PL193637B1 - Kombajn górniczy ścianowy - Google Patents

Abstract

1. Kombajn górniczy ścianowy wyposażony w dwa ramiona, z organami urabiającymi, osadzonymi w przegubach, znamienny tym, że wychylne ramiona (8) i (9) wyposażone w organy (10) urabiające osadzone są w przegubie (7) po jednej stronie kombajnu, natomiast po przeciwnej stronie kombajnu osadzony jest i mocowany tarczowy organ urabiający (12).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kombajn górniczy ścianowy wyposażony w dwa ramiona z organami urabiającymi oraz w tarczowy organ urabiający, przeznaczony do urabiania kopalin a zwłaszcza węgla.

Znane są kombajny górnicze ścianowe składające się z sań kombajnowych, na których posadowione są i mocowane poszczególne zespoły funkcjonalne takie jak zespół napędowy, skrzynia aparatury elektrycznej oraz zespoły napędowe, w skład których wchodzą jednostki napędowe, osadzone na dwóch przeciwległych końcach sań.

Do układów napędowych na dwóch przeciwległych stronach kombajnu górniczego mocowane są poprzez przeguby, wychylne w płaszczyźnie poziomej, ramiona kombajnowe. Na wolnym końcu na każdym z ramion kombajnowych osadzone są obrotowe organy urabiające napędzane silnikiem elektrycznym poprzez kilkustopniową przekładnię zębatą oraz przekładnię planetarną.

Jedno ramię z osadzonym na nim organem urabiającym urabia górną przystropową warstwę urobku, a drugie ramię wraz z mocowanym na nim organem urabiającym wyrównuje spąg i ładuje urobek na przenośnik zgrzebłowy.

Dotychczas znane konstrukcje organów urabiających kombajnów górniczych przystosowane są do skrawania urabianego węgla w eksploatowanej ścianie na wysokości równej ich średnicy i głębokości równej ich długości. Proces skrawania daje produkt o bardzo dużej ilości miału o granulacji poniżej 20 mm w ogólnej ilości ok. 82%, natomiast sortymentów grubych o granulacji 200-20 mm ok. 16-18%.

Ta grupa najdrobniejszych ziaren decyduje o dużym zapyleniu stanowisk pracy oraz dużym zanieczyszczeniu popiołem i siarką, co obniża wartość użytkową i ekonomiczną urobionego węgla.

Znane są próby zmierzające do doskonalenia konstrukcji urządzeń eksploatowanych w kopalniach, zmierzające do zwiększenia udziału sortymentów grubych w węglu urobionym. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 49075 kombajn węglowy dwubębnowy składający się z górnego bębna urabiającego, dolnego bębna urabiającego i osadzonego między nimi narzędzia w postaci uzębionej tarczy osadzonej na uzębionym drągu lub wrębnik zaopatrzony w uzębione pionowe drążki.

Urządzenie według wynalazku urabia górną i dolną warstwę na wysokości średnicy górnego i dolnego organu urabiającego metodą tradycyjną tj. poprzez skrawanie calizny węglowej. Węgiel z pozostałego pasa środkowego pomiędzy górnym i dolnym organem urabiającym jest urabiany poprzez wrębnik lub tarczę i ta część urobku posiada większy udział węgla kawałkowego o granulacji powyżej 20 mm. Znany jest również z polskiego opisu patentowego wynalazku nr 58656 organ urabiający tarczowy, który składa się z obrotowej tarczy tnącej zaopatrzonej w noże wrębowe usytuowane na jej obwodzie i z elementu odłupującego osadzonego na obrotowej tarczy na jej płaszczyźnie, w sposób wymienny, od strony zawału. Element odłupujący w czasie pracy wiruje razem z tarczą, co powoduje znaczne tarcie w momencie wsuwania się tego klinowego elementu w wyciętą bruzdę i wydzielanie się dużej ilości ciepła, co w warunkach eksploatacyjnych jest niepożądane.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego wynalazku nr 68044 organ urabiającowrębiący składający się z ślimakowej części uszczerbiającej, z tarczy odcinającej posiadającej wycięcia oraz części wrębowej. Do ślimakowej części urabiającej przykręcona jest w sposób rozłączny tarcza odcinająca, do której przyspawana jest część wrębowa, posiadająca kilkakrotnie mniejszą średnicę od średnicy ślimakowej części urabiającej. Zadaniem części wrębowej jest wykonywanie wyprzedzającego wrębu w ścianie węglowej. Dla dalszego spływu urobku tarcza odcinająca posiada na obwodzie wycięcia.

