книги / Машины и оборудование для механизации горных работ в калийных рудниках (применительно к условиям Тюбегатанского калийного месторождения)
..pdf4.МАШИНЫ ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РАБОТ
Впроцессе ведения проходческих и очистных работ в калийных рудниках помимо выполнения основных операций по отбойке, погрузке и доставке горных пород возникает необходимость выполнения многочисленных вспомогательных работ. К ним относятся работы по оборке кровли и стенок выработок с целью обеспечения безопасности для обслуживающего персонала и работающих гонных машин, бурения шпуров с целью установки анкерного крепления
иподвески питающих электрических кабелей, бурение технологических скважин различного назначения, дробление негабаритных кусков породы, образование ниш для размещения оборудования и т.д.
Механизация этих работ осуществляется с помощью машин и оборудования, технические характеристики и конструктивные особенности которых приводятся ниже.
4.1. Агрегат для установки анкерной крепи АК-19
Агрегат АК-19 (рис. 4.1) предназначен для механизированной установки винтовой анкерной крепи в горных выработках калийных рудников.
Рис. 4.1. Агрегат для возведения анкерной крепи АК-19
Агрегат представляет собой самоходную машину с дизель-элект- рическим приводом. В качестве ходовой части использовано тракторное шасси Т-16М или СШ-2450. На шасси установлен стреловидный
121
манипулятор с бурильной машиной (БМ), а также размещены электрооборудование, гидрооборудование, пневмооборудование и пульт управления. При переездах агрегата на длинные расстояния используется дизельный двигатель самоходного шасси, а при установке крепления работа всех приводов, в том числе и передвижение ходовой части, осуществляется от гидродвигателей, питаемых от насосной станции с приводом от электродвигателя.
Технические характеристики агрегата АК-19 для установки винтовой анкерной крепи приведены в табл. 4.1.
|
|
|
Таблица 4.1 |
|
Технические характеристики агрегата АК-19 |
|
|
|
|
|
|
№ |
Наименование параметра |
|
Норма |
п/п |
|
||
|
|
|
|
1 |
Количество бурильных машин, шт |
|
1 |
2 |
Глубина бурения, м |
|
до 2,0 |
3 |
Диаметр шпура, мм |
|
26,0 |
4 |
Скорость бурения, м/мин, не менее |
|
3,6 |
5 |
Высота закрепляемой выработки, м, не менее |
|
3,4 |
6 |
Ширина закрепляемой выработки, м, не менее |
|
3,2 |
7 |
Угол преодолеваемого подъема, град |
|
до 15 |
8 |
Скорость передвижения, км/ч |
|
1,5–15,0 |
9 |
Габариты транспортные, мм: |
|
|
|
– ширина |
|
2100 |
|
– высота |
|
2350 |
|
– длина |
|
6000 |
Манипулятор стреловидного типа позволяет устанавливать БМ
всоответствии с паспортом крепления и фиксировать ее в процессе бурения шпура и последующей установки винтового анкера. С помощью установленных на манипуляторе шести цилиндров и шарнирных соединений обеспечиваются подъем-опускание стрелы, ее поворот
вгоризонтальной плоскости, поворот БМ относительно оголовка стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскости, надвижение БМ относительно оголовка стрелы и разворот БМ относительно ее продольной оси из положения «бурение» в положение «анкерование». Жесткая фиксация БМ после ее настройки обеспечивается за счет ус-
122
тановки на всех гидроцилиндрах гидрозамков, а также предварительной установки и фиксации ходовой части на специальных гидродомкратах. Бурильная машина агрегата АК-19 включает специальную раму с двумя направляющими полозьями, по которым с помощью цепного податчика поочередно перемещается либо вращатель буровой штанги, либо вращатель для винтового анкера. Вращатель буровой штанги представляет собой корпус, в котором на подшипниках помещен вал с выходным резьбовым концом для соединения с буровой штангой, с другой стороны он соединен непосредственно с приводным гидродвигателем вращателя. К корпусу вращателя штанги подводится сжатый воздух, который через отверстие в штанге и резце подается в шпур для выноса буровой мелочи. Соединение корпуса вращателя штанги с цепью податчика осуществляется с помощью специального замка.
Вращатель для завинчивания анкера перемещается вдоль рамы БМ по другим направляющим полозьям. Для увеличения крутящего момента при завинчивании анкера между выходным шпинделем вращателя и приводным гидродвигателем установлен двухступенчатый редуктор. Соединение корпуса вращателя анкера с другой ветвью цепного податчика осуществляется тоже с помощью специального замка. В конструкциях заменительных замков корпусов приводов вращения буровой штанги и винтового анкера предусмотрена блокировка, исключающая их одновременное включение.
