Бурильные машины § классификация бурильных машин и способов бурения

Вид материала

Документы

Содержание Общие сведения 12, на кото­рых закреплена труба 22 2 с приводом от гидравлической турбины 17 Механогидравлические машины Q (м/ч) земснаряды делятся на три группы: малой мощности Q Экскаватор ЭП1 4 емкостью 1 м, рукояти 3 1 (рис. VI.2) с приво­дом 6 Техническая производительность Эксплуатационная производительность 1 (рис. VI.4), ходового оборудования 2 Эксплуатационная производительность Q

Подобный материал:

• 1 Эволюционная классификация ЭВМ, 555.23kb.
• 1. Общая классификация строительных машин. Производительность машины и ее категория, 651.54kb.
• Комплекс машин для заготовки прессованного сена. Марки машин и их технические характеристики, 8.88kb.
• Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальной дисциплине 05. 02., 266.3kb.
• Ательный материал «Электронный курсовой проект «Проектирование машин постоянного тока», 47.15kb.
• Краткое содержание: Прямая задача динамики машин. Понятие о динамической модели машины, 252.59kb.
• Симанкин Федор Аркадьевич, к т. н., доцент Вид учебной работы Аудиторные занятия самостоятельная, 155.96kb.
• 1. Классификация швейных машин Начертить кинематическую схему механизма иглы машины, 47.12kb.
• Машины с электрическим приводом, 61.22kb.
• Программа дисциплины по кафедре "Cтроительные и дорожные машины " технические основы, 254.17kb.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Способ механизации горных работ, при котором все или основная часть операций технологического процесса осуще­ствляется за счет энергии движущегося потока воды, называет­ся гидромеханизацией.

Впервые подземный гидравлический способ добычи угля был разработан и осуществлен группой советских инженеров и уче­ных под руководством В. С. Мучника. Опытные работы по раз­рушению угля напорной струей воды и транспортированию угольной гидросмеси проводились в 1936–1937 гг. на Урале. В послевоенные годы развернулись также работы по гидрораз­мыву и гидротранспортированию в отвалы вскрышных пород на карьерах.

При гидравлической добыче применяются гидравлический, механогидравлический и взрывогидравлический способы разру­шения полезного ископаемого.

При гидравлическом способе вода высоконапорным насосом по водоводу подается к гидромонитору, из насадки которого выбрасывается струя воды под большим давлением (до 16 МПа), которая разрушает некрепкий уголь и некрепкие по­роды.

Размытые уголь или порода образуют вместе с водой гидросмесь, которая транспортируется самотеком по металли­ческим желобам (или по почве) с уклоном не менее 0,05 к ка­мере гидроподъема (думпфу). При этом соотношение твердой. (Т) и жидкой (Ж) фаз по объему, называемое консистенцией гидросмеси, составляет обычно 1/4–1/10.

Гидроподъем угля из неглубоких шахт производится углесо­сами, а из глубоких (более 400 м) –эрлифтами. Затем по тру­бопроводам гидросмесь поступает на обогатительную фабрику. Отработанная вода из обогатительной фабрики поступает в си­стему отстойников, а из них – в резервуар осветленной техни­ческой воды. Благодаря этому вода используется многократна в замкнутом цикле. Потери воды периодически компенсируются из шахтного водопровода или путем естественного притока шахтных вод.

На открытых горных работах гидросмесь из зумпфа перека­чивается по трубам грунтонасосами (землесосами) к месту укладки – гидроотвалу.

При отстаивании в гидроотвале вода отделяется от породы, осветляется и подается к насосной станции для повторного ис­пользования.

Горная порода разрушается потоком воды, притекающим к всасывающей трубе, и при разработке забоя плавучим земле­сосным снарядом (землесосом).

Преимущества гидромеханизации, благодаря которым она получила распространение в горном деле при подземной и от­крытой разработках полезных ископаемых: высокая производи­тельность труда; возможность попутного обогащения полезного ископаемого; относительная простота и малооперационность технологического процесса; отсутствие пылеобразования; низкаяс стоимость и малые размеры оборудования.

