Курсовая по горному делу

При проходке шурфов небольшого сечения по слабым выветренным породам IV-V категории по СНиП бурят два врубовых шпура, остальные являются оконтуривающими и отбойными. В крепких породах применяют пирамидальный вруб из 4 шпуров. Глубина шпуров может колебаться в широких пределах в зависимости от интервала опробования и составлять от 0,2 – 0,3 до 1,5 м. и более.

V. Паспорт вентиляции

5.1.

При комбинированной схеме проветривания устанавливаются два вентилятора:

1 – всасывающего действия с трубопроводом, на всю длину выработки, а другой – нагнетательного действия с коротким (25 – 30 м) трубопроводом, который нагнетает свежий воздух в призабойное пространство.

Комбинированная схема сочетает достоинство нагнетательной и всасывающей схем (быстрое проветривание призабойного пространства, продукты взрыва не загазовывают выработку).

Недостаток – наличие двух вентиляторов дополнительных работ по периодической переноски нагнетательного вентилятора и вентиляционной двери.

5.2. Расчет необходимого количества воздуха по скорости течения вентиляционной струи высчитывается по формуле:

Q₁ = 0,35 _* S(м³/с)

Q₁ = 0,35 _* 5м² = 1,75 м³/с

где S – площадь сечения выработки в свету

Необходимое количество воздуха по расходу ВВ, выполняется по формуле:

Q₂ =

Q₂ = = 142,4 м³/мин

5.3. Выбираю 2 вентилятора:

1- нагнетательный; 2 – всасывающий

1. Вентилятор среднего давления с барабанным ротором

Ц13-50 №5 Нагнетательный

Производительность, м³/мин. 100 – 234

Давление, кгс/м² 90 – 95

Число оборотов в мин. 960 – 980

Потребительная мощность, кВт 4,5 – 7,0

Основные размеры, мм.:

Длина 1009

Ширина 784

Высота 904

Вес вентилятора без электродвигателя, кг. 109

2. Вентилятор среднего давления с барабанным ротором

Ц13-50 №6 всасывающий

Производительность, м³/мин. 167 - 300

Давление, кгс/м² 80 - 140

Число оборотов в мин. 735 - 980

Потребительная мощность, кВт 7 – 14

Основные размеры, мм.:

Длина 1252

Ширина 940

Высота 1084

Вес вентилятора без электродвигателя, кг. 174

5.4. ----

VI. Организация работ.

6.1. Исходные данные: определим объем работ на бурение шпуров

А_бур=l_вр* N_вр+l_всп* N_всп+l_ок*N_ок, шпм

А_бур = 1,4_*6+1,1_*2+1,1_*8 = 8,4 + 2,2 + 8,8 = 19,4 шпм.

Определим объем работ на погрузку горной массы

А_погр = S_пр*l_к*η_*k_р

А_погр = 5,8_*1,3_*0,85_*1,75 = 11,2

Определим объем породы подлежащей транспортированию

А_тр = А_погр

А_тр = 11,2

Определим объем работ на крепление

А_кр =

L – шаг крепи

l_зах = Lk_*η, (м)

l_{зах =} 1,3_* 0,85 = 1,1 м.

А_кр = = 0,68

Через 2 взрыва ставим 1 крепежную раму

6.2 Определим количество человеко-смен на бурение шпуров

F_бур =

F_бур = = 0,2

Определим количество человеко-смен на погрузку горной массы

F_погр =

F_погр = = 1,4

Определим количество человеко-смен на транспортировки горной массы

F_тр =

F_тр = =0,4

Определим количество человеко-смен на крепление горной массы

F_кр =

F_кр = =0,2

6.3. Определим число рабочих на выполнение одного проходческого цикла

∑F = F_бур+ F_погр+F_тр+F_кр

∑F = 0,2+1,4+0,4+0,2=2,2

Определим коэффициент перевыполнения норм

К_б =

n – количество рабочих принятых на данный проходческий цикл

К_б = =1,1

6.4. Определим время на каждую проходческую операцию: на бурение шпуров

t_бур =

t_бур = =0,4

t_погр =

t_погр = =3,1

t_тр =

t_тр = =0,9

t_кр =

t_тр = =0,4

Определим время на заряжание и взрывания шпуров

Берем три минуты на один шпур

t = 3’ * N

t_зар = = 24

t_пров = 15 мин

Определим время на весь проходческий цикл

∑t = t_бур+t_зар+t_пров+t_погр+t_тр+t_кр, мин

∑t = 0,4+24+15+3,1+0,9+0,4=44 мин

VII Вспомогательные работы

7.1. Общие сведения о погрузке породы при проведении горизонтальных, вертикальных и наклонных подземных горных выработок.

