23.3. Автосамосвалы и самоходные вагоны

Большинство подземных автосамосвалов имеют шарнирно-со­ члененную раму. На передней полураме смонтирован тягач, на задней — полуприцеп с опрокидным кузовом, что обеспечивает поворот тягача относительно полуприцепа на 45° в обе стороны и прохождение кривых в плане радиусом 7—8 м. Подземные автосамосвалы оборудованы дизельным двигателем с системой двойной очистки отработавших газов, гидромеханической тран­ смиссией, гидроусилителем рулевого управления, а также упру­ гой пневмогидравлической подвеской.

Отечественной промышленностью выпускается подземный автосамосвал МоАЗ-6401 (рис. 23.7) грузоподъемностью 20 т с дизельным двигателем мощностью 140 кВт. Коробка передач гидромеханической трансмиссии обеспечивает четыре скорости движения вперед и четыре назад, максимальная скорость пере­ мещения автосамосвала 35 км/ч, эксплуатационная с полной нагрузкой 12 км/ч по горизонтали, на уклоне 8—10° — 4— 6 км/ч.

Начато производство новой конструкции автосамосвала МоАЗ-7406-9586 грузоподъемностью 22 т, разрабатывается оте­ чественный подземный автосамосвал грузоподъемностью 35 т.

За рубежом подземные автосамосвалы производят многие фирмы. Так, фирма «Гутехоффнунгсхютте» (ФРГ) выпускает четыре модели автосамосвалов грузоподъемностью 12, 20, 40 и 55 т, фирма «Керуна Трак» (Швеция) — две основные модели грузоподъемностью 21 и 42 т. Производят автосамосвалы также фирмы «Джой» и «Эймко» (США), АНФ и «Блоу Нокс» (Фран­ ция) и др. Фирма «Вагнер» выпускает автосамосвалы грузо­ подъемностью 15—35 т с телескопической выдвигающейся

Рис. 23.7. Подземный автосамосвал МоАЗ6401 грузоподъемностью 20 т:

/ —тягач; 2 — двойной шарнир; 3 — прицеп с оп­ рокидным кузовом

частью кузова, которые по сравнению с автосамосвалами с оп­ рокидным кузовом обеспечивают малую высоту разгрузки, но имеют больший коэффициент тары.

По зарубежным данным, целесообразно использование авто­ самосвалов не только для доставки руды по горизонтальным и наклонным выработкам от забоя до рудоспуска или околоствольного двора, но и по наклонным стволам на поверхность при глубине до 300 м (при большей глубине более рационален скиповой подъем).

Применяемые в отечественной и зарубежной практике одно­ кузовные подземные автосамосвалы предназначены для тран­ спортирования горной массы по выработкам сечением не менее 14—16 м2. Институтом НИПИгормаш разработана конструкция шахтного автопоезда (АШ75) грузоподъемностью 75 т с попе­ речными габаритными размерами 2,2x2 м, что позволяет его использовать в выработках сечением от 10 м2 и более. Авто­ поезд состоит из двух тягачей и пяти однотипных грузовых вагонов грузоподъемностью по 15 т, разгружающихся опроки­ дыванием набок в любую сторону. Привод автопоезда дизельэлектрический (дизель мощностью 140 кВт и генератор посто­ янного тока 215 кВт), все 12 мотор-колес поезда выполнены приводными со встроенными электродвигателями мощностью по

45кВт.

Автопоезд предназначен для доставки руды на промежуточ­

ных горизонтах от пунктов погрузки до капитальных рудоспус­ ков на расстояние до 1,5 км.

Конструктивной особенностью самоходных вагонов является наличие в кузове донного скребкового конвейера, служащего для распределения горной массы по кузову при загрузке вагона с одного края и для разгрузки с передачей горной массы в бун­ кер, на конвейер и т. д. Недостатками самоходных вагонов яв­ ляются интенсивный износ кузова и донного скребкового кон­ вейера, особенно при доставке крепких и абразивных руд, дли­ тельное время разгрузки (до 2—3 мин). Основной областью применения самоходных вагонов являются их использование при разработке калийных руд в комплексе с проходческо-до­ бычным комбайном и бункером-перегружателем, предназначен­ ным для аккумулирования руды и безостановочной работы ком­ байна при челноковом движении самоходного вагона.