Urabianie ściany wykonuje ślimakowa część urabiająca i tarcza odcinająca. Noże ślimakowej części urabiającej skrawają i równocześnie odłamują przy wrąbie grube kawałki węgla. Mimo szeregu zalet jakie prezentuje to urządzenie występują także mankamenty, do których w głównej mierze należy zaliczyć dużą temperaturę na obwodzie ślimaka w czasie pracy, jako że urządzenie to jednocześnie skrawa i odrywa pozostałe płaty węgla oraz istniejące tendencje zapychania się ślimaka drobnoziarnistym węglem urobionym.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urządzenia, które zapewni pewną i bezpieczną eksploatację i uzyskanie w wyniku jego eksploatacji dużego udziału węgla kawałkowego, o granulacji powyżej 20 mm, w urobku.

Cel został osiągnięty w wyniku dokonania rozwiązania według wynalazku, zgodnie z którym kombajn górniczy ścianowy posiada dwa ramiona wyposażone w dwa organy urabiające, osadzone

PL 193 637 B1 wychylnie w przegubach po jednej stronie kombajnu, natomiast po przeciwnej stronie kombajnu osadzony jest tarczowy organ urabiający.

Odmiana rozwiązania według wynalazku obejmuje rozwiązanie kombajnu górniczego ścianowego, który posiada dwa ramiona, wyposażone w dwa organy urabiające, osadzone wychylnie w przegubach po jednej stronie kombajnu, a w bezpośrednim ich sąsiedztwie, po tej samej stronie kombajnu, osadzony jest i mocowany tarczowy organ urabiający.

Tarczowy organ urabiający składa się z tarczy odcinającej i z tarczy odrywającej. Tarcza odcinająca osadzona jest na obrotowym wale przekładni planetarnej przenoszącej moment obrotowy z silnika elektrycznego. Tarcza odrywająca osadzona jest na obudowie przekładni planetarnej w sposób stały, nieobrotowy. Tarcza odcinająca wyposażona jest w noże wrębowe osadzone promieniowo na jej obwodzie, natomiast tarcza odrywająca wyposażona jest w noże tnące mocowane poziomo do jej bocznej powierzchni. Noże tnące są różnej wysokości i posiadają różny kąt nachylenia.

Rozwiązanie według wynalazku w pełni spełniło oczekiwany cel. W wyniku skonstruowania kombajnu dwuramionowego z organami urabiającymi, wyposażonego dodatkowo w tarczowy organ urabiający jako zasadniczy organ urabiający stworzono możliwość znacznego zwiększenia w urobku udziału węgla kawałkowego o granulacji od 20-200 mm.

Zamocowanie obu ramion z organami urabiającymi na jednym końcu kombajnu a na drugim jego końcu jako pierwszy w kierunku poruszania się kombajnu, organ urabiający tarczowy pozwala na stosowanie tego rozwiązania w dotychczas stosowanych kombajnach dwuramionowych. Wystarczy jedynie zamontować przegub, w którym można będzie osadzić dwa ramiona po jednej stronie kombajnu a po drugiej zamontować element organ urabiający tarczowy wraz z układem przekładni przenoszących napęd na ten organ.

W razie zaistniałej konieczności można przejść na kombajn tradycyjny dwuramionowy z dwoma organami urabiającymi. Wystarczy w tym celu zdemontować organ urabiający tarczowy i osadzić ramiona kombajnowe wraz z organami urabiającymi po dwu stronach kombajnu.

Inna wersja rozwiązania według wynalazku przewiduje, że ramiona kombajnowe także są osadzone w przegubach lecz po jednej tylko stronie kombajnu górniczego, a w bezpośrednim ich sąsiedztwie po tej samej stronie jest mocowany urabiający organ tarczowy. Ta wersja rozwiązania przynosi identyczne korzyści eksploatacyjne w formie większego udziału frakcji gruboziarnistego węgla w całości urobku a ponadto stwarza możliwość znacznego skrócenia długości kombajnu górniczego.

Pozwala to na wyeliminowanie konieczności wykonywania jednej wnęki na jednym końcu ściany a drugą wnękę znacznie skrócić.

