УЗКОЗАХВАТНЫЙ КОМБАЙН ДЛЯ ВЫЕМКИ УГЛЯ ИЗ КРУТОНАКЛОННЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 2004 года по МПК E21C27/02 

Изобретение относится к горному делу, в частности к узкозахватным комбайнам для выемки угля из крутонаклонных пластов при отработке последних по системе разработки длинными столбами по простиранию.

Известен узкозахватный комбайн для выемки угля из крутых и крутонаклонных угольных пластов, содержащий приводной механизм, редуктор привода исполнительного органа, прицепное устройство, опорную лыжу, систему орошения, лыжу для спуска комбайна, регулируемый и нерегулируемый исполнительные органы [I]. Недостатками этого комбайна являются: недостаточный диапазон регулирования высоты установки исполнительного органа, резко ограничивающий область применения комбайна; невозможность двусторонней (челноковой) выемки угля, снижающая эффективность разработки крутонаклонных угольных пластов; недостаточный уровень механизации выемочных работ в забое: необходимость ниши на сопряжении лавы с конвейерным штреком для зарубки комбайна в новую полосу; необходимость ручных работ в верхней части лавы из-за нерегулируемости по высоте переднего исполнительного органа.

За прототип принят узкозахватный комбайн, содержащий: два регулируемых по высоте исполнительных органа, редуктор режущей части, электродвигатель, забойную лыжу, прицепное устройство, устройство для орошения [2].

Недостатками прототипа являются:

- отсутствие штатного места, где мог бы находиться машинист комбайна во время выемки угля комбайном;

- недостаточный диапазон регулирования по высоте исполнительных органов;

- необходимость ручных операций для оформления забоя в верхней части лавы, обусловленная величиной расстояния от линии резцов верхнего исполнительного органа до окончания прицепного устройства;

- сложность зарубки комбайна в массив не только в верхней, но и в нижней части лавы.

Эти недостатки снижают возможности выемочного комбайна, не позволяют использовать его при разработке угольных пластов средней мощности, что, в свою очередь, снижает эффективность разработки крутонаклонных угольных пластов средней мощности и мощных, при разделении последних на слои.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности разработки крутонаклонных пластов за счет оснащения комбайна направляющей балкой.

Поставленная цель достигается тем, что, в узкозахватном комбайне для крутонаклонных пластов, содержащем тягово-прицепное устройство, устройство для орошения, два регулируемых по высоте исполнительных органа с горизонтальной осью вращения, две качающиеся рукояти и корпус, в котором установлены два редуктора режущей части и электродвигатель, корпус комбайна с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен на направляющей балке и связан с ней гидравлическим домкратом, тягово-прицепное устройство жестко связано с торцом направляющей балки, исполнительные органы выполнены в виде шнека с резцами, причем ближний к тягово-прицепному устройству шнек установлен на качающейся рукояти с возможностью обеспечения движения резцов от почвы к кровле пласта в зоне их контакта с угольным массивом при движении комбайна вслед за тяговым канатом и его реборда навита в направлении, обеспечивающем перемещение отбитого угля в сторону от направляющей балки, дальний шнек установлен на качающейся рукояти с возможностью обеспечения движения резцов в обратную сторону, его реборда навита в направлении, обеспечивающем перемещение отбитого угля в сторону направляющей балки; направляющая балка снабжена фальшполом, поручнем и защитным ограждением.

Предлагаемое изобретение поясняется схемами. На фиг.1 показана компоновка комбайна (фронтальная проекция), на фиг.2 - то же (вид в плане), на фиг.3 - то же (вид сзади), на фиг.4 - направляющая балка (фронтальная проекция), на фиг.5 - то же (вид в плане), на фиг.6 - то же (торец).

Узкозахватный комбайн для выемки угля из крутонаклонных пластов содержит: электродвигатель 1, левый 2 и правый 3 редукторы, заключенные в корпус, левый 4 и правый 5 шнековые исполнительные органы, левую 6 и правую 7 качающиеся рукояти, направляющую балку 8, выполненную в виде постели и имеющую длину не более длины комбайна, измеренную по шнековым исполнительным органам, тягово-прицепное устройство 9, гидравлический домкрат 10 перемещения корпуса по направляющей балке, устройство 11 кинематической связи корпуса с направляющей балкой, оросительную установку.