Самоходный вагон (рис. 23.8) состоит из самоходного шасси, обычно четырехколесного, со всеми ведущими и всеми управ­ ляемыми колесами, кузова со скребковым конвейером, привода, трансмиссии и органов управления.

Привод самоходного вагона может быть электрическим с пи­ танием по кабелю или дизельным. Отечественные самоходные вагоны имеют электрический привод с двигателями постоянного тока с последовательным возбуждением или переменного тока с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором и повышенным скольжением (до 14%). В процессе движения ва-

rj7/77///7f//7///7 '/У '///'//////////////,

Рис. 23.8. Самоходный вагон типа ВС:

/ — кузов; 2 — электропривод самоходного шасси; 3 — самоходное шасси; 4 — кабина; б — донный скребковый конвейер; 6 — кабельный барабан

гона питающий кабель сматывается или наматывается на ка­ бельный барабан, снабженный кабелеукладчиком, обеспечи­ вающим постоянное натяжение и равномерную навивку кабеля на барабан.

Каждая бортовая пара колес приводится от самостоятель­ ного электродвигателя через механическую трансмиссию, вклю­ чающую в себя редукторы и карданные валы, на каждое ко­ лесо. Рулевое управление снабжено гидроусилителем поворота обеих пар колес.

Движение на приводной вал донного скребкового конвейера передается через редуктор от самостоятельного электродвига­ теля. Включение и выключение конвейера производят фрикци­ онной муфтой. Скребковый конвейер имеет две пластинчатые цепи, шаг скребков 400—500 мм, скорость движения 0,2—0,3 м/с.

Отечественные вагоны типа ВС согласно типажному ряду имеют грузоподъемность 5, 10, 15, 20 и 25 т. Наибольшее рас­ пространение на калийных шахтах получили вагоны 5ВС-15РВ (пятая модель вагона самоходного грузоподъемностью 15 т в рудничном взрывобезопасном исполнении) и вагон 5ВС-15М (модернизированный). Эти вагоны преодолевают уклон до 15°, длина их доставки до 200 м, производительность 450—800 т/сме­

ну. Разрабатывается самоходный вагон с электрическим при­ водом грузоподъемностью 25 т.

За рубежом самоходные вагоны с дизельным и электриче­ ским приводом выпускают фирмы «Джой» (США) и «Зальцгиттер» (ФРГ).

23.4. Погрузочные машины

В горной промышленности находят применение ковшовые по­ грузочные машины периодического действия и машины с на­ гребающими лапами или барабанно-лопастным рабочим орга­ ном непрерывного действия.

Принцип действия ковшовой погрузочной машины основан на выполнении ряда последовательных операций: поступатель­ ное движение машины вперед и внедрение ковша в горную мас­ су, подъем ковша с одновременным зачерпыванием горной массы, разгрузка ковша в вагонетку или на конвейер, движение машины назад и опускание ковша. Для захвата горной массы по фронту выработки ковш может поворачиваться в горизон­ тальной плоскости.

При работе погрузочной машины с нагребающими лапами ее рабочий орган зачерпывает порциями горную массу и про­ талкивает к приемному лотку конвейера, установленного на по­ грузочной машине.

Погрузочные машины по способу захвата горной массы мо­ гут быть выполнены с нижним захватом (почти все ковшовые погрузочные машины), с верхним захватом (некоторые типы ковшовых машин) и с боковым захватом (погрузочные машины с нагребающими лапами).

Привод погрузочных машин выполняют обычно пневматиче­ ским или электрическим, а конструкцию ходового механизма — колесно-рельсовым, гусеничным или пневмошинным.

Ковшовые погрузочные машины по способу разгрузки разде­ ляют на два типа: с задней и боковой разгрузкой ковша.

