Bányász Emlékpark

F4-es szénfejtő kombájn

A modernkori bányászat kezdetén csupán egyszerű bányaeszközök álltak a bányászok rendelkezésére a feltáró vágatok kihajtásánál. Később a robbantás alkalmazásával könnyebbé vált a munkájuk, ám az igazi technikai áttörést a Petőfibányán is használt vágathajtógépek hozták meg, melyek a dolgozók helyett végezték a nehéz föld alatti munkát. Innentől a dolgozók munkája már szinte „csak” a gépek kezelésére és a biztosítószerkezetek elkészítésére korlátozódott.

Az első ötéves tervidőszak (1950-1954) ideje alatt került sor a magyarországi szén- és ércbányászat hároméves (1947-1949) tervben elmulasztott gépesítési fejlesztésére. Mivel a korábban beszerzett szovjet „DOMBASZ” szénkombájnok nem váltották be a hozzájuk fűzött reményeket, így a második ötéves terv előírta a hazai bányagépgyártás felfejlesztését és a szükséges gépek sorozatgyártását is. Az 1950. évi ötévesterv-tanácskozás bányászati értekezletén döntött a magyar politikai és gazdasági vezetés a hazai bányászati gépgyártás fejlesztéséről, amit kiemelten a szénjövesztő gépek (kombájnok) gyártásával kellett megkezdeni. 

A Petőfi fejtőgép megszületése 

A kísérletezés mindig szívügye volt a magyar szénbányászat mérnökeinek. A petőfibányai lignitbányászat részére létrehozandó speciális fejtőgép tervezési munkálatai során a korábban szabadalmaztatott Schmidt-féle fejtőgép mintapéldányát vették elő a tervezők. A kísérletezést, tervezést a Tervhivatal, az Iparügyi Minisztérium és a Szénipari Igazgatóság felügyelte az általuk létrehozott Fejtőgéptervező Iroda szakemberei segítették.

A fejtőgép továbbfejlesztését bányászati részről a Petőfibánya Nemzeti Vállalat, gépészeti vonalon pedig a Ganz Hajógyár Nemzeti Vállalat gondozta. A Fejtőgéptervező Iroda vezetője Török Sándor főmérnök volt, aki már a Schmidt-féle fejtőgép terveinek elkészítésében is tevékenyen részt vett. 

A Fejtőgéptervező Iroda azt a feladatot kapta, hogy a Petőfi-bánya bányamezőjében három padból és két meddőbeágyazásból álló lignittelep szelektív leműveléséhez hatékony fejtőgépet tervezzen, önjáró kivitelben, folyamatos szállítóberendezéssel szerelve. A fejlesztés végeredménye csak egy, a mátraaljai geológiai bányászati viszonyokra specializált, általánosan aligha használható gép lehetett. A kísérletek során, a fejlettségében 1-6. számsorral jelölve 6 db mintapéldány legyártására került sor, amelynek 6. legfejlettebb tagja, bonyolultsága ellenére sem tudott eleget tenni a kívánalmaknak. A kísérletsorozat végső megállapítása az volt, hogy a réselés elvét alkalmazó fejtőgép üzembiztosan Petőfibánya fejtéseiben sem alkalmazható. A fejlesztés végeredménye a sorozat 7. tagja, az un. „Petőfi" típusú fejtőgép lett, amely a Schmidt-féle fejtőgép anyagszállítási célú láncfüggöny ötletének felhasználásával és továbbfejlesztésével már a szénfal bontását, a feldarabolás elvét alkalmazta és nem használt réselő szerszámokat.

„Petőfi-I. fejtőgép vázrajza és fényképe”

A „Petőfi" fejtőgép előélete

Ezzel a megoldással azonban ez a teljesen új elven működő gép éppen a Petőfibánya Nemzeti Vállalatnál nem volt alkalmazható, hiszen a pados kifejlődésű lignittelep szelektív letermelésére nem volt alkalmas. Ez a tényező el is döntötte a gép jövőbeni sorsát, mert egy kipróbálatlan és bizonytalan eredményességű eszköz befogadására a magyar szénbányászat biztonsági okokból nem volt hajlandó. A „Petőfi" fejtőgép kimunkálására hatalmas szellemi, konstruktőri energiát mozgósítottak. Biztosították állami szinten a költségek fedezetét és a gyártás soronkívüliségét, így a gép alaptípusú változata, a kísérleti példány, Boldizsár Tibor egyetemi tanár szakcikkei szerint 1951. szeptember 2-án készült el. A Petőfi-I. fejtőgép próbaüzemét pedig 1951. novemberében a Dorogi X. akna bányamezőjében végezték. 

