(По трудности разрушения породы разделяются на пять классов. Каждый класс включает пять категорий.)
I класс — полускальные, плотные и связные мягкие породы с 1-й по 5-ю категорию Яр (1-5)
II класс — легкоразрушаемые скальные породы с 6-й по 10-ю категорию Яр (5-10)
III класс — скальные породы средней трудности разрушения с 11-й по 15-ю категорию Яр (10-15)
IV класс — трудноразрушаемые скальные породы с 16-й по 20-ю категорию Яр (15-20)
V класс — весьма трудноразрушаемые скальные породы с 21-й по 25-ю категорию Яр (20-25)
Редко встречающиеся породы с показателем Яр>25 относятся к впекатегорным.
Вопрос №10:
Механическое рыхление применяется при прослойной селективной разработке маломощных слоев полезных ископаемых и пород, при разработке мерзлых порол, на вспомогательных работах (проведение дренажных канав, выкорчевании пней и др.), на горных работах вблизи ответственных сооружений, где буровзрывной способ недопустим.
После заглубления зуба, которое происходит при движении трактора, при горизонтальной поверхности массива рыхление производится параллельными ходами рыхлителя по челноковой схеме (рис. 14 в методичке). При рыхлении на наклонной поверхности максимальное использование тяговых усилий достигается при рабочем движении рыхлителя под уклон и в холостом перегоне машины вверх. При движении рыхлителя образуются трапециевидные прорези (рис. 15 в методичке). Между смежными прорезями в нижней части сечения получаются "целики"-зоны неразрыхленной породы. Для уменьшения объма "целиков" и соответственно увеличения глубины эффективного рыхления применяют дополнительно перекрестнные ходы. В этом случае глубина эффективного рыхления практически совпадает с величиной заглубления зуба.
Рыхлительное оборудование может быть навесным или прицепным. На карьерах применяются только навесные рыхлители с гидравлическим управлением. Рыхлители обычно используются в комплекте с бульдозерами, скреперами, погрузчиками и экскаваторами.
Навесные рыхлители классифицируются:
· по назначению;
· по способу передвижения;
· по мощности тягача;
· по конструктивным признакам.
Рыхлители общего назначения оборудованы тремя, пятью (редко семью) зубьями и предназначены для рыхления пород на глубину до 1 м.
Более чем на 1 м. породы рыхлятся специальными рыхлителями с одним или тремя зубьями, иногда с помощью толкача.
Рыхлители по мощности тягачей подразделяются на:
· сверхмощные (мощность двигателя свыше 220 кВт);
· мощные (110-220 кВт);
· средней мощности (58-110 кВт);
· легкие (менее 58 кВт),
с тяговым усилием тракторов соответственно:
· 300 и более кН;
· 200-300 кН;
· 130-200 кН;
· до 130 кН.
По конструктивным признакам рыхлители выполняются с подвеской:
· трехточечной на корпусе заднего моста или раме трактора;
· с трехточечной на раме гусеничных тележек и корпусе заднего моста или на раме трактора;
· с четырехточечной (параллелограммной) на корпусе заднего моста или на раме трактора.
Параллелограммная подвеска обеспечивает рыхление с постоянным углом наклона зубьев независимо от величины их заглубления и нашла наибольшее применение на карьерном оборудовании.
Рыхлители выполняются с жестким или шарнирным креплением зубьев, со съемными и откидными зубьями. Зубья и их наконечники бывают изогнутыми и прямыми, последние применяются при рыхлении скальных пород и на глубину более 800 мм. Наибольшая глубина рыхления (до 2200 мм) достигается при работе с одним зубом.
Примеры отечественных рыхлителей: ДП-26С, ДП-22С, ДП-9ВХЛ, ДП-10С, ДП-29АХЛ, ДЗ-141ХЛ, ДП-35УХЛ. Подробные данные приведены в табл. 8.48 и 8.49 на стр. 317 и 318 справочника ОГР.
Вопрос №11-12:
Технологические схемы выемки и погрузки
Выемочно-погрузочные работы заключаются в перемещении горной массы из забоя выемочно-погрузочным оборудованием в средства транспорта или в отвал. В качестве выемочно-погрузочного оборудования на карьерах используются экскавационные машины цикличного и непрерывного действия.
В машинах цикличного действия (одноковшовые экскаваторы, погрузчики, колесные скреперы, бульдозеры и др.) рабочий орган состоит только из одного ковша или режущего инструмента (лемех бульдозера), периодически выполняющего функции выемки и перемещения горной массы.
В машинах непрерывного действия (многоковшовые цепные и роторные экскаваторы и др.) рабочий орган состоит из нескольких ковшей, перемещающихся по замкнутой траектории и создающих непрерывный поток груза.
Забой представляет собой торец, откос или площадку уступа.