Механогидравлический способ предусматривает разрушение угля или некрепкой породы механическим способом (исполни­тельными органами механогидравлических комбайнов), а смыв разрушенной горной массы из забоя — водой, подводимой к ком­байну при давлении около 5 МПа. Механогидравлический спо­соб получил распространение при выемке крепких углей, когда использовать гидромониторы нецелесообразно. К этому способу можно отнести выемку пород на открытых работах землесосны­ми снарядами, снабженными рыхлителями.

Взрывогидравлический способ предусматривает разрушение полезного ископаемого или породы с применением буровзрыв­ных работ, а транспортирование разрушенной горной массы — смывом водой под давлением.

Этот способ в настоящее время не получил широкого распро­странения и применяется иногда на подземных рудниках.


ГИДРОМОНИТОРЫ

Гидромониторы, представляющие собой устройства для фор­мирования напорной струи и управления ее полетом с целью разрушения и смыва горных пород, классифицируют по следую­щим признакам:

по области применения – для подземных и открытых гор­ных работ;

по способу управления – с ручным, дистанционным и про­граммным управлением;

по способу перемещения – несамоходные (передвигаемые на салазках вручную, посредством гидропередвижчиков, лебедка­ми, тракторами и другими способами) и самоходные, имеющие гусеничные или шагающие органы перемещения.

Гидромониторные струи разделяют на низконапорные (до 1 МПа), средненапорные (от 1 до 5 МПа), высоконапорные (от 5 до 50 МПа) и сверхвысоконапорные (более 50 МПа).

На открытых горных работах промышленное применение получили средненапорные струи с давлением 1,5–3 МПа, а на гидрошахтах – высоконапорные струи с давлением 12–16 МПа.

Для формирования струи, выходящей из ствола гидромони­тора, служат насадки, представляющие собой фасонные трубки из стального литья со шлифованной внутренней поверхностью в форме конуса, переходящего плавно в цилиндр.

К основным техническим характеристикам гидромониторов можно отнести: рабочее давление воды (МПа), расход воды (м³/с), диаметр канала проточной части гидромонитора (мм), диаметр насадок (мм), угол поворота ствола (градус), вид управления, размеры и масса.

Гидромониторы ГМДЦ-4 (рис. 4.1) предназначены для гидроотбойки угля в очистных и подготовительных забоях при разработке пластов мощностью более 0,8 м с углами падения более 6°.

Основанием гидромонитора являются салазки 12, на кото­рых закреплена труба 22 напорного водовода диаметром 100 мм для подвода к стволу гидромонитора воды под давлением. На вертикальном участке 11 подводящей трубы установлена головка с крестовиной 13, которая дает возможность пово­рачиваться стволу 4 в горизонтальной плоскости. Поворотная головка имеет две полые цапфы 3, вокруг которых могут вра­щаться бобышки 14 и осуществлять поворот ствола 4 в верти­кальной плоскости. К поворотным бобышкам 14 прикреплены два обводных канала 23 для подвода воды к стволу 4 гидромо­нитора. В стволе имеется гидравлический сотовый успокои­тель 5, который разделяет с помощью продольных ребер поток воды на несколько параллельных потоков меньшего сечения. Это способствует формированию компактной водяной струи. Насадка 7 крепится к конусной части ствола 6 накидной гай­кой 8.

Ствол гидромонитора с помощью гидродомкрата 15 и зубча­того сектора 10 может поворачиваться в горизонтальной плос­кости на угол 90°, а при перестановке фиксирующего пальца — до 210°. Гидродомкратом 9 ствол может поворачиваться вверх на 80° и вниз на 20°.