Цепной податчик БМ представляет собой бесконечную втулочнороликовую цепь, расположенную вдоль направляющей рамы между приводной и натяжной звездочками. Приводная звездочка приводится от гидродвигателя через двухступенчатый зубчатый редуктор.
Помимо отмеченных основных узлов в конструкции БМ предусмотрены центрирующие люнеты для буровой штанги и винтового анкера и пылеуловитель для отвода буровой мелочи.
Ходовая часть АК-19 является основным базовым узлом агрегата и представляет собой серийно выпускаемые самоходные тракторные шасси типа Т-16М или СШ-2450, которые подвергнуты дополнительным конструктивным доработкам. На ходовой части дополнительно смонтированы гидравлическая насосная станция, маслобак, пульт управления с блоком контроля, компрессорная станция, электрооборудование с бобиной для электрического кабеля. Кроме того, для возможности перемещения машины при отключенном ди-
123
зельном двигателе предусмотрен привод ходовой части от гидродвигателя.
Насосная станция агрегата включает приводной электрический двигатель и три насоса, приводящихся через раздаточный зубчатый редуктор.
Конструкция АК-19 разработана институтом Пермгипрогормаш, изготовитель – Пермский завод ГШМ.
4.2. Установка для возведения винтовой анкерной крепи УВК-5С
Установка УВК-5С (рис. 4.2) предназначена для механизации возведения винтовой анкерной крепи в горных выработках калийных рудников.
Технические характеристики установки приведены в табл. 4.2.
Рис. 4.2. Установка для возведения винтовой анкерной крепи УВК-5С
124
|
|
Таблица 4.2 |
|
|
Технические характеристики агрегата УВК-5С |
|
|
|
|
|
|
№ |
Наименование параметра |
|
Норма |
п/п |
|
||
|
|
|
|
1 |
Мощность привода насосной станции, кВт |
|
15 |
2 |
Частота вращения бурильного инструмента, об/мин, |
|
1000 |
|
не более |
|
|
3 |
Диаметр бурения, мм |
|
26 |
4 |
Максимальная глубина бурения, м, не более |
|
1,7 |
5 |
Скорость рабочей подачи бурильного инструмента |
|
|
|
и анкера, м/с |
|
0–0,3 |
6 |
Скорость отвода бурильного инструмента, м/с, не более |
|
0,3 |
7 |
Усилие подачи бурильного инструмента, Н, не более |
|
5000 |
8 |
Частота вращения анкера при завинчивании, об/мин, |
|
170 |
|
не более |
|
|
9 |
Крутящий момент при завинчивании анкера, Н·м |
|
250 |
10 |
Длина анкера, м, не более |
|
1,5 |
11 |
Высота закрепляемой выработки, м |
|
2,5–4,8 |
12 |
Габариты установки, мм, не более: |
|
|
|
– длина |
|
5200 |
|
– ширина в рабочем положении |
|
1960 |
|
– ширина в транспортном положении |
|
1960 |
|
– высота в транспортном положении |
|
2100 |
13 |
Масса, кг, не более |
|
6000 |
Установка для возведения крепи УВК-5С (см. рис. 4.2) представляет собой смонтированные на ходовой части: манипулятор, бурильную машину (БМ), систему продувки шпура, насосную станцию, барабан для электрокабеля, электрооборудование и гидросистему. Конструктивное исполнение установки позволяет производить бурение шпура и установку винтового анкера в пробуренный шпур после разворота БМ.
Манипулятор предназначен для придания бурильной машине определенного положения в выработке и позволяет поднимать БМ вверх до высоты 4,5 м от опорной поверхности и перемещать БМ в горизонтальной плоскости на 30° вправо и 40° влево.
Манипулятор состоит из опорной части, стрелы, гидроцилиндров, реечного механизма и опоры для крепления БМ. Манипулятор
125
обеспечивает подъем-опускание БМ, поворот стрелы в горизонтальной плоскости, поворот стрелы вокруг оси и поворот БМ относительно оси стрелы, обеспечивая тем самым возможность установки анкерного крепления по заданному паспорту.
Конструкция БМ выполнена по схеме, аналогичной схеме агрегата АК-19.
Ходовая часть выполнена в виде четырехколесной самоходной тележки на пневмоходу и состоит из рамы сварной конструкции, редукторов, установленных в мост рамы на осях. На ступицах редукторов закрепляются колеса. Передние колеса поворачиваются за счет гидроцилиндров и соединены рулевой тягой, задние – неподвижной стяжкой. Для обеспечения распора на раму установлены домкраты, подъем и опускание опор которых производится гидроцилиндрами. На раме закреплены ограждения колес и площадки.
