УГОЛЬНЫЙ КОМБАЙН
COAL CUTTER-LOADER

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для механической разработки угольных пластов.
Известен угольный комбайн (патент РФ № 2021503, опубл. 15.10.1994 г.), включающий раму с направляющими, секционный шнековый исполнительный орган, расположенный на кронштейнах параллельно направляющим с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль забоя выработки и по мощности пласта при помощи гидроцилиндров, перегружатель, привод исполнительного органа и перегружателя и гидроцилиндры перемещения исполнительного органа в сторону забоя, причем привод расположен между одной из пар секций шнекового исполнительного органа соосно их валам, причем кронштейны выполнены уголкообразной в продольном сечении формы и снабжены скользящими опорами, расположенными в вершине угла каждого кронштейна с возможностью взаимодействия с одной из направляющих, и дополнительными опорами, установленными с возможностью взаимодействия с другой направляющей, расположенной ниже первой, при этом нижняя направляющая расположена с возможностью перемещения перпендикулярно относительно исполнительного органа и связана с гидроцилиндрами его перемещения по мощности пласта.
Недостатком этого комбайна является то, что он не обеспечивает сплошного поверхностного резания вследствие того, что происходит закрепление режущих инструментов на секциях шнекового исполнительного органа с вылетом относительно лопастей шнека и с определенным шагом по винтовой линии, причем каждый инструмент оставляет только один след на поверхности. После зарубок режущего инструмента (внедрения его в массив забоя выработки) исполнительный орган перемещается в поперечном направлении, при этом лопастями шнеков отбивается уголь без внедрения в пласт. От внедрения их сдерживает инструмент, внедренный в пласт при продольной подаче исполнительного органа.
Известен горный комбайн (патент РФ № 2023153, опубл. 15.11.1994 г.), включающий ходовую часть, погрузочный и исполнительный органы. Последний выполнен в виде корпуса с размещенной в нем эксцентричной втулкой, в которой установлено водило. Последнее имеет привод и радиальные лучи с режущими инструментами. Приводы водила и втулки выполнены с жесткой связью. Режущие инструменты, вращаясь вместе с водилом и лучами, разрушают массив, получая при этом заданную форму сечения выработки.
Недостатком данного комбайна является кинематическая сложность привода.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятой за прототип является буровая машина для проходки тоннелей (а.с. № 50312, опубл. 01.01.1937 г.), которая включает механизм подачи, инструмент для забора керна с режущими элементами, закрепленными на его торце, выступающими в обе стороны от стенки инструмента, механизм вращения инструмента с приводом, установленный с возможностью продольного перемещения в вертикальной плоскости и связанный с механизмом подачи, транспортер.
Недостатком данной конструкции является относительно низкая производительность труда при работе на данной буровой машине.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в повышении производительности угольных комбайнов, улучшении условий труда в угольных шахтах.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем механизм подачи, инструмент для забора керна с режущими элементами, закрепленными на его торце, выступающими в обе стороны от стенки инструмента, механизм вращения инструмента с приводом, установленный с возможностью продольного перемещения в вертикальной плоскости и связанный с механизмом подачи, транспортер, согласно изобретению он снабжен основанием, ходовой частью с приводом, механизмами продольного и поперечного перемещения механизма вращения относительно забоя, связанным с инструментом корпусом для аккумулирования угольного керна, отводным телескопическим лотком для подачи керна на транспортер, при этом механизм подачи выполнен в виде связанной с приводом посредством ходового винта каретки, расположенной на станине, которая опирается на основание, механизмы продольного и поперечного перемещения механизма вращения относительно забоя выполнены в виде ходовых винтов с приводами, с которыми соответственно связаны механизм вращения и каретка механизма подачи, при этом механизм вращения установлен с возможностью перемещения по направляющим, размещенным на каретке посредством механизма продольного перемещения относительно забоя, установленного в свою очередь на каретке, а связанный с инструментом корпус для аккумулирования угольного керна имеет прямоугольное отверстие и снабжен поворотной заслонкой с приводом ее поворота, причем к упомянутому корпусу напротив упомянутого отверстия закреплена подвижная часть отводного телескопического лотка для подачи керна на транспортер, неподвижная часть которого при помощи кронштейна закреплена на каретке.
На фиг.1 показан вид спереди на угольный комбайн, на фиг.2 изображен вид по стрелке А, на фиг.3 представлен вид по стрелке Б на отводной телескопический лоток; на фиг.4 дана схема вырезания угольных стержней из пласта.
