Курсовая по горному делу

|Раскрытого |1670 |2180 |2500 |2900 |

|Закрытого |1124 |1440 |1600 |2100 |

|Масса, т. |0,82 |9,5 |10 |21,6 |

Погрузочные машины с механизированным вождением грейфера позволяют

увеличивать производительность труда рабочих в среднем в два раза по

сравнению с машинами КС-3, но их недостатками являются высокая стоимость,

дополнительные затраты на приобретение и сооружение мощной компрессорной

станции, большой расход сжатого воздуха.

При проходке разведочных выработок на ограниченной площади сечения возможно

применение только легких, сравнительно небольших размеров грейферных

грузчиков с ручным вождением.

Пневматический грейферный грузчик с ручным вождением состоит из собственно

многолопастного грейфера, пневматического подъемника и водила, на котором

размещены органы управления грейфером и подъемником.

Погрузка породы осуществляется грейферными грузчиками в бадьи. Серийно

выпускаемые бадьи имеют вместимость от 0,3 до 6,5 м3. При проходке шурфов

применяют бадьи вместимостью менее 0,3 м3. По конструкции бадьи

подразделяются на несамоопрокидывающиеся (БПН) и самоопрокидывающиеся

(БПС). Технические данные проходческих бадей вместимостью до 2 м3 приведены

ниже в таблице.

|Бадья |БПМ-0,7| | |БПН-1/1|БПС-1/1|БПС-1,5|БПС-2/1|

| |5/950 | | |150 |150 |/1300 |400 |

|Вместимость, м3 |0,3 |0,75 |1 |1 |1 |1,5 |2 |

|Грузоподъемность, т |1 |1,5 |2 |2 |2 |3 |4 |

|Масса, кг. |190 |320 |400 |400 |400 |650 |700 |

Наклонные выработки

В зависимости от угла наклона выработки и направления проходки (снизу вверх

или сверху вниз) применяют различные технические средства для погрузки

горной породы. При углах наклона выработок (уклона, наклонного ствола) до 5

– 8о для погрузки породы возможно применение тех же погрузочных машин, что

и при проходке горизонтальных выработок. Применение удерживающих

приспособлений чаще всего в виде дополнительной лебедке с канатом,

предохраняют машину от сползания в забой и облегчает ее перемещение вверх.

Тем самым обеспечивается возможность использования машин в выработках с

большими углами наклона. Так, например, машина 1ПНБ-2У, оснащенная

усиленным тормозным фрикционом, предохранительной лебедкой 1ЛП и имеющая

шипы на траках гусениц, устойчива работает при углах наклона до 180.

Погрузочная машина ППН-7 с рычажно-ковшовым исполнительным органом

предназначена для проведения уклонов с углом наклона до 250. По рельсовому

пути она перемещается с помощью лебедки, смонтированной на машине.

Сложность конструкции машины, громоздкость и большая масса не позволили ей

найти широкое распространение.

Погрузка породы погрузочными машинами в наклонных выработках осуществляется

в вагонетки или скипы, которые перемещаются по выработкам с помощью лебедок

и канатов.

Основным техническим средством механизированной уборки породы при

проведении наклонных выработок являются скреперные установки, включающие

скреперные полки, если уборка породы выполняется с перегрузкой ее вагонетки

или скипы.

Организация работ по погрузке породы

Горизонтальные выработки

В процессе погрузки породы кромка развала постепенно перемещается к забою.

Поэтому при использованию погрузочных машин на калесно-рельсовом ходу для

передвижения машин вслед за перемещающимся развалом возникает необходимость

в наращивании рельсовых путей. Поскольку нормальная длина рельсов

составляет 8 метров, то непосредственно у забоя применяют выдвижные рельсы

длиной 4 или 8 метров. Их укладывают повернутыми на 900 внутри ранее

уложенного звена основного пути. Во время работы машины реборды ее колес

перемещаются по шейкам выдвижных рельсов. Выдвигание рельсов производят

ковшом погрузочной машины. Для лучшего внедрения в развал породы в концы

рельсов выдвижного звена заостряют.

При выдвигании звена на величину, равную нормальной длине рельсов, вместо

выдвижного укладывают постоянное звено пути.

Для машин с колесно-рельсовой ходовой частью важным параметром является

фронт погрузки. Если ширина выработки превосходит фронт погрузки, то часть

породы может быть погружена только после предварительной перекидке ее

вручную в зону действия ковша. Однако при проведении разведочных выработок

такие условия встречаются сравнительно редко, поскольку эти выработки имеют

преимущественно небольшое поперечное сечение, а фонт погрузки у машины ППН-

1с, в основном применяемой в условиях геологоразведочных работ, составляет

2,2 м. Объем породы, убираемой с применением ручного труда, возрастают при

проходке различного назначения уширений, камер и т.д.