Маслостанция для дистанционного управления состоит из насоса 2 с приводом от гидравлической турбины 17, масляного бака 19, фильтра 20 и контрольно-измерительной аппаратуры. Турбина приводится в действие водой, которая подается по на­порному рукаву 21 от гидромонитора. Рукава 18 (напорный и сливной) соединяют маслостанцию с-пультом дистанционного управления 1, закрепленным на винтовой стойке в 8—10 м от забоя. Рукава 16 соединяют маслостанцию с гидродомкратами 9 и 15 поворота ствола гидромонитора.

Гидромонитор ГПД12-5 работает в тех же условиях, что и гидромонитор ГМДЦ-4, но рабочее давление воды у него ниже (до 12 МПа).

Гидромонитор 12ГД-2 имеет большие диаметры наса­док, больший расход воды и соответственно большие габариты и массу комплекта.

Создан самоходный (на гусеничном ходу) гидромонитор 12ГП-2, рассчитанный на давление воды до 12 МПа. Управле­ние гидромонитором полуавтоматическое с дистанционным изменением программы. Скорость передвижения гидромонитора До 2,5 м/мин. Масса —3200 кг.

Готовится к производству гидромонитор 16ГД с рабочим давлением воды до 16 МПа и с дистанционным управлением. Диаметры насадок составляют 22; 25 и 28 мм. Общая масса — 550 кг.

Производительность гидромониторов для гидрошахт состав­ляет 30—60 т/ч для углей средней крепости и 50—100 т/ч — для некрепких углей.

В гидромониторах, применяющихся на открытых горных работах, используют насадки диаметром 52—200 мм.

При работе на гидромониторах необходимо соблюдать сле­дующие правила безопасности:

проводить работы по гидроотбойке с разрешения горного мастера или другого лица технического надзора, имеющего на это право;

при давлении воды свыше 3 МПа применять гидромониторы только с дистанционным управлением;

на открытых горных работах не допускается установка гид­ромониторов вдоль откосов и неукрепленных вертикальных сте­нок в пределах призмы обрушения породы;



при подземных горных работах гидромониторщику следует находиться в надежно закрепленном безопасном месте и рабо­тать только при исправном оборудовании и хорошем освеще­нии;

не допускать одновременного двустороннего размыва заходки встречными струями двух гидромониторов, установленных в соседних забоях;

для исключения несчастных случаев, вызванных разрывами гидромониторов, запорной арматуры и трубопроводов, не до­пускается превышение давления, установленного инструкцией по эксплуатации;

запрещается работать на гидромониторе с неисправным манометром или без него;

при отсутствии воды в напорном трубопроводе необходимо плотно закрыть задвижку, выяснить причину отсутствия воды и после устранения неполадок или отказов получить разреше­ние на дальнейшее производство работ;

ремонт и подготовку высоконапорного водовода к работе производить при закрытой задвижке;

по окончании работы выключать все оборудование.


МЕХАНОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

На гидрошахтах для проведения подготовительных вырабо­ток, осуществления нарезных и очистных работ короткими за­боями на пластах средней мощности с углами падения до 15° применяется комбайн со стреловидным исполнительным орга­ном К56МГ с гидросмывом разрушенной горной массы.

Производительность комбайна – 2,25 т/мин, расход воды – 100 –150 м³/ч, давление воды – 1–1,15 МПа. Комбайн прово­дит выработки высотой 1,9–2,5 м, шириной 2–3,4 м; мощность разрабатываемых пластов – 1,8–2,5 м; масса комбайна – 12,7 т.

Комбайн может работать по углям с сопротивляемостью резанию до 250 кН/м и присекать породы с коэффициентом кре­пости f ≤ 4 до 30% от площади забоя и абразивностью до 5 мг. Размеры выработки вчерне – 4–8,5 м².

Для дистанционного управления гусеничным ходом комбай­на, его исполнительным органом и вспомогательными механиз­мами применяется аппаратура дистанционного управления ПДУ, изготавливаемая заводом «Гидромаш» в г. Новокузнецке Применение переносного пульта для дистанционного управле­ния комбайном позволяет находиться машинисту в безопасном закрепленном пространстве на расстоянии 8—12 м от комбай­на (в пределах видимости).

