книги / Рудничный транспорт

i;nop — средняя скорость перемещения порожнего скрепера, м/сек; tn — продолжительность пауз при двукратном переключении хода скрепера, сек; принимается tn = 5—15 сек.

2. Полное сопротивление перемещению скрепера: груженого

<h и q2— вес 1 м соответственно холостого и головного каната, кГ/м; W4 — усилие притормаживания холостого барабана, кГ; при­ нимается для лебедок: малой мощности — равным 50— 100 кГ, средней мощности — 100—400 кГ; большой мощ­

и трения скрепера о боковые откосы скрепер­ ной траншеи;

к6 = 1,05—1,08 — коэффициент, учитывающий увеличение натя­ жения канатов на блоках.

ВыборДканата производится по формуле

Q раз

*v7

(71)

ш

где (?раз — суммарное разрывное усилие каната, величина которого

Гидро- и пневмотранспорт горной массы породы в последнее время получил развитие в горнодобывающей и строительной отрас­ лях промышленности СССР и за рубежом. Сущность гидро- и пневмо­ транспорта заключается в перемещении твердых частиц горной массы в смеси с водой или воздухом.

При гидротранспорте движущаяся смесь материала с водой называется гидросмесью, а при пневмотранспорте смесь материала с воздухом называется аэросмесыо. Гидротранспорт может быть безнапорным, самотечным по трубам и желобам и напорным по тру­ бам. При пневмотранспорте аэросмесь перемещается по трубам под действием перепада давлений.

Гидротранспорт может быть применен для доставки горной массы при гидравлическом способе разработки месторождения от эабоя до обогатительной фабрики. При этом могут быть совмещены доставка, откатка и подъем груза с водоотливом. Гидротранспорт может широко использоваться для перемещения частиц горной массы между отдельными механизмами и аппаратами на обогати­ тельных фабриках, для транспортировки хвостов в отвалы и по­ роды при гидровскрышных работах на разрезах. Наиболее широко он применяется для механизации закладочных и заиловочных работ.

Пневмотранспорт применяется в подземных условиях и на обога­ тительных фабриках для перемещения пылевидной и мелкозернистой горной массы, а также при раздельном способе бетонирования горных выработок, когда вначале за опалубку укладывается запол­ нитель из дробленой скальной породы крупностью до 40 мм, а затем подается цементный раствор. На угольных шахтах пневмотранспорт применяется для подъема угля на поверхность.

По сравнению с другими видами транспорта гидро- и пневмо­ транспорт имеют следующие преимущества: значительная производи­ тельность, простота укладки трубопровода даже при сложной кон­ фигурации выработок, малые размеры трубопровода, низкая стои­ мость оборудования, высокая степень автоматизации установки, при гидротранспорте возможно перемещать груз без перегрузок на боль­ шие расстояния, безопасность и малая трудоемкость.

К недостаткам гидро- и пневмотранспорта следует отнести очень высокую энергоемкость, быстрый износ трубопроводов, особенно при перемещении абразивных материалов (руд, антрацитов), невоз­ можность транспортировать крупные куски (практически до 100— 120 мм). Кроме того, при гидротранспорте имеет место увлажнение горных пород и выработок, что также усложняет его эксплуатацию на поверхности шахт в зимнее время в результате смерзания угля и руды в бункерах, течках и железнодорожных вагонах.

§2. Схемы гидротранспортных установок

иприменяемое оборудование

Гидротранспортные установки по роду используемой энергии разделяются на безнапорные, или самотечные, и напорные с есте­ ственным и искусственным напором. При самотечном транспорте перемещение гидросмеси происходит под действием силы тяжести. Самотечный гидротранспорт возможен при благоприятных горно­ геологических условиях и при достаточном естественном уклоне.

Самотечный транспорт производится по деревянным и металли­ ческим желобам, лоткам и дренажным канавам.

Напорное транспортирование осуществляется под воздействием напора, достаточного для перемещения гидросмеси по трубам на необходимую высоту. При этом применяются две принципиально различные по способу питания схемы: первая — с применением углесосов для перекачивания угольной пульпы и вторая — с приме­ нением питателей и насосов для нагнетания воды.

