Применение автосамосвалов
Подземные автосамосвалы используют в основном при проведении выработок большого сечения и тоннелей, а также на очистных работах. Конструктивно подземные автосамосвалы обычно состоят из тягача и полуприцепа, соединенных между собой двойным шарниром и двумя поворотными гидроцилиндрами (таблица 12).
На тягачах с дизельным приводом используют устройства двойной очистки газов. Недостатки дизельных двигателей с учетом экономических и экологических требований привели к разработке автосамосвала с электрическим приводом.
На зарубежных рудниках используются: троллейно-кабельные, троллейно-аккумуляторныеи дизель-троллейные автосамосвалы. Применение электропривода позволяет снизить уровень шума, очистить рудничную атмосферу, повысить скорость движения автосамосвала до 30 км/ч, преодолевать значительные уклоны с большей нагрузкой, снижаются расходы на шины вследствие устранения пробуксовки колес. При этом значительно упрощаются схемы дистанционного и автоматического управления автосамосвалами.
Доставка руды в автосамосвалах применяется для доставки руды на расстояние от 300 до 1000 м, иногда больше. Скорость до 40 км/ч, угол подъема до 10-200, мощность двигателя до 500 лошадиных сил, грузоподъемность до 20 т.
Применение самоходных вагонов
САМОХОДНЫЙ ВАГОН — транспортное средство, предназначенное для перемещения руд и пород в шахтах. Представляет собой бункер (кузов) на четырёхколёсном (реже шести- или восьмиколёсном) шасси (шарнирном или жёстком) с пневматическими шинами. Основная особенность конструкции — наличие в бункере (кузове) донного скребкового двухцепного (реже четырёхцепного) конвейера для распределения груза в кузове при загрузке его погрузочными машинами, перегружателями и т.п. и разгрузке на конечных пунктах. Выпускаются модификации вагона грузоподъёмностью от 2 до 25 т с постоянной и регулируемой высотой разгрузки. Самоходный вагон может передвигаться по горным выработкам с углом наклона до 12-15° без разворотов (челночно).
По типу привода различают самоходные вагоны электрические (питание постоянным током по кабелю, по троллейным проводам или от аккумуляторов либо переменным током по кабелю); дизельные (с механической, гидравлической или электрической трансмиссией) в рудничном нормальном или рудничном взрывобезопасном исполнении. Кабель питания с тремя (постоянный ток) или пятью (переменный ток) жилами наматывается на барабан, оснащённый кабелеукладчиком. Расстояние транспортирования определяется длиной кабеля и не превышает 350-400 м. Производительность самоходного вагона грузоподъёмностью 15 т (по мягким породам — углю, соли, гипсу и т.п.) до 450-600 т в смену.
Стадии разработки месторождения
При разработке месторождений подземным способом выделяют три основные стадии работ: вскрытие, подготовку и очистную выемку, которые в период строительства горного предприятия выполняются последовательно, а затем в процессе эксплуатации совмещаются.
Параметры выработок для самоходного оборудования
Угол уклона выработок для самоходного оборудования составляет 6—12° (реже 15°), при этом меньший значения принимают для выработок, по которым производится перевозка руды автосамосвалами на подъем.
Протяженность основных транспортных выработок может составлять 500—4000 м, ширина при однорядном движении 4300—5250 мм, при двухрядном — до 8000 мм, угол наклона — до 6—8°. Погрузочно-транспортные выработки, которые проходят в пределах очистного блока, служат для выпуска руды из блоков, а также для погрузки и доставки руды самоходными машинами к рудоспуску. Длина погрузочно-транспортных выработок составляет 50—700 м. Буровые подэтажные выработки протяженностью 50—200 м служат, в основном, для бурения скважин и отбойки руды и расположены выше доставочного горизонта. Вспомогательные выработки длиною от 200 до 1200 м предназначены для доставки различных вспомогательных грузов, людей и оборудования, а также для вентиляции. Размеры выработок определяются габаритами самоходных машин и гарантированными зазорами от наиболее выступающих частей машин до стенок и кровли выработки. Согласно Инструкции Госгортехнадзора СССР по эксплуатации самоходного оборудования зазоры между стенками (крепью) выработки и самоходной 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 вертикальных колебаний машин и их загрузки «с шапкой», Полная ширина В (мм) транспортной выработки складывается из ширины тротуара а1 проезжей части А, водоотводной канавы с (рис. 6.1). Ширина тротуара a1 = 800 мм, высота выработки 200—300 мм, высота прямой стенки hп ≥ 1800 мм. В доставочных, вспомогательных и подэтажных выработках сооружение тротуара необязательно, а разминовка машин с пешеходами производится при остановленной в крайнем положении: проезжей части машине и свободном проходе для перехода не менее 800 мм.