Zastosowanie jako głównego urabiającego organu tarczowego pozwala na znaczne zmniejszenie mocy zainstalowanej, gdyż organ ten nie wymaga tak dużego momentu obrotowego jak organy bębnowe. Dużą zaletą rozwiązania według wynalazku jest także fakt, że tarcza odrywająca stanowiąca część tarczowego układu urabiającego jest osadzona za tarczą odcinającą w sposób stały nieobrotowy. W wyniku takiego rozwiązania tarcza ta jedynie wchodząc w wyciętą przez tarczę odcinającą bruzdę i rozpychając ją powoduje odłamywanie się płata węglowego, unikając jednocześnie występującego w znanych rozwiązaniach procesu nagrzewania się tarczy w wyniku jej obrotu.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kombajn górniczy w przekroju pionowym wyposażony w dwa ramiona z organami urabiającymi, mocowane na jednym końcu kombajnu oraz tarczowy organ urabiający mocowany w przeciwległym końcu kombajnu, fig. 2 przedstawia kombajn górniczy w przekroju pionowym, w którym ramiona z organami urabiającymi oraz tarczowy organ urabiający są mocowane na jednym końcu kombajnu, fig. 3 przedstawia tarczowy organ urabiający w przekroju pionowym, fig. 4 przedstawia tarczowy organ urabiający wraz z napędem w przekroju pionowym.

Kombajn górniczy składa się z sań 1 kombajnowych, które stanowią jego ramę nośną. Na saniach 1 kombajnowych osadzone są i mocowane poszczególne zespoły funkcjonalne kombajnu. Na dwóch przeciwległych końcach sań 1 usytuowane są jednostki napędowe 2 i 3. Pomiędzy jednostkami 2 i 3 napędowymi na saniach 1 osadzone są i mocowane: zespół 4 zasilający jednostki napędowe 2 i 3, oraz blok aparatury elektrycznej 5 służący do sterowania i kontroli pracy kombajnu górniczego. Każda z jednostek napędowych 2 i 3 wyposażona jest w zespół obsad 6 napędowych, które przenoszą moment obrotowy z wału napędowego jednostek 2 i 3 napędowych na drabinki zastawki przenośnika zgrzebłowego, co pozwala na uzyskanie ruchu posuwistego kombajnu na przenośniku wzdłuż urabianej ściany. Do jednostki 2 napędowej mocowany jest przegub 7,w którym osadzone są i moco4

PL 193 637 B1 wane ramiona kombajnowe, a mianowicie ramię 8 górne oraz ramię 9 dolne, do których to ramion 8 i 9 mocowane są organy 10 urabiające.

Ramiona 8 i 9 są wychylane na przegubie 7 w płaszczyźnie pionowej, przy czym wychył ramion i jego zakres realizowany jest poprzez siłowniki 11 hydrauliczne.

Do jednostki 3 napędowej mocowany jest tarczowy organ urabiający 12 poprzez korpus 13 napędu tarczowego organu 12 urabiającego. Pomiędzy końcówką korpusu 13 a ścianą czołową jednostki 3 napędowej osadzona jest wkładka 14 pośrednia, która umożliwia zmianę położenia tarcz organu 12 urabiającego w płaszczyźnie pionowej. Wkładka 14 pośrednia jest wymienna w warunkach eksploatacyjnych i posiada kilka wersji wykonania. Korpus 13 napędu tarczowego organu 12 urabiającego może być także montowany do korpusu jednostki 3 napędowej z pominięciem wkładki 14 pośredniej i wtedy położenie tarczowego organu urabiającego 12 jest najniższe w płaszczyźnie pionowej.

Tarczowy układ urabiający 12 składa się z obrotowej tarczy 15 odcinającej i z tarczy 16 odrywającej. Tarcza 16 odrywająca jest nieruchoma (nieobrotowa) i wyposażona jest w przytwierdzone do jej powierzchni klinowe noże 17 tnące odległe od siebie o 200 mm. Wysokość i kąt nachylenia tych noży jest zróżnicowana, przy czym nóż mocowany w środkowej części powierzchni tarczy 16 posiada największy kąt nachylenia, co ułatwia złamanie odciętej warstwy urobku i odepchnięcia jej wewnętrznym pionowym lemieszem 18 w kierunku przenośnika zgrzebłowego. Noże 17 poziome boczne mocowane na powierzchni tarczy 16 posiadają mniejszy kąt nachylenia i są niższe od noży usytuowanych bliżej środka tarczy i służą do łamania odrywanej warstwy urobku na nieco mniejsze kawałki.