Копейским машиностроительным заводом им. С. М. Киро­ва выпускается для гидрошахт комбайн «Урал 38», который предназначен для проведения нарезных выработок и очистных работ.

Вода для гидросмыва отбитого угля и гидротранспортирова­ния его самотеком по почве пласта подводится к коронке стре­лы под давлением до 3 МПа.

Производительность комбайна до 2 т/мин. Комбайн может проводить выработки с площадью сечения от 1,6 до 5,4 м² по углю с сопротивляемостью резанию до 200 кН/м с углом накло­на до 15°. Расход воды на гидротранспортирование – 150–300 м³/ч. Масса комбайна – 9,8 т. Комбайн снабжен пультом дистанционного управления.

Для подводной разработки пород гидравлическим способом применяются землесосные снаряды — плавучие землесосно-транспортирующие машины непрерывного действия.

Плавучий землесосный снаряд представляет собой судно с надстройкой (рис. 4.3), имеющее: рыхлитель 1, раму 2 рых­лителя, канат 3 подвески рамы рыхлителя с подъемной лебед­кой 14, стрелу 4 с подвеской 5, двигатель 6 рыхлителя, всасы­вающий патрубок 7, грунтовый насос 8, двигатель 9 грунтово­го насоса, напорный пульпопровод 10.

Силовое оборудование землесосных снарядов может быть электрическим и дизельным.

По производительности Q (м³/ч) земснаряды делятся на три группы: малой мощности Q ≤ 100 м³/ч, средней Q = 100÷500 м³/ч и большой Q≥500 м³/ч.

Земснаряды, применяемые на открытых горных работах, имеют обычно электропривод.

Технические данные плавучих землесосных снарядов, вы­пускаемых отечественной промышленностью, приведены ниже.

Грунтонасосами породы разрушаются за счет энергии пото­ка воды, засасываемой насосом. Необходимая скорость транс­портирования для песка составляет 0,35—0,7 м/с, для гравия – более 2,5 м/с.

Для разработки пород с каменистыми включениями исполь­зуют фрезерные рыхлители.

Для удержания земснаряда на рабочем месте и осуществле­ния его рабочих перемещений служат свайный аппарат 11 с лебедками 12 лебедки поворота 13 и канаты 15 с якорями, при помощи которых производятся веерообразные перемещения всасывающего устройства и поступательное движение земсна­ряда. Лебедки поворота одновременно служат для создания давления на фрезерном рыхлителе.



Рис. 4.3. Схема плавучего землесосного снаряда

ЭКСКАВАТОРЫ

Для погрузки породы в камерах мощных пологих месторожде­ний, а также при проведении выработок большого сечения успешно применяют одноковшовые экскаваторы типа прямой механической лопаты. При этом в ряде случаев для работы в подземных условиях используют обычные маломощные универсальные полноповорот­ные строительные экскаваторы типов Э652, Э801 с ковшом ем­костью 0,65—1,25 м³, комплектуемые сменным оборудованием крана, прямой и обратной лопат. Основными недостатками строи­тельных экскаваторов являются большие габариты и неприспособ­ленность к эксплуатации в подземных условиях, не могут пере­мещаться по подземным выработкам, не разбираются на транспор­табельные блоки, их монтаж и демонтаж в подземных условиях чрезвычайно затруднены.

К подземным экскаваторам предъявляется ряд дополнительных требований: обеспечение высокой производительности (до 500 т/смену) при небольших габаритах, позволяющих не только работать в небольших камерах, но и транспортировать машину по горным выработкам, высокая маневренность, способность грузить негабаритные куски и зачищать почву, обеспечивать без­опасность и комфортность работы машиниста.

Специализированными подземными экскаваторами являются Э6514, Э7515, ЭП1 и ЭПГ1 и другие, технические характеристики которых приведены в табл. VI. 1.

