KONTINUÁLNÍ ZPŮSOBY RAŽENÍ S MECHANICKÝM ROZPOJOVÁNÍM A ODTĚŽOVÁNÍM

Podle způsobu práce a velikosti rozpojovacího ústrojí lze tyto stroje rozdělit na dvě hlavní skupiny:

• Stroje s rozpojovacím ústrojím, které je značně menší než profil raženého díla a které horninu v čelbě rozpojují postupně - stroje razicí
• Stroje rozpojující horninu v celé ploše čelby při kontinuálním posuvu rozpojovacího ústrojí ve směru raženého díla - stroje tunelovací

Razicí stroje

Většina razicích strojů se pohybuje na pásovém podvozku, neboť jejich hmotnost zajišťuje dostatečnou stabilitu. Vyjímečně je posuv zajišťován kráčivým posuvným zařízením. Rozpojená rubanina se z počvy nakládá zpravidla klepetovým nakladačem a dále dopravuje za stroj hřeblovým dopravníkem se stranově a výškově řiditelným výklopníkem. Méně často se pro odtěžování používá hřeblový okružní dopravník.

Vlastní nosná konstrukce je podřízena konstrukci a funkci rozpojovacího ústrojí. Razicí stroje je tak možno rozdělit na:

• stroje s řetězovým ústrojím
• stroje s rotační řeznou hlavou
• stroje s kombinovaným řezným ústrojím
• stroje s planetovým ústrojím
• stroje se sbíjecí hlavou
• stroje s diskovým ústrojím
• stroje s válcovým ústrojím

Razicí stroje s řetězovým rozpojovacím ústrojím

Rozpojovací ústrojí tvoří systém dvou a více brázdících řetězů, různě výkyvných podle typu stroje. Uplatňují se při ražbě v uhlí, soli, měkčích železných rudách.

Razicí stroje s rotační řeznou hlavou

Rozpojovacím ústrojím je zpravidla jedna, méně často dvě řezné hlavy otáčející se kolem osy rovnoběžně s podélnou osou stroje. Nože vyřezávají v celé ploše čelby koncentrické drážky a žebra vytvořená mezi nimi se postupně odlamují odlamovačem. Stroje se používají pro ražby v uhlí nebo draselné soli.

Stroje s kombinovaným řezným ústrojím

Rozpojovací ústrojí tvoří zpravidla kombinace rotačních řezných hlav a brázdících řetězů. Účelem tohoto řešení je dosáhnout příznivé měrné spotřeby energie na rozpojování horniny ve větší kusovitosti. Rozpojování probíhá v celé čelbě raženého profilu různého tvaru, a to vytvářením různě orientovaných drážek nebo řezů s následným mechanickým odlamováním zbylých žeber.

Razicí stroje s planetovým ústrojím

Obecně je planetové rozpojovací ústrojí tvořeno několika disky s řeznými nástroji na obvodu. Každý disk se otáčí kolem své osy a všechny disky společně kolem podélné osy razicího stroje.

Razicí stroje se sbíjecí hlavou

Hornina je rozpojována (sbíjena) noži na rotující hlavě, umístěné na výložníku, jehož prostřednictvím je zajišťován pohyb hlavy v celé ploše čelby libovolného tvaru. Velikost čelby může být v širokých mezích. Stroje se hodí pro ražbu chodeb v uhlí a středně pevných horninách.

Parametry razicích strojů se sbíjecí hlavou

Razicí stroje s diskovým ústrojím

Tyto stroje mají na rozdíl od razicích strojů se sbíjecí hlavou na výložníku umístěno několik řezných disků, které kromě vlastní rotace a kývavého pohybu ve vertikální rovině ještě vibrují v horizontální rovině. Stroje jsou vhodné pro ražby v železné rudě.

Razicí stroje s válcovým ústrojím

Tyto stroje jsou obdobou razicích strojů s diskovým ústrojím, jen s tím rozdílem, že disky jsou nahrazeny válcem. Vnější části třídílného rozpojovacího válce zajišťují opačně orientovanými šroubovicemi při jeho rotaci posuv rozpojované horniny ke středu stroje.

Razicí stroje se sbíjecí rozpojovací hlavou

Stroj využívá sbíjecího účinku výkonného sbíjecího kladiva, upevněného na hydraulicky ovládaném rameni stroje. Tyto stroje jsou vhodné pro ražbu i v pevných horninách.