Погрузка породы является одним из основных технологических процессов при проведении подземных выработок. Этот вид работ в зависимости от применяемых технологий занимает в горизонтальных выработках 30-55% времени проходческого цикла и примерно столько же – всех трудовых затрат. В вертикальных выработках удельный вес погрузки в общем балансе продолжительности и трудоемкости проходческого цикла достигает 70% и более. Поэтому исключительно важное значение имеет механизация погрузочных работ, обеспечивающая более комфортные условия труда проходчиков, рост производительности и повышение скорости проведения выработок.

Особенно сложной работа по погрузке породы является при проходке таких разведочных выработок, как стволы шахт и шурфы. Это обусловлено специфическими условиями проведения этих выработок: сравнительно небольшая (для шурфов – до 4м²) площадь поперечного сечения и стесненные условия погрузки, поскольку на ограниченной площади забоя находятся люди, а также бадьи, насосы и другое проходческое оборудование; погрузка породы производится в бадьи, имеющие малую площадь поперечного сечения; проходческое оборудование располагается по вертикальной схеме, перед взрывом оно подымается на безопасное расстояние, после проветривания опускается к забою; наличие капежа и притока воды в забой.

Основные сведения об оборудовании для погрузки горной породы.

Горизонтальные выработки

Наиболее эффективным средством механизированной погрузки породы при проведении таких разведочных выработок, как штольни, штреки, квершлаги, реже рассечки, являются погрузочные машины. По характеру работы погрузочного органа они подразделяются на машины периодического и непрерывного действия. Отечественные погрузочные машины периодического действия имеют погрузочный орган в виде ковша, а непрерывного действия – в виде двух парных нагребающих лап.

Ковшовые погрузочные машины успешнее, чем машины непрерывного действия, работают при погрузке крепких, крупнокусковых, неравномерно раздробленных и тяжелых горных пород. Машины непрерывного действия являются более производительными, чем машины периодического действия, но их целесообразнее применять при погрузке пород некрепких, средней крепости и хорошо раздробленных.

По виду потребляемой энергии погрузочные машины бывают электрическими или пневматическими. Первые получают питание от силовой электрической сети по кабелю, а вторые – от магистрали со сжатым воздухом по гибкому резиновому шлангу.

Погрузочные машины имеют колесно-рельсовую или гусеничную ходовую часть. Колесно-рельсовое исполнение ходовой части машины ограничивает ширину фронта погрузки, а гусеничное, наоборот, обеспечивает возможность погрузки породы в выработки любой ширины.

Машины с ковшовыми погрузочными органами являются более простыми по конструкции и надежными в работе, более дешевыми, они эффективно работают на погрузке пород любой крепости.

По способу передачи груза на транспортное средство различают машины прямой и ступенчатой погрузке. У машин первого типа погрузочный орган (ковш) разгружается непосредственно в вагонетку или бункер забойного перегружателя, у машин ступенчатой погрузки горная масса поступает на перегрузочный конвейер, установленный на машине, а с него – в вагонетку иди другие средства.

В условиях специфики подземных горноразведочных работ наиболее широкое распространение получили ковшовые машины на колесно-рельсовом ходу и особенно машина ППН – 1с.

Пневматическая погрузочная машина ППН-1с предназначена для погрузки горной массы с кусками крупностью до 360 мм. в вагонетки или другие транспортные средства. Машина состоит из исполнительного органа, ходовой тележки, поворотной платформы с лебедкой для подъема ковша, двух пневмодвигателей и пульта управления.

Поворотная платформа поворачивается на угол 30⁰ в обе стороны и после каждого цикла черпания автоматически возвращается в исходное положение.

Исполнительный орган состоит из ковша и двух кулис, соединенных траверсой.

Погрузочная машина ППН-2г на гусеничном ходу предназначена для погрузки горной массы с кусками крупностью до 400 мм. Машина состоит из исполнительного органа с приводом, двух гусеничных тележек с индивидуальным приводом, платформы, пульта управления с пневматическими коммуникациями и оросительной системой. Исполнительный орган аналогичен исполнительному органу машины ППН-1с.