Экскаватор ЭП1 предназначен для очистных забоев подземных рудников. С его помощью можно грузить горную массу кусковатостью до 800 мм в камерах высотой не менее 6 и шириной не менее 10 м.

Рабочее оборудование экскаватора ЭП1 (рис. VI. 1) помимо сварного ковша 4 емкостью 1 м³, рукояти 3 с жестким напором и стрелы 1, состоящей из двух продольно сваренных из листового проката балок коробчатого сечения, включает в себя головные и стрелковые блоки 2 и 5, тяговые цени 6 напора и механизм 8 открывания днища 7 ковша. Нижний конец стрелы шарнирно крепится к поворотной платформе, а верхний – поддерживается стреловыми канатами 9, проходящими через блоки 5. Подъемное усилие на ковше создается с помощью подъемных канатов 10, переходящих через головные блоки 2. Напорное усилие на ковше создается механизмом напора, привод которого расположен на поворотной платформе, а исполнительный механизм – на стреле. Передача крутящего момента на исполнительный механизм осу­ществляется тяговой цепью 6. В качестве привода механизма открывания днища ковша служит пневмоцилиндр. Закрывание ковша происходит автоматически при его опускании.

Конструктивными особенностями экскаватора ЭП1 являются: возможность его разборки на отдельные транспортабельные узлы; уменьшенные габариты по сравнению с другими экскава­торами данного типа (емкостью ковша 1 м³); защита бронирован­ными листами рабочего места машиниста и задней части машины; усиленное освещение призабойного пространства; применение легированных сталей для изготовления наиболее нагруженных узлов и деталей и т. д.



Рис. VI. 1. Подземный экскаватор ЭП1

Производительностью экскаватора называют объем горной массы, отгруженной за единицу времени. Различают теоретиче­скую, техническую и эксплуатационную производительности экскаваторов.

Теоретическая производительность Q (м³/ч) определяется по формуле



где q — емкость ковша, м³; п — число циклов работы экскаватора в минуту, 1/мин; Т_о — теоретическая длительность цикла, с.

Техническая производительность Q_тех (м³/ч) определяется с учетом свойств разрабатываемых пород и потерь времени на пере­мещение экскаватора из одного забоя в другой:



где k_н = 0,8÷1,1 — коэффициент наполнения ковша; k_р = 1,1÷1,5 — коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора; t_р — время работы экскаватора из одного положения, с; t_п — время на одну передвижку экскаватора, м.

Эксплуатационная производительность Q_э (м³/ч) составляет



где k_м – коэффициент машинного времени.

Повышения производительности подземных экскаваторов можно добиться сокращением длительности цикла работы благо­даря более рациональной расстановке оборудования, уменьше­нием угла поворота и совмещением отдельных операций, а также лучшим дроблением горной массы, при котором увеличивается коэффициент заполнения ковша и сокращается длительность цикла в связи с более быстрым его заполнением.

Не менее важным являются организация обслуживания и ре­монта, высокая квалификация обслуживающего персонала и соблюдение правил эксплуатации и техники безопасности всеми рабочими, находящимися в забое при ведении работ. В частности, во время работы, экскаватор должен быть заземлен и гусеницы его заторможены. При остановке экскаватора или ведении каких-либо работ на рабочем оборудовании ковш должен быть опущен на породу. При перемещении экскаватора путь для его движения должен быть спланирован, а ковш опорожнен и подтянут к стреле.


БУЛЬДОЗЕРЫ

Бульдозерами называют горные машины прерывного действия, предназначенные для послойного срезания, соскребания и про­дольного перемещения толканием-волочением насыпного груза на небольшие (обычно до 100 м) расстояния.

Бульдозер состоит из ходовой тележки 1 (рис. VI.2) с приво­дом 6, отвала 5, которым перемещается груз толканием-волоче­нием, оборудования 2 для управления отвалом, двух толкающих брусов 3 с подкосами 4 и приводной лебедки 7.