Гидротранспорт угольной пульпы с помощью углесосов показан на рис. 58, а. Уголь из забоя по конвейеру поступает в дробилку, затем в пульпосборник, а оттуда углесосом направляется по трубо­ проводу и выдается на поверхность шахты. Здесь уголь попадает на обезвоживающий грохот, где отделяется от воды, которая после осветления поступает в шахту для повторного использования. В этой схеме основным агрегатом является углесос, через который вместе с водой проходит весь груз. В качестве углесосов применяются специальные центробежные насосы, у которых рабочее колесо для прохождения угольной пульпы имеет несколько широких лопаток, образующих каналы большого сечения. Углесосы имеют большую производительность и малый напор, но низкий к. п. д. Недостатком схемы является ограниченная возможность транспортировки мате­ риала на большую высоту из-за низкого напора углесосов и быстрого

Гидротранспорт с применением питателей и насоса показан на рис. 58, б. Конвейер из забоя подает уголь в дробилку, а затем в бункер, из которого тот через дозатор равномерными дозами посту­ пает в питатель и дальше в нагнетательный трубопровод. При этой схеме насос засасывает из водосборника и нагнетает в трубопровод чистую воду, а уголь, подаваемый прямо в трубопровод питателем, не проходит через насос. Такая схема допускает применение обыкно­ венного центробежного насоса.

Схема с питателем сложнее схемы с углесосом, но применение ее обеспечивает возможность подъема на большую высоту и угля большей крупности.

Рис. 58. Схема напорных гидротранспортных систем:

следующие машины и устройства, отличающиеся принципом дей­ ствия: центробежные и поршневые насосы, аппараты для загрузки материала в напорный трубопровод, гидроэлеваторы и эрлифты.

Для перекачки угольной пульпы с участка в зумпф углесосной станции и для подъема и транспортировки угольной пульпы на гидрошахтах применяются углесосы, которые являются наиболее распространенным средством гидротранспорта. В зависимости от числа рабочих колес различают одно- и многоступенчатые углесосы. В изготовляемых в настоящее время углесосах число рабочих колес обычно не превышает двух. Наиболее работоспособными являются одноступенчатые углесосы.

Для ввода транспортируемого материала в напорный трубопро­ вод и дальнейшего его перемещения водой используются специальные загрузочные аппараты, которые называются питателями. Имеется большое количество типов и конструкций питателей, из которых наибольшее распространение получили шнековые и камерные.

Для гидротранспорта применяются стальные цельнотянутые

исварные трубы.

Взависимости от назначения и продолжительности работы

транспортной установки трубопроводы разделяются на магистраль­ ные и забойные. Трубопроводы в шахте эксплуатируются в стеснен­ ных условиях и часто перекладываются вслед за подвиганием горных работ. Соединение труб магистральных трубопроводов произво­ дится фланцами или быстроразъемными соединениями. Разъемные тру­ бопроводы соединяются только с помощью быстроразъемных сое­ динений.

На рис. 59 показано быстроразъемное соединение, которое со­ стоит из фланцев, приваренных к трубам и соединенных хомутом

А-А

Рис. 59. Быстроразъемное клиновое соединение трубопровода:

1 ,2 — подвижные полумуфты; 3 — съемная полумуфта; 4 — резиновое уплотнет1е; 5 — палец; 6 — клпн

Для регулирования работы транспортных устройств и отключения части трубопровода в случае необходимости применяется запорная арматура и задвижки. На трубопроводах малого сечения приме­ няются задвижки с ручным приводом, а на крупных (диаметром 300—500 мм) и при дистанционном управлении — задвижки с элек­ тро- и гидроприводами.

§ 3. Пневмотранспортные установки

Пневмотранспортные установки в зависимости от способа создания разности давлений в системе разделяются на всасывающие, нагнета­ тельные и смешанные. На всасывающих установках перемещение материала происходит в разреженной среде, при нагнетательной системе — под действием напора. Установки смешанного типа имеют всасывающую и нагнетательную части. Установки всасывающего

типа оборудуются вакуум-насосами, нагнетательного типа — за­ грузочными устройствами. В установках смешанного типа транс­ портируемый материал загружается в конце трубопровода всасыва­ ющей части, а затем через загрузочное устройство подается в нагне­ тательный трубопровод, по которому перемещается к месту раз­ грузки.

Наибольшее распространение пневмотранспорт получил при закладке выработанного пространства, где энергия сжатого воздуха используется для перемещения по трубопроводу закладочного мате­ риала и для забрасывания его в выработанное пространство. Пнев­ матическая закладочная установка состоит из закладочной машины, которая выполняет роль загрузочного аппарата, и рабочего трубо­ провода. Установки подразделяются на стационарные и передвиж­ ные. К стационарным относятся такие, у которых закладочные машины не переносятся и по мере подвигания горных работ наращи­ вается трубопровод. К передвижным установкам относятся такие, у которых закладочные машины по мере подвигания горных работ переносятся. Расстояние транспортировки для стационарных уста­ новок составляет от 300 до 1500 м и более. Передвижные закладоч­

дробленная горная масса должна быть погружена в вагонетки или на конвейер. Погрузка горной массы в подготовительных выработ­ ках — одна из наиболее трудоемких операций, механизация которой осуществляется с помощью погрузочных машин.