В погрузочных машинах с опрокидыванием ковша назад ковш закреплен либо на перекатывающейся рукояти (рис. 23.9), либо на шарнирной стреле, а с боковой разгрузкой ковша — на шарнирной стреле (рис. 23.10). Погрузочные машины с ковшом на шарнирной стреле обеспечивают больший фронт погрузки по сравнению с машинами с ковшом на перекатывающейся ру­ кояти. Наиболее современными являются погрузочные машины с боковой разгрузкой ковша, которые в стесненных условиях обеспечивают погрузку горной массы на конвейер, расположен­ ный сбоку вдоль пути перемещения машины.

в себя ковш 1 и рукоять 2, ходовой тележки 7, поворотной плат­ формы 4, на которой установлена лебедка подъема ковша, двух двигателей 6, механизмов управления 3 и подножки 5.

платформе. Два каната другой пары одним концом закреплены на платформе, а другим — на рукояти. При подъеме рукояти два каната одновременно наматываются, а два других сматы­ ваются, что и обеспечивает перекатывание рукояти без сколь­ жения.

Поворот ковша с платформой может осуществляться пнев­ моцилиндрами. Для автоматического возврата платформы в ис­ ходное центральное положение погрузочные машины оборудо­ ваны специальным механизмом.

Отечественная промышленность серийно выпускает погру­ зочные машины с ковшом на перекатывающейся рукояти пря­ мой погрузки типов ППИ1С, ППН2 (ППН2Г), ППНЗС, вме­ стимость их ковша от 0,125 до 0,5 м3. Буквенное обозначение ППН показывает: погрузчик периодического действия нижнего захвата. После буквенного обозначения цифрой указан типо­ размер машины, а после типоразмера даны модификация ма­ шины и индекс по высоте разгрузки: с уменьшенной высотой — Н, стандартной — С и увеличенной высотой разгрузки — В. Ма­ шины типа ППН имеют колесно-рельсовый механизм передви­ жения, кроме машины ППН2Г, имеющей гусеничный механизм передвижения.

Погрузочные машины с ковшом на шарнирной среле выпу­ скаются типов 1ППН5 и 1ППН5П (пневматическая) на колес­ но-рельсовом механизме передвижения и с задней разгрузкой ковша.

В последнее время погрузочные машины с задней разгруз­ кой ковша вытесняются более совершенными машинами с боко­ вой его разгрузкой, как обладающими следующими преимуще­ ствами: возможностью применения широких ковшей без боко­ вых стенок или с боковыми стенками небольшой высоты, обеспечивающих хорошее заполнение ковшей и меньшую энер­ гоемкость погрузки; меньшей длительностью рабочего цикла в связи с меньшей длиной пути ковша; способностью работы машины в сочетании с конвейерным и рельсовым транспортом и др.

Отечественная погрузочная машина типа МПК с боковой разгрузкой ковша (см. рис. 23.10) состоит из погрузочного органа — ковша 7, шарнирно закрепленного на рукояти /, гусе­ ничного механизма перемещения 5, систем электро- и гидро­ оборудования и системы орошения 2. Движение погрузочного органа осуществляется гидроцилиндрами черпания 5, подъема 4 и боковой разгрузки 6. Возможно крепление ковша на стреле с обеспечением его разгрузки на левую или правую стороны.

Опытный образец погрузочной машины МПКЗ оборудован сменными ковшами вместимостью 0,6 и 1,0 м3 (техническая про­ изводительность соответственно 1,2 и 2,4 м3/мин), максимальный размер погружаемого куска соответственно 600 и 800 мм, уста­ новленная мощность привода 55 кВт, скорость перемещения 0,7 м/с.

Погрузочные машины с боковой разгрузкой ковша произво­ дят фирмы «Эймко» (США), «Зальцгиттер» (ФРГ) и др.

Для погрузки руды в автосамосвалы в основном при камер­ но-столбовой системе отработки рудных залежей мощностью

Экскаваторы используют также для погрузки породы при про­ ведении тоннелей большого сечения.

