наблюдению за работой наиболее изнашиваемых деталей в пульпонасосах, питателях и закладочных машинах. Для про­ дления срока службы трубопроводов трубы периодически по­ ворачивают, так как в этом случае происходит более равномер­ ный износ их внутренней поверхности.

Г л а в а 23 САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

23.1. Общие сведения и классификация

Самоходные машины по функциональным признакам разде­ ляют на погрузочные, погрузочно-транспортные и транспортные.

Погрузочные машины предназначены для зачерпывания раз­ рыхленной горной массы рабочим органом, ее подъема на оп­ ределенную высоту и перегрузки в различные транспортные установки.

Погрузочно-транспортные машины производят зачерпыва­ ние горной массы, ее транспортирование на некоторое расстоя­ ние и перегрузку в транспортные установки, рудоспуск или бункер.

Самоходные транспортные машины (автосамосвалы и само­ ходные вагоны) предназначены только для перемещения гор­ ной массы. Для загрузки самоходных транспортных машин ис­ пользуют различные погрузочные машины и установки.

Самоходные машины можно классифицировать по следую­ щим основным конструктивным признакам:

по конструкции ходового механизма — с пневмошинным, ко­ торым оснащено большинство погрузочно-транспортных и транспортных машин, и значительно реже, с гусеничным и ко­ лесно-рельсовым, которыми оснащены только некоторые типы погрузочных машин;

по типу привода — с дизельным, электрическим (с питанием от аккумуляторных батарей или по кабелю) и пневматическим, питаемым по рукаву;

по конструктивному выполнению рамы — с жесткой и шар­ нирно-сочлененной рамой (большинство погрузочно-транспорт­ ных и транспортных самоходных машин выполнено с шарнир­ но-сочлененной рамой).

Достоинства самоходных погрузочно-транспортных и транс­ портных машин: высокая производительность и мобильность (машин с дизельным приводом), что позволяет увеличить ко­ эффициент их использования за счет сокращения времени на перегоны машины между забоями; способность транспортиро­ вания крупнокусковых скальных грузов; возможность преодо­ ления больших подъемов (до 15°); небольшие радиусы пово­

рота машины (минимально 5—10 м); универсальность, обеспе­ чивающая использовать одни и те же машины на подготови­ тельных, очистных и вспомогательных работах; облегчение труда горнорабочих и повышение культуры производства.

Недостатки самоходных погрузочно-транспортных и транс­ портных машин: сложность изготовления и высокая стоимость; большие эксплуатационные затраты в связи с быстрым износом шин и значительным расходом воздуха на вентиляцию при ис­ пользовании машин с дизельным приводом; увеличенное сече­ ние выработок для перемещения крупногабаритных транспорт­ ных машин.

Несмотря на недостатки, внедрение самоходного оборудова­ ния способствует повышение производительности труда, сниже­ нию себестоимости добычи и повышению безопасности ведения горных работ.

Применение самоходного оборудования на отечественных рудных шахтах позволило повысить производительность труда забойного рабочего на очистных работах в 1,5—2,5 раза, на проведении выработок — в 3—4 раза, сократить объем подгото­ вительно-нарезных работ на 1000 т добытой руды по сравне­ нию со скреперной доставкой в 1,5—2 раза, повысить энерго­ вооруженность труда в 2—3 раза, снизить себестоимость руды на 10—25%.

Эффективность самоходного оборудования значительно уве­ личивается, если использовать рациональные наборы самоход­ ных машин или самоходные комплексы, обеспечивающие меха­ низацию основных (включая бурение) и вспомогательных про­ цессов при ведении очистных и подготовительных работ.

Рациональная область применения самоходных комплек­ сов определяется в основном конструкцией и параметрами по­ грузочно-транспортной или транспортной машины, входящей в комплекс.

Самоходные машины наибольшее распространение получили в горнорудной промышленности при добыче руд цветных и чер­ ных металлов и горнохимического сырья.

Основными областями эффективного применения самоход­ ных машин на доставке руды являются месторождения с мощ­ ностью залежей не менее 3—5 м с устойчивыми рудами и отно­ сительно небольшим горным давлением. В зависимости от типа и производительности используемой самоходной машины запас обособленного рудного тела или блока, обслуживаемого от­ дельным заездом для самоходных машин, должен составлять 50—100 тыс. т.

Наиболее широко самоходные машины применяют при ка­ мерно-столбовой системе разработки руд, системах этажного и подэтажного обрушения, горизонтальными слоями с твердею­ щей закладкой выработанного пространства и других системах.

Погрузочно-транспортные машины, оснащенные пневмопри­ водом с подачей сжатого воздуха по рукаву, применяют в ос­

новном для проведения выработок и реже на очистных работах при длине доставки не более 110 м.

Погрузочно-транспортные и транспортные самоходные ва­ гоны с электрическим приводом, питаемым по кабелю, обеспе­ чивают максимальную длину доставки до 400 м (до 200 м в обе стороны от точки закрепления кабеля).