Погрузочная машина ППН-3 по конструкции аналогична машине ППН-1с и отличается от нее только техническими параметрами.

Погрузочная машина ступенчатой погрузки 1ПНБ-2 предназначена для погрузки горной массы при проведении горизонтальных и наклонных (до ± 8⁰) горных выработок с площадью сечения в свету (2,5Х1,8) м² и более по породам с коэффициентом крепости f≤6 и кусковатостью до 400 мм. Машина состоит из нагребающей части, гусеничного механизма передвижения, скребкового конвейера, электро- и гидрооборудования, оросительной системы и пульта управления.

Конвейер машины изгибается в горизонтальной плоскости вправо и влево на 45⁰ относительно продольной оси машины.

Машина 2ПНБ-2 по конструкции в основном аналогична машине 1ПНБ-2 и отличается от нее мощностью, габаритами и производительностью. Машина имеет три самостоятельных привода: гусеничного хода, нагребающих лап и скребкового конвейера.

При небольшой длине транспортирования для уборки породы в горизонтальных выработках находят применение погрузочно-транспортные машины. В отраслевой стандарт, введенный на этот вид оборудования, включены погрузочно-транспортные машины с грузонесущем ковшом (типа ПД) грузоподъемностью 2,3,5,8 и 12 тонн. и ковшом и кузовом (типа ПТ) с грузоподъемностью кузова 2,5; 4; 6; 10 и 16 тонн.

В условиях геологоразведочных работ с учетом сравнительно небольших размеров площадей поперечных сечений выработок могут применяться только машины типоразмеров, приведенных в таблице.

Достоинством использования погрузочно-транспортных машин является малое число операций и минимальное количество оборудования, используемого при уборки породы.

При проведении разведочных выработок небольшой протяженности (до 100 метров) с площадью поперечного сечения до 4 м² для уборки породы могут эффективно применяться скреперные установки. Скреперная установка состоит из скреперной лебедки, скрепера, канатов и концевого блока. Если погрузка породы осуществляется в вагонетку, то в состав установки входит также скреперный полок, под которым размещается загружаемая вагонетка.

При работе скрепер совершает периодическое движение от забоя к месту разгрузки и обратно. К забою порожний скрепер перемещается хвостовым канатом. При движении от забоя с помощью головного каната скрепер, внедряясь в разрыхленную горную массу, самозагружается и доставляет ее волоком по почве выработке.

Достоинствами скреперных установок являются совмещения погрузки и транспортирования или доставки, простота устройства и монтажа, небольшие габариты, несложность управления, невысокая стоимость. Недостатки скреперной уборки связаны с прерывностью работы, повышением износа канатов, снижением производительности или увеличении длины транспортирования, высоким удельным расходом энергии и другими факторами.

Скреперные лебедки подразделяются на электрические и пневматические, а по мощности привода – на легкие (до 10 кВт), средней мощности (от 10 до 20 кВт) и мощные (более 20 кВт). Лебедки могут иметь 2 или 3 барабана, соосное (С) или параллельное (П) расположение двигателя и барабанов. Управление скреперными лебедками осуществляется вручную, дистанционно или автоматически.

Техническая характеристика скреперных лебедок

При проведении выработок наибольшее распространение получили лебедки с соосным расположение барабанов и двигателя.

По конструктивному исполнению все отечественные скреперные лебедки являются планетарными. Барабаны лебедки без реверсирования двигателя поочередно подключают к постоянно вращающемуся центральному валу, соединенному с валом двигателя.

Скреперы по конструкции подразделяют на гребковые, ящичные, совковые. Гребково-ящичные скреперы являются промежуточной конструкцией между первыми двумя.

По числу рабочей секции скреперы бывают односекционными или многосекционными с шарнирной связью между соседними секциями. Многосекционные скреперы имеют хорошую суммарную вместимость при небольшой ширине.

Для уборки плотных, неравномерно раздробленных, абразивных горных пород наиболее часто применяют односекционные жесткие гребковые скреперы. Гребково-ящичные скреперы, имеющие в отличии от гребковых небольшие стенки, предназначены для уборки среднекусковой горной массы, а ящичные скреперы – для уборки равномерно раздробленных неплотных, некрепких пород.