По структуре пород забои могут быть однородными (простыми) и разнородными (сложными). В однородных забоях горные породы имеют одинаковые свойства, а в разнородных забоях – различные. Разработка простых забоев осуществляется валовым (сплошным) способом. В сложных забоях выемка полезного ископаемого и вскрыши или полезного ископаемого различных сортов производится раздельно (селективно).
В зависимости от взаимного расположения забоя и горизонта, установки выемочно-погрузочной машины различают выемку верхним, нижним и смешанным (верхним и нижним черпанием). Аналогично различают верхнюю, нижнюю и смешанную погрузку.
Классификация экскаваторов и их технологическая характеристика
Для выемочно-погрузочных работ на карьерах наибольшее распространение получили экскаваторы. Черпание горной массы, ее перемещение к месту разгрузки и разгрузка осуществляются одноковшовыми экскаваторами последовательно. В совокупности эти операции составляют рабочий цикл экскаватора. Поэтому одноковшовый экскаватор является машиной цикличного действия.
Многоковшовыми экскаваторами эти операции выполняются одновременно, поэтому многоковшовый экскаватор относится к машинам непрерывного действия.
Как одно- так и многоковшовые экскаваторы состоят из рабочего, механического, ходового и силового оборудования, рамы, кузова и механизмов управления.
Многоковшовые экскаваторы разделяются на цепные (с ковшами, укрепленными на бесконечной цепи), скребково-ковшовые со скребковым рабочим органом и ковшовой цепью для черпания горной массы и перемещения ее к месту разгрузки, фрезерно-ковшовые с фрезерным рабочим органом и ковшовой цепью, роторные, у которых рабочим органом является роторное колесо с ковшами для черпания горной массы.
По типу ходового оборудования одноковшовые экскаваторы разделяют на гусеничные, пневмоколесные, шагающие, плавучие.
Многоковшовые экскаваторы бывают гусеничные, шагающе-рельсовые, рельсово-гусеничные, пневмоколесные и на железнодорожном (рельсовом) ходу.
По типу силового оборудования как одноковшовые, так и многоковшовые экскаваторы бывают электрические, дизель-электрические и дизель-гидравлические. На карьерах в основном применяются электрические экскаваторы.
Одноковшовые экскаваторы в зависимости от назначения и конструктивных особенностей делят на пять типов:
тип ЭС - экскаваторы строительные гусеничные и пневмоколесные с ковшом емкостью 0,16 – 2,5 м3;
тип ЭКСГ – экскаваторы карьерно-строительные гусеничные с ковшом емкостью 1,25 – 8,0 м3;
тип ЭКГ - экскаваторы карьерные гусеничные с ковшом емкостью 2,0 – 20,0 м3;
тип ЭВГ - экскаваторы вскрышные гусеничные с ковшом емкостью 4,0 – 100,0 м3;
тип ЭШ – экскаваторы шагающие и драглайны с ковшом емкостью 4,0 – 120,0 м3.
Основными технологическими параметрами одноковшовых экскаваторов являются рабочие параметры, емкость ковша, габариты, масса, преодолеваемый уклон, удельное давление.
Рабочими параметрами мехлопат являбтся радиус и высота черпания и разгрузки, зависящие от длины рукояти и стрелы и размеров экскаватора.
Радиус черпания Rч – горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до режущей кромки ковша при черпании.
При выемке пород мехлопатами различают следующие типы забоев:
боковой (торцовый);
тупиковый (траншейный);
фронтальный.
Боковой забой обеспечивает максимальную производительность экскаватора, что объясняется небольшим средним углом поворота к разгрузке (не более 90о), удобной подачей транспортных средств под погрузку и минимальными простоями при перемещении и наращивании транспортных коммуникаций.
Тупиковый забой применяется при проведении траншей в основном при использовании автомобильного и конвейерного транспорта. В случае проведения траншей с использованием железнодорожного транспорта экскаватор, как правило, работает с верхней погрузкой.
В случае использования конвейерного транспорта погрузка взорванной горной массы осуществляется через бункеры-питатели, оборудованные колосниковыми грохотами. При значительной крупности горной массы используются передвижные дробильные агрегаты. Для уменьшения числа передвижных забойных конвейеров применяют конвейерные перегружатели.
Вопрос №13-14:
На открытых горных работах используются почти все известные способы транспортирования и средства перемещения грузов. Наибольшее распространение получили железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт.
В ограниченных условиях используются скиповые подъемники, канатно-подвесные дороги, гидравлические трубопроводные магистрали, конвейерные поезда, трубопроводный пневмотранспорт и др.
Железнодорожный транспорт. Применяется главным образом в карьерах средней и большой производственной мощности по горной массе (10 – 100 млн. т в год и более) глубиной до 200 м при расстояниях транспортирования от карьера более 2 – 3 км.