Самоходные погрузочно-транспортные и транспортные ма­ шины с дизельным приводом практически могут обеспечивать любую длину доставки, однако рациональная длина транспор­ тирования горной массы на очистных и подготовительных рабо­ тах составляет 250—300 м, автосамосвалов — 300—2000 м. В оп­ ределенных условиях эксплуатации автосамосвалами транспор­ тируют руду от забоев до околоствольного двора, а иногда и на поверхность шахты по штольням или наклонным стволам с углами наклона 8—12°

Самоходные вагоны с донным скребковым конвейером при­ меняют в основном в сочетании с проходческими комбайнами и бункерами-перегружателями при добыче калийных руд, а также при проведении подготовительных выработок по поро­ дам невысокой крепости.

Погрузочные машины используют при проведении подгото­ вительных выработок, реже на очистной выемке при камерных системах разработки и системах с выпуском руды на почву вы­ работки.

Для погрузки руды в автосамосвалы применяют подземные электрические и гидравлические экскаваторы при отработке го­ ризонтальных рудных тел мощностью не менее 6—12 м. Однако ввиду малой маневренности экскаваторов на гусеничном меха­ низме перемещения более рациональным оказывается исполь­ зование для загрузки автосамосвалов колесных погрузчиков или погрузочно-транспортных машин, выполняющих роль по­ грузчика.

23.2. Погрузочно-транспортные машины Погрузочно-транспортные машины по принципу действия и кон­

загружающимся за одно или несколько черпаний и служащим для транспортирования горной массы; с ковшовым исполни­ тельным погрузочным органом и транспортным кузовом (типа ПТ), загружаемым за несколько черпаний ковшом, располо­ женным на самой машине.

Погрузочно-транспортная машина типа ПД (рис. 23.1) снабжена шасси с шарнирно-сочлененной рамой, включающей в себя переднюю и заднюю полурамы и установленной на пневмошинном механизме перемещения. На передней полураме смонтирован исполнительный погрузочный орган, состоящий из ковша, стрелы, рычажного механизма и силовых гидроцилинд-

Рис. 23.1. Погрузочно-транспортная машина типа ПД с грузонесущим ков­ шом:

ных газов, трансмиссия, гидропривод погрузочного органа и механизма поворота машины, кабина машиниста.

На большинстве ковшовых погрузочно-транспортных машин используют четырехтактные дизельные двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением. В дизельных двигателях в рабо­ чие цилиндры поступает раздельно воздух и топливо, и образуе­ мая смесь воспламеняется в результате повышения темпера­ туры при сильном сжатии. По сравнению с карбюраторными двигателями дизельные имеют более сложную конструкцию, но работают на более дешевом топливе, развивают большую мощ­ ность, обладают большим к. п. д., в отработавших газах дизель­ ных двигателей содержится меньше вредных веществ.

Дизельные двигатели, установленные на погрузочно-транс­ портных машинах, выполнены с турбонаддувом, т. е. с впуском воздуха в цилиндры под давлением от турбокомпрессора, что позволяет увеличить мощность двигателя и снизить расход топ­ лива.

В отработавших газах дизельного двигателя при номиналь­ ной его загрузке содержатся такие токсичные компоненты, как окись углерода (0,2%), окислы азота (0,2%), альдегиды (0,004 %), сернистый газ, а также пары масла и сажа. При работе двигателя вхолостую процентное содержание вредных компонентов в отработавших газах увеличивается в несколько раз.

Наиболее токсичными являются окись углерода, окислы азота и сернистый газ, другие вредные компоненты имеют не­ приятный запах, раздражающий слизистые оболочки носа и глаз. Снижение вредных компонентов в отработавших газах до требуемой нормы (окиси углерода до 0,08%, окислов азота до 0,05% и альдегидов до 0,001 %) достигается комплексом меро­ приятий: использованием нейтрализаторов, регулировкой то­ пливной аппаратуры на оптимальный режим работы двигателя с минимумом газовыделения, подачей дополнительного количе­ ства воздуха в выработки, где работают погрузочно-транспорт­ ные машины.

На погрузочно-транспортных машинах с дизельным двига­

коллектор поступают в каталитический нейтрализатор /, кото­ рый представляет собой закрытый сетками стальной цилиндр, заполненный алюминоплатиновыми каталитическими элемен­ тами (шариками, цилиндрами). В каталитическом нейтрализа­ торе обеспечивается окисление (дожигание) окиси углерода, альдегидов и устранение неприятного запаха.

Из каталитического нейтрализатора отработавшие газы по­ ступают в жидкостный нейтрализатор барботажного типа, представляющий собой сосуд, частично заполненный водой или раствором химреагентов и разделенный на сообщающиеся барботажный 2 и пополнительный

капелек воды, которая накапливается в пополнительном отсеке и через отверстие 6 перетекает в барботажный отсек. Через по­ лость 7 и патрубок 8 отработавшие газы выходят в атмосферу.

