DOBÝVACÍ KOMBAJNY

Dobývací kombajny spojují funkce rozpojování uhelného pilíře a nakládání rozpojeného uhlí. Vyvinuly se z brázdících strojů, které byly doplněny výkyvným ramenem a nahrnovací radlicí (například Eickhoff) a byly označeny jako širokopokosové (například Donbas). Jejich rozpojovací orgán je upravený brázdící řetěz nebo brázdící tyč.

Rozdělení kombajnů:

podle šířky záběru

• širokopokosové
• úzkopokosové

podle rozpojovacího orgánu - řetězové

• válcové
• korunkové
• kombinované

podle způsobu dobývání

• jednosměrné
• obousměrné

podle umístění vrátku

• s vrátkem v tělese kombajnu
• s vrátkem na těžní chodbě

Starší typy kombajnů byly většinou kombajny širokopokosové a jejich nejdůležitější znaky byly:

1. velký záběr (1,4 - 2,0 m)
2. dobývání pouze v jednom směru jízdy
3. poměrně malá pracovní postupová rychlost (1 - 1,5 m/min.)
4. podstatně vyšší zpáteční rychlost (8 - 14 m/min.), aby se zkrátily neproduktivní časy
5. ztrátové časy, spojené s demontáží kombajnu na konci pracovní jízdy a jeho zpětnou montáží na začátku porubu před další pracovní jízdou
6. velká odkrytá plocha stropu, což komplikovalo organizaci práce, protože je nutno při překládání dopravníku vcelku stavět provizorní výstuž nebo vyztužovat sice definitivně, ale dopravník při překládání rozebírat.

V současné době se používají výhradně kombajny úzkopokosové se šířkou záběru do 1 m, nejčastěji kolem 600 až 800 mm. Dobývání úzkými pokosy je výhodnější než širokopokosové, protože umožňuje použití bezstojkové porubní fronty, zvýšení počtu cyklů, nasazení mechanizované výstuže a zvyšuje bezpečnost práce.

Nejstarším rozpojovacím orgánem je brázdící řetěz, používaný u většiny starších typů širokopokosových kombajnů. Největší nevýhodou brázdícího řetězu je jeho malá účinnost, způsobená velkými pasivními odpory, které musí řetěz překonávat jednak ve vodící drážce, v níž se pohybuje kluzným třením, jednak v uhelné drti v brázdě.

Válcové rozpojovací orgány jsou v současné době nejrozšířenější. Mohou mít osu otáčení vodorovnou nebo svislou. Nejčastější je provedení s vodorovnou osou, kolmou na podélnou osu tělesa kombajnu.

Výhodou válcových rozpojovacích orgánů je lepší účinnost následkem menší měrné spotřeby energie, možnost rozpojovat i velmi pevná a houževnatá uhlí, případně i méně pevné proplástky. Použitím dvou rozpojovacích válců s možností jejich výškového nastavování lze dosáhnout současného kopírování stropu i počvy, čímž lze kombajnu použít pro značný rozsah mocností slojí. Zároveň lze umožnit obousměrné dobývání.

Nevýhodou válcových rozpojovacích orgánů je nepříznivá fragmentace rozpojeného uhlí, což je způsobeno tím, že se vlivem cykloidní dráhy nože mění hloubka třísky od nuly do maxima a zpátky na nulu. Nože řežou kolmo na vrstvy, tj. ve směru nejvyšší pevnosti uhlí, nůž je v záběru jen polovinu otáčky válce. Značnou prašnost je nutno omezovat intenzívním zkrápěním, případně předběžným zavlažováním uhelného pilíře.

U válcových orgánů se svislou osou otáčení jsou poměry příznivější v tom, že se nože pohybují rovnoměrně s vrstvami, a tím se snižují řezné odpory a poněkud se zlepšuje i fragmentace následkem vytrhávání uhlí ve větších kusech. Na druhé straně je ale vlivem dynamických účinků na rozpojovací orgán horší stabilita sloje, není vyřešeno kopírování stropu a počvy a nakládání spodní lávky uhlí, ležící pod úrovní dopravníku.

Korunkové rozpojovací orgány se vyznačují příznivou měrnou spotřebou energie. Často se používají v kombinaci s předchozími typy a vytvářejí orgány kombinované.

Hlavní parametry válcových dobývacích kombajnů

Celý kombajn je zpravidla sestaven z jednotlivých funkčních částí, které tvoří samostatné montážní celky, spojené navzájem šrouby na příruby. Tyto části jsou motor, řezná část, rozpojovací orgán, vrátková část a nakládací zařízení.

U současně vyráběných kombajnů se k pohonu používají trojfázové asynchronní motory s kotvou nakrátko, chlazené vzduchem nebo vodou. U motorů chlazených vodou slouží voda k chlazení motoru zároveň ke zkrápění rozpojeného uhlí. Zkrápěcí zařízení musí být řešeno tak, aby při jeho vyřazení nebylo možno uvést stroj do provozu. Motor musí být zajištěn proti nahodilému spuštění a jeho zastavení musí být možné ze dvou míst dosažitelných obsluhou.