Достоинства:
1. Небольшой расход энергии вследствие малого удельного сопротивления движению подвижного состава по рельсовым путям (20 – 25 Н на 1 т массы поезда).
2. Возможность достижения практически любой производственной мощности карьера при любом расстоянии перевозок за счет большой пропускной способности путей и увеличения массы поезда до 1500 т и более.
3. Возможность автоматизации движения транспортных средств и управления транспортными операциями.
4. Надежность работы в любых климатических и горно-геологических условиях.
5. Относительно низкая себестоимость 1 ткм перевозки (меньше чем при автомобильном и конвейерном транспорте, в 4 - 6 раз).
Недостатки:
1. Повышенные требования к профилю путей.
2. Необходимы большая протяженность фронта работ на уступах(не менее 300 – 500 м), кривые большого радиуса (не менее 100 – 120 м для широкой колеи), небольшие уклоны путей (до 25 – 30, реже 40 – 60 %).
3. Резко возрастают длина и объемы наклонных траншей, общий объем горных работ и срок строительства карьера.
4. Снижается маневренность транспортных средств и возможная производительность экскаваторов при раздельной выемке.
5. Весьма трудоемки перемещение и содержание путей.
В качестве локомотивов на карьерах применяют тепловозы (ТЭМ-1, ТЭМ-2, ТЭМ-3, ТЭМ-7), электровозы (Д94, ВЛ26, EL-21) и тяговые агрегаты (ОПЭ-1, ОПЭ-1М, ОПЭ-1А, ПЭ-2М, EL-20)
Горную массу перевозят в думкарах, полувагонах, хопперах и на платформах грузоподъёмностью 63-125 т.
Автомобильный транспорт применяется главным образом на карьерах малой и средней производственной мощности с грузооборотом до 15 млн. тонн в год, а на более крупных карьерах – в комплексе с другими видами транспорта (в основном с конвейерным).
Достоинства:
1. Гибкость, маневренность и взаимная независимость работы автосамосвалов, что упрощает схемы движения.
2. Меньшие по сравнению с ж/д транспортом объемы наклонных траншей и горно-строительных работ (на 40 – 50 %), а следовательно меньшие затраты на строительство карьера и меньшие сроки ввода в эксплуатацию.
3. Небольшие радиусу поворотов (15 – 25 м), подъемы и уклоны до 80 – 100 %).
4. отсутствие рельсовых путей и контактной сети (при электровозной откатке) упрощает организацию работ, производительность экскаваторов возрастает на 20 – 25 % по сравнению с их производительностью при ж/д транспорте.
Недостатки:
1. Высокая стоимость и большие эксплуатационные расходы.
2. Жесткая зависимость от климатических условий и состояния автодорог.
3. Загазованность атмосферного воздуха при большой интенсивности перевозок.
По конструктивному исполнению подвижной состав карьерного автотранспорта подразделяется на две основные группы – автосамосвалы и автопоезда
Конвейерный транспорт используется обычно для перемещения мягких вскрышных пород.
Достоинства:
1 Непрерывность и ритмичность перемещения перемещения грузов.
2. Возможность повышения производительности выемочно-погрузочного и отвального оборудования.
3. Улучшение условий и повышение безопасности труда.
4. Благоприятные условия для автоматизации и централизованного управления.
5. Высокая производительность конвейерной установки, возможность использования при пересеченной местности.
Недостатки:
1. Зависимость от климатических условий.
2. При транспортировании скальных пород необходимо предварительное дробление до заданных размеров куска.
3. Экономическая нецелесообразность при выемке разносортных руд и раздельного транспортирования.
4. Ограниченность создания мощных однородных грузопотоков.
На карьерах наибольшее применение получили ленточные конвейеры.
Ленточный конвейер состоит из ленты, роликоопор, смонтированных на металлической конструкции, приводных барабанов и устройств для натяжения ленты. Натяжные устройства в свою очередь выпускаются двух видов: грузовые и автоматические натяжные устройства.
При комбинированном транспорте последовательно используются для перемещения одного и того же груза (в одном грузопотоке) различные виды транспорта, каждый в наилучших условиях. Комбинированный транспорт может использоваться в любом сочетании. В глубоких карьерах наиболее эффективен автомобильный транспорт в сочетании с конвейерным.
Комбинированный транспорт:
- Железнодорожный и автомобильный;
- Железнодорожный и конвейерный;
- Автомобильный и конвейерный;
- Автомобильный и канатно-скиповой.
Вопрос №15:
Для перевозки полезного ископаемого широко используется вагоны типа"гондолы"грузоподъемностью 60-9- т и частично типа "хоппер""грузоподъемностью 60 т. У вагонов типа "гандола" дно составлено из отдельных щитов,вращающихся на шарнирах у хребтовой балки.Опущенные обе стороны от оси пути.Вагон типа "хоппер" имеет наклонные торцовые стенки и разгружается через люки,расположенные ниже рамы вагона.Груз ссыпается между рельсами или на стороны.