На геологоразведочных работах наиболее широко распространена

технологическая схема погрузки в одиночной вагонетки. Обязательной

операцией процесса является в этом случае обмен груженых вагонеток на

порожние.

В однопутных выработках обмен груженых вагонеток на порожние производится с

использованием тупиковых и замкнутых разминовок, накладной разминовки,

вертикальных и горизонтальных вагоноперестановщиков и роликовых платформ.

Тупиковые и замкнутые разминовки приставляют собой ответвление от основного

рельсового пути на одну вагонетку или на их состав. При недостаточной

ширине выработки в месте разминовки производят ее расширение до необходимых

размеров. Маневровые операции выполняют с помощью электровоза или вручную.

Расстояние между разминовками составляет 40 – 60, реже до 100 метров.

Накладная замкнутая разминовка изготавливается из легких рельсов,

смонтированных на плите. Разминовка укладывается на основной рельсовый

путь. Одна ее ветвь используется как грузовая, а другая – как порожняковая.

Концевые секции разминовки имеют стрелочные переводы для съезда на основной

рельсовый путь. На порожняковую ветвь электровозом подается состав порожних

вагонеток, откуда по одной они подаются вручную к погрузочной машине.

Груженые вагонетки с помощью маневровой лебедки или вручную откатывают на

грузовую ветвь.

Роликовые платформы, горизонтальные и вертикальные вагоноперестановщики

располагают от погрузочной машины на расстоянии, не меньше длины состава,

включая электровоз. Для установки роликовой платформы или

вагоноперестановщика в выработки с недостаточной шириной образуют нишу.

Переносят эти обменные средства через 30-40 метров. С помощью платформы или

вагоноперестановщика в нише размещается порожняя вагонетка, которая

подается к погрузочной машине после загрузки и удаления за разминовкой

предыдущей. Достоинством этих обменных средств является то, что они не

препятствуют функционированию основного рельсового пути.

Применение тупиковых и замкнутых разминовок, роликовых платформ и

вагоноперестановщиков характеризуется затратой от 2 до 10 мин. на одну

вагонетку, большой трудоемкостью работ и дополнительными затратами труда и

средств на их сооружение.

Заслуживает большого внимания применение при погрузке породы ленточных

перегружателей. От погрузочной машины порода поступает в приемный бункер

перегружателя, а из него по ленточному транспортеру – в состав из 5 – 8

вагонеток. При использовании перегружателей затраты времени на маневровые

операции существенно сокращаются и сводятся к минимальным. В практике

геологоразведочных работ нашел распространение самоходный консольный

перегружатель ПСК-1

Техническая характеристика перегружателя ПСК-1

|Производительность, м3/мин. |2 |

|Привод |Пневматический|

|Длина консольной части, мм. |11800 |

|Габариты, мм.: | |

|Длина |15200 |

|Ширина |1350 |

|Высота |2150 |

|Масса, кг. |11000 |

Следует, однако, заметить, что применение забойного перегружателя возможно

лишь в прямолинейных выработках с площадью поперечного сечения не менее 6,4

м2. Кроме того, использование перегружателя в комплексе с другим самоходным

оборудованием, например с буровыми каретками, в однопутных выработках

сопряжено с необходимостью проходки тупиковых заездов для размещения в них

перегружателя.

В ряде случаев при проходке, например, штолен и штреков с рассечками

последние могут успешно использоваться для выполнения обменных опережений.

Состав порожних вагонеток подается электровозом в рассечку, а далее

маневровые операции выполняются с помощью погрузочной машины. Эта схема

удобна в том случае, когда для проходки рассечек применяется тоже самое

оборудование, что и в основном забое.

Для подачи порожних вагонеток в рассечку электровозом необходимо, чтобы

расстояние от погрузочной машины до рассечки было не менее длины поезда.

Скреперная уборка породы, успешно применяемая при уборки породы в

горизонтальных выработках небольшой площади поперечного сечения,

организуется по различным схемам.

При проведении коротких штолен скреперные лебедки устанавливаются у их

устья на эстакадах. Скреперование породы в этом случае может осуществляться

непосредственно в отвал или в транспортные средства.

Длина скреперования одиночными скреперами достигает 50-60 метров, а

спаренными – до 100 метров и более. Необходимо при этом иметь ввиду, что

при спаривании скреперов требуется соответственно и более мощные скреперные

лебедки.

Иногда скреперная уборка применяется в выработках (штольни, штреки,

квершлаги), оборудованных рельсовыми путями. Погрузка породы в вагонетки

производится скрепером с помощью скреперного полка. Более целесообразны

передвижные скреперные полки, которые можно располагать на минимальном

расстоянии от забоя.

