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 ÷ 0,005 L); 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 l ₁, l ₂ и l ₃— отрезки пути, на которых происходит соответ­ственно заполнение отвала, транспортирование породы и движе­ние без груза, м; v ₁, v ₂и v ₃– средние скорости движения буль­дозера соответственно при заполнении отвала, перемещении по­роды и движении без груза, м/с; t ₀ = 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.