Глава VII
ПОГРУЗОЧНЫЕ, ДОСТАВОЧНЫЕ
1/1ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ
Операции по погрузке и транспортировке отбитой горной массы, осу ществляемые вслед за основной операцией по отделению горной породы от массива, являются также основными, наиболее трудоемкими и длительны ми. Механизация этих процессов в зависимости от применяемых техноло гических схем осуществляется с помощью разнообразного забойного обо рудования и машин. По функциональному назначению и конструктивным особенностям все разнообразие этих машин можно разделить на четыре основных группы: скреперные установки, погрузочные машины, забойные конвейеры и самоходные транспортные установки.
7.1. Скреперные установки
Скреперные установки применяются на калийных рудниках для по грузки и доставки породы при выполнении проходческих и очистных ра бот. Они относятся к машинам прерывного действия с верхним захватом горной массы.
Скреперными погрузочно-транспортными установками называют уст ройства, которые перемещают разрыхленную горную массу волочением специальным рабочим органом — скрепером. Скреперные погрузчики ис пользуют в подземных условиях и на поверхности. На рудных шахтах скре перные установки находят массовое применение для доставки руды от зоны отбойки до подземного перегрузочного пункта (рудоспуска, люка и т. п.)
Принцип действия скреперной установки (рис. 7.1) следующий. Скре перный рабочий орган 4 перемещает груз с помощью канатов 3,5 и блоков (концевых, подвесных и отклоняющих) 6, 7 Тяговые усилия создаются ле бедкой / Скрепер верхнего или нижнего захвата самозагружается, вне дряясь в горную массу с откоса штабеля или с почвы, и разгружается высы панием в отверстие рудоспуска 2 (в вагонетку, скип, на конвейер).
По числу канатов скреперные установки разделяют: с двумя канатами (с двухбарабанными лебедками), с тремя канатами (с трехбарабанными ле бедками). В первом случае скрепер движется по прямолинейной или ис кривленной трассе, во втором — трасса скрепера может быть изменяю щейся для обслуживания значительной площади, выгрузки из двух забоев, обхода препятствий и т. п.
Рис. 7.1. Схема скреперных погрузочно-транспортных установок; я — с двухбарабанной лебедкой; б — с трехбарабанной лебедкой: / — лебедка; 2 — полок, бункер, конвейер;
3 — рабочий канат; 4 — скреппер; 5 — холостой канат; 6 — отклоняющий блок; 7 — кон цевой блок
Скреперные установки могут транспортировать крупнокусковые грузы размером до 1000 мм в поперечнике, насыпной массой от 1,5 до З т /м 3 Производительность составляет 150—200 т/смену, длина транспортиро вания — от 5 до 200 м. Могут использоваться на наклонных трассах с уг лом подъема до 30 —40°
Преимуществами скреперных погрузочно-транспортных установок являются: простота конструкции, обеспечивающая высокие показатели эксплуатационной надежности и коэффициента использования; возмож ность загрузки различных транспортных средств (вагонеток, скипов, кон вейеров); простота обслуживания и более высокая, чем при работе других погрузочных устройств,степень безопасности труда (оператор удален от забоя и находится в зоне закрепленного пространства); простота удлине ния (укорочения) трассы, монтажа, демонтажа; низкая первоначальная стоимость оборудования и невысокие эксплуатационные расходы; воз можность погрузки горной массы различной крепости, влажности, абра зивности.
Основные недостатки: ограниченная производительность и уменьше ние ее при увеличении длины транспортирования, быстрый износ канатов.
Важное значение для эффективной работы скреперной установки име ет правильный выбор формы, веса и размеров скрепера. При этом должны обеспечиваться наименьший удельный расход энергии, простота конструк ции, высокая прочность и износостойкость.
По способу заполнения различают скреперы верхнего и нижнего за хватов. Наибольшее распространение получили скреперы верхнего захва та, которые объединяют в группы по конструктивному признаку: гребковые, ящичные, гребково-ящичные, многогребковые (называемые также многоковшовыми). Скреперы нижнего захвата выполняют совковыми или ковшовыми. По технологии изготовления различают: литые, сварные и комбинированные.
При выборе типа скрепера учитывают условия работы (тип и свойства породы; технологию работы — очистной забой, проходка или закладка; се чение выработки и др.). Для мелких сыпучих грузов применяют ящичные
скреперы, для грузов средней крупности — гребково-ящичные и многогребковые для крупнокусковых грузов.
