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.
СКРЕПЕРНАЯ ДОСТАВКА РУДЫ
Длительному применению скреперной доставки способствовали совмещение ее с погрузкой, простота устройства, расположение скреперной лебедки на значительном расстоянии От мест взрывных работ, сравнительно небольшие затраты на монтаж и демонтаж.
Руду доставляют скрепером как по очистному пространству, так и по подготовительным выработкам — скреперным штрекам или ортам, в которые из очистного пространства она поступает под действием силы тяжести.
Руду скреперуют в рудоспуски или в вагоны через погрузочный полок, в последнем случае погрузку вагонов называют безлюковой.
Скреперные установки имеют мощность от 10 до 130 кВт.
В маломощных залежах, а также на подэтажах и слоях с небольшим сроком отработки применяют установки мощностью 15-30 кВт, при проведении узких (до 2-3 м) и коротких (до 10-15 м) выработок — до 15 кВт, на горизонтах выпуска руды и в больших очистных камерах — 50-100 кВт и более.
Скреперные установки применяют двухбарабанные и только в отдельных случаях — в широких очистных камерах — трехбарабанные. При мощности 15, 30, 50 и 100 кВт наибольший размер кусков равен соответственно 500, 800, 1000 и 1200 мм, диаметр каната — 16, 19, 22 и 28 мм.
Скреперы используют гребковые (рис. V.23), ящичные и совковые.
Гребковые бывают жесткие и шарнирно-складывающиеся (при обратном ходе). Каждый из этих типов скреперов может быть односекционным и многосекционным. При крепкой руде хорошо работают шарнирно-складывающиеся скреперы, в частности литые из марганцовистой стали. Емкость скрепера (м3)
V = (0,01-0,015) N,
где N — мощность скреперной лебедки, кВт.
При использовании мощных установок в выработках небольшой ширины (1,6-2 м) целесообразно применять много-секционные скреперы, которые сочетают значительную емкость с небольшой шириной.
Ящичные скреперы применяют при мелкой руде в широких очистных забоях.
При скреперовании хорошо раздробленной взрывом руды по аккумулирующей выработке или вдоль длинного навала находят применение многоковшовые скреперные установки; на головной канат примерно через 5 м по длине навешивают скреперные ковши, обычно шарнирно-складывающиеся, и перемещают канат примерно на 6 м туда и обратно; скреперная установка управляется автоматически с помощью концевых выключателей.
Отношение ширины скрепера к ширине выработки должно составлять 0,5-0,8 для складывающегося скрепера и 0,4-0,6 для нескладывающегося. Большие значения относятся к выработкам с гладкой (например, бетонной) крепью и незакрепленным выработкам.
Скреперные блочки (основные) выпускаются диаметром от 200 до 400 мм.
При больших расстояниях скреперования устанавливают через 15-20 м вспомогательные блочки для подвешивания хвостового каната в кровле с целью уменьшения его износа.
Расход скреперных канатов составляет обычно 25-40 кг на 1000 т доставленной руды.
На рудниках, применяющих самоходное оборудование, в маломощных участках пологих и наклонных залежей применяют самоходные скреперные установки