ПОДГОТОВКА СТЕНОВОГО КАМНЯ К ВЫЕМКЕ

Для подготовки стенового камня к выемке применяются камнерезные машины, имеющие рабочие органы: дисковые пилы с зубками, армируемыми твердыми сплавами, цепные бары и кольцевые фрезы. Выбор типа камнерезной машины определя­ется главным образом прочностью добываемого камня и вы­бранной технологией его вырезки. Дисковые машины применя­ются для резания камня прочностью при сжатии от 1 до 25 МПа, машины с цепными барами — для резания камня прочностью 1—10 МПа, машины с кольцевыми фрезами — для резания камня прочностью 20— 160 МПа.

Дисковая пила (рис. 5.4) состоит из сплошного стального диска и твердосплавных зубков, укрепленных в стальных державках. Дисковые режущие органы диаметром 800, 1100, 1300, 1650, 2000, 2400 мм нашли наиболее широкое применение. Ими оснащено 85 % камнерезных машин для разработки месторож­дений природного стенового камня.

Рис. 5.4. Схема дисковой пилы:

1 —диск; 2 — державка; 3 — твердосплавный зубок

Камнерезная машина СМ-89А предназначена для вырезки штучного стенового камня прочностью при сжатии до 10 МПа. Машина состоит из рамы (с ходовыми колесами и приводом), которая перемещается по рельсам вдоль фронта ра­бот, и тележки, передвигающейся по уложенным рельсам пер­пендикулярно к ходу рамы. На тележке расположены набор дисковых пил с приводом и пульт управления. Машина рассчи­тана для работы при высоте уступа 0,41 м.

Машина оборудована тремя пилами (две вертикальных и одна горизонтальная). Вертикальные пилы можно поворачивать на 90°, благодаря че­му они в одном случае служат для поперечного резания, а в другом — для продольного.

Для добычи стенового камня применяются камнерезные низкоуступные машины СМР-026/1А. Они предназначены для вырезки стенового камня из массива горных пород прочностью до 40 МПа с механизированной уборкой вырезанных камней и выносом их за пределы машины.

Преимуществом камнерезных машин с дисковыми пилами является то, что они имеют простую конструкцию, надежны в эксплуатации и обеспечивают минимальную толщину пропила. Недостатком дисковых пил является низкий коэффициент ис­пользования диаметра — 35 %. С целью устранения этого не­достатка на карьерах применяются камнерезные машины с коль­цевыми фрезами, у которых использование рабочего органа по длине составляет 65—75 % (рис. 5.6).

Рис.5.6. Схема кольцевой фрезы:

1 — ведущая шестерня; 2 — сальниковый диск; 3 — твер­досплавная пластина; 4 — зубок; 5 — несущий диск; 6 — ролик

Для добычи крупных стеновых блоков прочностью при сжатии до 40 МПа в основном применяются камнерезные машины СМ-580А, которые последовательно выполняют по­перечные, горизонтальные и продольные затыловочные пропи­лы для отделения блока от массива.

Комплексная механизация всех операций при отделении штучного камня и стеновых блоков от массива является важной задачей камнедобывающей промышленности. Эту задачу можно решить как созданием ма­шин, способных выполнять основные и вспомогательные опе­рации, так и конструированием и внедрением специальных ма­шин для выполнения только вспомогательных операций. Примером может служить камнеуборочная машина (рис. 5.8), применяемая на Камышбурунском карьере и работающая в комплексе с камнерезной машиной СМ-89А.

Рис. 5.8. Камнеуборочная машина для штучного стенового камня:

1 — рама машины; 2 — камнерезная машина; 3 — питатель; 4 — отжимной щиток; 5,

7, 8 — цепные конвейеры; 6 — ленточный конвейер

Вырезанный из массива камень по наклонному питателю поступает на цепной конвейер, затем посредством отжимного щитка следует на лен­точный и далее цепной конвейеры, где происходит разделение бута и щебня и штучных камней. Последние цепным конвейе­ром транспортируются в штабель за пределы рельсового пути камнерезной машины.

СИСТЕМЫДОБЫЧНЫХ РАБОТ

Независимо от количества и высоты уступов технология вырезки камня разделяется на три основные операции (рис. 5.9).

I операция. Горизонтальный прямоугольный уступ оконтурен по краям фланговыми траншеями (2 —заходная, 1 — вы­ходная). Режущие органы машины (3) поперечно фронту работ разрезают уступ на блоки, равные по ширине одному из размеров камня (обычно длине). Длина поперечного захвата должна быть кратная одному из размеров камня (ширине или толщи­не). В связи с необходимостью перемещения машины эта опе­рация является периодической и всегда самостоятельной.