Редуктор представляет собой червячную пару, передающую вращение от гидромотора колесу через кулачковую муфту. Отключение и включение кулачковой муфты осуществляются ручным механизмом.
Насосная станция представляет собой раздаточный редуктор, посредством которого от электродвигателя приводятся в действие три насоса. Насосная станция устанавливается на раму ходовой части.
Барабан предназначен для укладки питающего кабеля при перемещении и транспортировании установки. Корпус барабана сварной конструкции соединен с осью и установлен на опорах рамы ходовой части.
Система продувки шпура состоит из компрессорной установки, рукавов отвода и крана для подачи воздуха. Приводом компрессора является гидромотор.
Управление установкой осуществляется с рабочего места, оборудованного ограждением и сиденьем и обеспечивающего свободный доступ к рукояткам и кнопкам пультов управления.
Все элементы установки приводятся в движение от гидросистемы с пульта, расположенного с правой стороны установки.
Электрооборудование машины состоит из серийно выпускаемых аппаратов, предназначенных для эксплуатации в рудниках, опасных по газу или пыли, где возможно образование взрывоопасных смесей.
Питание электроэнергией силовых цепей осуществляется от сети с изолированной нейтралью напряжением 660 В промышленной час-
126
тотой 50 Гц. Напряжение на установку подается от штрекового пускателя КМ через барабан и установленный на нем соединитель СНВ 63М-Л, кабельную перемычку и соединитель станции управления.
Гидросистема установки представляет собой объемный гидропривод, состоящий из насосной станции, приводных гидроцилиндров
игидромоторов, гидробака, распределительной, предохранительной
ирегулирующей аппаратуры, фильтра и гидравлических коммуникаций.
Установка УВК-5С разработана и изготавливается ОАО «Копейский машиностроительный завод».
4.3. Машина для установки анкерной крепи типа МВК
Машина МВК (рис. 4.3) предназначена для механизированной установки анкерной винтовой крепи в кровлю выработок высотой от 2,8 до 5,8 м в условиях калийных рудников.
Рис. 4.3. Общий вид машины МВК: 1 – кабина с ограждением; 2 – станок буровой; 3 – отвал; 4 – барабан кабельный; 5 – прочее оборудование; 6 – система дизельного привода; 7 – электрооборудование и КИП; 8 – тормозная система; 9 – механизмы управления; 10 – силовая установка; 11 – манипулятор; 12 – ходовая часть; 13 – гидросистема; 14 – пневмосистема
Технические характеристики машины МВК для установки анкерной крепи приведены в табл. 4.3.
127
|
|
Таблица 4.3 |
|
|
Техническая характеристика машины МВК |
||
|
|
|
|
№ |
Параметры и технические характеристики |
Норма |
|
п/п |
|||
|
|
||
|
Параметры рабочего органа |
|
|
1 |
Высота закрепляемой выработки, м |
2,8–5,8 |
|
2 |
Максимальный поперечный шаг анкеровки, м: |
|
|
|
– при минимальной высоте выработки |
3,2 |
|
|
– при максимальной высоте выработки |
1,5 |
|
3 |
Крепость пород по шкале профессора М.М. Прото- |
f ≤ 4 |
|
|
дьяконова |
|
|
4 |
Диаметр бурения, мм |
26–40 |
|
5 |
Глубина бурения, м, не менее |
1,6 |
|
6 |
Длина устанавливаемого анкера, м |
1,5 |
|
7 |
Емкость кассеты бурового станка, анкеров (шт.) |
6 |
|
8 |
Частота вращения буровой штанги, об/мин, регу- |
0–1000 |
|
|
лируемая |
|
|
9 |
Скорость подачи инструмента, м/с, регулируемая |
0–0,1 |
|
10 |
Скорость отвода инструмента, м/с, регулируемая |
0–0,3 |
|
11 |
Усилие подачи инструмента, Н |
5000 |
|
12 |
Частота вращения анкера, м/с, регулируемая |
0–170 |
|
13 |
Максимальный крутящий момент анкера при за- |
250 |
|
|
винчивании, Н м |
|
|
14 |
Перемещение манипулятора, град: |
|
|
|
– в горизонтальной плоскости (поворот манипуля- |
±30 |
|
|
тора) |
|
|
|
– в вертикальной плоскости (подъем-опускание |
