабочему инструменту, взаимодействующему с горным массивом. Оросители внешнего орошения располагают на корпусных узлах машины в непосредственной близости от источников пылеобразования.
   Внутреннее орошение является более эффективным, т.к. подавление пыли происходит непосредственно в зоне ее образования при разрушении. Кроме того, в этом случае внутреннее орошение может выполнять еще вторую важную функцию - предотвращение воспламенения метановоздушной смеси от фрикционного искрения при трении рабочего инструмента о крепкие породы. Диспергированная вода препятствует соприкосновению источника воспламенения с взрывчатой средой и охлаждает его до безопасной температуры. Поэтому при наличии конструктивных возможностей разрушающие горный массив исполнительные органы и узлы, с которыми они тесно взаимосвязаны, необходимо выполнять с соответствующими водопроводящими каналами.
   Следует отметить, что для эффективного выполнения внутренним орошением второй функции необходимо, чтобы:
   • давление воды на форсунках было не менее 1,5 МПа, а расход воды на один рабочий инструмент - не менее 1,5 л/мин и 2,5 л/мин, если струя воды направлена на след резания на расстоянии соответственно до 20 мм и 50 мм от инструмента;
   • для средств орошения наработка на отказ, соответствующий вероятному не предотвращению воспламенения метана фрикционными искрами при повреждении или засорении более 15% оросителей, должна быть не менее 10 часов; в этом случае гарантируется нормальное выполнение рассматриваемой функции в течение трех рабочих смен с последующей ревизией соответствующих элементов в ремонтную смену.
   Для машин с внутренним орошением с целью недопущения переувлажнения массива целесообразно подавать воду только к тем резцам, которые осуществляют разрушение угля или породы, что чаще всего обеспечивается с помощью синхронизаторов.
6. Подсистема управления выполняет функции управления, защиты, контроля и диагностики и состоит из соответствующей аппаратуры и компьютерных устройств, с которыми взаимодействуют операторы.
   

• отделение ископаемого от массива;
• перемещение отбитой горной массы: погрузку на конвейер (для очистных и проходческих роторного типа комбайнов и струговых установок) и транспортирование ее на автономное транспортное средство (для конконвейероструговых установок).