В горной промышленности бульдозеры особенно широко при­меняют на открытых разработках и на поверхности шахт, однако в последние годы они находят все большее применение и на под­земных работах для зачистки и выравнивания почвы забоя, кон­центрации горной массы в месте погрузки ее экскаватором, ото­двигания взорванной горной массы от забоя с целью подготовки забоя к бурению, перемещения бутов, транспортирования горной массы на расстояние до 40—50 м, устройства и содержания дорог при безрельсовом транспорте и на других работах.

Принцип работы бульдозера заключается в том, что, переме­щаясь собственным ходом (аналогично гусеничным тракторам), бульдозер подходит к требуемому месту работы, опускает отвал на почву и, перемещаясь вперед (а иногда и назад), соскребает горную массу, располагающуюся перед отвалом в виде призмы волочения. Дальше бульдозер перемещает захваченную горную массу на некоторое расстояние толканием-волочением и затем разгружается, сталкивая ее с откоса, поднимая отвал или отходя назад. Затем бульдозер возвращается к месту заполнения отвала, и рабочий цикл повторяется.

К конструкции бульдозера, применяемого на подземных ра­ботах, по сравнению с общепринятыми для строительных работ предъявляются дополнительные требования, связанные со спецификой их эксплуатации. Так, при зачистке почвы выработки неровности скальной породы не могут быть срезаны ножом от­вала. В связи с этим отвал подземного бульдозера, который не срезает грунт, а перемещает скальную породу толканием-волоче­нием, должен иметь повышенную точность управления, чтобы обходить встречающиеся неровности и принудительно прижи­маться к почве выработки. В связи с



Рис. VI.2. Схема универсального поворотного бульдозера


необходимостью работы в тупиковых забоях и на отвалах, отвал подземного бульдозера должен быть выдвижным и двустороннего действия. Для переме­щения породы насторону отвал должен иметь возможность пово­рачиваться в процессе движения в плане на 30—60°. Вся конструк­ция бульдозера и особенно отвала должна обладать повышенной прочностью, износостойкостью и проходимостью. В связи со стес­ненными условиями горных выработок бульдозер должен раз­бираться на транспортабельные узлы с учетом сборки в шахтных условиях.

С целью классификации подземные бульдозеры могут быть подразделены:

по способу управления отвалом — на канатные и гидравли­ческие;

по возможности изменения угла установки отвала в плане (5—6°) — с поворотным и неповоротным отвалом;

по возможности изменения угла резания (5—6°) — с постоян­ным и переменным углом установки отвала;

по возможности перекоса отвала (3—6°) — допускающие пере­кос в вертикальной плоскости и не допускающие;

по типу ходового оборудования — гусеничные и колесные;

по роду потребляемой энергии — с двигателями внутреннего сгорания, электро- и пневмоприводом.

В отечественной горной промышленности в настоящее время используют несколько переоборудованные бульдозеры общего назначения и специально спроектированные для работы в под­земных выработках.

Техническая характеристика основных типов бульдозеров, применяемых в подземных условиях, приведена в табл. VI.2.

Основным недостатком дизельного привода на бульдозерах, ограничивающим их применение на подземных работах, является выделение выхлопных газов, содержащих токсичные вещества. Поэтому необходимо наличие специальных устройств для очистки выхлопных газов дизелей и их разрежения, а также более интен­сивное проветривание для поддержания в очистных забоях зага­зованности воздуха в пределах санитарных норм, что в ряде слу­чаев затруднительно и неэкономично.

В последние годы для подземных работ созданы специальные подземные бульдозеры с пневмоприводом (БПП1) и электропри­водом (БПДУ1 и БЭМ), которые выгодно отличаются от дизель­ных отсутствием загрязнения рудничной атмосферы выхлопными газами.

Подземные бульдозеры оборудованы гусеничным ходом и пред­назначены для механизации доставки руды с целью закладки при отработке камер на участках средней мощности, а также для ра­боты в аналогичных условиях взамен скреперной доставки.