Производительность скреперных установок зависит от мощности ле бедки, емкости скрепера, длины скреперования и выхода негабарита, влияющего на число зависаний руды в выпускных отверстиях.
Для типичной схемы скреперования в рудоспуск производительность скреперной доставки (т/смену) может быть рассчитана по формуле
|
360Wcy W « |
|
|
(7.1) |
||
|
[L |
L |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
~ + — + tn к |
и |
п |
J |
||
|
к |
|
|
|||
где |
Кс — емкость скрепера, м3; |
|
|
|
|
|
|
у — плотность руды, т/м 3; |
|
|
|
|
|
|
k„ — коэффициент наполнения скрепера (0 ,5 —0,7 — при крупнокус |
|||||
|
ковой руде; 0 ,7 -0 ,8 — при среднекусковой руде); |
|
||||
|
ktt — коэффициент использования установки с учетом времени на ли |
|||||
|
квидацию зависаний и вторичное дробление, kH= 0 ,3 —0,6; |
|||||
|
Тсн — продолжительность смены, ч; |
|
|
|
|
|
|
иг — скорость груженого скрепера, м/с, vr = 1,08— 1,32; |
|
||||
|
vn— скорость порожнего скрепера, м/с, un = 1,48— 1,8; |
|
||||
|
tn — продолжительность паузы на переключение лебедки; |
|
||||
|
L — длина доставки, м, /,= 10—15 с ; |
|
|
|
||
|
kp — коэффициент разрыхления руды. |
|
|
|
||
|
Выбор скреперной лебедки (двухили трехбарабанная) зависит от схе |
|||||
мы скреперования. |
|
|
|
|
|
|
|
Емкость скрепера (м3) можно рассчитать по формуле |
|
||||
|
Vc = |
k h \ |
|
|
|
(7.2) |
где |
k — коэффициент, учитывающий |
тип скрепера (для |
гребкового |
|||
|
скрепера k = 0,85, для ящичного k = |
|
1,6); |
|
||
|
h,b — соответственно высота и ширина скрепера, м. |
|
||||
Оптимальные соотношения между размерами (м) для гребкового скре пера: b = 1,73/iT; h = 0,853/iT:, длина / = 2 , 1 5 ^ ;
для ящичного скрепера: b = 1,35$JV^;h = 0,68^1/Г; I —1,35
Ширина скрепера должна быть не менее чем в 2 —2,5 раза больше среднего размера куска.
Основные параметры применяемых скреперных установок приведены
втабл. 7.1
Взависимости от назначения и конструктивного исполнения скрепер ные лебедки подразделяют на стационарные, т. е. устанавливаемые для ра боты на длительное время, полустационарные и передвижные или самоход ные. Погрузочным органом скреперных установок служит скрепер, кото рый представляет собой металлический ковш клепаной или сварной конструкции. Скрепер заполняется горной массой поддействием собствен
ного веса и тягового усилия каната. В силу хорошей приспосабливаемости рабочего органа к любой гипсометрии почвы скреперная доставка имеет преимущества перед другими видами погрузочно-доставочных средств там, где имеется складчатое залегание пластов.
|
|
|
Т а б л и ц а 7 1 |
Параметры скреперных установок для различной кусковатости |
|||
Мощность |
Емкость |
Наибольший |
Диаметр |
лебедки, кВт |
скрепера, м* |
размер кусков, мм |
каната, мм |
10 |
0 ,1 0 -0 ,1 6 |
300 |
10 |
17 |
0 ,1 -0 ,2 5 |
500 |
16 |
30 |
0 ,2 5 -0 ,4 |
900 |
19 |
50 |
0 ,6 - 1 ,0 |
1000 |
22 |
7 5 -1 0 0 |
1 ,0 -1 ,6 |
1200 |
28 |
Максимальная производительность скреперных установок достигает ся при минимальном плече скреперования и падает по мере увеличения плеча доставки вследствие увеличения затрат времени на перемещение скрепера. Поэтому там, где забой довольно быстро удаляется от скрепер ной лебедки, для получения максимальной производительности доставки взамен стационарных и полустационарных лебедок начали применять са моходные скреперные грузчики. Такие грузчики позволяют периодически передвигать установку вслед за забоем и избегать, таким образом, скрепе рования с длинным плечом доставки. Последующая транспортировка руды от самоходных грузчиков осуществляется с помощью конвейеров или мощ ных самоходных транспортных машин.
