2014-02-17
1219
Погрузочные машины и их классификация
Общие сведения
Процессы уборки и транспортирования горной массы
Погрузка горной массы при проведении горизонтальных горных выработок является трудоемким производственным процессом, занимающим 32–52% продолжительности проходческого цикла.
В состав работ по погрузке горной массы при буровзрывном способе проведения выработок входят следующие операции: осмотр рабочего места и приведение его в безопасное состояние, разборка породы и погрузка ее в транспортные емкости, откатка их к стволу шахты и подъем на поверхность или откатка на отвал для разгрузки.
Погрузку горной массы при проведении горизонтальных выработок можно осуществлять вручную и при помощи механизированных средств: погрузочных машин, скреперных установок, а транспортировать – вручную в вагонетках, скреперах, конвейерами, в бункер-поездах и пр.
Ручную погрузку применяют при малых объемах работ, разобщенности горных участков, при небольших площадях поперечного сечения горных выработок.
|
|
|
Механизированную погрузку осуществляют машинами и скреперными установками. Созданы погрузодоставочные машины, в процессе работы совмещающие операции погрузки и транспортирования горной массы.
Кроме основных функций погрузочная машина может использоваться и для других целей: с навесным оборудованием – для бурения шпуров, перемещения маневровых устройств, при малой длине откатки – для обмена вагонеток, установки крепи и т.д.
Погрузка горной массы погрузочными машинами получила наибольшее распространение при проходке выработок. Существует несколько типов погрузочных машин. В качестве основных признаков для их классификации принимают способ захвата горной массы, тип рабочего органа и принцип его действия, характер рабочего процесса. В соответствии с этими признаками погрузочные машины разделяются на несколько типов, каждый из которых имеет соответствующее условное обозначение (рис. 87).
ППН – периодического действия нижнего захвата;
ПНБ – непрерывного действия бокового захвата;
ПНН – непрерывного действия нижнего захвата;
ПНВ – непрерывного действия верхнего захвата;
ППВ – периодического действия верхнего захвата.
В зависимости от потребляемой энергии погрузочные машины бывают пневматические и электрические и обозначаются ЭПМ или ППН-Э (погрузочная машина периодического действия с электрическим приводом).
Техническая характеристика погрузочных машин дана в табл. 81. Погрузочная машина ППН-1 (ППН-1C) предназначена для погрузки разрыхленной породы в вагонетки, на конвейер и различные загрузочные устройства при проведении горизонтальных и наклонных выработок с углом наклона до 8°, площадью больше 5,1 м2.
|
|
|
Рис. 87. Классификация погрузочных машин
Машина может грузить породу с крупностью кусков до 350 мм в сухом и влажном состоянии.
На базе машины ППН-1С создана погрузочная машина ППН-1Э с электроприводом мощностью 18,5 кВт с дистанционным управлением. Эта машина создана специально для работы в электрифицированном комплексе, ее применяют с буровой кареткой УБШ 211 Г, с гидроперфораторами и проходческим вагоном с донным конвейером ВПКНЭ-7. Электрифицированный комплекс ВНИПИрудмаша изготовлен специально для проведения горно-разведочных выработок.
Ковшовые машины ППН-2 применяют при проведении геологоразведочных и подготовительных горных выработок площадью сечения более 5,8 м2.
Вариант машины ППН-2 на гусеничном ходу – погрузочная машина ППН-2Г. Её целесообразно применять в выработках с большим фронтом работ. Машины ППН-3 могут работать в выработках площадью сечения не менее 7,3 м2.
Погрузочная машина ППН-5 относится к конвейерно-ковшовым машинам. Она больше по длине, сложнее конструктивно и несколько дороже, чем машины прямой погрузки, но у нее отсутствуют многие недостатки, характерные для машин прямой погрузки.
Ковшовые погрузочные машины ступенчатой погрузки имеют следующие основные узлы: ковш с рукоятью, передаточный конвейер, ходовую тележку, привод. Наличие перегрузочного конвейера позволяет создать аккумулирующий бункер, вследствие чего повышается эксплуатационная производительность машин. Высота траектории движения ковша меньше, так как отсутствует необходимость разгрузки его непосредственно в вагонетку. Загрузка вагонеток происходит равномерно, так как имеется возможность перемещать вагонетку под консольной частью конвейера машины. Все это обусловливает большую перспективность машин ступенчатой погрузки по сравнению с машинами прямой погрузки.
Из погрузочных машин непрерывного действия широкое применение получили машины бокового захвата с нагребающими лапами при проведении выработок по породам с f ≤ 16. Эти машины оснащены одним скребковым одноцепным изгибающимся конвейером, иногда двумя – скребковым и ленточным, расположенными последовательно. Привод, как правило, электрический, реже − пневматический.
Достоинствами этих машин, кроме непрерывной работы, являются возможность погрузки горной массы из штабеля небольшой высоты, малая конструктивная высота машины, широкий фронт погрузки.
Погрузочная машина ПНБ-1 предназначена для погрузки предварительно разрыхленной горной массы при проведении буровзрывным способом горизонтальных и наклонных выработок площадью сечения в свету не менее 3 м2. В связи с тем, что машина может работать по породам с f ≤ 4, при проведении горно-разведочных выработок она практически не применяется.