Процесс работы погрузочной машины складывается из процесса забирания (захвата) насыпного груза, лежащего на почве иля на­ стиле, перемещения его к месту погрузки в вагонетки или на кон­ вейер и передвижения машины в забое. Каждая погрузочная машина имеет исполнительный орган, служащий для загребания (захвата) горной массы, передаточный орган, предназначенный для транспорти­ рования груза, и механизм передвижения машины.

Исполнительные органы погрузочных машин по характеру работы делятся на органы периодического (цикличного) действия, которые забирают груз отдельными порциями, и исполнительные органы непрерывного действия. По способу захвата горной массы исполни­ тельный орган может быть зачерпывающим в виде ковша, который, врезаясь в горную массу, отделяет некоторое ее количество и пере­ носит на последующее транспортное устройство, или нагребающим,

когда исполнительный орган, выполненный в виде шарнирного рычага (нагребающей лапы) или консольного скребка, нагребает груз на передающий орган машины.

Ковшовое зачерпывающее устройство располагается в передней части машины и в момент зачерпывания открытой стороной обращено в направлении горной массы. Ковш внедряется в горную массу «юд дейстием напорного усилия, создаваемого ходовой частью машины, затем поднимается и, опрокидываясь через машину, разгружается в вагонетку или на установленный на машине перегрузочный кон­ вейер.

На рис. 60 показан ковш с перекатывающейся кулисой. Подъем ковша производится лебедкой. При наматывании пластинчатой цепи 13 на барабан 12 лебедки кулиса 10 катится своей кривой по направляющим на опорной плите 2. При этом ковш 3 поднимается, опрокидывается через машину и разгружает породу в вагонетку

которой шарнирно укреплен на раме машины 3. Подъем ковша и по­ ворот стрелы производится с помощью цепей 4, наматываемых на барабан лебедки 5. Внедренный в горную массу ковш при натяжении цепей поворачивается вокруг оси 6 до упора 7, а затем, поднимаясь вместе со стрелой, описывает дугу и высыпает горную массу на пере­ грузочный конвейер.

В загрузочном устройстве непрерывного действия исполнитель­ ным органом машины являются парные нагребающие лапы. Каждая лапа состоит из массивного стального корпуса, смонтированного на эксцентриковом пальце кулисного диска. Корпус лапы имеет криволинейный паз, в который входит направляющий палец, уста­ новленный на раме забирающей части. При вращении кулисного диска рабочий конец лапы получает нагребающее движение, обеспе­ чивающее захват и перемещение па скребковый конвейер погружае­ мого материала.

Механизмом для передачи груза от исполнительного органа машины к разгрузочной ее части может служить короткий ленточный или скребковый конвейер. Разгрузочный барабан или вал конвейера со звездочкой монтируется на стреле машины, которая допускает подъем, опускание и поворот конвейера в обе стороны.

По способу передвижения погрузочные машины делятся на ма­ шины, передвигающиеся на колесах по рельсовым путям, машины с гусеничным ходом и машины на колесах с пневматическими ши­ нами. Машины, передвигающиеся по рельсам, имеют самоходное шасси на колесах с ребордами, как у рудничных вагонеток. Для при­ вода колес служит электродвигатель с передачей через редуктор. Недостатком таких машин являются необходимость прокладки в забое рельсового пути и ограниченная маневренность. Машины на колесах с пневматическими шинами более маневренны, но не

пригодны для работы на мягкой глинистой и мокрой почве. Пере­ численных недостатков лишены машины на гусеничном ходу, однако они сложнее по конструкции, и переброска их по горным выработ­ кам более затруднительна.

По роду потребляемой энергии погрузочные машины делятся на электрические и пневматические.

В настоящее время для угольной и горнорудной промышленности разработан типоразмерный ряд погрузочных машин, учитывающий многообразие условий их применения.

Рис. 61. Ковшовое загрузочное устройство погрузочной машины ППМ-4

В угольной промышленности широкое применение имеют следу­ ющие типы погрузочных машин:

ковшовые погрузочные машины п р е р ы в н о г о д е й с т в и я п р я м о й п о г р у з к и типа ППН-2Э с электрическим приводом

итипа ППН-2П с пневматическим приводом (см. рис. 62 и 65). Цикл черпания у этих машин относительно длителен, так как ковш

машины от момента захвата материала до его разгрузки проходит сравнительно большой путь;

ковшовые погрузочные машины п р е р ы в н о г о д е й с т в и я с т у п е н ч а т о й п о г р у з к и типов ППМ-4М и 1ППН-5 с электрическим приводом (см. рис. 66 и 68). При разгрузке ковша на передаточный конвейер путь, проходимый ковшом, значительно сокращается и цикл черпания уменьшается, что способствует увели­ чению производительности машины;

машины н е п р е р ы в н о г о д е й с т в и я типа 1ПНБ-2 с нагребающими лапами (см. рис. 69) и перегрузочным конвейером, который передает груз к месту разгрузки. Такие машины имеют высокую производительность.