Механики XXI веку №15 2016

Механики XXI веку. № 15 2016 г.

378

УДК 622.232.72

Конструкции рабочего оборудования карьерных комбайнов

Чебан А.Ю.

, Секисов Г.В.

, Хрунина Н.П.

Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН, ул. Тургенева 51, Хабаровск, Россия

chebanay@mail.ru , b alexsoboll@mail.ru

npetx@mail.ru

Ключевые слова:

режущий инструмент, траектория движения, стрела, привод

Карьерные комбайны получают все большее распространение при открытой разработке месторож-

дений различных полезных ископаемых. Данные машины обеспечивают высокую производительность, исклю-

чают выход крупных отдельностей при разборе массива, позволяют включать в технологическую схему работ

конвейерный транспорт. В зависимости от физико-механических свойств разрабатываемых горных пород

рабочее оборудование карьерных комбайнов может иметь различное исполнение. В статье предлагается

классификация рабочего оборудования карьерных комбайнов по таким элементам как расположение на маши-

не, подвеске, компоновке, типу привода, конструктивным особенностям, виду режущих инструментов, на-

правлению вращения оборудования и возможности интенсификации процесса. Карьерные комбайны являются

относительно новым видом оборудования для ведения открытых горных работ, в связи, с чем развитие их

конструкций, в частности рабочего оборудования, продолжается.

Введение. В связи с ужесточением экологических норм и требований безопасности ведения

работ, повышения требований к качеству добываемого минерального сырья, истощением месторож-

дений, которые позволяют вести валовую выемку полезной горной массы с использованием традици-

онных технологий и переход на разработку сложноструктурных месторождений горнодобывающие

предприятия постепенно осваивают технологические схемы безвзрывной разработки месторождений

[1, 2]. Карьерными комбайнами успешно разрабатываются месторождения сложенные плотными, по-

лускальными и скальными породами с прочностью на одноосное сжатие до 50-70 МПа [3, 4]. Карьер-

ные комбайны в сравнении с оборудованием циклического действия (рыхлителями, гидромолотами и

др.) обеспечивают относительно высокую производительность, исключают выход крупных отдельно-

стей и негабаритов при разборе массива, позволяют включать в технологическую схему работ кон-

вейерный транспорт без предварительного дробления вынутой горной массы.

К настоящему времени уже накоплен достаточно большой опыт применения карьерных ком-

байнов на разработке месторождений различных полезных ископаемых. Производством карьерных

комбайнов занимается значительное число фирм выпускающих оборудование для горных работ и

строительства, наибольшее распространение получили карьерные комбайны фирм Wirtgen, Man

Takraf и Krupp. В зависимости условий залегания полезного ископаемого, физико-механических

свойств разрабатываемых горных пород рабочее оборудование карьерных комбайнов может иметь

различное исполнение.

Классификация рабочего оборудования. Конструктивные схемы комбайнов предусматривают

различные варианты расположения рабочего органа. Так на карьерных комбайнах Man Takraf (модель

MTS) и Wirtgen (модель SM) рабочий орган установлен на раме, соответственно, в передней части и

средней части машины [1, 5]. На комбайнах фирмы Krupp (модели KSM) рабочий орган установлен

на консоли. Все перечисленные выше модели комбайнов сконструированы для послойной техноло-

гии разработки месторождений. Карьерные комбайны, разрабатывающие месторождение по уступной

(многослойной) технологии имеют рабочий орган установленный на стреле, такие машины выпуска-

ются фирмами Alpine Westfalia (модели VASM), «МГГУ-Геофрез» (модель КГФ-80) и др.

В зависимости от сложности подвески, рабочий орган карьерного комбайна может переме-

щаться по различным траекториям. При простой траектории движения рабочий орган перемещается

вверх – вниз, поднимаясь в транспортное положения и опускаясь в рабочее положение. Сложная тра-

ектория движения обеспечивает перемещение рабочего органа комбайна вверх – вниз и его наклон

относительно рамы в вертикальной плоскости. Функциональная возможность наклона рабочего орга-

на позволяет формировать плоскую ровную рабочую площадку карьера с уклоном в сторону отстой-

ника для отвода воды. Произвольная траектория движения, осуществляемая в конструкциях стрело-

вых комбайнов, позволяет рабочему органу свободно перемещаться в горизонтальной и вертикальной

плоскостях, подниматься, опускаться, поворачиваться в плане, телескопировать стрелу, что обеспе-

чивает возможность глубокой селективной выемки полезного ископаемого [2, 5].