Для дальнейшего снижения концентрации токсичных компо­ нентов в рудничной атмосфере до санитарной нормы в выра­ ботки, в которых работают погрузочно-транспортные машины, подают свежий воздух по норме не менее 6,8 м3/мин на 1 кВт мощности дизельного двигателя.

Погрузочно-транспортные машины с дизельным двигателем оборудуют автоматической системой пожаротушения, обеспечи­ вающей при превышении допустимой температуры подачу углекислоты или азотно-механической пены из специальных баллонов во всасывающий и выхлопной коллекторы двигателя, а также в зоны топливного бака, топливного насоса и турбо­ компрессора.

Кроме пожаробезопасности на машинах, работающих в шах­ тах, опасных по газу или пыли, обеспечивается взрывобезопасность путем установки пакетной защиты (пламегасителей) на всасе и выхлопе.

Ввиду сложных условий эксплуатации и работы в рабочем и транспортном режимах с переменными погрузками на боль­ шинстве ковшовых погрузочно-транспортных машин применяют гидромеханическую трансмиссию, которая в зависимости от из­ менения сопротивления и нагрузки обеспечивает автоматическое изменение тягового усилия и плавное переключение передач без разрыва потока мощности. Гидромеханическая трансмиссия включает в себя гидротрансформатор, коробку перемены пере­ дач планетарного типа, а также главную передачу, дифферен­ циал с полуосями и колесный редуктор на каждый ведущий мост. Обычно в погрузочно-транспортных машинах оба моста являются ведущими. Передний мост, снабженный самоблокирующим дифференциалом, крепится жестко к полураме ма­ шины. Самоблокирующий дифференциал в процессе черпания обеспечивает жесткую связь между колесами переднего моста при их одинаковой частоте вращения. Задний мост машины к соответствующей полураме крепится балансирно или жестко (при наличии горизонтального шарнира в соединении полурам). Одновременное взаимодействие всех колес машины с почвой выработки обеспечивается за счет качания балансирного моста или поворота полурам машины относительно горизонтального шарнира.

Большинство погрузочно-транспортных машин оборудуют камерными пневматическими шинами, благодаря которым обес­ печивается амортизация динамических нагрузок в элементах машины в процессе работы. Каркас покрышки выполняют мно­

из проволочной сетки и служащим для повышения сопротивле­ ния пробою покрышки. Наружный резиновый слой покрышки —

протектор изготовляют из износостойкой резины с крупной и глубокой нарезкой (рисунком), обеспечивающей надежное сцепление колеса с почвой выработки. Давление воздуха в ка­ мере принимают 0,5—0,8 МПа в зависимости от грузоподъем­ ности машины.

Вшахтных условиях срок службы шин составляет от 300 до 600 мото-ч, при этом эксплуатационные расходы на пневмо­ шины достигают 50 % общих эксплуатационных расходов на эксплуатацию машин. Основной причиной выхода из строя пневмошин являются порывы протектора и корда вследствие пробуксовки колес на неровной абразивной почве или наезда на острые куски крепких пород. С целью увеличения долговеч­ ности шин и предохранения протектора от износа применяют защитные цепи, позволяющие увеличить в несколько раз срок службы шин.

Впогрузочно-транспортных машинах с шарнирно-сочленен­ ной рамой применяют гидравлическое рулевое управление, включающее в себя рулевую колонку, рулевой механизм с рас­ пределителем золотникового типа и два (левый и правый) ги­ дроцилиндра поворота.

Тормозная система погрузочно-транспортной машины вклю­ чает в себя рабочие колодочные или дисковые тормоза с пнев­ матическим или гидравлическим приводом и стояночный тор­ моз, выполненный отдельно с затормаживающими элементами трансмиссии или совмещенным с основным рабочим тормозом.

Погрузочный орган погрузочно-транспортной машины со­ стоит из ковша, стрелы, шарнирно-рычажной системы, гидроци­

линдров подъема стрелы с ковшом и гидроцилиндров поворота ковша на стреле. Управление процессом черпания и подъема ковша осуществляется машинистом или в автоматическом ре­ жиме с помощью гидравлических или электрических приводов в цепи системы управления.

Кабину выполняют в виде открытой каркасной конструкции со съемным ограждением или с дугой безопасности для маши­ ниста в случае опрокидывания машины, или закрытой конструк­ ции со съемной верхней частью.

Отечественной промышленностью согласно типажному ряду разработаны и выпускаются ковшовые погрузочно-транспорт­ ные машины типа ПД (рис. 23.3): ПДЗ, ПД5, ПД8 и ,ПД12 (цифра указывает грузоподъемность машины в тоннах). Все машины оборудованы дизельным двигателем с водяным охлаж­ дением, шарнирно-сочлененной рамой с углом поворота полурам в горизонтальной плоскости до 40°, гидромеханической трансмиссией. Мощность двигателя машины 90—185 кВт, соб­ ственная масса 11—28 т, максимальная скорость движения 20— 30 км/ч, вместимость основного ковша 1,5—6 м3 (основной ковш рассчитан на погрузку горной массы плотностью 2 т/м3, смен­ ные ковши — для горной массы большей или меньшей плот­ ности).