Интересна конструкция подземного малогабаритного электри­ческого бульдозера БЭМ, который предназначен для доставки отбитой горной массы в выработках высотой не ниже 0,5 м на шах­тах, не опасных по газу или пыли. Бульдозер оборудован гусенич­ным ходом / (рис. VI.3) и отвалом 2 длиной 2,32 м. Эластичная подвеска ходовых тележек увеличивает проходимость бульдозера массой около 7 т. Отвал выполнен выдвижным и с обратным ходом, что дает возможность доставлять горную массу как при ходе вперед, так и при ходе назад, например при работе в тупико­вых выработках. Подъем, опускание и выдвижение отвала произ­водят с помощью шарнирно закрепленной стрелы 3 и гидроцилин­дров 4 и 5, работающих от гидропривода, развивающего давление 8 МПа. При работе прямым и обратным ходом нижняя, шарнирно прикрепленная часть 6 отвала отклоняется соответственно вперед или назад и опирается на кронштейн 7 стрелы или удерживается тягами 8. Для зачистки почвы бульдозер




Рис. VI.3. Подземный электробульдозер БЭМ


комплектуется сменным отвалом и изменяемым углом резания. Кроме того, может приме­няться другое навесное оборудование.

Электродвигатель бульдозера переменного тока мощностью 41 кВт питается переменным током напряжением 380 В и разви­вает скорость перемещения 0,78—1,07 м/с при напорном усилии 40—60 кН. Кабельный барабан 9 для увеличения маневренности машины, оборудованной самоустанавливающейся стрелой 10 может наматывать кабель 11 длиной 55 м. Техническая произво­дительность электробульдозера составляет до 44 м³/ч при уборке лавы длиной до 50 м.

Техническая производительность бульдозера Q_T (м³/ч) в плот­ном теле (в массиве)



где В и Н – ширина и высота отвала, м; k₀ – коэффициент потерь объема породы при перемещении, зависящий от длины транспор­тирования L, м, может определяться по приближенным формулам (k₀ = (l ÷ 0,005L); k_p – коэффициент разрыхления породы (k_p = 1,25 ÷ 1,3); φ_д – угол естественного откоса породы в движении градус.


Продолжительность цикла работы бульдозера

,

где l₁, l₂ и l₃ — отрезки пути, на которых происходит соответ­ственно заполнение отвала, транспортирование породы и движе­ние без груза, м; v₁, v₂ и v₃ – средние скорости движения буль­дозера соответственно при заполнении отвала, перемещении по­роды и движении без груза, м/с; t₀ = 8 ÷10 – время, затрачивае­мое на разворот бульдозера, переключение скоростей, подъем и опускание отвала и другие вспомогательные операции, с.

Эксплуатационная производительность бульдозера Q₃ (м³/см) будет

,

где Т — длительность смены, ч; k_и — коэффициент использо­вания бульдозера во времени.

При работе бульдозеров необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. В частности, обслуживать бульдозеры могут только лица, прошедшие специальные курсы обучения и имеющие соответствующее удостоверение. Запрещается работа на бульдозере при уклонах более 30° или при поврежденной си­стеме управления. Запрещается пребывание людей в сфере работы бульдозера и ремонт или регулировка бульдозера вплоть до пол­ной его остановки. Должны строго соблюдаться правила пожарной безопасности и правила, относящиеся к эксплуатации машины с электроприводом и т. д. Нельзя оставлять бульдозер с включен­ным приводом и незаторможенным ручным тормозом.

При обслуживании и ремонте бульдозера и во всех других случаях категорически запрещается находиться под узлами и деталями, которые удерживаются фрикционными тормозами или гидроустройствами, без устойчивой опоры их на специальные подкладки. Запрещается подогревать двигатель открытым пламе­нем, а также находиться под машиной при работающем двигателе и вблизи гибких рукавов гидропривода, так как лопнувший рукав может причинить тяжелые увечья. Заправлять машины горючими и смазочными материалами следует днем или при нормальном электрическом освещении. При заправке категорически запре­щается курить, зажигать спички или пользоваться керосиновыми или неисправными электрическими фонарями.