Марка скрепера содержит буквенные и цифровые обозначения. Например, гребковый скрепер односекционный, вместимостью 0,4 м³ – СГ-0,4; односекционный шарнирно-складывающийся скрепер вместимостью 0,25м³ – СГШ-0,25; ящичный односекционный скрепер вместимостью 0,6м³ – СЯ-0,6 и т.д.

Основным параметром скрепера является его вместимость. К остальным параметрам относятся: ширина, высота, длина, угол внедрения рабочей кромки α (для гребковых скреперов α = 45-60^о, для ящичных α = 30-45^о) и приведенная масса, т.е. отношение массы скреперов к ширине его рабочей кромки (для гребкового скрепера приведенная масса принимается равной: при мелко раздробленных породах – 1,2 – 2,5 кг/см.; при породах средней крупности – 2,5 – 4 кг/см; при крупно, неравномерно раздробленных породах – 4 – 7 кг/см).

Ширина скрепера b должна соответствовать ширине выработке В. Для приближенной оценки можно пользоваться соотношением (b/В) ≤ 0,4 ч 0,5. При использовании скрепером небольшой вместимости боковой зазор между скрепером и породой или обшивкой из досок по крепи должен составлять не менее 200 – 300 мм.

Скреперные блоки предназначены для поддержания рабочих и холостых канатов скреперных лебедок. Блоки должны быть относительно легкими, прочными, исключать соскакивание и заклинивание каната. Для создания нормальных условий работы каната отношение диаметра блока к диаметру каната должно быть не менее 16-18.

В зависимости от места установки блоки разделяют на концевые и поддерживающие. Концевые блоки устанавливают у развала горной массы, через них проходит хвостовой канат. Эти блоки испытывают большие нагрузки. Поддерживающие блоки устанавливают вдоль трассы скреперования для подвешивания холостого каната.

Крепление блоков происходит с помощью штырей, канатных анкеров, удерживаемых в шпурах клиньями, а также на вертикально и горизонтально установленных распорках.

На скреперных установках применяют высокопрочные, гибкие и износостойкие канаты крестовой свивки, мало подверженные кручения.

Скреперную лебедку выбирают в зависимости от максимального тягового усилия при рабочем или холостом ходе (в зависимости от угла наклона выработки).

Сопротивление перемещению груженого скрепера F_гр складывается из сопротивления перемещению горной породы по почве выработке F₁ , самого скрепера F₂ , канатов F₃ и сопротивления за счет притормаживания барабана F₄:

F_гр=F₁+F₂+F₃+F₄

Сопротивление перемещению порожнего скрепера

F_пор= F₂+F₃+F₄

Сопротивление перемещению горной породы (Н)

F₁=m_гg(f₁cosβ±sinβ),

где m_г – масса горной породы, перемещаемой скрепером, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

f₁ - коэффициент сопротивления движению материала при волочении по почве, равный 0,6 – 0,8;

β – угол наклона выработки, градус; при скреперовании вверх принимают (+), вниз (-).

Сопротивление перемещению скрепера (Н)

F₂ = m₀(f₂cosβ±sinβ)g,

где m₀ – масса скрепера, кг.;

f₂ – коэффициент сопротивления движению скрепера по почве, равный 0,4 – 0,8

Сопротивление движению канатов (Н)

F₃ = (m_1p+m_1x) f₃Lcosβg,

где m_1p и m_1x – масса одного метра головного и хвостового канатов, кг/м;

f₃ – коэффициент сопротивления движению канатов, равный 0,45 – 0,75;

L – длина скреперования, м

Усилие притормаживания холостого барабана F₄ принимается: для лебедок малой мощности равной 500 – 1000 Н, средней мощности – 1000 – 4000 Н, большой мощности – 1000 – 8000 Н.

Мощность двигателя (кВт) проверяют по наибольшему сопротивлению перемещения скрепера (обычно груженого).

P=k₁k₂F_грυ_гр/(1000 η),

где k₁ = 1,35 ч 1,45 – коэффициент, учитывающий увеличение тягового усилия при зачерпывании, а также в следствие неровностей почвы;

k₂ = 1,05 ч 1,08 – коэффициент, учитывающий увеличение тягового усилия на блоках;

υ_гр – скорость навивки каната на барабан, м/с;

η = 0,8 ч 0,85 – КПД скреперной лебедки.

