2. Процесс разрушения породы.

Зачастую обработку массива начинают с забуривания ИО в нижней части выработки. Затем оконтуривается основание забоя с целью обеспечения ровной поверхности почвы.

2.1. Радиальные коронки

Работа комбайна обуславливает два режима работы продольно-осевой коронки – режим попутного фрезерования (рис. 5а) и режим встречного фрезерования (рис. 5б). В первом режиме резец входит в контакт с горным массивом с нулевой толщиной стружки. При встречном фрезеровании момент входа резца в контакт с горным массивом характеризуется наличием значительной по величине толщины стружки, что сопровождается дополнительными динамическими нагрузками. Практика показывает, что при очень крепких породах работа коронок в режиме встречного фрезерования практически невозможна из-за высокой динамической нагруженности комбайна.

Рис. 5. Режимы работы продольно-осевой коронки:

а – попутное фрезерование;

б – встречное фрезерование

2.2. Аксиальные коронки.

Анализ процессов зарубки исполнительного органа показывает, что эти процессы могут быть реализованы путем:

выдвижения стрелы на забой – фронтальная зарубка;

подъема исполнительного органа – вертикальная зарубка вверх;

опускания исполнительного органа – вертикальная зарубка вниз.

Таким образом, основными режимами зарубки являются: фронтальная, вертикальная зарубка вверх и вертикальная зарубка вниз. Процесс зарубки характеризуется изменением сечения обрабатываемого забоя от нуля до максимальной величины (определяемой возможной глубиной зарубки и профилем коронки), серповидной формой среза на резцах, изменяющейся в соответствии с количеством и радиусом установки резцов, контактирующих с массивом. Эти режимы сопровождаются одновременным фрезерованием поверхности забоя внутренними и внешними поверхностями двух коронок. Поэтому размеры коронок и их форма в значительной мере определяют величину максимально обрабатываемого сечения в этих режимах.

При подъеме и опускании коронки (рез вверх и рез вниз) процесс разрушения массива характеризуется работой двух коронок, серповидной формой среза резцами с изменяющимся углом охвата. Характер изменения угла охвата на резцах определяется величиной зарубки исполнительного органа и формой поверхности забоя, образованной в предыдущем цикле его обработки.

Процесс бокового реза также характеризуется изменением сечения обрабатываемой поверхности при резании. В этом резе можно выделить следующие режимы:

резание двумя коронками;

резание одной коронкой;

резание одной коронкой у боковой поверхности выработки (кутковый рез).

Особенностью последнего режима бокового реза является то, что минимальный радиус установки резцов, контактирующих с забоем, уменьшается и может достигать малых величин. Это обуславливает существенные кинематические изменения углов резцов и обрабатываемого сечения.

3. Схемы обработки забоя

3.1 Радиальные коронки

Такой исполнительный орган в принципе может с одной позиции создавать приемлемый пространственный рельеф боковых поверхностей выработки, если коронка и центр поворота стрелы соответствуют профилю выработки. Но это условие выполнимо только в идеальном случае – если сечение выработки представляет собой окружность постоянного радиуса, согласованного с конусностью коронки, а центры качания в горизонтальной и вертикальной плоскостях совпадают с центром окружности. В действительности форма сечения выработки далека от круглой, площадь проводимой выработки изменяется в довольно широком диапазоне, а центры качания в горизонтальной и вертикальной плоскостях не удается совместить конструктивно. Поэтому конусность коронки подбирается, как правило, исходя из условия обеспечения ровной поверхности почвы выработки. Естественно, при этом возникают переборы породы при обработке кровли и боковых поверхностей выработки, поскольку размеры и форма выработок могут быть самыми различными.

Рис. 3. Схема обработки поверхности выработки исполнительным органом с продольно-осевой коронкой

Рис. 4. Схемы обработки забоя стреловидным ИО с продольно-осевой коронкой:

а – горизонтальными слоями;

б – вертикальными слоями

Обработка забоя горизонтальными слоями (рис. 4а) предпочтительнее с точки зрения равномерности поступления горной массы по фронту погрузки, однако при разрушении крепких пород на продольно-осевую коронку действует значительная внешняя нагрузка, при этом основная компонента главного вектора внешней нагрузки направлена противоположно направлению подачи коронки, вследствие чего принимается обработка забоя вертикальными слоями (рис. 4б) как наилучшая с точки зрения устойчивости проходческого комбайна.