от 70 до минус 5 |
|
|
манипулятора) |
|
|
15 |
Перемещение бурового станка относительно мани- |
|
|
|
пулятора: |
|
|
|
– в вертикальной плоскости (качание станка), град |
от 20 до минус 90 |
|
|
– в поперечной плоскости (вращение станка), град |
±90 |
|
|
– ход вдоль линии подачи, м |
0,8 |
|
|
Параметры машины |
|
|
16 |
Максимальная скорость движения машины, км/ч |
12 |
|
17 |
Емкость кабельного барабана, м, не более |
200 |
|
|
(для кабеля типа КГЭШ 3×6+1×4+3×2,5) |
|
128
Продолжение табл. 4.3
№ |
Параметры и технические характеристики |
Норма |
|
п/п |
|||
|
|
||
18 |
Дорожный просвет, м, не менее |
0,2 |
|
19 |
Угол преодолеваемого уклона, град, не менее |
12 |
|
20 |
Наименьший радиус поворота по точке машины, |
15 |
|
|
наиболее удаленной от центра поворота, м, не бо- |
|
|
|
лее |
|
|
21 |
Колесная формула |
4 4 |
|
22 |
Шины |
12.00R18 |
|
|
|
мод.КИ-115А |
|
23 |
Давление в шинах, МПа |
0,4±0,05 |
|
|
Параметры и технические характеристики |
Норма |
|
24 |
Дизельный привод |
|
|
|
– тип двигателя |
ММЗ Д-243-202 |
|
|
– рабочий объем, см3 |
4750 |
|
|
– максимальная мощность при 2200 об/мин, кВт |
60 (81) |
|
|
(л.с.) |
|
|
|
– максимальный крутящий момент при 1600 |
298 (30,4) |
|
|
об/мин, Н м (кгс м) |
|
|
|
– минимальная частота вращения коленчатого ва- |
600±50 |
|
|
ла, об/мин |
|
|
|
– максимальная частота вращения коленчатого ва- |
2380 |
|
|
ла, об/мин |
|
|
|
– контрольный расход топлива, л/моточас, не более |
11,3 |
|
|
– запас работы по контрольному расходу топлива, |
5 |
|
|
моточасов, не менее |
|
|
|
– давление масла в системе смазки прогретого до |
0,4±0,1 |
|
|
80 °С двигателя и при частоте вращения коленча- |
|
|
|
того вала двигателя 1500±100 об/мин, МПа |
|
|
|
– напряжение электрооборудования, В |
24 |
|
25 |
Электропривод |
|
|
|
– напряжение основной цепи, В |
660/1140 |
|
|
– напряжение цепи освещения, В |
127 |
|
|
– частота, Гц |
50 |
|
|
– тип электродвигателя |
ВРПВ 180S4 |
|
|
– мощность, кВт |
22 |
|
|
– частота вращения, об/мин |
1470 |
129
Окончание табл. 4.3
№ |
Параметры и технические характеристики |
Норма |
|
п/п |
|||
|
|
||
|
– тип пускателя электродвигателя |
ПРВИ-М 32/63 |
|
|
– тип трансформатора освещения (агрегат пуско- |
АПШ.М.02 |
|
|
вой шахтный) |
|
|
|
– тип светильников освещения |
СЗВ.1.2М |
|
|
– тип питающего кабеля |
КГЭШ |
|
|
|
3×6+1×4+3×2,5 |
|
|
– исполнение электрооборудования |
РВ Exdib 1 по |
|
|
|
ГОСТ Р 51330 |
|
26 |
Габаритные размеры в транспортном положении, |
|
|
|
м, не более: |
|
|
|
– длина |
7,2 |
|
|
– ширина |
2,3 |
|
|
– высота |
2,5 |
|
27 |
Вес машины, кг, не более |
8000 |
Машина МВК смонтирована на специальном шасси на пневмоколесном ходу с двумя приводными мостами автомобильного типа, один из которых является рулевым. На шасси смонтированы буровой станок, манипулятор, силовая установка, электрооборудование, кабельный барабан, гидросистема, пневмосистема и другое оборудование.
Буровой станок (рис. 4.4) обеспечивает бурение с продувкой шпура для винтового анкера и его последующую установку. Основное отличие бурового станка машины МВК от рассмотренных выше аналогичных машин заключается в том, что он оснащен специальным барабаном, в котором размещаются шесть анкеров, которые автоматически последовательно подаются в пробуренные шпуры для завинчивания. Это позволяет повысить производительность машины. Для отвода буровой мелочи в верхней части бурового станка установлен пылеприемник, совмещенный с направляющим моментом.
Манипулятор машины выполнен в виде стрелы с механическим параллелизатором и механизмами ориентирования бурового станка, обеспечивающими его установку в соответствии с паспортом крепления кровли.
130