Řezací část tvoří převodová skříň mezi motorem a rozpojovacími orgány. Otáčky rozpojovacích bývají konstantní, ale musí mít nejméně dva rychlostní stupně (povoluje se použít výměnná ozubená kola). Konstrukční řešení musí být takové, aby rozpojovací ústrojí bylo možno od pohonu mechanicky odpojit a v této poloze zajistit. Musí jít zajistit stroj proti samovolnému zapojení.

Nakládací zařízení kombajnů slouží k nakládání rozpojeného uhlí na porubový dopravník. U starších konstrukcí kombajnů se používalo nakladačů opatřených vynášecím řetězem s hřebly.

U moderních válcových kombajnů se požaduje od rozpojovacího orgánu co největší nakládací účinnost, takže další nakládací zařízení odpadají, případně stačí jen jednoduchý odhrnovač ve tvaru radlice nebo štítu, upevněný za rozpojovacím prvkem.

Základní typy používaných dobývacích kombajnů

Kombajn Donbas 1 je vhodný pro sloje o mohutnosti od 0,9 do 2,2 m v ploše uložených slojích s uhlím střední pevnosti. Vrátková část s elektromotorem je použita z brázdícího stroje MV 60 s mechanickým podáváním do záběru, rohatkou a západkou. Rychlost postupu se volí podle pevnosti uhlí od 0,27 do 1,08 m/min. ve čtyřech stupních. Dobývací řetěz obíhá čelně v rameni prstencového tvaru, takže vyřezává blok uhlí z pilíře. Pro rozrušení vyřezaného bloku je namontována za ramenem sbíjecí tyč, opatřená spirálovitě uloženými rozrušovacími noži. Na sbíjecí tyči jsou rovněž usazeny segmenty s noži. Počet segmentů se volí podle pevnosti uhlí. Nakladač tvoří samostatnou část. Má stejný tvar jako rameno, je ale nižší. Po nakládacím rameni čelně obíhá řetěz s nakládacími lopatkami, které vynášejí uhlí na dopravník. Počet lopatek se volí podle kusovitosti rozpojeného uhlí. Při větší kusovitosti se používají čtyři lopatky, při menší pět lopatek.

Kombajn Gorňák je vhodný pro ploše uložené sloje o mocnosti od 0,65 do 0,9 m s pevným nadložím a středně tvrdým uhlím. Základ stroje tvoří motor a vrátková část brázdiče MV 60. Provedení je podobné jako u kombajnu Donbas. Tento stroj nemá sbíjecí tyč, ta je nahrazena mohutnějšími lopatkami s rozrušovacími noži v řetězu nakladače.

Kombajn Šachťor se hodí pro ploše uložené sloje o mocnosti od 0,5 do 0,7 m s pevným nadložím a měkkým uhlím. Řetězová řezací část je namontována na brázdiči KMP 1 s řízením rychlosti pulzátorem. V zadní části ramena je řetěz s vynášecími lopatkami pro nakládání uhlí. Za strojem je zavěšen nahrnovací štít, kterým je uhlí nahrnováno na dopravník.

Kombajn UKT 2m umožňuje obousměrné dobývání uhlí v ploše uložených slojích o mocnostech 0,5 až 0,8 m s tvrdým uhlím. Kombajn pracuje v pilíři čelně. Řezací část je napojena na motor a vrátkovou část z brázdiče KMP 1. Uhlí je rozpojováno čtyřmi korunkami, které jsou opatřeny vytrhávacími noži. Po obvodu řezacího orgánu obíhá článkový řetěz, opatřený noži, které jednak odřezávají zbylé uhlí u počvy a stropu a zároveň vynášejí rozpojené uhlí na dopravník. Pro udržení stroje v pilíři je kombajn opatřen vodícím ramenem s kladkami pro vedení lana. Nevýhodou tohoto stroje je malá pohyblivost, nezajištěný prostor nad strojem a kombajnérem, při poruše je třeba vytáhnout stroj na dopravní chodbu.

Kombajn Jupa je určen pro polostrmé sloje o mocnosti 0,6 až 1 m. Je namontován na brázdící stroj BJD 15 nebo AB 12 s mechanickým podáváním do záběru. Rozpojovací orgán tvoří dva předřezávací kotouče, které jsou hydraulicky stavitelné podle mocnosti sloje. Mezi kotouči je vertikálně uložen masivní šnek, po obvodu opatřený vytrhávacími noži. Šnek plní též funkci nakladače. Stroj je opatřen hydraulickým ovládáním. Proti vtažení do pilíře je opatřen opěrnou lyžinou s vodícími kladkami pro tažné lano. Porub musí být postaven na negativní úhel 3 až 5^o. Proti ujetí je stroj zajištěn dvěma pojistnými vrátky.