Корпус комбайна установлен на направляющей балке 8 и кинематически связан с ней посредством устройства 11 и гидравлического домкрата 10.

Редуктор 2 обеспечивает вращение шнекового исполнительного органа 4 (первого по ходу комбайна вверх по лаве), при котором его зубки, вошедшие во взаимодействие с угольным массивом в уступе, совершают движение от почвы к кровле (за счет этого повышается устойчивость комбайна в забое). При этом реборда шнека 4 с кулаками для установки зубков при вращении обеспечивает транспорт отбитого угля в сторону от корпуса комбайна, т.е. на забой. Редуктор 3 обеспечивает вращение шнека 5 (заднего по ходу комбайна вверх по лаве) в обратную сторону, а реборда этого шнека обеспечивает транспорт отбитого угля вдоль уступа в сторону корпуса комбайна, т.е. от забоя.

Направляющая балка (цельная или составная) содержит Г-образное основание 12, минимум две втулки 13, кронштейн 14, ребра жесткости 15, фальшпол 16, поручень 17 и ограждение 18.

Г-образное основание 12 установлено на почве пласта и ориентировано короткой полкой по нормали вверх, причем короткая полка размещена с завальной стороны. Втулки 13 входят в состав устройства 11 и приварены к основанию 12 у забойного края. Кронштейн 14 приварен к основанию вплотную к тягово-прицепному устройству 9. Фальшпол 16 выполнен в виде решетки с поперечно ориентированными прутьями и установлен на высоте от длинной полки основания 12, равной высоте кронштейна 14, и поддерживаемой по всей длине балки ребрами жесткости 15. Поручень 17 установлен параллельно основанию на некоторой высоте от него и закрыт со стороны забоя ограждением 18, предназначенным для защиты рук машинистов комбайна от ударов кусков отбитого угля.

Работа комбайна по выемке угля осуществляется следующим образом. В исходном положении комбайн находится в нижней части левостороннего забоя, шнек 4 установлен у почвы пласта, а шнек 5 установлен у его кровли. Направляющая балка 8 выдвинута вперед относительно корпуса комбайна на всю величину хода штока домкрата 10. Машинист комбайна, располагаясь на фальшполу 16 направляющей балки 8, включает привод режущей части комбайна, а затем и привод подачи комбайна, т.е. лебедку, установленную на вентиляционном штреке. Уголь, отбитый шнековым исполнительным органом 4, по почве пласта поступает в зазор между корпусом комбайна и забоем и далее самотеком устремляется в нижнюю часть лавы. Уголь, отбитый шнековым исполнительным органом 5, также самотеком устремляется вниз по лаве. Направляющая балка 8, опираясь на забой своей консолью, т.е. своей частью, опережающей корпус комбайна, ограничивает величину заглубления исполнительного органа 4 в массив полезного ископаемого. Машинист комбайна, располагаясь на направляющей балке 8 за корпусом комбайна, контролирует работу исполнительного органа 4, помощник машиниста, располагаясь на той же балке, контролирует работу исполнительного органа 5 по величине угла качающейся рукояти 6.

По выходе комбайна на вентиляционный штрек домкратом 10 корпус комбайна переводят в противоположное крайнее положение относительно направляющей балки, т.е. ликвидируют опережающую часть направляющей балки 8, ограничивающую величину заглубления исполнительного органа, В таком положении зачищают до конца вынимаемую полосу угля и приступают к зарубке комбайна в массив косым заездом. Для этого комбайн перегоняют холостым ходом вниз по лаве примерно на 20 метров, затем переносят на вентиляционном штреке отклоняющие ролики тягового и предохранительного канатов в сторону подвигания забоя, обеспечивая тем самым увеличение составляющей силы тяжести комбайна, направленной в сторону очистного забоя. После этого включают комбайн в работу. Комбайн перемещается вверх по лаве и внедряется в массив.

По завершении зарубки передвигают секции крепи и готовят комбайн к выемке следующей полосы угля при движении комбайна сверху вниз. Для этого шнековый исполнительный орган 5 устанавливают на уровне почвы пласта, а исполнительный орган 4 устанавливают на уровне кровли пласта.