Разрывное усилие каната F_раз (Н) определяют также по максимальному сопротивлению с учетом добавочных сопротивлений:

F_раз = k₁k₂F_гр m ,

где m = 5ч6 – запас прочности каната

Вертикальные выработки

Для механизированной погрузки породы в стволах шахт и шурфах применяют пневматические грейферные грузчики. Грейферы подвешиваются над забоем на канатах лебедок, устанавливаемых на подвесном проходческом полке или на поверхности. Перемещение подвешенного грейфера над забоем осуществляется вручную или с помощью механизмов. У тяжелых погрузочных грейферных машин механизм вождения грейфера включает такие элементы, как круговой монорельс, тележка поворота с пневмаприводом и тельфер с кареткой его радиального перемещения.

Погрузочные машины с механизированным вождением грейфера позволяют увеличивать производительность труда рабочих в среднем в два раза по сравнению с машинами КС-3, но их недостатками являются высокая стоимость, дополнительные затраты на приобретение и сооружение мощной компрессорной станции, большой расход сжатого воздуха.

При проходке разведочных выработок на ограниченной площади сечения возможно применение только легких, сравнительно небольших размеров грейферных грузчиков с ручным вождением.

Пневматический грейферный грузчик с ручным вождением состоит из собственно многолопастного грейфера, пневматического подъемника и водила, на котором размещены органы управления грейфером и подъемником.

Погрузка породы осуществляется грейферными грузчиками в бадьи. Серийно выпускаемые бадьи имеют вместимость от 0,3 до 6,5 м³. При проходке шурфов применяют бадьи вместимостью менее 0,3 м³. По конструкции бадьи подразделяются на несамоопрокидывающиеся (БПН) и самоопрокидывающиеся (БПС). Технические данные проходческих бадей вместимостью до 2 м³ приведены ниже в таблице.

Наклонные выработки

В зависимости от угла наклона выработки и направления проходки (снизу вверх или сверху вниз) применяют различные технические средства для погрузки горной породы. При углах наклона выработок (уклона, наклонного ствола) до 5 – 8^о для погрузки породы возможно применение тех же погрузочных машин, что и при проходке горизонтальных выработок. Применение удерживающих приспособлений чаще всего в виде дополнительной лебедке с канатом, предохраняют машину от сползания в забой и облегчает ее перемещение вверх. Тем самым обеспечивается возможность использования машин в выработках с большими углами наклона. Так, например, машина 1ПНБ-2У, оснащенная усиленным тормозным фрикционом, предохранительной лебедкой 1ЛП и имеющая шипы на траках гусениц, устойчива работает при углах наклона до 18⁰.

Погрузочная машина ППН-7 с рычажно-ковшовым исполнительным органом предназначена для проведения уклонов с углом наклона до 25⁰. По рельсовому пути она перемещается с помощью лебедки, смонтированной на машине. Сложность конструкции машины, громоздкость и большая масса не позволили ей найти широкое распространение.

Погрузка породы погрузочными машинами в наклонных выработках осуществляется в вагонетки или скипы, которые перемещаются по выработкам с помощью лебедок и канатов.

Основным техническим средством механизированной уборки породы при проведении наклонных выработок являются скреперные установки, включающие скреперные полки, если уборка породы выполняется с перегрузкой ее вагонетки или скипы.

Организация работ по погрузке породы

Горизонтальные выработки

В процессе погрузки породы кромка развала постепенно перемещается к забою. Поэтому при использованию погрузочных машин на калесно-рельсовом ходу для передвижения машин вслед за перемещающимся развалом возникает необходимость в наращивании рельсовых путей. Поскольку нормальная длина рельсов составляет 8 метров, то непосредственно у забоя применяют выдвижные рельсы длиной 4 или 8 метров. Их укладывают повернутыми на 90⁰ внутри ранее уложенного звена основного пути. Во время работы машины реборды ее колес перемещаются по шейкам выдвижных рельсов. Выдвигание рельсов производят ковшом погрузочной машины. Для лучшего внедрения в развал породы в концы рельсов выдвижного звена заостряют.

При выдвигании звена на величину, равную нормальной длине рельсов, вместо выдвижного укладывают постоянное звено пути.