В подземных условиях находят применение электрические или гидравлические экскаваторы типа прямой лопаты с укоро­ ченным рабочим оборудованием и вместимостью ковша 1—2 м3. На отечественных рудных шахтах находятся в эксплуатации электрические подземные экскаваторы ЭП1А с ковшом вмести­ мостью 1 м3, техническая производительность которых 4,5 т/мин.

Погрузочные машины непрерывного действия обеспечивают значительно большую производительность, чем ковшовые ма­ шины периодического действия, однако имеют более сложную конструкцию и большую стоимость.

Погрузочная машина с нагребающими лапами (рис. 23.11) состоит из исполнительного органа 3, ходовой части 1 и пере­ даточного конвейера 2. Исполнительный орган выполняется в виде двух нагребающих лап или реже барабанно-лопастного типа (для погрузки мягких насыпных грузов).

Наибольшее распространение получили электрические по­ грузочные машины непрерывного действия с нагребающими ла­ пами на гусеничном ходу, оборудованные одноцепным скребко­ вым конвейером и электроприводом, раздельным для всех меха­ низмов машины.

Исполнительный орган машины с нагребающими лапами состоит из кривошипа 5 (см. рис. 23.11) и удлиненного шатуна 6, образующего нагребающую лапу. Снизу лапы на ее верхнем нерабочем конце имеется паз, в который входит ролик, закре­ пленный на вертикальной оси на плите 4. При вращении криво­ шипа 5 шатун 6 своим пазом движется по ролику, что обеспечи­ вает определенную траекторию движения рабочего конца лапы. При погрузке каждая лапа, внедряясь в штабель, нагребает горную массу на плиту, далее перемещает груз по плите до скребкового конвейера 3. Каждая нагребающая лапа при­ водится в движение через индивидуальные редуктор и двига­ тель.

Для обеспечения приспособляемости к неровностям почвы погрузочная плита вместе с исполнительным органом может подниматься или опускаться с помощью гидроцилиндров.

Гусеничный ход выполнен с независимой подвеской гусениц и индивидуальным приводом. Планетарный редуктор каждой гусеницы снабжен электромагнитным тормозом.

Привод скребкового конвейера осуществляется от двух дви­ гателей через карданные валы. На конвейере применяют пла-

Рис. 23.11. Погрузочная машина непрерывного действия с нагребающими лапами ПНБЗД

Описанные выше погрузочные машины с нагребающими ла­ пами не обеспечивают высокой надежности и долговечности при погрузке крупнокусковой абразивной горной массы, поэтому их более целесообразно использовать при погрузке относительно мягких руд на очистных работах и пород на подготовительных

дит погрузочные машины с нагребающими лапами (рис. 23.12), исполнительный орган которых включает подъемную раму 2 с двумя поворотными рычагами 1. На последних шарнирно за­ креплены две нагребающие лапы 6. Рама 2, рычаги 1 и лапы 6 приводятся в движение от гидроцилиндров. На погрузочной машине смонтирован перегрузочный скребковый конвейер 3, приемная часть которого снабжена управляемыми от гидроци­ линдров поворотными закрылками 5. Механизм перемещения машины 4 выполняют гусеничным или колесно-рельсовым.

В процессе погрузки нагребающие лапы 3 перемещаются в вертикальной плоскости вперед и назад, вместе с рычагами 1 могут поворачиваться в горизонтальной плоскости на угол 90°. Обе лапы работают синхронно в автоматическом режиме или могут работать независимо одна от другой. Закрылки 5 обеспе­ чивают при движении машины подгребание горной массы к за­ бою, выполняя роль отвала бульдозера.

Погрузочная машина с рабочим органом такой конструкции обеспечивает надежную погрузку крупнокусковой скальной гор­ ной массы при проведении подготовительных выработок.