F2-es fejtőgép

A kísérleti, termelési tapasztalatok alapján 1953-ban kezdték meg a Petőfi-II. fejtőgép műszaki kifejlesztését. Ebben az időszakban a termelőképességét maximálisan kihasználó szénbányászatnak nagy szüksége lett volna tömegtermelést lehetővé tevő gépekre, de a „Petőfi" fejtőgép mégis feledésbe merült, pedig a nyugati szénbányászatban már sikeresen gyártották és alkalmazták.

Az F2-es fejtőgéppel végzett üzemi kísérletek időszakában Koszorús István konstruktőr és kollégái, Nábrády Árpád és Várady László gépszerkesztők már a „Liliputi" F3 típusú fejtőgépen dolgoztak. A megbízást a feltaláló, Dr. Ajtay Zoltán vezérigazgató 1950. július 15-én adta a kollektívának. Az elkészült, kézzel mozgatható, kétkerekes F2-es gép már a kipróbált működésű és szerkezetű marófejet alkalmazta. Kidolgozói a nagyméretű fejtőgépek és a kézi fejtés közötti „hézag" kitöltésére, a vékony telepek (<1,0 m) lefejtésére szánták ezt a kicsi, könnyű (350 kg), de nagy teljesítményű géptípust. A műhelyben 2 db F3-as fejtőgép készült el, amelyek üzemi körülmények között jól vizsgáztak, de a nagygép fejlesztési feladatai miatt a 0. széria már nem készült el, nem került gyártásra.

F3-as fejtőgép vázrajza és fényképe

Az F4-es típusú fejtő-rakodógép születése

A dorogi Központi Műhely gépszerkesztő-konstruktőr csapata 1950. novemberében már az F4-es típusú fejtő-rakodógép szerkesztésén dolgozott, amelynek megtervezésére és 3 db 0. szériás gép legyártására az Országos Tervhivatal adott megrendelést.

Zsofinyecz Mihályt (a kispesti HOFHERR-SCHRANTZ Traktorgyár Nemzeti Vállalat igazgatója) 1949-ben kinevezték kohó- és gépipari miniszternek, így egyúttal az akkori valamennyi ipari minisztérium élére került. Akkor úgy ítélte meg, hogy ennek az összetett feladatnak az elvégzésére egyetlen alkalmas cég van, és az a kispesti HOFHERR-SCHRANTZ Traktorgyár. A döntésben nagy szerepet játszott az a tény, hogy az F4-es típusú szénkombájn lánctalpakon haladó szerkezet volt, a traktorgyár pedig rendelkezett a Hofherr lánctalpas traktorok gyártásához szükséges gyakorlattal, valamint az 1945-ben végzett szovjet harckocsi-feljavítási tevékenységek gyakorlatával. (A szénkombájn fejtőgémjének mozgatása is hasonló elven működött, mint a T34-es harckocsik lövegcső irányítása). 

A feladat teljesen újszerű volt, hiszen a gyárban eddig még nem találkoztak hidraulikus és elektromos működtető egységek összeépítésével. A kizárólag traktorgyártásra szakosodott kispesti gyár így 1950. negyedik negyedévében miniszteri utasításra ráállt a merőben más használati technológiát képviselő szénkombájnok gyártásának előkészítésére. A kispesti gyár, felépítése és komplex ipari gyártásra való berendezkedése révén valóban alkalmas volt az ilyen feladatok ellátására, viszont mindemellett a gyárra osztott traktor- és stabilmotor-gyártási feladatokat továbbra is el kellett látniuk. 

A szénkombájn tervei, rajzai 1950. utolsó negyedévében érkeztek meg, az F4-es típusú szénkombájnok sorozatszerelése pedig 1951 elején kezdődött el. Az F4-es szénfejtő kombájn azonban a legkisebb hasonlóságot sem mutatta a mezőgazdasági traktoréval. 