Из рассечек эффективнее убирать породу скрепером в том случае, если они

пройдены на уровне кровли основной выработки. Скреперную лебедку

располагают в противоположной рассечке или специальной камере. Если такая

возможность отсутствует, то скреперование ведут через полок несколько иной,

чем представленная по конструкции. Отличие заключается в том, что

скреперование ведут в состав вагонеток без его расцепки.

Вертикальные выработки

В процессе погрузки породы в стволах и шурфах выделяют две фазы,

отличающиеся по интенсивности погрузки. Это связано с тем, что степень

разрушения массива по глубине взорванных шпуров не одинакова. В верхней

зоне порода разрушена так, что ее погрузка производится только машиной, без

применения ручного труда (первая фаза). Вторая фаза наступает, когда

качество дробления породы снижается настолько, что погрузка производится с

применением ручного труда – предварительного рыхления, подкидки породы,

зачистки. Зачистка забоя производится для того, чтобы исключить попадание

мелких кусков породы в шпуры при их бурении.

Объем породы во второй фазе зависит от качества взрывных работ, свойств

пород и типа погрузочной машины. Высота слоя породы во второй фазе для КС-3

составляет 0,2 метра, КС – 2у/40 – 0,3 метра, КС-1м – 0,45 метра.

Производительность труда проходчиков во второй фазе погрузки в среднем в 3-

4 раза ниже, чем в первой.

Цикл погрузки грузчиком с ручным вождением состоит из следующих операций:

перемещение погрузочной машины к месту захвата породы, опускание грейфера с

раскрытыми челюстями на породу, закрывание челюстей и захвата породы,

подъема грейфера на высоту бадьи, перемещение его к бадье и разгрузки

породы в нее. Продолжительность одного цикла составляет 30-40 с.

Число пневматических грузчиков, одновременно работающих в стволе,

определяются с учетом того, что на один грузчик должна приходится площадь

забоя, равная 14-16 м2. При одновременном использовании двух пневматических

грузчиков забой разделяют на две примерно равные части, и каждый

пневмогрузчик работает в своей зоне. Бадью размещают на границе раздела

зон.

Площадь поперечного сечения разведочных стволов, как правило, не позволяет

использовать одновременно две, а тем более три погрузочные машины, как при

проходке эксплуатационных стволов.

Производительность погрузочного оборудования и пути ее повышения.

Различают теоретическую (расчетную), техническую (паспортную) и

эксплуатационную (действительную) производительность погрузочных машин.

Теоретическая производительность определяется только конструктивными

параметрами машины (например, вместимость ковша, грейфера, скрепера,

продолжительность цикла черпания и т.д.). Так, для погрузочной машины

ковшового типа теоретическая производительность (м3/мин).

Qтеор= 60 Vк /Т = nцVr ,

где Т – теоретическая продолжительность одного цикла погрузки породы ковшом

машины, м; nц - число циклов черпания в минуту;

Vк – вместимость ковша (геометрическая), м3.

Техническая производительность определяется для типичных эксплуатационных

условий при непрерывной работе машины, т.е. в этом случае учитывается

влияние свойств породы, заполнение ковша (грейфера, скрепера) породой,

качество дробления породы, изменение продолжительности одного цикла

черпания в реальных условиях и т.д.

Эксплуатационная производительность определяется объемом погруженной породы

за общее время работы машины. На эксплуатационную производительность

влияет, таким образом, продолжительность подготовительно-заключительных

операций, остановок в работе машины по технологическим, а также простоев по

организационным и техническим причинам.

Техническая производительность ковшовой погрузочной машины (по породе в

разрыхленном состоянии) (м3/мин).

Qтех=nцkзkдрVк/kц ,

где: kз – коэффициент заполнения ковша (в зависимости от плотности породы,

размера кусков и соотношения между напорным усилием машины и шириной ковша

kз изменяется в диапазоне 0,3 – 1,2); kдр – коэффициент, учитывающий

дополнительное разрыхление породы в ковше (kдр = 0,92ч0,96); kц –

коэффициент, учитывающий изменение продолжительности цикла в реальных

условиях (для машин с пневмоприводом kц = 0,92ч1,1).

Эксплуатационная производительность (м3/ч.) в общем случае определяется по

формуле:

Qэ = 60Vп/Т0,

где Vп – полный объем горной массы, погруженной машиной за проходческий

цикл, м3; Т0 – общее время работы машины, мин.

Полный объем горной массы в плотном теле (м3)

Vп=lцS?в ,

где lw – расчетное подвигание забоя за один цикл, м.

S – площадь проектного сечения выработки, м2;

?в – коэффициент, учитывающий увеличение сечения выработки против

проектного (?в=1,05ч1,08).

