Система этажно-принудительного обрушения

Введение

За последние годы многое сделано в частности комплексной механизации на подземных рудниках, на проходческих и очистных работах применяются высокопроизводительное оборудование: очистные комплексы, забойные конвейеры и гидромеханизмы. На магистральном транспорте внедряются мощные локомотивы, конвейерный транспорт. Самоходные транспортные машины, дистанционное и автоматическое управление работой целых комплексов, системы СЦБ, диспетчерская. Широко внедряется механизация вспомогательных работ: машины для укладки рельсовых путей, очистки и ремонта откаточных выработок, ремонта транспортных машин.

Созданы шахты нового типа, где автоматизирована работа подъёмных, водоотливных и вентиляторных установок, осуществлено программное и телеуправление поездами на локомотивном транспорте, комплексами самоходных машин. Управление работой всего предприятия с помощью автоматических систем. На подземной добыче мягких и сыпучих материалов широко применяются комплексная конвейеризация, добычные комплексы с гидрофицированными крепями, гидромеханизация.

В связи с внедрением мощных забойных механизмов, средств автоматики и телемеханики меняется облик самих схем шахт, изменяются системы разработки и создаются новые их варианты, происходит концентрация горных работ, интенсификация выемки шахтных полей. Внедрение мобильного самоходного оборудования преобразует вид забоев, транспортных выработок, схема транспортирования горной массы, людей, материалов, запасных частей. Подземными дорогами могут быть соединены все забои горизонта, подземные склады, ремонтные мастерские, а подземные трассы с помощью наклонных транспортных выработок могут иметь сообщение с поверхностью.

Внедрение комплексной механизации и автоматизации на подземных рудниках повышает производительность труда, облегчает его и в тоже время требует более высокого общеобразовательного и профессионального уровня горнорабочих.

Комплексная механизация и автоматизация горных предприятий имеет большое социальное значение. С повышением производительности труда сохраняется продолжительность рабочей недели. Свободное время используется для самообразования, отдыха, духовного и физического развития человека.

В настоящее время вопросами внедрения горных машин, средств механизации и автоматизации подземных рудников в нашей стране занимаются вузы, научно-исследовательские и проектные институты, машиностроительные заводы. Экономическая эффективность внедрения во многом зависит от горно-геологических условий и специфики разработки горных тел. Нарушение комплексности может свести на нет эффект механизации отдельных процессов, поэтому работу машин необходимо рассматривать в тесной связи с технологией производства. В этом плане большое значение имеют изучение и распространение опыта механизированной добычи руды на отечественных и зарубежных предприятиях.

Описание системы разработки

Система этажно-принудительного обрушения

Применяется система этажно-принудительного обрушения на горизонтальные компенсационные камеры. Обрушения производятся сразу на всю высоту этажа.

Подготовка основного горизонта полевая, ортовая тупиковая. Для вторичного дробления и погрузки, руды в кровле откаточного горизонта устраивают горизонт скреперования.

На горизонте скреперования проходят штреки скреперования с двухстороннем расположением дучек. На флангах эти штреки сбивают с ходовыми ортами, по середине блока проходят вентиляционный орт, проходящий к блоковому восстающему. После окончания проходки подготовительных выработок приступают к проходки компенсационных камер взрыванием глубоких шпуров пробуриваемых из дучек.

Проходят 3-4 камеры, между которыми оставляют временные целики, одновременно с проходкой камер обуревается обрушаемый массив руды из буровых камер проведённых из буровых восстающих, расположенных на флангах блока. В каждом слое бурят комплект веерных скважин. Одновременно обуревают временные целики, между камерами.

После обрушения горная масса транспортируется при помощи скреперной установки (комплект погрузочно-доставочный скреперный МПДК-4), по горизонту скреперования до рудоспусков, через рудоспуски ГМ попадает в орт-заезд, откуда погрузочно-транспортной машиной (погрузочно-транспортная машина с ковшом-бункером ПД-5) транспортируется до полевого откаточного штрека и грузится в железнодорожные вагоны.

Крепление в буровых камерах деревянная, возводится в ручную. В капитальных откаточных выработках набрызг-бетонная, возводится при помощи набрызг-бетонной машины НБМ-1.

Сжатый воздух поступает из вентиляционного орта по буровым, восстающим в буровые камеры по прорезиненным трубам, его нагнетают вентиляторы местного проветривания.

Работа ведётся в четыре смены, по 6 часов, из них три добычных и ремонтно-подготовительная. Кроме добычи руды бригада ремонтирует оборудование, подвешивает кабели и вентиляционные трубы…. имеются подземные ремонтные мастерские.