Угольный комбайн содержит: плоское основание 1, ходовую часть 2, привод 3, станину 4, привод 5, ходовой винт 6, основание 7, каретку 8, ходовой винт 9, привод 10, инструмент 11, корпус для аккумулирования угольного керна 12, поворотную заслонку 13, привод 14, направляющие 15, ходовой винт 16, привод 17, зубчатую передачу 18, транспортер 19, привод 20, кронштейн 21, подвижную 21 и неподвижную 22 части отводного телескопического лотка, гидромоторы Г1, Г2, Г3, Г4, Г5, Г6, Г7. К плоскому основанию 1 крепится ходовая часть 2 с приводом 3, устанавливается станина 4 и транспортер 19 с приводом 20. На станине монтируется ходовой винт 6 и привод 5, а также основание 7 с ходовым винтом 9 и приводом 10. На основание ставится каретка 8 в сборе с ходовым винтом 16, приводом 17 направляющими 15. Инструмент 11 вставляется в отверстие корпуса для аккумулирования угольного керна 12; на инструменте закрепляется зубчатое колесо 18, которое входит в зацепление с шестерней гидромотора Г1. Справа в отверстие корпуса вставляется поворотная заслонка 13 с приводом 14. Корпус для аккумулирования угольного керна 12 в сборе надевается на направляющие 15 своими отверстиями. К корпусу напротив прямоугольного отверстия закрепляется подвижная часть 21 отводного телескопического лотка, а неподвижная его часть 22 при помощи кронштейна 23 крепится к каретке 8.
Работает угольный комбайн следующим образом. Инструмент 11 вместе с корпусом для аккумулирования угольного керна 12 позиционируется за счет продольных движений (ходовой винт 6) и движений по направляющим 15 (ходовой винт 16) напротив места образования угольного керна. Инструмент получает вращение от зубчатой передачи 18 и гидромотора Г1. После этого включается привод каретки 8 (ходовой винт 9, привод 10), который обеспечивает рабочую подачу инструмента (движение влево). Инструмент постепенно внедряется в угольный массив, формируя угольный керн; затем подача инструмента прекращается, включается привод 17 с гидромотором Г7; вследствие этого инструмент смещается параллельно своей оси на величину внешнего зазора, которая больше величины внутреннего зазора, - происходит откол угольного керна. После этого каретка получает ускоренное движение, противоположное движение подачи (движение вправо) и занимает исходное положение. Цикл повторяется.
При следующем внедрении инструмента в угольный массив новый угольный керн смещает находящийся внутри инструмента угольный керн вправо; следующий угольный керн смещает уже два керна. Так продолжается до тех пор, пока крайний керн в корпусе для аккумулирования угольного керна 12 не окажется напротив прямоугольного отверстия. Как только это случится, срабатывает поворотная заслонка 13 при помощи привода 14, при этом прямоугольное отверстие поворотной заслонки 13 совпадает с таким же отверстием корпуса для аккумулирования угольного керна 12 - угольный керн падает вниз, попадая в отводной телескопический лоток, который направляет угольный керн на работающий транспортер 19. После этого поворотная заслонка 13 перекрывает прямоугольное отверстие корпуса для аккумулирования угольного керна 12. Отводной лоток выполнен телескопическим, чтобы при максимальном вертикальном перемещении корпуса для аккумулирования угольного керна 12 избежать прерывания лотка.
Угольный пласт может разрабатываться несколькими способами:
1) образующиеся в массиве цилиндрические отверстия после удаления угольных кернов касаются друг друга; удаление остающихся между ними фигурных кернов производится таким же образом (на фиг.4 - штриховые окружности);
2) цилиндрические отверстия пересекаются.
После завершения фронтальной разработки угольного пласта на глубину, равную длине угольных кернов, угольный комбайн перемещается к угольному массиву при помощи ходовой части 2 и привода 3.
Добыча угольных кернов не сопровождается образованием угольной пыли, что улучшает условия работы в забое.
При оснащении угольного комбайна видеокамерой возможно дистанционное управление угольным комбайном с пульта вне забоя (безлюдная технология).
Заявленный угольный комбайн имеет высокую производительность за счет исключения из цикла ручного труда, а также за счет того, что уголь добывается не мелкими фракциями, а угольными кернами, которые легче транспортировать, что позволило упростить конструкцию угольного комбайна.