Az F4-es típusú vágathajtó, szénjövesztő kombájn vonszolt kábelen táplált, elektromos meghajtású, lánctalpakon előre haladó fejtőgép volt, amely alkalmas lett a szén, ásvány és ércbányászatban egyaránt. Az egységek mozgatása hidraulikusan történt. A fejtőgém végén a forgó, cserélhető késes ikerfejtőfejek által lejövesztett széndarabok a gép előtti eketesten át a forgó harácsolókaros egységek továbbítása mellett egy szállítószalagra kerültek, amely a gép mögötti csillékbe továbbította azt. Az intenzív porképződést vízpermetezéssel csökkentették. Az egész berendezés 380 vagy 500 V váltakozó árammal működött. A gép kezeléséhez 1 fő vizsgázott személy volt szükséges, aki azt a gép jobb oldalán ülve, karokkal és kapcsolókkal vezérelte. A kisegítő személyzet 6 főből állt.

Az F4 típusú szénkombájn összeszerelésénél számtalan műszaki probléma vetődött fel, amit a kispesti gyár nehezen, de mégis megoldott. A gépek szerelését a Hofherr-Schrantz Traktorgyár kezdte el, de már az 1951-ben új nevet kapott Vörös Csillag Traktorgyár fejezte be. A szénkombájnok adattábláján gyártóként így ez utóbbi szerepelt.

A gépek szereléséhez túlnyomórészt kereskedelmi, illetve kívülről beszállított, előregyártott egységeket kellett felhasználni (villanymotorok, elektromos vezérlőegységek, vezetékek, kapcsolók, hidraulikus berendezések, vízszivattyú, egyéb előregyártott elemek, stb.). A kispesti gyárban készültek viszont a hajtóműház öntvényei, a lánctalptagok, vasszerkezeti egységek, lemezalakítások és a hozzájuk kapcsolódó forgácsoló, illetve hegesztőmunkák is.

A kiemelkedő teljesítményért Jurics Károly művezető a gyárból elsőként kapta meg az I. fokozatú Kossuth-díj állami kitüntetést. A kispesti gyár pedig elnyerte az 1949 óta rendszeresített „ÉLÜZEM” címet is, amelyet a későbbiek során 20 alkalommal érdemelt ki. 

Munkavégzés az F4-es típusú fejtőgépekkel

Az elővájást és frontfejtést más-más gépekkel végezték. Az F4-es típusú fejtőgép elsősorban elővájási fejtőgép, amely külsőre egy lánctalpas tankra emlékeztet. A fejtőgép két, ellentétes irányban forgó marófélgömb segítségével gyorsforgácsolással végezte a szén jövesztését. A marófélgömbön 42 éles kés mozgott. A kések bemélyedtek a szénfalba és félméter átmérőjű nyílásból vájták ki a szenet. A marófélgömböt hidraulikus szerkezettel, függőleges és vízszintes irányban elmozdíthatták, így a vágatban teljes szelvényt, hét négyzetmétert is kifejthettek. A fejtőgép elülső részét képező rakodószerkezet két, állandóan mozgó karjával besöpörte a gép gyomrába a földre hullott szenet. A gépbe söpört készlet két, láncos vonszolócsúszdára került, amely felemelte és a gép hátulja mögött elhelyezett távolsági szállítóberendezésre, csillébe, csúszdára rakta a szenet.

Nem volt minden bányagép alkalmas minden bányához, mert pl. a szovjet „DOMBASZ”-kombájnt csak vízszintes fekvésű vagy igen enyhe lejtésű, vékony (0,8-1,5 méter) szénrétegekben lehetett alkalmazni. Az F4-es típusú fejtőgép ugyancsak vízszintes, vagy laposdőlésű, de vastagabb szénrétegekben volt alkalmazható. A gépek magassága miatt 1,6-1,8 méter vastag rétegben használhatták legelőnyösebben. A réselésen és forgácsoláson alapuló fejtőgépek működtetésének fontos feltétele volt még a széntelepek szilárdsága is. Az F4-es típusú fejtőgép forgácsolással működött. Túl kemény, kőbeágyazott vagy elkövesedésre hajlamos telepekben csakis csökkent teljesítménnyel, vagy egyáltalán nem alkalmazhatták. A bányagép használatának szempontjából fontos földtani feltétel volt az is, hogy a szénréteg vastagsága egyenletes, állandó legyen. Fontos volt továbbá, hogy a földszerkezeti elmozdulások vetődései és gyűrődései ne zavarják meg a telep összefüggőségét. A természeti akadályok meglehetősen zavarták a gépesített lejtést. Ha a folyosó kihajtásának egy teljes terepvastagságú vető állta útját, meg kellett változtatniuk a folyosó irányát. Ez jelentős szállítási nehézségeket okozott. Nem lehetett egyenes vágatokat (folyosókat) kihajtani és egybefüggő, hosszú szállítóberendezést felszerelni. Az F4-es típusú fejtőgép működtetésére leginkább a lignit, vagyis a közönségesnél fiatalabb barnaszén jól jöveszthető, nyugodt telepítésű bányái, közöttük a petőfibányai bánya volt kiválóan alkalmas.