II операция. Режущими органами машины (4) осуществля­ются горизонтальные пропилы на всю длину фронта работ уступа.

III операция. Вертикальный режущий орган машины (5) отделяет блоки (штучные камни) от массива.

В ряде камнерезных машин операции II и III объединены и выполняются одновременно.

Рис. 5.9. Схема очередности пропилов при вырезке камня:

1 — выходная траншея; 2 — заходная траншея; 3, 4, 5 — соответственно диски попе­речного, горизонтального и продольного пропилов

Системы добычных работ при разработки природного стенового камня по проф. Б.М. Родину представлены на рис. 5.10.

Низкоуступная захватная система НЗ характеризуется тем, что уступ поперечными пропилами длиной, соответствующей конструктивным параметрам машины, разделяется на блоки, ширина которых равна длине камня. Затем горизонтальными и затыловочными пилами камень отделяется от массива (см. рис 5.10, а).

Низкоуступная столбовая система НСт отличается тем, что машина, передвигающаяся по кровле уступа, поперечными про­пилами нарезает уступ на длинные столбы, ширина которых равна длине камня. Затем эта машина перебрасывается на сле­дующий участок, а на подготовленном уступе горизонтальны­ми и затыловочными пилами камень отделяется от массива по всей ширине участка (рис. 5.10, б).

При высокоуступной столбовой системе ВСт надуступная баровая машина выполняет поперечные, а затем продольные вер­тикальные пропилы шириной 60—65 мм, создавая систему по­перечных и продольных столбов (см. рис. 5.10, в). Затем в верти­кальные пропилы вводятся шпиндели отрезной машины с гори­зонтально расположенными дисками, которые отделяют блоки от массива. Вертикальные пропилы захватывают по высоте два камня, горизонтальные — один. Это делается для того, чтобы штыб, получающийся при работе дисковых пил, мог разместиться в вертикальной зарубной щели.

Рис. 5.10. Системы добычных работ

При высокоуступной захватной сплошной системе ВЗС од­на машина или агрегат, состоящий из нескольких машин, за один проход вдоль подготовленного уступа (один цикл) отде­ляет от массива сплошную полосу камня, высота которого рав­на высоте уступа, длина — длине фронта работ на уступе, ширина — одному из размеров камня (см. рис. 5.10, г). Эта система эффективна при добыче мелких и крупных блоков на карьерах большой производственной мощности при условии эксплуатации пологого или горизонтального малотрещиноватого пласта боль­шой протяженности по простиранию и мощностью не менее 2 м. Характерными добычными машинами являются: для добычи мелких блоков — СМ-824, для добычи крупных блоков — СМР-028, СМ-177А, СМ-580А и др.

При высокоуступной захватной системе с горизонтальны­ми заходками ВЗГ одна машина или агрегат, состоящий из не­скольких машин, за один проход вдоль уступа (один цикл) от­деляет от массива полосу камня, высота которого равна тол­щине одного или нескольких камней (но всегда меньше высоты уступа), длина равна длине фронта работ на уступе, ширина — одному из размеров камня (см. рис. 5.10, д). Следовательно, для отработки всего уступа по высоте необходимо пройти пони­жающимися забоями число циклов, равное отношению высоты забоя к высоте заходки (машины КМ-4М, СМ-826 и др.).

При высокоуступной захватной системе с вертикальными заходками ВЗВ (см. рис. 5.10, е) на уступе системой поперечных и горизонтальных пропилов подготавливаются камни задан­ных размеров. Затем затыловочными последовательными про­пилами, идущими сверху вниз, эти камни отделяются от массива.

Эта система применяется в ос­новном при проведении фланговых траншей и на доработке ус­тупов, ранее разрабатываемых другими типами машин.

При высокоуступной двухстадийной фронтальной системе ВДФ (см. рис. 5.10, ж) вырезаются блоки-заготовки параллель­но фронту работ (машины СМР-028, СМ-177А), которые затем разделываются на готовую продукцию.

При высокоуступной двухстадийной диагональной системе ВДД (см. рис. 5.10, з) блоки из массива вырезают вертикальны­ми пропилами, расположенными под углом 45° к уступу и 90° по отношению один к другому. При этой системе появляется возможность вырезки блоков из массива без проведения флан­говых траншей.