Курс Технология и оборудование горного производства Лекция 7 ПРОХОДЧЕСКИЕ КОМБАЙНЫ И КОМПЛЕКСЫ

Проходческие комбайны служат для: -механизированного проведения подготовительных выработок на угольных шахтах и рудниках; - проходки тоннелей при строительстве подземных сооружений.

Классификация проходческих комбайнов по способу обработки забоя исполнительным органом: – избирательного (цикличного) действия с последовательной обработкой поверхности забоя; – бурового (непрерывного) действия с одновременной обработкой всей поверхности забоя.

Классификация проходческих комбайнов по крепости пород разрушаемого горного массива: – для работы по углю и слабой руде с прослойками и прическами слабых пород (f 4, ); – для работы по породам средней крепости (f = 4÷8); – для работы по крепким породам (f 8);

Классификация проходческих комбайнов по области применения: – для проведения основных и вспомогательных подготовительных выработок по полезному ископаемому и смешанным забоям; – для проведения основных и капитальных выработок и тоннелей по породе; – для нарезных работ по полезному ископаемому.

Классификация проходческих комбайнов по площади сечения проводимых выработок: - от 5 до 16 м 2 ; - от 9 до 30 м 2 ; - более 30 м 2.

Области рационального применения проходческих комбайнов Проходческие комбайны избирательного действия применяются для: - проведения выработок по породам с коэффициентом крепости f 8; - при необходимости изменения в широком диапазоне размеров и формы сечений выработок; - для раздельной выемки полезного ископаемого и породы.

Области рационального применения проходческих комбайнов Проходческие комбайны бурового действия применяются для: - проведения выработок постоянного сечения круглой или арочной формы

Исполнительные органы проходческих комбайнов избирательного действия Корончатый исполнительный орган, с осью вращения, перпендикулярной к поверхности забоя, работающий при дуговой подаче Комбайн КПД

Исполнительные органы проходческих комбайнов избирательного действия Корончатый исполнительный орган с осью вращения, параллельной к поверхности забоя, работающий при дуговой подаче Комбайн КПУ

Исполнительные органы проходческих комбайнов избирательного действия Корончатый исполнительный орган с осью вращения, параллельной к поверхности забоя, совершающий перемещения вдоль оси при дуговой подаче в вертикальной плоскости Комбайн КПА

Исполнительные органы проходческих комбайнов избирательного действия Схемы отработки забоя

Исполнительные органы проходческих комбайнов избирательного действия

Исполнительные органы проходческих комбайнов бурового действия Роторный одноосевой исполнительный орган

Исполнительные органы проходческих комбайнов бурового действия Роторный одноосевой шарошечный исполнительный орган Проходческий комплекс Союз-19

Исполнительные органы проходческих комбайнов бурового действия Роторный сооснопланшайбовый исполнительный орган Комбайн ПК-8МА

Исполнительные органы проходческих комбайнов бурового действия Роторный параллельно-осевой исполнительный орган Комбайн ПК-10

Исполнительные органы проходческих комбайнов бурового действия Планетарно-дисковый исполнительный орган Комбайн Урал-10А

Примеры работы проходческих комбайнов избирательного действия Проходческий комбайн КПД

Примеры работы проходческих комбайнов избирательного действия Комбайн для разработки пластов угля камерно- столбовым способом

Режущий инструмент исполнительных органов проходческих комбайнов избирательного действия Радиальный резец ШБМ2С1 предназначен для ПК по угольным и соляным забоям Породный радиальный резец РПП2 предназначен для ПК по угольному пласту любой крепости Породный резец РКСЗ для ПК по угольным или породным забоям

Шарошечный инструмент исполнительных органов проходческих комбайнов бурового действия лобовая шарошка тангенциальная шарошка шарошка, армированная штырями из твердого сплава

Ходовое оборудование проходческих комбайнов Предназначено для: -создания напорного усилия на забой при разрушении пород забоя и при погрузке отбитого материала; -маневрирования комбайна в забое во время работы; -транспортирования комбайна при перегонах по горным выработкам. Применяют гусеничное (избирательные и буровые ПК) или шагающиее (буровые ПК) ходовое оборудование.

Ходовое оборудование проходческих комбайнов гусеничное (избирательные и буровые ПК) Комбайн ПКС-8Комбайн 1ГПКС-3 Гусеничное ходовое оборудование

Ходовое оборудование проходческих комбайнов шагающиее (буровые ПК) Шагающее ходовое оборудование лобовая шарошка тангенциальная шарошка

Погрузочное оборудование проходческих комбайнов нагребающие лапы или звезды (избирательные ПК) нагребающие лапы Комбайн 1ГПКС-3 нагребающие звезды Комбайн П110-01М

Погрузочное оборудование проходческих комбайнов скребковые цепи (избирательные ПК) скребковые цепи Комбайн 1КПЛ

Погрузочное оборудование проходческих комбайнов ковши (буровые ПК) погрузочный ковш

Погрузочное оборудование проходческих комбайнов шнеки (буровые ПК) погрузочный шнек (бермовая фреза)

Силовое оборудование проходческих комбайнов Основной вид энергии проходческих комбайнов – электрическая энергия. электрические двигатели используют для привода: - исполнительных органов, - органов погрузки, - перегружателей, - органов перемещения, - насосов маслостанций комбайнов. Применяются асинхронные короткозамкнутые электродвигатели в рудничном взрывобезопасном исполнении РВ. Синхронная частота вращения ротора 1500 мин –1.