Для машин с колесно-рельсовой ходовой частью важным параметром является фронт погрузки. Если ширина выработки превосходит фронт погрузки, то часть породы может быть погружена только после предварительной перекидке ее вручную в зону действия ковша. Однако при проведении разведочных выработок такие условия встречаются сравнительно редко, поскольку эти выработки имеют преимущественно небольшое поперечное сечение, а фонт погрузки у машины ППН-1с, в основном применяемой в условиях геологоразведочных работ, составляет 2,2 м. Объем породы, убираемой с применением ручного труда, возрастают при проходке различного назначения уширений, камер и т.д.

На геологоразведочных работах наиболее широко распространена технологическая схема погрузки в одиночной вагонетки. Обязательной операцией процесса является в этом случае обмен груженых вагонеток на порожние.

В однопутных выработках обмен груженых вагонеток на порожние производится с использованием тупиковых и замкнутых разминовок, накладной разминовки, вертикальных и горизонтальных вагоноперестановщиков и роликовых платформ.

Тупиковые и замкнутые разминовки приставляют собой ответвление от основного рельсового пути на одну вагонетку или на их состав. При недостаточной ширине выработки в месте разминовки производят ее расширение до необходимых размеров. Маневровые операции выполняют с помощью электровоза или вручную. Расстояние между разминовками составляет 40 – 60, реже до 100 метров.

Накладная замкнутая разминовка изготавливается из легких рельсов, смонтированных на плите. Разминовка укладывается на основной рельсовый путь. Одна ее ветвь используется как грузовая, а другая – как порожняковая. Концевые секции разминовки имеют стрелочные переводы для съезда на основной рельсовый путь. На порожняковую ветвь электровозом подается состав порожних вагонеток, откуда по одной они подаются вручную к погрузочной машине. Груженые вагонетки с помощью маневровой лебедки или вручную откатывают на грузовую ветвь.

Роликовые платформы, горизонтальные и вертикальные вагоноперестановщики располагают от погрузочной машины на расстоянии, не меньше длины состава, включая электровоз. Для установки роликовой платформы или вагоноперестановщика в выработки с недостаточной шириной образуют нишу. Переносят эти обменные средства через 30-40 метров. С помощью платформы или вагоноперестановщика в нише размещается порожняя вагонетка, которая подается к погрузочной машине после загрузки и удаления за разминовкой предыдущей. Достоинством этих обменных средств является то, что они не препятствуют функционированию основного рельсового пути.

Применение тупиковых и замкнутых разминовок, роликовых платформ и вагоноперестановщиков характеризуется затратой от 2 до 10 мин. на одну вагонетку, большой трудоемкостью работ и дополнительными затратами труда и средств на их сооружение.

Заслуживает большого внимания применение при погрузке породы ленточных перегружателей. От погрузочной машины порода поступает в приемный бункер перегружателя, а из него по ленточному транспортеру – в состав из 5 – 8 вагонеток. При использовании перегружателей затраты времени на маневровые операции существенно сокращаются и сводятся к минимальным. В практике геологоразведочных работ нашел распространение самоходный консольный перегружатель ПСК-1

Техническая характеристика перегружателя ПСК-1

Следует, однако, заметить, что применение забойного перегружателя возможно лишь в прямолинейных выработках с площадью поперечного сечения не менее 6,4 м². Кроме того, использование перегружателя в комплексе с другим самоходным оборудованием, например с буровыми каретками, в однопутных выработках сопряжено с необходимостью проходки тупиковых заездов для размещения в них перегружателя.

В ряде случаев при проходке, например, штолен и штреков с рассечками последние могут успешно использоваться для выполнения обменных опережений. Состав порожних вагонеток подается электровозом в рассечку, а далее маневровые операции выполняются с помощью погрузочной машины. Эта схема удобна в том случае, когда для проходки рассечек применяется тоже самое оборудование, что и в основном забое.

Для подачи порожних вагонеток в рассечку электровозом необходимо, чтобы расстояние от погрузочной машины до рассечки было не менее длины поезда.

Скреперная уборка породы, успешно применяемая при уборки породы в горизонтальных выработках небольшой площади поперечного сечения, организуется по различным схемам.

При проведении коротких штолен скреперные лебедки устанавливаются у их устья на эстакадах. Скреперование породы в этом случае может осуществляться непосредственно в отвал или в транспортные средства.

Длина скреперования одиночными скреперами достигает 50-60 метров, а спаренными – до 100 метров и более. Необходимо при этом иметь ввиду, что при спаривании скреперов требуется соответственно и более мощные скреперные лебедки.