23.5. Эксплуатационный расчет

Основными эксплуатационными показателями самоходных ма­ шин являются производительность, необходимое число машин, сила тяги машины и величина преодолеваемого уклона, расход горючего или электроэнергии и др.

Основным эксплуатационным показателем погрузочных и по­ грузочно-транспортных машин является производительность.

Техническая производительность ковшовой погрузочной ма­ шины или экскаватора (м3/ч)

коэффициент, учитывающий изменение цикла в реальных усло­ виях &з = 0,6-ь0,7 — коэффициент заполнения ковша; £р = 0,92+- —0,96 — коэффициент дополнительного разрыхления породы в ковше; /ц — длительность цикла погрузки, с.

Эксплуатационная производительность определяется в зави­ симости от коэффициента использования kn машины во времена величина которого зависит от условий эксплуатации и органи­ зации работ; обычно для ковшовых погрузочных машин kи — = 0,4-т-0,6.

Сила внедрения ковша Рвн(кН) погрузочной машины в гор­ ную массу

где Gм и GB— масса машины и прицепленной к ней вагонетки соответственно, т: ф — коэффициент сцепления приводных колес погрузочной машины с рельсами; w — коэффициент сопротив­ ления перемещению машины и вагонетки; i — уклон, на котором работает машина.

Если пренебречь сопротивлением перемещению самой ма­ шины, то необходимая масса машины G (т) составит

Сила внедрения ковша Рвн (кН) зависит от многих факторов и определяется на основании экспериментальных данных.

Техническая производительность QTex (м3/ч) погрузочной машины с нагребающими лапами

нагребания и обратного хода, ориентировочно равное диаметру

(м3/ч) погрузочной машины непрерывного или периодического действия, обслуживающей несколько самоходных транспорт­ ных машин и работающей без простоев,

23.6. Эксплуатация и охрана труда

Высокие технико-экономические показатели работы самоход­ ных машин могут быть достигнуты только при четкой органи­ зации их эксплуатации и в первую очередь при правильном выборе параметров горных выработок, типа дорожного покры­ тия, оптимальной скорости и организации движения машин, а также своевременном и качественном обслуживании и ре­ монте самоходных машин и соблюдении правил безопасности.

Размеры горных выработок, по которым осуществляется движение самоходных машин, определяются габаритами машин и гарантированными зазорами от наиболее выступающих ча­ стей до стенок и кровли выработки. Зазоры между стенками (крепью) выработки и машиной должны быть не менее 1200 мм со стороны прохода для людей и 500 мм — с противоположной стороны, а до кровли выработки — не менее 500 мм, с учетом загрузки машины с шапкой.

Радиус поворота выработок принимают в зависимости от их назначения. Так, для основных транспортных выработок на горизонтах, вспомогательных автотранспортных уклонах при­ нимают радиус закруглений в нормальных условиях не менее 30 м; на вскрывающих автотранспортных уклонах 40 м, вспо­ могательных выработках 15—20 м. На поворотах проезжую часть уширяют на 500—1000 мм. Ширину транспортных выра­ боток на закруглениях необходимо проверять и дополнительно увеличивать на величину выноса наиболее выступающих ча­ стей машин или перевозимых длинномерных грузов.

принимают практически в пределах 6—12°, реже 15° (на корот­ ких участках). Вскрывающие автотранспортные стволы имеют уклоны 6—8°.

На затяжных уклонах через каждые 600 м оборудуют пло­ щадки длиной не менее 40 м с продольным уклоном не более 1° (0,02). На закруглениях наклонных транспортных вырабо­ ток с радиусом 20—40 м производят уменьшение продольного уклона на величину 0,04—0,02. В обводненных транспортных выработках продольные уклоны снижают на 25—30 %.

Дорожное полотно транспортных выработок оборудуют ис­ кусственным покрытием, вид которого определяют в зависи­ мости от грузоподъемности машин и срока службы выработки.

Для искусственного покрытия проезжей части применяют асфальт, бетон с армирующей сеткой, щебенку с цементной или битумной пропиткой, дробленую породу.

На обводненных участках транспортных выработок со скальными грунтами дорожное покрытие рекомендуется выпол­ нять из трех слоев: выравнивающего из щебня крупностью фракций 40—70 мм, основания из щебня более мелких фрак­ ций и покрытия толщиною до 80 мм из щебня фракции 10—

20 мм, пропитанного битумной эмульсией, обеспечивающей сни­ жение запыленности транспортных выработок.

Скорость движения самоходных машин по правилам безо­ пасности допускается не более 20 км/ч. На прямых участках длиною более 500 м по согласованию с органами Госгортех­ надзора допускается увеличение скорости движения до 40 км/ч.

Практически установлено, что для горизонтальных тран­ спортных выработок при длине транспортирования до 500 м скорость самоходных машин при соответствующем дорожном покрытии составляет 12—20 км/ч, при длине 500—2000 м — 20—30 км/ч, более 2000 м — до 40 км/ч. В выработках со скаль­

15км/ч.

На горнодобывающих предприятиях, где эксплуатируются

самоходные машины, принята система планово-предупредитель­ ных ремонтов (ППР), которая включает техническое межре­ монтное обслуживание, текущий и капитальный ремонты. Тех­ ническое обслуживание состоит из ежесменного и ежедневного обслуживания (ЕО) и периодических технических осмотров (ТО), проводимых через определенное время работы машины.

Ежесменное техническое обслуживание выполняют обычно перед началом смены, а ежедневное — в рабочую или ремонт­ ную смены. Результаты проверки заносятся в журнал приема

исдачи смен.

Для погрузочно-транспортных самоходных машин с дизель­

ным двигателем плановое техническое обслуживание № 1 (ТО-1) проводят через 50 ч работы двигателя, а техническое обслуживание № 2 (ТО-2) — через 250 ч работы двигателя.

При выполнении ТО-1 включаются все операции ежеднев­ ного обслуживания, а также ревизия двигателя и всех его си­ стем, трансмиссии, электрооборудования, смазка и другие опе­ рации согласно инструкции завода-изготовителя машины.

При выполнении ТО-2 включаются все операции ТО-1 и до­ полнительно заменяются элементы фильтров тонкой и грубой очистки, каталитические элементы в нейтрализаторе и др.

Первый, второй и третий текущие ремонты проводят соот­ ветственно через 500, 1000 и 2000 машино-часов работы двига­ теля. Текущие ремонты включают в себя все виды техничес­ кого обслуживания, а также замену изношенных деталей и отдельных агрегатов. Ремонты производит бригада, состоящая из специализированных звеньев электрослесарей по обслужи­ ванию и ремонту самоходных машин, совместно с экипажами машинистов под руководством электромеханика подземного участка. Ремонт самоходных машин обычно осуществляют наи­ более прогрессивным агрегатно-узловым методом, при котором вышедшие из строя агрегаты и узлы заменяют новыми или за­ ранее отремонтированными.

Капитальный ремонт самоходных машин производят через несколько текущих ремонтов или примерно через 2500 мото-ч работы машины.

Все виды технического обслуживания и текущих ремонтов, кроме капитального, выполняют в подземных ремонтных комп­ лексах (рис. 23.15). Пункт для ремонтных работ имеет нес­ колько ремонтных постов и оборудован смотровыми ямами, кран-балками, а также различными станками и набором руч­ ного пневмоинструмента, диагностическим оборудованием.

Горюче-смазочные материалы на склад ГСМ поступают с поверхности по трубопроводам, проложенным в скважинах. Заправку машин, работающих в отдаленных забоях, произво­ дят с помощью передвижных автозаправщиков.

Техническое обслуживание и ремонты самоходных машин на гусеничном ходу (экскаваторы, погрузочные машины с на­ гребающими лапами) осуществляют непосредственно на их рабочих местах с помощью самоходных ремонтных мастерских,

Рис. 23.15. Подземный ремонт­

ный комплекс с гаражом и ма­ стерскими:

j.ного ствола; 7 — пункт регулиров-

Z