Общее время работы машины складывается из времени собственно погрузки,

замены груженых вагонеток или составов на порожние и суммарной

продолжительности простоев по организационно-техническим причинам, включая

время на подготовительно-заключительные операции.

В частности, часовую эксплуатационную производительность (м3/ч) ковшовой

машины (по породе в плотной массе) можно рассчитать по формуле:

Qэ=[pic]

где kp – коэффициент разрыхления пород, равный 1,5 – 2; kкр – коэффициент,

учитывающий крупность кусков породы и ее физико-механические свойства (при

крупности кусков до 300 мм. kкр = 1, при крупности более 400 мм. kкр =

1,3); tв – удельные затраты времени на вспомогательные операции, включающие

очистку путей и выдвижение рельсов, кайловку и перекидку определенной части

породы с периферии в зону работы ковша (для выработок, ширина которых равна

фронту погрузки, tв – составляет 1,5 чел.-мин./м3); L – расстояние до

пункта обмена вагонеток, м.; Vв – вместимость вагонетки, м3; kз –

коэффициент заполнения вагонетки, принимаемый равным 0,9; vс – средняя

скорость откатки вагонеток или составов с учетом маневров, перецепки и т.д.

на участке от погрузочной машины до обменного пункта (по данным практики vc

составляет 0,6 м/с.); nв – число вагонеток в составе.

Соответственно часовая эксплуатационная производительность (м3/ч) машины

непрерывного действия типа ПНБ может быть рассчитана по формуле

Qэ =[pic]

где kрп = 1,1ч1,3 – коэффициент, учитывающий форму и расположение породы

после взрыва; kпм – коэффициент, учитывающий продолжительность маневра при

погрузки и степень соответствия данного типа машины условиям погрузки (kпм

= 1,05ч1,1).

Производительность погрузочно-транспортных машин существенно зависит от

длины транспортирования и скорости движения груженой и порожней машины.

Эксплуатационная производительность погрузочно-транспортной машины (м3/ч) с

грузонесущим ковшом.

Qэ = [pic],

а для машин с ковшом и кузовом

Qэ =[pic],

где Vк, Vкуз – вместимость соответственно ковша и кузова, м3; kз и kзк –

коэффициент заполнения соответственно ковша и кузова; ? = 1,15ч1,2 –

коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на разборку негабарита в

забое; tц – продолжительность цикла черпания грузонесущим ковшом, равная 50

сек.; t’ц – продолжительность одного цикла погрузки, сек.; kман –

коэффициент, учитывающий продолжительность маневров машины в забое, равный

1,3; kcc – 0,6 – коэффициент среднеходовой скорости движения; L – длина

транспортирования, м; vгр и vпор – скорости движения груженой и порожней

машины, принимаемые соответственно 1,8 и 2,3 м/с.; tраз = 30ч40 –

продолжительность разгрузки машины, сек.

Если машина в течение всей смены работает на уборке породы, то ее

эксплуатационная производительность (м3/смену)

Qсм = QэTсмkи ,

где Тсм – продолжительность смены, ч.; kи = 0,7ч0,8 – коэффициент

внутрисменного использования машины, учитывающий подготовительно-

заключительные операции, заправку машины, перегон к месту работы и обратно

и другие операции, не относящиеся непосредственно к погрузке и

транспортированию.

Техническая производительность скреперной установки при скреперовании

непосредственно в отвал по породе в разрыхленном состоянии (м3/ч).

Qтех = [pic],

где Vc – вместимость скрепера, м3; kс – коэффициент заполнения скрепера

(для крупнокусковой горной массы kс = 0,5ч0,7; для среднекусковой = 0,7ч0,8

и мелкокусковой kс = 0,9ч1); L – длина скреперования, м.; vгр и vпор –

скорости движения соответственно груженого и порожнего скрепера (vгр =

1,1ч1,7 м/с и vпор = 1,5ч2,3 м/с; устанавливаются по технической

характеристики скреперной лебедки); t = 15ч20 с – время, затрачиваемое на

загрузку и разгрузку скрепера.

Эксплуатационная часовая производительность скреперной установки (м3/ч)

Qэ = Qтехkи

где kи – коэффициент использования скреперной установки во время уборки

породы, принимается равным 0,4 – 0,6.

При погрузке в вагонетки или другие транспортные емкости (скипы, бадьи)

производительность скреперной установки зависит от времени загрузки одной

вагонетки и состава, а также времени, затрачиваемое на замену груженого

состава на порожний.

Эксплуатационная производительность (м3/ч) при погрузки в вагонетки может

быть определена по формуле:

Qэ = [pic]

где kз и kc – коэффициенты наполнения соответственно вагонетки и скрепера

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6