Na powierzchni tarczy 16 przyspawane są także lemiesze 18, które kierują strumień urobionego węgla na przenośnik zgrzebłowy. Wysokość lemieszy 18 jest mniejsza od wysokości najmniejszego noża 17. Tarcza 15 odcinająca osadzona jest na wale obrotowym wyjściowym przekładni 19 planetarnej umieszczonej w korpusie 13 napędu tarczowego organu 12 urabiającego. Tarcza 15 odcinająca napędzana jest silnikiem 20 elektrycznym osadzonym w korpusie 13. Moment obrotowy z silnika 20 przenoszony jest poprzez przekładnię 21 zębatą oraz przekładnię 19 planetarną na wał wyjściowy, na którym osadzona jest tarcza 15 odcinająca. Na obudowie przekładni 19 planetarnej osadzona jest nieobrotowo tarcza 16 odrywająca. W korpusie 13 napędu od strony zawału mocowany jest sterownik wysięgnika 22 służący do załączania i wyłączania obrotu tarczy 15 odcinającej. Tarcza 15 odcinająca wyposażona jest w noże 23 wrębowe mocowane na jej obwodzie.

Odmianę kombajnu górniczego według wynalazku przedstawiono na fig. 2, według której tarczowy organ 12 urabiający usytuowany jest bezpośrednio za jednostką 2 napędową i mocowany jest do sań 1 kombajnowych poprzez korpus 13 napędu tarczy 15 odcinającej.

Kombajn górniczy ścianowy według wynalazku działa w sposób następujący: po zawrębieniu kombajnu tarcza 15 odcinająca wcina się w urabiany zabiór na głębokość 500-700 mm pozostawiając od strony ociosu bruzdę o szerokości 150 mm. Przesuwając kombajn do przodu wprowadza się w tą wyciętą bruzdę tarczę 16 odrywającą z poziomo usytuowanymi nożami 12 tnącymi, które odrywają osłabioną łatę węgla. Usytuowane za tarczowym organem 12 urabiającym ramiona 8 i 9, na których końcach osadzone są organy 10 urabiające skrawające urabiają pozostałą warstwę węgla i wyrównują nierówności przy stropie i spągu i ładują urobek na przenośnik zgrzebłowy.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kombajn górniczy ścianowy wyposażony w dwa ramiona, z organami urabiającymi, osadzonymi w przegubach, znamienny tym, że wychylne ramiona (8) i (9) wyposażone w organy (10) urabiające osadzone są w przegubie (7) po jednej stronie kombajnu, natomiast po przeciwnej stronie kombajnu osadzony jest i mocowany tarczowy organ urabiający (12).
2. 2. Kombajn górniczy ścianowy wyposażony w dwa ramiona z organami urabiającymi, osadzone w przegubach, znamienny tym, że wychylne ramiona (8) i (9) wyposażone w organy (10) osadzone są w przegubie (7) po jednej stronie kombajnu a w bezpośrednim ich sąsiedztwie po tej samej stronie kombajnu osadzony jest i mocowany tarczowy organ urabiający (12).
3. 3. Kombajn według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że tarczowy organ urabiający (12) zawiera tarczę (15) odcinającą oraz tarczę (16) odrywającą, przy czym tarcza (15) odcinająca osadzona jest na obrotowym wale przekładni (19) planetarnej, a tarcza (16) odrywająca jest osadzona na obudowie przekładni (19) planetarnej w sposób nieobrotowy.

   PL 193 637 B1
4. 4. Kombajn według zastrz. 3, znamienny tym, że tarcza (15) odcinająca napędzana jest silnikiem (20) poprzez przekładnię (21) zębatą i przekładnię (19) planetarną, które to przekładnie są umieszczone w korpusie (13).
5. 5. Kombajn według zastrz. 3, znamienny tym, że tarcza (15) odcinająca wyposażona jest wnoże (23) wrębowe mocowane promieniowo na jej obwodzie.
6. 6. Kombajn według zastrz. 3, znamienny tym, że tarcza (16) odrywająca wyposażona jest wnoże (17) tnące mocowane poziomo na powierzchni tarczy, oraz lemiesze (18), przy czym noże (17) są różnej wysokości i posiadają różny kąt nachylenia.