Врубовая машина — это специализированное горное оборудование, основная задача которого заключается в создании полостей (врубов) в массиве горной породы. Эти полости необходимы для последующей эффективной отбойки и выемки полезного ископаемого. Машины демонстрируют высокую производительность как на наклонных, так и на крупных горизонтальных поверхностях забоя.
Исторический путь развития
Первые попытки механизировать тяжелый труд по выемке породы были предприняты еще в XVIII веке. Пионером стала Великобритания, где в 1761 году появилось первое механическое устройство для этих целей. Значительный скачок в развитии произошел в середине XIX века с изобретением режущих врубовых машин с пневматическим приводом, который к 1887 году сменился на более эффективный электрический. Важной вехой стала конструкция В. Бейрда, представленная в 1864 году.
На рубеже XIX–XX веков лидерство в инновациях перешло к США, где начали внедряться автономные цепные режущие машины с собственным двигателем, способные делать проходы глубиной до 2.5 метров.
В России собственное производство врубовых машин с электрическим приводом было налажено в 1927 году в Донецке. Уже тогда выпускался целый модельный ряд: от тяжелых машин с двигателем мощностью свыше 40 кВт до легких, предназначенных для подготовительных работ.
К 1940-м годам советские инженеры создали мощные канатно-передвижные машины с дистанционным управлением и двигателями мощностью более 60 кВт. Эти агрегаты могли работать с породой любой крепости и имели регулируемую скорость подачи в диапазоне от 0 до 1.4 м/мин.
Устройство и принцип работы
Сердцем классической врубовой машины является бар — основное рабочее устройство. Он состоит из направляющей рамы и движущейся по ней режущей цепи. Цепь собирается из кулаков, в которые устанавливаются сменные зубья-резцы. Конструкция цепей варьируется: они бывают однопланочные, двухпланочные (в зависимости от числа соединительных планок) или беспланочные, где кулаки соединяются шарнирно.
Современные машины оснащены механизмами для ввода и вывода бара из забоя, а также системами пылеподавления для создания безопасных условий труда. Скорость работы может регулироваться в широких пределах, вплоть до 2.8 м/мин.
Перемещение машины вдоль забоя чаще всего осуществляется с помощью канатной подачи: канат наматывается на барабан, встроенный в конструкцию машины. Современные модели оснащаются двигателями мощностью свыше 80 кВт и барами длиной до 2 метров, что позволяет им успешно работать с самыми твердыми породами и создавать врубы различной конфигурации.
Классификация врубовых машин
Врубовые машины различаются по множеству параметров, что позволяет подобрать оптимальную технику для конкретных горно-геологических условий:
- По типу рабочего органа: баровые, штанговые, дисковые.
- По типу подачи (передвижения): канатные, цепные, гусеничные, колесные.
- По роду энергии: пневматические и электрические.
- По способу регулирования скорости: автоматическое, ручное или без регулировки.
- По типу редуктора подачи: односкоростной, пульсирующий, храповидный, бесступенчатый.
- По конструктивному исполнению: продольно-баровые, поперечно-баровые, поворотно-баровые, универсальные.
- По назначению: для подготовительных или для очистных работ.
Эволюция врубовых машин продолжается, и основные усилия конструкторов направлены на дальнейшее увеличение мощности, надежности, производительности и проходимости этих незаменимых помощников горняков.