ПРИМЕНЕНИЕ ПИТАТЕЛЕЙ
Питатели (конвейеры длиной до 8—10 м) применяют при взрывной отбойке руды для следующих целей;
1) для донного выпуска руды в вагон, автосамосвал, рудоспуск, на конвейер, а иногда и в скреперный штрек; 2) для торцевого выпуска руды на конвейер; 3) вместо люка для погрузки руды из рудоспусков в вагон.
Используются главным образом вибрационные питатели, внедряются плунжерные РПУ. Пластинчатые питатели в связи с громоздкостью и металлоемкостью распространения не получили.
Вибрационные питатели (вибропитатели). Удельный объем доставки руды вибропитателями (табл. V.6) продолжает существенно возрастать, особенно в черной металлургии. Под действием вибрации насыпные материалы получают свойство текучести, так как в них уменьшается внутреннее трение.
Колебании лотка бывают направленные, подбрасывающие материал в направлении перемещения, и ненаправленные (рис. V.19).
В установках с ненаправленными колебаниями угол наклона лотка составляет 14-17° при погрузке в вагоны, автосамосвал и на грохот (в этих случаях надо останавливать поток быстро) и до 22-24° при подаче руды в рудоспуски. Чем больше наклон, тем выше производительность, но при наклоне 24° возможно самопроизвольное скатывание крупных кусков руды. Для ликвидации зависаний требуются специальные подходные выработки, проходка которых трудоемка. При этом ослабляется основание блока.
Питатели удерживаются в выработках канатами.
Привод вибратора электрический или пневматический. Электрический двигатель устанавливается на неподвижном основании. Пневматический вибратор крепится к питателю снизу.
Распространены созданные в ИГД CO АН СССР виброплощадки ВДПУ, известные под названием «Сибирячка» (рис. V.20).
Установки с направленными колебаниями могут перемещать руду не только под уклон, но даже на небольшой (около 5°) подъем. С питателя можно ликвидировать зависания руды.
Рабочий орган (см. рис. V.19) прикреплен к резиновым амортизаторам (с необходимым направлением деформации), или к упругим подвескам, или к качалкам.
Для защиты рабочего от вредного воздействия вибрации необходимы дистанционное управление или размещение рабочего на подвесном полке.
При донном выпуске вибропитатели работают непосредственно под выпускной выработкой (см. рис, V.20); выпущенный негабарит дробят на лотке.
Один питатель устанавливают на одну или две выпускные выработки (см. рис. V.20); в первом случае питатель работает под завалом, во втором руда на питатель поступает с боков. При выпуске руды из двух выработок на вибропитатель ненаправленного действия для устранения зависаний необходимы специальные обходные выработки. В остальных случаях зависания могут ликвидироваться с питателя или из орта. Загрязненный воздух отводится из ортов по коллекторной выработке.
На руднике «Коммунар» (Кривой Рог) при выпуске из камер руды с f=14-16 питатели ВДПУ и ПВУ хорошо работают под завалом на длину до 4 м; зависаний руды не наблюдается, скатившиеся на питатель негабаритные куски додрабливаются фугасными зарядами на шестах из откаточного орта, что исключает необходимость в дополнительных подходных выработках.
На каждый питатель выпущено около 100 тыс, руды, т. е. весь приходящийся на него запас.
Производительность при выходе негабарита до 3-5 % и погрузке руды в вагоны — от 600-800 до 1500 т/смену, а в случае подачи в рудоспуск — до 2000-3000 т/смену.