Kombajn KKP 2 je vhodný pro strmé sloje. V rámu jsou uloženy dvě otáčející se korunky s vytrhávacími noži, jež se posunují po hřebenu a sřezávají uhlí z pilíře. Stroj je veden po stojkách opěrnou lyžinou, spouští se shora dolů, je pověšen na laně pojistného vrátku. Budování za strojem se provádí z horní plošiny na stroji.

Kombajn KSV 33 je určen k dobývání uhlí ve slojích ploše uložených nebo mírně skloněných o mocnosti od 0,65 m s houževnatým středně pevným uhlím. Je vybaven hydraulicky stavitelnou hlavou, která dovoluje kopírovat strop nebo počvu.

Kombajn KSV 60 E je jednoválcový, namontovaný na brázdícím stroji B 70 E s hydraulickou vrátkovou částí. Stroj pojíždí po hřeblovém dopravníku. Za rozpojovacím válcem je upevněna nahrnovací radlice, pomocí které je uhlí nakládáno na dopravník.

Kombajn KSV A 80 se používá ve slojích s různou rozpojitelností a s proplástky. Bez odřezávacího ramena pracuje jako jednoválcový od mocností sloje 0,95 m a s odřezávacím ramenem do mocnosti sloje 2,5 m. Výškové nastavování odřezávacího ramena je hydraulické.

Kombajn KSV 6 je určen k dobývání uhlí ve slojích o mocnosti 0,7 až 1,1 m, do úklonu 35^o, s houževnatým, středně pevným uhlím s proplástky. Pojíždí po hřeblovém dopravníku TH 500 A, B nebo TH 600 A, B. Při úpravě lyžin rámu lze používat i s jinými dopravníky. Je vybaven hydraulicky stavitelnou hlavou s rozpojovacím válcem a umožňuje tak kopírování počvy nebo stropu sloje.

Hlava kombajnu je samostatný montážní celek s vlastním hydraulickým stavěním výkyvné části převodové skříně a je svou pevnou částí připevněna k elektromotoru. Pohon rozpojovacího orgánu je přes ozubenou spojku, která slouží i jako spojka vypínací. Spojka se vypíná z boku hlavy kombajnu pomocí klíče. Výkyvu hlavy kombajnu se dosahuje dvěma hydraulickými válci. Elektromotor pohání současně jak hlavu s rozpojovacím válcem, tak i přes meziskříň vrátek kombajnu. Je třífázový, vodou chlazený, se zabudovaným reverzačním přepínačem a jištěním proti přehřátí. Meziskříň spojuje elektromotor s vrátkem a obsahuje veškeré elektrické příslušenství kombajnu, které se skládá z posuvné kabelové vývodky, která společně s nevýbušným mikrospínačem chrání kabel proti vytržení ze stroje, ovládacích tlačítek a vypínače pro vypnutí kombajnu z kteréhokoli místa podél dráhy kombajnu. Vrátek je samostatný montážní celek, v jehož skříni je umístěno olejové čerpadlo, rozdělovač, olejový motor s rozváděcím šoupátkem, systém ovládání olejového čerpadla a rozváděcího šoupátka a ozubené převody výstupního hřídele s řetězovým kolem. Voda pro chlazení motoru a zkrápění se přivádí do filtru s uzavíracím kohoutem, odkud se vede do vnitřku skříně chladícím potrubím a dále trubkou k elektromotoru, z elektromotoru trubkou ke hlavě a odtud pak vysokotlakou hadicí k víku na výkyvné skříni hlavy s provrtaným výstupním hřídelem k tryskám rozpojovacího orgánu.

Kombajn KSV 200 je určen k obousměrnému dobývání uhlí v ploše uložených slojích a slojích mírně ukloněných do 15^o, s uhlím velmi houževnatým a pevným s proplástky. Je opatřen dvěma výškově stavitelnými rozpojovacími válci a dvěma elektromotory po 100 kW. Konstrukce umožňuje podle potřeby mechanické spojení obou hlav kombajnu. Kombajn je vybaven poloautomatickou regulací postupové rychlosti, napájecí kabely jsou uloženy ve vlečném řetězu kabelového ukládače, který se pohybuje v nástavných plechách. Uhlí na dopravník ukládají sklopné štíty, otočné kolem svislé osy a přitlačované k počvě vlastní vahou.

Hlavu tvoří pevná a výkyvná část, v nichž jsou uloženy převody k přenosu kroutícího momentu od elektromotoru na rozpojovací válec, v jehož plášti je uložen poslední převod. Výkyvná část hlavy umožňuje kopírování stropu i počvy. Její poloha je ovládána zvedacím válcem, který je pod ní umístěn na pilířové straně. Pravá a levá hlava se liší pouze zrcadlově.

Kombajn KSV 180 je určen pro dobývání slojí o mocnosti 0,9 až 1,6 m. Je dvouválcový, obousměrný, s automatickou regulací postupové rychlosti a s možností dálkového ovládání.

Parametry nových kombajnů české výroby

Parametry kombajnů ruské výroby

Parametry kombajnů Eickhoff, Německo