Для перевозки вскрышных пород применяются саморазгружающие вагоны-думпкары с односторонней или двусторонней разгрузкой.Конструкция думпкаров рассчитана на восприятие значительных динамических нагрузок от падения крупных кусков породы массой 3-5т с высоты 1,5-3 м. Думпкары широко применяются также и для транспортирования руды.
Локомотивы.
В качестве локомотивов на карьерах применяются электровозы,тепловозы,тяговые агрегаты.
1)Достоинством электровоза являются относительно высокий к.п.д.,равный 14-16%.высокая скорость движения на руководящем подъеме.постоянная готовность к работе.простое обслуживание и надежная работа в суровых климатических условиях.Наибольщее применение получили контактные электровозы,работающие на постоянном токе напряжением 1500-3000 В.Недостатками электровозов являются зависимость от источника энергии и значительные первоначальные затраты на строительство контактной сети и тяговой подстанции.
2)Тепловозы- локомотивы,оборудованные двигателями внутреннего сгорания.Двигатель внутреннего сгорания,установленный в тепловозе, обеспечивает его автономность и исключает необходимость контактной сети,стоимость которой составляет 12-15%общей стоимости транспортирования. Тепловозы обладают высоким к.п.д.,равным 24-26%. и способны преодолевать значительные подъемы.Применяемые на карьерах тепловозы предназначена для работы на путях МПС и не отвечают специфическим особенностям работы карьерного транспорта.Они резко снижают скорость при движении на подъем.К недостаткам тепловозов относятся также сложность из ремонта.
3)Тяговые агрегаты представляют собой сочетание электровоза управления,секции автономного питания(дизельная секция) и нескольких моторных думпкаров.Наличие моторных думпкаров позволяет значительно увеличить сцепной вес и полезную массу поезда (в 2-2,5 раза по сравнению с электровозами).
Наличие дизельной секции обеспечивает возможность отключения контактной сети на передвижных путях.Тяговые агрегаты успешно эксплуатируются на ряде карьеров страны.
Вопрос №17:
1)Скип
Скип — подъёмный, саморазгружающийся короб (клеть), служащий для подъёма сыпучих и мелкокусковых грузов, движущийся с помощью канатов по направляющим приспособлениям скипового подъёмника.
2)Скиповой подъемник
Изобретение относится к горному оборудованию, в частности к скиповым шахтным установкам, используемым для механического подъема горной массы при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом. Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик путем предотвращения выхода скипа в другое подъемное отделение и его отклонения от загрузочных устройств. Скиповой подъем содержит шахтный ствол и катучие скипы. Шахтный ствол имеет два подъемных отделения, выполнен с поперечным сечением в виде двух сопряженных дугами сегментов, прямолинейные участки периметра которых параллельны друг другу. Катучие скипы состоят из кузова, рамы и подпружиненных колес, расположенных по две пары на каждой стороне рамы. Рама имеет две траверсы и над и под кузовом, на которых установлены по два подпружиненных ролика, ограничивающих круговое движение скипа. Поперечное сечение скипа имеет форму, подобную форме поперечного сечения одного скипового отделения.
Если вкратце то основными частями скипа являются:кузов, рама и приспособление для крепления к подъёмным приспособлениям (канатам, цепям и т. д.).
3)Способ разгрузки
По способу разгрузки различают скипы, которые разгружаются через дно, и опрокидывающиеся скипы.
4)Назначение скипов
Скипы служат для подъёма на поверхность угля, руды и других полезных ископаемых в горно-рудной промышленности.
Вопрос №18:
Нетрадиционные способы транспортировки горной массы:
1)Гидротранспорт полезных ископаемых
Гидротра́нспорт поле́зных ископа́емых (гидротранспорт) — перемещение сыпучих и жидких материалов по трубам с помощью потока воды.
Использование:
Гидротранспорт полезных ископаемых является одним из видов трубопроводного транспорта, при котором потоки воды или смеси несут с собой по трубам сыпучие материалы, либо переносится с помощью нагнетателя однородная субстанция.
Этот вид транспортировки эффективен при перемещении:
- полезных ископаемых (угля, песка, гравия, нефти, растворов солей и многое другое) от места добычи к потребителю;
- отходов обогатительных фабрик;
- золы и шлака тепловых электростанций в отвалы;
- пустой породы к месту складирования и др.
Во многих схемах гидротранспорта имеются вертикальные или наклонные участки, например:
- подъём твердого материала из подземных выработок или со дна различных водоёмов при добыче полезных ископаемых;
- подъём жидкостей (воды, нефти и др.) на поверхность.