СКРЕПЕРЫ

Самоходными скреперами называют горные машины прерыв­ного действия, предназначенные для соскребания или срезаниягорной массы, перемещения ее на некоторое расстояние в ковше, разгрузки и разравнивания. В отличие от бульдозера самоходные скреперы перемещают груз толканием-волочением только в период зачерпывания или разгрузки, одновременно разравнивая его, а транспортирование груза производят в ковше. Благодаря этому в сравнении с бульдозерами самоходные скреперы перемещают груз на значительно большие расстояния, обычно достигающие 300 м, а в отдельных случаях – 500 м.

По конструктивному исполнению самоходные, или колесные, скреперы подразделяют на машины для работы на поверхности и в подземных условиях. При этом на открытых работах и на поверхности шахт колесные скреперы получили широкое распро­странение как землеройно-транспортные машины, а на подземных работах их применяют в основном в очистных забоях. Соответ­ственно назначению и условиям применения емкость ковша у скре­перов, используемых на открытых работах, изменяется от 1,5 до 50 м³, а у подземных она не превышает 3 м³.

Колесный скрепер состоит из рамы 1 (рис. VI.4), ходового оборудования 2, прицепного устройства 3, ковша 4, заслонки 5 ковша и механизмов управления 6. Исполнительным органом ко­лесного скрепера является ковш 4, который в начале заполнения опускается вниз до необходимого заглубления в почву, и его перед­няя заслонка 5 при этом приподнимается. По мере движе­ния колесного скрепера вперед ковш заполняется срезаемым грунтом.

Подземные скреперы всегда выполняются самоходными и в значительной мере повторяют конструкции подземных бульдо­зеров, которые при небольших длинах доставки успешно заменяют скреперы. Для доставки горной массы на большие расстояния проектируются специальные подземные скреперы, состоящие из ходовой части гусеничного или колесного типа (аналогично приме­няемой на бульдозерах), ковша (навешивается вместо отвала буль­дозера) и системы управления. Подземные самоходные скреперы только начинают внедряться на рудниках и находят применение в основном на очистных работах. Поскольку машины этого типа выполняют функции погрузки и доставки горной массы, их иногда называют погрузочно-доставочными с совмещенным органом по­грузки и доставки. Более мощные машины данного типа выпол­няют по аналогичной схеме, но с различным конструктивным оформлением рабочего и ходового оборудования и большими емкостью, мощностью и грузоподъемностью. Так, машины ДК2,8 и ДК2.8Д массой около 20 т, предназначенные для работы в выра­ботках сечением не менее 14 м², выполняют с ковшом емкостью 2,8 и 5 м³.

Эксплуатационная производительность Q_э (тч) скрепера может быть определена по формуле



где V – геометрическая емкость ковша скрепера, м³; k_н = 0,6÷1,25 — коэффициент наполнения ковша; k_и – коэффициент использозания скрепера; k_р – 1,1÷1,4— коэффициент разрыхле­ния горной массы; γ – плотность горной массы, т/м³.

Продолжительность цикла работы скрепера

,

где l₁, l₂, l₃, l₄ – отрезки пути соответственно при заполнении ковша, транспортировании породы, разгрузке ковша и движении порожнего скрепера, м; v₁, v₂, v₃, v₄ – скорости движения соот­ветственно при заполнении скрепера, груженого скрепера, при разгрузке и порожнего скрепера, м/с; t_o – время, затрачиваемое на неучтенные операции, с.

Особенности эксплуатации и правила техники безопасности во время ремонта подземных скреперов в значительной мере такие же, как и у бульдозеров. Помимо этого, запрещается нака­чивать шины воздухом сверх разрешаемого максимального давле­ния, а разбирать и собирать колеса следует только после того, как давление будет понижено. Категорически запрещена перевозка людей в ковше скрепера.




Рис. VI.4. Рабочее оборудование колесного скрепера