Погрузочная машина 1ПНБ-2 предназначена для погрузки разрыхленной горной массы в вагонетки или на конвейер при проведении горизонтальных и наклонных (до ± 8°) горных выработок буровзрывным способом площадью сечения в свету 2,5x1,8 м2 и более по породам с f ≤ 6.
Гусеничный ход и возможность поворота стрелы конвейера вправо и влево на 45° делают машину независимой от места установки транспортных средств, обеспечивают широкий фронт погрузочных работ. Привод машины – электрический, привод гусеничного хода – гидравлический.
Погрузочная машина 2ПНБ-2 конструкции Копейского машиностроительного завода и ЦНИИподземмаша предназначена для механизированной погрузки горной массы в вагонетки, на конвейер и другие транспортные средства при проведении горизонтальных и наклонных (до 6°) горных выработок буровзрывным способом площадью сечения в свету 3x1,8 м2 и более по породам с f ≤ 12. Конструктивно погрузочная машина 2ПНБ-2 в основном аналогична машине 1ПНБ-2, но отличается большими прочностью, мощностью и основными размерами.
|
|
|
Для совмещения процессов погрузки и доставки горной массы разработаны погрузочно-доставочные машины.
В горизонтальных выработках небольшой площади сечения можно применять легкие погрузочно-доставочные машины ПДВ-2, 1ПДН-2 конструкции НИПИгормаша и др.
Характеристика погрузочно-доставочных машин
| Тип машины | ПДВ-2 | 1ПДН-2 | МПДН-1 | ПД-2 | ПТ-4 |
| Объем, м3: | |||||
| ковша | – | 0,25 | 0,15 | 0,5 | |
| кузова | 1,8 | 1,5 | – | 1,5 | |
| Мощность двигателя, кВт | |||||
| (дизель) | (дизель) | ||||
| Рабочее давление воздуха, МПа | 0,5 | 0,5 | 0,5 | – | – |
| Основные размеры, мм: | |||||
| длина | |||||
| ширина | |||||
| высота | |||||
| Площадь минимального сечения | |||||
| выработки, м2 | 4,5 | 7,5 | 6,5 | ||
| Масса, т | 4,2 | 4,8 | 3,5 |
Погрузочно-доставочная машина ПДВ-2 предназначена для погрузки разрыхленной горной массы плотностью до 3 т/м3 и кусковатостью не более 400 мм и доставки ее к месту разгрузки на расстояние не более 150 м при проведении горизонтальных выработок площадью минимального сечения 4,5 м2. Разгрузку машины можно производить в рудоспуск, на почву или в приемный лоток перегружателя. Высота разгрузки не более 750 мм, направление разгрузки – торцовое.
Машину ПДВ-2 с рабочим органом верхнего захвата (нагревания) и машину 1ПДВ-2 с ковшовым погрузочным органом нижнего черпания относят к классу погрузочно-доставочных машин с грузонесущим кузовом.
Несмотря на высокую стоимость погрузочно-доставочных машин, применение их в большинстве случаев экономически целесообразно.
Погрузочно-доставочные машины с дизельным приводом могут найти применение при проведении геологоразведочных штолен длиной от 50 до 300 м.
Транспортирование горной массы по выработкам на отвал или к стволу осуществляется в вагонетках следующих типов (табл. 82): ВГ – с глухим неопрокидным кузовом, ВД – с откидным днищем, ВДК – с открывающимся днищем клапанного типа, ПС – секционные поезда.
|
|
|
Применение секционных поездов ПС, вагонеток ВДК и ВД позволяет исключить целый комплекс оборудования для разгрузки составов (круговые опрокидыватели, толкатели, стопоры и т.п.) и увеличить производительность откатки за счет сокращения времени на разгрузку.
Тип и вместимость вагонетки выбираются с учетом физико-механических свойств транспортируемого материала, величины грузопотока (или годовой производительности штольни, шахты) и протяженности откатки.
Таблица 82
| Тип вагонетки | Вместимость кузова, м3 | Допустимая нагрузка, т | Ширина колеи, мм | Основные размеры, мм | Масса порожней вагонетки, т | ||
| длина | ширина | высота | |||||
| ВО 0,4 | 0,4 | 1,0 | 0,52 | ||||
| ВО 0,8 | 0,8 | 2,0 | 600/750 | 0,70 | |||
| ВГ 1,0 | 1,0 | 1,8 | 0,52 | ||||
| ВГ 1,3 | 1,3 | 2,3 | 0,62 | ||||
| ВГ 1,4 | 1,4 | 2,5 | 0,65 | ||||
| ВГ 1,6 | 1,6 | 3,0 | 0,69 | ||||
| ВГ 1,1 | 1,1 | 2,2 | 0,58 | ||||
| ВГ 2,5 | 2,5 | 4,5 | 1,0 | ||||
| ВГ 3,3 | 3,3 | 6,0 | 1,26 | ||||
| ВДК 1,5 | 1,5 | 2,7 | 1,4 | ||||
| ВДК 2,5 | 2,5 | 4,5 | 1,44 | ||||
| ПС 1,5 | 1,5 | 2,7 | − | ||||
| ПС 2,0 | 2,0 | 5,4 | − | ||||
| ВД 3,3 | 3,3 | 6,0 | 1,65 |