Иногда скреперная уборка применяется в выработках (штольни, штреки, квершлаги), оборудованных рельсовыми путями. Погрузка породы в вагонетки производится скрепером с помощью скреперного полка. Более целесообразны передвижные скреперные полки, которые можно располагать на минимальном расстоянии от забоя.

Из рассечек эффективнее убирать породу скрепером в том случае, если они пройдены на уровне кровли основной выработки. Скреперную лебедку располагают в противоположной рассечке или специальной камере. Если такая возможность отсутствует, то скреперование ведут через полок несколько иной, чем представленная по конструкции. Отличие заключается в том, что скреперование ведут в состав вагонеток без его расцепки.

Вертикальные выработки

В процессе погрузки породы в стволах и шурфах выделяют две фазы, отличающиеся по интенсивности погрузки. Это связано с тем, что степень разрушения массива по глубине взорванных шпуров не одинакова. В верхней зоне порода разрушена так, что ее погрузка производится только машиной, без применения ручного труда (первая фаза). Вторая фаза наступает, когда качество дробления породы снижается настолько, что погрузка производится с применением ручного труда – предварительного рыхления, подкидки породы, зачистки. Зачистка забоя производится для того, чтобы исключить попадание мелких кусков породы в шпуры при их бурении.

Объем породы во второй фазе зависит от качества взрывных работ, свойств пород и типа погрузочной машины. Высота слоя породы во второй фазе для КС-3 составляет 0,2 метра, КС – 2у/40 – 0,3 метра, КС-1м – 0,45 метра.

Производительность труда проходчиков во второй фазе погрузки в среднем в 3-4 раза ниже, чем в первой.

Цикл погрузки грузчиком с ручным вождением состоит из следующих операций: перемещение погрузочной машины к месту захвата породы, опускание грейфера с раскрытыми челюстями на породу, закрывание челюстей и захвата породы, подъема грейфера на высоту бадьи, перемещение его к бадье и разгрузки породы в нее. Продолжительность одного цикла составляет 30-40 с.

Число пневматических грузчиков, одновременно работающих в стволе, определяются с учетом того, что на один грузчик должна приходится площадь забоя, равная 14-16 м². При одновременном использовании двух пневматических грузчиков забой разделяют на две примерно равные части, и каждый пневмогрузчик работает в своей зоне. Бадью размещают на границе раздела зон.

Площадь поперечного сечения разведочных стволов, как правило, не позволяет использовать одновременно две, а тем более три погрузочные машины, как при проходке эксплуатационных стволов.

Производительность погрузочного оборудования и пути ее повышения.

Различают теоретическую (расчетную), техническую (паспортную) и эксплуатационную (действительную) производительность погрузочных машин. Теоретическая производительность определяется только конструктивными параметрами машины (например, вместимость ковша, грейфера, скрепера, продолжительность цикла черпания и т.д.). Так, для погрузочной машины ковшового типа теоретическая производительность (м³/мин).

Q_теор= 60 V_к /Т = n_цV_r ,

где Т – теоретическая продолжительность одного цикла погрузки породы ковшом машины, м; n_ц - число циклов черпания в минуту;

V_к – вместимость ковша (геометрическая), м³.

Техническая производительность определяется для типичных эксплуатационных условий при непрерывной работе машины, т.е. в этом случае учитывается влияние свойств породы, заполнение ковша (грейфера, скрепера) породой, качество дробления породы, изменение продолжительности одного цикла черпания в реальных условиях и т.д.

Эксплуатационная производительность определяется объемом погруженной породы за общее время работы машины. На эксплуатационную производительность влияет, таким образом, продолжительность подготовительно-заключительных операций, остановок в работе машины по технологическим, а также простоев по организационным и техническим причинам.

Техническая производительность ковшовой погрузочной машины (по породе в разрыхленном состоянии) (м³/мин).

Q_тех=n_цk_зk_дрV_к/k_ц ,

где: k_з – коэффициент заполнения ковша (в зависимости от плотности породы, размера кусков и соотношения между напорным усилием машины и шириной ковша k_з изменяется в диапазоне 0,3 – 1,2); k_др – коэффициент, учитывающий дополнительное разрыхление породы в ковше (k_др = 0,92ч0,96); k_ц – коэффициент, учитывающий изменение продолжительности цикла в реальных условиях (для машин с пневмоприводом k_ц = 0,92ч1,1).