7.1.1. Скреперные лебедки
Наибольшее распространение на калийных рудниках получили скре перные лебедки типа ЛС Кыштымского машзавода и германские лебедки типа «Калий 4».
Для различных условий разработаны и серийно изготовляются три типо размерных ряда скреперных лебедок: трехбарабанные скреперные лебедки соосного исполнения (ЗОЛС-ЗСМ, 55ЛС-ЗСМ, 100ЛС-ЗСМ); двухбара банные скреперные лебедки соосного исполнения и двухбарабанные скре перные лебедки параллельного исполнения (30ЛС-2ПМ, 55ЛС-2ПМ, Ю0ЛС-2ПМ). На калийных рудниках применяются в основном двухбара банные лебедки соосного исполнения (табл. 7.2), изготавливаемые ОАО «НПО Горнефтемаш».
Лебедки скреперные 10ЛС2СМА, 17ЛС2СМА, 30ЛС2СМА,
55ЛС2СМА
Лебедки скреперные 10ЛС2СМА, 17ЛС2СМА, 30ЛС2СМА, 55ЛС2СМА двухбарабанные с соосным расположением электродвигателя предназначены для перемещения отбитой горной массы по горизонталь
ным и наклонным выработкам с углом наклона 30° при подземной разра ботке полезных ископаемых в рудниках и шахтах, не опасных по газу и пыли (табл. 7.2).
Т а б л и ц а 7 . 2
Техническая характеристика скреперных лебедок
Наименование показателей |
10ЛС2СМА |
17ЛС2СМА |
30ЛС2СМА |
55ЛС2СМА |
1. Среднее тяговое усилие на рабочем |
9,8(1000) |
15,7(1600) |
27,5(2 8 0 0 ) |
44(4500) |
канате, кН (кге), не менее |
|
|
|
|
2. Скорость намотки каната на сред- |
|
|
|
|
нем диаметре барабана, м/с: |
|
|
|
|
рабочего |
1,25 |
1,26 |
1,3 |
1,4 |
холостого |
1,7 |
1,74 |
1,77 |
2,00 |
3. Диаметр каната, мм |
12 |
14 |
15 |
19,5 |
4. Канатоемкость рабочего барабана, м |
45 |
60 |
90 |
100 |
5. Установленная мощность, кВт |
11 |
18,5 |
30 |
55 |
6. Габаритные размеры, мм, не более: |
|
|
|
|
длина |
1500 |
1690 |
2000 |
2480 |
ширина |
600 |
730 |
860 |
1200 |
высота |
580 |
710 |
770 |
985 |
7. Масса с электродвигателем, кг |
508 |
830 |
1305 |
2345 |
Соосная лебедка типа 2С (рис. 7.2) состоит из основания, на котором смонтированы блоки рабочего и холостого барабанов. К фланцу корпуса рабочего барабана крепится редуктор с электродвигателем. Блоки рабоче го и холостого барабана снабжены тормозами и рычагами управления. К корпусам блоков крепятся направляющие устройства канатов.
Конструкция лебедки предусматривает верхнюю и нижнюю навивку канатов. При смене направления нужно перезачалить канаты, переустано вить тормоза и направляющие устройства.
Лебедка типа К.100ЛС-2С создана с учетом параметров очистных вы работок калийных рудников.
Конструкции лебедок типа ЛС обеспечивают компактность, вследст вие чего они имеют небольшие габариты. Весь типоразмерный рядлебедок изготовляется из унифицированных узлов. Рама лебедок соосного испол нения состоит из двух лыж, на которых монтируются все узлы лебедок. Уз лы редуктора, барабанов выполнены в виде секций, которые фланцами со осно соединяются между собой. Секции кинематически соединены между собой шлицевыми валами, которые передают крутящий момент от редукто ра к барабанам через планетарные передачи. Барабаны и фланцевые со единения имеют надежные манжетные уплотнения. Все подвижные соеди нения имеют опоры на подшипниках качения. Управление процессом скре перования заключается в управлении работой барабанов лебедок, которое