Rekordok döntése és vágathajtási világrekord Petőfibányán

Összehasonlításul az F4-es fejtőgéppel 276 méter hosszú vágatot egy hónap alatt lehetett kihajtani. Ugyanennyi idő alatt kéziszerszámmal 3 fő csupán 75 méternyi előrehaladást ért el ugyanolyan szelvényű vágatban. Az egy nap alatt megtett leghosszabb vágat 24 méteres volt. Kézi, csákányos bányászok ellenben csak három métert tudtak megtenni. 

Minden kedvező tulajdonsága ellenére az F4-es fejtőgépnek is voltak hibái. A gép egyik hiányossága volt, hogy túlterhelés esetén a terelőlapátok megálltak és a közvetlenül kapcsolt motor kiégett, ezért olyan szerkezetet kellett beiktatni, amely túlterhelés esetén is óvta a motort a kiégéstől.

Az új szénfejtő kombájnt rekordidő alatt tervezte meg dr. Ajtay Zoltán bányamérnök és a Budapesti Műszaki Egyetem konzultációs és vizsgálati együttműködésével az immár F4 típusjelzéssel (fejtőgép 4 tonna/óra) gyártásra készen állt a magyar vágathajtó-szénjövesztő célgép. 

Petőfibányán 1954-ben három F4-es fejtőgép dolgozott. Egy-egy géppel havonta legalább 150-200 méter vágatot tudtak kihajtani.

1956 augusztusában pedig a Petőfi-bánya X. aknai bányamezőben vágathajtási világrekordot produkáltak, amikor egy 7,5 m szelvényű vágatban 657 m vágatot építettek egy hónap alatt. 

Bár az F4-es típusú fejtőgép beváltotta a hozzá fűzött reményeket, a fejlesztéssel nem álltak meg, így az Országos Bányagépgyártó Vállalat 1957-ben már az F5-ös fejtőgép gyártásába is belekezdett. A megbízó a Magyar Állam részéről a Bánya és Energiaügyi Minisztérium volt. Az újszerű F5-ös gép 1958-ban már láncos felrakóval is megjelent, ami azonban nem vált be, így továbbra is az F4-en megismert ekés megoldást alkalmazták. A tervezés során az alaptípus minden lényeges műszaki egységét áttervezték, megváltoztatták, vagy pontos energetikai és szilárdságtani számításokkal újra méretezték. Néhány főalkatrész egészen új alakban jelent meg az F5-ös gépen. Ezek között a legjelentősebb volt a marófej meghajtómotorjainak sorba kapcsolása, kétmotoros kivitele, ahol a motorok összekapcsolt köpenylemezét jövesztőkarként alkalmazták. A gép jövesztőszerszáma, a marófej megtartotta gömb alakját, de a félgömbök tengelyvonalai egyvonalba kerültek, így megszűnt a félgömböknek a fej elülső oldalán addig alkalmazott összetartása. Az F5-ös gép tervezése és gyártása már megfontolt és ideális műszaki körülmények között folyt, így a típus darabjai megbízható gépekként külföldön is sikeresen terjesztették a magyar bányászat jó hírét. 

1958-ban a petőfibányai lakatosműhelyben Fáczán Imre, Molnár Jenő és Szűcs József lakatosok az F4-es fejtőgépnél olyan módosításokat alkalmaztak, amelyekkel sikerült a termelést meggyorsítani. Az F4-es bányagép fejtőkarját úgy alakították át, hogy azok a korábbi függőleges és oldalirányú mozgás helyett körforgásúak legyenek, így ezek a gépek alkalmasak lettek körszelvényvágat kiképzésére, ami annyit jelentett, hogy a gépek után a korszerű TH-biztosító gyűrűket minden nehézség nélkül azonnal a helyükre tudták illeszteni. A módosításoknak köszönhetően sikerült 603 méter vágathajtást elérni, amely az akkori mérések szerint 143 százalékos teljesítménynek felelt meg. Ez egyben új országos rekordteljesítményt is jelentett.

F4-es fejtő-rakodógép a bányaudvaron és a gép vázrajza

Az F4 típusú szénkombájn műszaki adatai

Ilyen volt 2018-ban:

Így nézett ki 2019-ben a felújítás közben: