УБОРКА ГОРНОЙ МАССЫ
При проведении выработок буровзрывным способом возникает необходимость погрузки отбитой породы и угля в транспортные средства. Это один из наиболее трудоемких и продолжительных рабочих процессов проходческого цикла. Этот процесс механизирован с помощью различных погрузочных машин и скреперных комплексов.
По принципу работы погрузочные машины для горизонтальных и слабонаклонных выработок подразделяются на машины непрерывного и периодического действия (табл. 3.4). К машинам периодического действия относятся ковшовые погрузочные машины..
Таблица 3.4
Краткая характеристика погрузочных машин
|
Рис. 3.25. Погрузочная машина непрерывного действия |
Погрузочные машины непрерывного действия (2ПНБ2, ПНБЗД и др.) на гусеничном ходу имеют исполнительный орган в виде нагребающих лап (рис. 3.25). Ими осуществляется непрерывный боковой захват породы или угля, которые с помощью скребкового или пластинчатого конвейера перегружаются в транспортные средства. На этих машинах часто монтируют навесное буровое оборудование (рис. 3.26).
Техническая производительность погрузочных машин типа ПНБ определяется по формуле (м3/мин)
Рис. 3.26. Буропогрузочная машина 2ПНБ2Б: 1 — система орошения; 2 — гидроразводка; 3 — бурильная электрическая машина; 4 стрела манипулятора; 3 — опора бурильной части; б — пульт управления |
Qt — 60 Пц Wk Ал 1ч Ьч,
где п„ — число нагребающих лап; wK — частота качания лап, 1/мин (vvK = 30—45); Ал — высота лапы, м; U —длина зачерпывания с учетом внедрения лапы в породу, м; Ьч — ширина зачерпывания, м.
Эксплуатационная производительность погрузочной машины составляет (м3/смену)
Qj — 60 QT tM,
где tM — продолжительность работы машины по погрузке горной массы без простоев, ч/смену.
Погрузочные машины периодического действия делят на машины прямой и ступенчатой погрузки. Эти машины имеют в основном колесно-рельсовый ход.
Машины ковшового типа прямой погрузки (ПНН1С, ППН2Г и др.) осуществляют погрузку породы непосредственно в рудничные вагонетки (рис. 3.27). Ковш, находясь в опущенном положении, при движении машины на забой загружается разрушенной породой. Наполненный породой ковш, описав дугу с помощью качалки-кулисы, поднимается в крайнее верхнее положение, и порода из него разгружается в вагонетку или на конвейер.
Рис. 3.27. Погрузочная машина прямой погрузки (схема работы в забое): I—внедрение ковша в породу; //— разгрузка ковша; 1 — ковш; 2—машина; 3 — вагонетка |
Машины этого типа могут быть с пневматическим или электрическим приводом. Их преимущественно применяют на рудниках при проведении однопутных выработок высотой 2,2—2,9 м.
Погрузочные машины ковшового типа ступенчатой погрузки (1ППН5, ППМ4У и др.) на колесно-рельсовом ходу имеют перегрузочный конвейер, по которому порода транспортируется в вагонетки или на конвейер (рис. 3.28).
Продолжительность уборки и погрузки горной массы зависит от эксплуатационной производительности погрузочной машины. Эксплуатационная производительность погрузочной машины зависит от технической производительности, надежности машины, организации маневровых операций по обмену вагоне - • ток, разбросанности пород после взрыва и многих других факторов.
Техническую производительность ковшовой погрузочной машины типа ППН (м3/ч) можно определить по формуле
2т = збооккк3(Гц+Гп),
где Vк — вместимость ковша, м3; К3 —коэффициент заполнения ковша (для легких машин К3 = 0,7—0,9, для тяжелых К3 = 0,9 —
Рис. 3.28. Погрузочная машина ступенчатой погрузки 1ППН5: 1 — электрооборудование; 2 —ковш со стрелой; 3 — передняя стойка; 4 — механизм управления перемещением машины; 5 — механизм подъема ковша; 6 — система управления подъемом ковша; 7 — механизм перемещения машины; 8 -— тележка; 9 — рама; 10 — буферные сцепки; 11—ленточный конвейер |
1,15); /ц— продолжительность одного цикла черпания, с (А, = 11— 16 с); /п— продолжительность паузы между циклами черпания, с.
Машины ковшового типа ГШН, ППН применяются для погрузки породы в горизонтальных выработках. В наклонных выработках до 18° для этой цели применяют погрузочную машину ППМ4У, имеющую удерживающее устройство в виде лебедки.
На выбор типа погрузочной машины оказывают влияние характеристика подлежащей погрузке горной массы, размеры поперечного сечения выработки, угол наклона выработай, газовая ситуация на шахте и другие факторы.
Для проведения наклонных горных выработок буровзрывным способом в шахтах, включая опасные по газу и пыли, разработаны комплексы типа «Сибирь». Комплекс «Сибирь-1» (рис. 3.29) представляет собой систему конструктивно и технологически увязанного оборудования, имеющего колесно-рельсовый ход и перемещающегося по выработке с помощью лебедки.
Для погрузки породы применяются также скреперные по - хрузочно-доставочные комплексы (скреперные установки).
Рис. 3.29. Проходческий комплекс «Сибирь-1»: 1 — погрузочная машина; 2 — основная балка; 3 — направляющие; 4 — тележка; 5 — бурильная установка; 6 — система управления; 7 — площадка; 8 — насос; 9 — масло - станция; 10 — пульт управления |
Скреперный погрузчик УСП1М (рис. 3.30) в сочетании с ленточным конвейером состоит из скрепера 1, погрузочного полка 2, скреперной лебедки 3, забойного блока 5, канатов б, системы пылеподавления 4 и электрооборудования.
Для погрузки породы применяют коробчатые и гребковые скреперы вместимостью до 0,8 м3, причем коробчатые — при равномерно и мелкораздробленной (до 200 мм) породе, а гребковые — при крупной кусковатости.
Производительность погрузки породы в значительной степени зависит от способа замены груженых вагонеток порожними, который выбирается в зависимости от организации работ в забое, механизации погрузки, ширины выработки и способа транспортирования породы. Вагонетки можно обменивать по одной и партиями.
Для обмена вагонеток в двухпутных выработках применяются врезные маневровые плиты (рис. 3.31, а), накладные стрелки, перекатные платформы (рис. 3.31, б), плиты-съезды (рис. 3.31, в), плиты-разминовки (рис. 3.31, г). Оба пути настилаются до забоя, а обменные устройства устанавливаются на расстоянии 10 м от забоя.
При работе двух погрузочных машин 1 в забое (рис. 3.31, б) непрерывность погрузки осуществляется применением конвейера 3, установленного в междупутье, на который через желоба 2
Рис. 3.30. Скреперный погрузчик УСП1М 122 |
перегружается порода. Затем с помощью двустороннего металлического желоба с шибером 4 порода перегружается поочередно на два пути.
В однопутных выработках шириной до 3,5 м обмен вагонеток может производиться с помощью накладной сгрелки- разминовки (рис. 3.32, а), расположенной от забоя не далее 20 м. Стрелка монтируется на плите, что облегчает ее передвижку.
Обмен вагонеток при применении замкнутой разминовки (рис. 3.32, 6) на одну вагонетку осуществляется с помощью маневрового электровоза 1, который, двигаясь в голове поезда через разминовку, встречает на своем пути оставленную там груженую вагонетку 2, продвигает ее перед собой и оставляет на ее месте груженую вагонетку 4. Вагонетка 2 выкатывается на основной путь и оставляется рядом с вагонеткой 3 на таком расстоянии от разминовки, чтобы последняя вагонетка 5 вышла на основной путь за стрелку разминовки. Далее, двигаясь к забою по основному пути, электровоз ставит под погрузку следующую порожнюю вагонетку 5.
При использовании тупиковой (рис. 3.32, в) разминовки на одну вагонетку маневры осуществляются также с помощью электровоза 1, который подает под погрузку по одной вагонетке. При этом сначала застопоренная в тупике, уложенном с превышением от забоя, вагонетка 2 скатывается на основной путь к вагонетке 3. Затем электровоз, двигаясь вперед, заталкивает нагруженную очередную вагонетку 4 в тупик и подает под погрузку вагонетку 5.