Původně se pro sbíjení používala těžká pneumatická bourací kladiva, která byla nahrazena výkonnými hydraulickými kladivy speciální konstrukce. Tato kladiva pracují takto: těžký píst je tlakem hydraulické kapaliny zatlačován směrem od oškrtu, přičemž se stlačuje plynová náplň (nejčastěji dusík) ve speciální komoře (slouží jako energetický akumulátor), v zadní krajní poloze zpětného zdvihu se přívod hydraulické kapaliny přeruší a stlačený plyn vrhá píst proti úderné ploše oškrtu.

Parametry těžkých sbíjecích kladiv pro razicí stroje

Tunelovací stroje

U těchto strojů je hornina na čelbě rozpojována celoplošně najednou.

Tunelovací stroje tvoří tyto části:

• rozpojovací ústrojí, řešené pro dané důlně geologické podmínky
• vlastní konstrukce stroje s elektrohydraulickou pohonnou částí, která někdy tvoří samostatnou servisní část kvůli zmenšení vlastní délky stroje
• posuvné zařízení stroje
• řídící část stroje s kabinou pro obsluhu
• nakládací a dopravní zařízení

Vlastní konstrukce stroje umožňuje uložit čelní rozpojovací ústrojí a jeho náhon a tvoří nosnou konstrukci pro všechny hlavní funkční části, zabudování pohonných motorů, elektro a hydraulických částí a většinou též rozpěrných elementů s posuvnými hydraulickými válci.

Posuv tunelovacích strojů je řešen jako přítlačný a posuvný hydraulický krokový systém s dvoučinnými válci, umožňující též směrové ovládání stroje.

Pro značnou prašnost i při použití vodního skrápění čelby a hlučnost se obsluha stroje umisťuje do klimatizované a odhlučněné kabiny, kam jsou soustředěny všechny ovládací prvky a kontrolní přístroje.

Rozpojená rubanina se na čelbě většinou nahrnuje u počvy obvodovými korečky na rozpojovací ústrojí, v horní poloze se pak vyprazdňují na pásový dopravník. Jím se rubanina dopravuje konstrukcí tunelovacího stroje do jeho zadní části, kde se přesýpá k dalšímu odtěžení. U některých strojů je rubanina nakládána dvěma jednořetězovými hřeblovými dopravníky.

Rozpojování středně pevných až velmi pevných hornin s různou abrazivitou vychází z drcení, štěpení, odlamování, obrušování apod. Využívá se při tom valivých dlát diskových, zubových nebo roubíkových. Tato valivá dláta vnikají do horniny působením statického osového přítlaku a dynamické rotace. Jednotlivé axiálně nebo radiálně uspořádané zuby valivého dláta vytvářejí v hornině vruby s výsledně jemně rozdrcenou horninou. Při dalším odvalování dláta s axiálně orientovanými zuby se postupně tvoří další vruby, přičemž se zbylá žebra následkem ohybového namáhání odlamují s větší kusovitostí.

Radiální zubová valivá dláta nebo dláta disková vytvářejí v hornině koncentrické vruby. Při dalším přítlaku odštěpují část horniny mezi dvěma sousedními vruby využitím klínového účinku proti volné ploše. Při stupňovitém uspořádání jednotlivých rozpojovacích disků lze dosáhnout účinnějšího průběhu rozpojování při současně příznivější kusovitosti horniny. Tento systém se používá i pro odvrtávání vertikálních důlních děl na plný profil s předvrtem.

Ve velmi pevných a abrazivních horninách se používá roubíkových valivých dlát, využívajících tlakového drtícího účinku rozpojování. Při nezbytně vysokém pracovním přítlaku na roubíky nastává v hornině místně koncentrované přetížení, jehož výsledkem je odprýsknutí částeček horniny.

Odlišný způsob rozpojování uplatňuje systém podfrézování (podřezání). Rozpojovací ústrojí tvoří různý počet frézovacích disků, opatřených na obvodu řezacími noži, které se pohybují a oddělují horninu nikoli čelně, ale v příčné rovině. Při poměrně pomalém natáčení nosné konstrukce kolem podélné osy stroje se rozpojovací kotouče otáčejí relativně většími otáčkami, a to v opačném směru, aby se vyrovnal klopný moment. Šikmou polohou frézovacích disků k čelbě důlního díla a posuvem celého rozpojovacího ústrojí rychlostí odpovídající danému počtu otáček se dosahuje toho, že se jednotlivé nože zařezávají do horniny k koncentrických šroubovitých drahách, vedoucích k postupně prohlubovaným drážkám. Takto se dosahuje účinného podřezání horniny. Hornina v žebrech mezi řezy je odlamována v poměrně velkých kusech pomocí odlamovacích nástrojů na frézovacích discích. Tento systém je vhodný pro horniny bez větší abrazivity. Pro ražbu nekruhových profilů se používá jednoho nebo více frézovacích disků upevněných na vertikálně výkyvném rameni.