Эксплуатационная производительность (м³/ч.) в общем случае определяется по формуле:

Q_э = 60V_п/Т₀,

где V_п – полный объем горной массы, погруженной машиной за проходческий цикл, м³; Т₀ – общее время работы машины, мин.

Полный объем горной массы в плотном теле (м³)

V_п=l_цSη_в ,

где l_w – расчетное подвигание забоя за один цикл, м.

S – площадь проектного сечения выработки, м²;

η_в – коэффициент, учитывающий увеличение сечения выработки против проектного (η_в=1,05ч1,08).

Общее время работы машины складывается из времени собственно погрузки, замены груженых вагонеток или составов на порожние и суммарной продолжительности простоев по организационно-техническим причинам, включая время на подготовительно-заключительные операции.

В частности, часовую эксплуатационную производительность (м³/ч) ковшовой машины (по породе в плотной массе) можно рассчитать по формуле:

Q_э=

где k_p – коэффициент разрыхления пород, равный 1,5 – 2; k_кр – коэффициент, учитывающий крупность кусков породы и ее физико-механические свойства (при крупности кусков до 300 мм. k_кр = 1, при крупности более 400 мм. k_кр = 1,3); t_в – удельные затраты времени на вспомогательные операции, включающие очистку путей и выдвижение рельсов, кайловку и перекидку определенной части породы с периферии в зону работы ковша (для выработок, ширина которых равна фронту погрузки, t_в – составляет 1,5 чел.-мин./м³); L – расстояние до пункта обмена вагонеток, м.; V_в – вместимость вагонетки, м³; k_з – коэффициент заполнения вагонетки, принимаемый равным 0,9; v_с – средняя скорость откатки вагонеток или составов с учетом маневров, перецепки и т.д. на участке от погрузочной машины до обменного пункта (по данным практики v_c составляет 0,6 м/с.); n_в – число вагонеток в составе.

Соответственно часовая эксплуатационная производительность (м³/ч) машины непрерывного действия типа ПНБ может быть рассчитана по формуле

Q_э =

где k_рп = 1,1ч1,3 – коэффициент, учитывающий форму и расположение породы после взрыва; k_пм – коэффициент, учитывающий продолжительность маневра при погрузки и степень соответствия данного типа машины условиям погрузки (k_пм = 1,05ч1,1).

Производительность погрузочно-транспортных машин существенно зависит от длины транспортирования и скорости движения груженой и порожней машины. Эксплуатационная производительность погрузочно-транспортной машины (м³/ч) с грузонесущим ковшом.

Q_э = ,

а для машин с ковшом и кузовом

Q_э =,

где V_к, V_куз – вместимость соответственно ковша и кузова, м³; k_з и k_зк – коэффициент заполнения соответственно ковша и кузова; ξ = 1,15ч1,2 – коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на разборку негабарита в забое; t_ц – продолжительность цикла черпания грузонесущим ковшом, равная 50 сек.; t’_ц – продолжительность одного цикла погрузки, сек.; k_ман – коэффициент, учитывающий продолжительность маневров машины в забое, равный 1,3; k_cc – 0,6 – коэффициент среднеходовой скорости движения; L – длина транспортирования, м; v_гр и v_пор – скорости движения груженой и порожней машины, принимаемые соответственно 1,8 и 2,3 м/с.; t_раз = 30ч40 – продолжительность разгрузки машины, сек.

Если машина в течение всей смены работает на уборке породы, то ее эксплуатационная производительность (м³/смену)

Q_см = Q_эT_смk_и ,

где Т_см – продолжительность смены, ч.; k_и = 0,7ч0,8 – коэффициент внутрисменного использования машины, учитывающий подготовительно-заключительные операции, заправку машины, перегон к месту работы и обратно и другие операции, не относящиеся непосредственно к погрузке и транспортированию.

Техническая производительность скреперной установки при скреперовании непосредственно в отвал по породе в разрыхленном состоянии (м³/ч).

Q_тех = ,

где V_c – вместимость скрепера, м³; k_с – коэффициент заполнения скрепера (для крупнокусковой горной массы k_с = 0,5ч0,7; для среднекусковой = 0,7ч0,8 и мелкокусковой k_с = 0,9ч1); L – длина скреперования, м.; v_гр и v_пор – скорости движения соответственно груженого и порожнего скрепера


29-04-2015, 00:47