Для выпуска руды в вагоны вибропитатели широко используют при разработке крепких руд, в частности на рудниках Кривбасса, ПО «Сибруда», KMA, а при средней крепости руд — на рудниках ПО «Апатит».
Погрузка из очистного пространства в длинные рудоспуски и автосамосвалы питателями впервые применена на Тырныаузском руднике (по предложению и с участием кафедры подземной разработки руд Московского горного института) в 1970 г.
В принципе можно создать вибропитатель очень большой производительности за счет увеличения размеров и мощности.
Вибропитатель современной конструкции пропускает до износа 150-200 тыс. т руды.
В начале семидесятых годов появились (впервые на Дегтярском медном руднике) так называемые вибропобудители (рис. V.21) — виброплощадки ненаправленного действия, имеющие длину лишь 1,2-2,3 м; привод пневматический, а в первых моделях — электрический. Они интенсифицируют истечение руды, устанавливаются в нишах под выпускными выработками, через которые руда поступает в штреки для доставки. Вибропобудители забирают руду из «мертвого» (недоступного для скрепера или конвейера) пространства, чем увеличивают активное сечение выпускной выработки и устраняют заторы, образующиеся за счет заклинивания габаритных кусков.
Виброкомплексы для выпуска и доставки руды. Применяются преимущественно при торцевом выпуске руды. Вибропитатель погружает руду на вибрационный конвейер, доставляющий ее в рудоспуск.
Вибропитатель (с направленными колебаниями) оборудуют гидроцилиндрами, развивающими усилие до 3000 кН, для извлечений его из-под завала и перестановки под следующий слой.
Один из таких комплексов состоит из вибропитателя ВП-2 и секционного конвейера длиной до 50 м.
Комплексы имеют производительность до 600 т/смену при относительно небольшом (400-500 мм) габарите кусков и выходе негабарита до 5 %.
Вибропитатели используют также вместо люков для загрузки вагонов, что рассмотрено ниже отдельно.
Другие виды питателей. Помимо вибрационных разрабатываются питатели периодического действия для крупнокусковых руд. Среди них рудничное плунжерное устройство РПУ конструкции ВостНИГРИ. Устанавливается на складных опорах, как стол на ножках.
Основные данные по РПУ: эксплуатационная производительность при коэффициенте крепости руды 8-10, отбойке скважинами диаметром 105 мм, кондиционном куске 1000 мм — 500 т/см; длина 5, ширина 1,5 м, высота 2,25 м; масса 8 т.
При испытаниях в ПО «Кривбассруда» применение РПУ по сравнению с вибропитателями увеличило выход руды на одно зависание в 4 раза, производительность выпуска в два раза.
Дальнейшее совершенствование РПУ ведется по линиям сокращения монтажно-демонтажных работ и повышения прочности при обрушении зависаний.
Сравнительная оценка применения питателей на выпуске руды. Питателям (в основном вибрационным) свойственны высокая производительность и надежная работа при любом гранулометрическом составе руды, в том числе и при крупнокусковой абразивной руде.
Недостаток — значительные затраты на монтаж-демонтаж.
Область применения питателей. При донном выпуске руды благоприятны большая высота блока и другие условия, обеспечивающие значительный запас руды на пункт выпуска — приблизительно не менее 10-20 тыс. т для легких питателей, 50-70 тыс. т для мощных питателей.
При торцевом выпуске питатели (вибрационные передвижные в комплексе с секционными разборными виброконвейерами) целесообразно использовать главным образом при пониженной устойчивости руды, не позволяющей иметь незакрепленные выработки сечением более 3х3. Дополним, что если значительная часть забоев остается на скреперной доставке, то это по условию усреднения качества рудной массы может существенно ограничить производительность других забоев, Питатель (так же как и конвейер) сможет в этом случае работать лишь один-два часа в смену. Следовательно, использовать питатели целесообразно главным образом на тех рудниках, где они могут быть применены почти повсеместно, либо где усреднение качества рудной массы не играет существенной роли.