При движении комбайна вниз по лаве направляющая балка 8 опять опережает корпус комбайна и ограничивает внедрение комбайна в массив угля. Исполнительный орган 5 осуществляет не только отбойку угля из нижней пачки, но и выгрузку угля, отбитого из верхней и нижней пачек на комбайновую дорогу из уступа.

По выходе комбайна на конвейерный штрек опять переводят корпус комбайна в нижнюю часть направляющей балки, осуществляют зачистку оставшейся части полосы и приступают к зарубке комбайна в новую полосу. Для этого комбайн с опущенными к почве пласта обоими шнеками поднимают по лаве примерно на 20 метров, затем начинают спускать. При этом шнек 5 под действием боковой составляющей силы тяжести комбайна и за счет направления навивки реборды внедряется в массив (операцию повторяют, если за один раз не была достигнута требуемая величина зарубки). Далее как описано выше.

Таким образом, за счет установки направляющей балки и только частичного занятия ее площади корпусом комбайна, появляется возможность размещения на ней машинистов комбайна. Это, с одной стороны, повышает удобство управления комбайном во время работы и безопасность обслуживающего персонала, с другой, - повышает эффективность отбойки угля, так как машинист, находящийся на штатном месте, всегда может наблюдать за уровнем установки шнека относительно кровли или почвы пласта. Подвижное соединение корпуса комбайна с направляющей балкой позволяет более полно механизировать процесс отбойки угля, в частности, в зоне сопряжения лавы со штреками и исключить необходимость выемки ниш. Все это способствует повышению эффективности разработки крутонаклонных угольных пластов, а это и есть цель предлагаемого изобретения.

Источники информации

1. Оборудование для механизации очистных работ в угольных шахтах. Под ред. Б.Ф.Братченко, - М.: Недра, 1972, с.206-210, рис.III-24.

2. Комплексная механизация и автоматизация очистных работ в угольных шахтах. Под общей ред. Б.Ф.Братченко. - М.: Недра, с.208-211, рис.4.11. (прототип).

Изобретение предназначено для использования в горном деле при добыче угля и других полезных ископаемых из крутонаклонных пластов.Оно направлено на повышение эффективности разработки крутонаклонных пластов за счет оснащения комбайна направляющей балкой. Узкозахватный комбайн для выемки угля из крутонаклонных пластов содержит тягово-прицепное устройство, устройство для орошения, два регулируемых по высоте исполнительных органа с горизонтальной осью вращения, две качающиеся рукояти и корпус, в котором установлены два редуктора режущей части и электродвигатель. Корпус комбайна установлен на направляющей балке с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связан с ней гидравлическим домкратом. Тягово-прицепное устройство жестко связано с торцом направляющей балки. Исполнительные органы выполнены в виде шнеков с резцами. Ближний к тягово-прицепному устройству шнек установлен на качающейся рукояти с возможностью обеспечения движения резцов от почвы к кровле пласта в зоне их контакта с угольным массивом при движении комбайна вслед за тяговым канатом. Его реборда навита в направлении, обеспечивающем перемещение отбитого угля в сторону от направляющей балки. Дальний шнек установлен с возможностью обеспечения перемещения резцов в обратную сторону. Его реборда навита в направлении, обеспечивающем перемещение отбитого угля в сторону направляющей балки. Направляющая балка снабжена фальшполом, поручнем и ограждением. 6 ил.

Узкозахватный комбайн для выемки угля из крутонаклонных пластов, содержащий тягово-прицепное устройство, устройство для орошения, два регулируемых по высоте исполнительных органа с горизонтальной осью вращения, две качающиеся рукояти и корпус, в котором установлены два редуктора режущей части и электродвигатель, отличающийся тем, что корпус комбайна с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен на направляющей балке и связан с ней гидравлическим домкратом, тягово-прицепное устройство жестко связано с торцом направляющей балки, исполнительные органы выполнены в виде шнеков с резцами, причем ближний к тягово-прицепному устройству шнек установлен на качающейся рукояти с возможностью обеспечения движения резцов от почвы к кровле пласта в зоне их контакта с угольным массивом при движении комбайна вслед за тяговым канатом и его реборда навита в направлении, обеспечивающем перемещение отбитого угля в сторону от направляющей балки, дальний шнек - в обратную сторону, его реборда навита в направлении, обеспечивающем перемещение отбитого угля в сторону направляющей балки; направляющая балка снабжена фальшполом, поручнем и ограждением.