Силовое оборудование проходческих комбайнов В ПК получили широкое распространение системы силового объемного гидропривода типа: «насос – силовой гидроцилиндр» (перемещение стреловидных ИО комбайнов избирательного действия в горизонтальной и вертикальной плоскостях, раздвижность телескопической стрелы, подъем и опускание разгрузочного конца конвейера комбайна, шагающие- распорный орган перемещения комбайнов бурового типа); «насос – гидромотор» (привод гусеничного хода ПК).

Проведение выработок комбайновым комплексом 1 проходческий комбайн; 2 боковые секции крепи; 3 перекрытие над комбайном; 4 кассета для металлической сетки; 5 бурильная установка для возведения анкерного крепления; 6 перегружатель ленточный передвижной; 7 пылеулавливающая установка; 8 насосная установка

Сооружение тоннелей щитовым комплексом 1 исполнительный орган; 2 погрузочный орган; 3 щит; 4 блокоукладчик; 5 передвижная платформа; 6 перегружатель; 7 блоков оз; 8 вагонетки; 9 блочная крепь

Нагрузки на исполнительный орган проходческого комбайна где Z i – усилие резания на единичном резце, Н; R i – радиус установки i-го резца относительно оси вращения исполнительного органа, м; k – число резцов, одновременно находящихся в контакте с углём или породой (приближённо можно принять равным половине числа резцов, установленных на коронке). Крутящий момент на исполнительном органе, Нм:

Нагрузки на исполнительный орган проходческого комбайна где n и.о. – частота вращения исполнительного органа, с -1 ; n и.о. = 0,1047n; n = 29; 46 мин -1 ; М – необходимое значение крутящего момента, Н·м; η – к.п.д. привода исполнительного органа. Необходимое значение мощности приводного двигателя исполнительного органа, к Вт:

Теоретическая производительность ПК избирательного действия При разрушении углей обычно определяется в тоннах в минуту Qтеор = S V n γ, а при разрушении пород в кубических метрах в минуту Qтеор = S V, где S – площадь разрушаемого исполнительным органом сечения, перпендикулярного к направлению подачи, м 2 ; V n – скорость подачи исполнительного органа на забой в данных горно-геологических условиях, м/мин; γ – плотность угля, т/м 3.

Теоретическая производительность ПК избирательного действия Для комбайнов избирательного действия с исполнительным органом в виде коронки при поперечном резе значение S совпадает с площадью сечения заглубленной части коронки, проходящего через её ось S = Sк. В случае, если коронка имеет форму усеченного конуса, м 2

Теоретическая производительность ПК избирательного действия В случае конических коронок где d и D – соответственно малый и большой диаметры заглубленной части коронки, м; l – длина заглубленной части коронки, а при полном заглублении коронки – ее длина, м;

Теоретическая производительность ПК бурового действия При разрушении пород, м 3 /мин Q теор = S V, где S – площадь сечения проходимой выработки, м 2 ; V – скорость подачи ПК на забой в данных горно- геологических условиях, м/мин.

Теоретическая производительность ПК бурового действия Теоретическая производительность буровых проходческих комбайнов зачастую определяется в метрах в минуту и отождествляется со скоростью подачи исполнительного органа, то есть Q теор = V.

Теоретическая производительность ПК бурового действия Скорость подачи, м/мин: V = 0,06 n и.о. hmax m, где n и.о – частота вращения исполнительного органа, с –1 ; h mах – максимальная толщина стружки (для шарошек – глубина разрушения), мм; m – число резцов (шарошек) в линии разрушения.

Техническая производительность ПК Техническая производительность, т/мин Q тех = k тех Q теор, где k тех – коэффициент технически возможной непрерывности работы комбайна, где k г – коэффициент готовности комбайна, учитывающий относительное время простоев по устранению неисправностей; T п.к – время простоев за цикл, зависящих от конструкции комбайна, инструмента, мин; L – длина проходки за цикл, м; S в – площадь сечения выработки в проходке, м 2.

Эксплуатационная производительность ПК Эксплуатационная производительность, т/час Q э = 60k э Q теор, где k э – коэффициент непрерывности работы, учитывающий все виды простоев при работе комбайна, где А = 0,8 – коэффициент, учитывающий регламентированные перерывы в работе; Т п.о – время простоев по организационно-техническим причинам на возведение крепи, обмен вагонеток и др.