Выбор и описание основного технического оборудования

Принцип действия. Устройство и работа основных узлов

1 - скрепер; 2 - загрузочное устройство; 3 - скреперная лебедка; 4 - натяжное устройство; 5, 6 - правая, левая лебедка; 7 - приводная головка конвейера; 8 - роликовые опоры; 9 - блок

Механизированный погрузочно-доставочный комплект МПДК-4 предназначен для механизированной погрузки и транспортировки горной массы при проведении горизонтальных и наклонных (сверху вниз до 18°) горных выработок в свету не менее 6,8 м² и высотой не менее 2,4 м.

Комплект МПДК-4 (лист 150) состоит из скрепера 1, загрузочного устройства 2, скреперной лебедки 3, натяжного устройства 4, правой 5 и левой 6 лебедок, приводной головки конвейера 7, роликовых опор 8 и блока 9.

В комплекте МПДК-4 порода доставляется к разгрузочному устройству скрепером вместимостью 0,8 м³. Загрузочное устройство состоит из трех сварных рам, соединенных между собой болтами. На рамах размещены скреперная лебедка, приемный и разгрузочный лотки. В переднюю раму встроено натяжное устройство ленты конвейера, состоящее из натяжного барабана, нижнего ролика, очистителей ленты и барабана. Натяжное устройство перемещается в направляющих передней рамы правой и левой лебедок. Каждая лебедка состоит из червячной пары и барабана, наматывающего канат, один конец которого прикреплен через обводные ролики к натяжному устройству. Самотормозящийся червяк лебедки приводится во вращение рукояткой, чем создается натяжение ленты конвейера. В натянутом положении лента фиксируется самотормозящейся парой. Величина хода натяжного устройства 900 м.

Приводная станция конвейера состоит из разборной рамы, электродвигателя, редуктора, двух приводных и одного выносного барабанов. Средняя часть конвейера собирается из секций роликоопор, соединенных между собой прогонами.

Скреперная лебедка ЗОЛС-2СМ - двухбарабанная. Барабаны включаются планетарными редукторами и ленточными фрикционами с помощью рычагов. Для удобства управления в выработках высотой 2,4 м рычаги управления скреперной лебедки вынесены в сторону, противоположную редуктору лебедки. В выработках, имеющих высоту в свету 2,6 м и более, рычаги управления не переносятся, и машинист управляет лебедкой с площадки загрузочного устройства.

Загрузочное устройство передвигается скреперной лебедкой. По мере передвижения загрузочного устройства вслед за подвиганием забоя в проемы, образовавшиеся между задней частью загрузочного устройства и составными звеньями конвейера, устанавливаются отдельные составные звенья, которые закрепляются в специальных гнездах.

В выработках минимального сечения шириной в свету до 3,5 м для работы комплекса может настилаться рельсовый путь с шириной колеи 450 мм для доставки материалов. При проведении выработок шириной в свету более 3,5 м возможна настилка рельсового пути с нормальной шириной колеи.

Расчёт погрузочно-доставочного скреперного комплекса МПДК-4

Техническая характеристика

Производительность:

При длине скреперования: 15 м.……………………………………………80 м /мин

30 м………………………………………………………..48 м /мин

Максимальный угол наклона выработки…………………………………18 град

Вместимость скрепера ……………………………………………………….18 м

Лебёдка:………………………………………………………………30ЛС-2СМ

мощность электродвигателя………………………………………………30 кВт

скорость движения каната……………………………………………1,12 м/с

тяговое усилие………………………………………………………………25 кН

Конвейер:………………………………………………………1Л80, 1ЛТ80500

Длина ленты при

Горизонтальной установке………………………………………………500 м.

Ширина ленты……………………………………………………………….800 м

Основные размеры комплекса:

Длина по загрузочному устройству……………………………………8050 мм.

Длина с конвейером максимальная…………………………………500000 мм.

Ширина…………………………………………………………………2000 мм.

Высота…………………………………………………………………….2236 мм.

Ширина по забоечной части………………………………………………….2600 мм.

Масса комплекса без конвейера…………………………………………7425 мм.

Расчёт производительности комплекса МПДК-4

Техническая производительность

Qтех=3600ЕКн(КрТц) (м /ч)

Где Е-геометрическая вместимость ковша, м.

Кн и Кр-коэффициенты наполнения ковша (Кн=0,6-1,25), и разрыхления породы;

Тц-продолжительность цикла, с.

Тц=3,6

-длина пути заполнения, транспоротирования породы, разгрузки и возврата порожнего скрепера, м.

-среднии скорости движения скрепера при заполнении ковша, гружёного, при разгрузки и порожнего, км/ч.

-затраты времени на разворот и маневрировать скрепера, с.

Путь набора породы:

=ЕКнКп/(0,7В.tc.kp)

Кп - 1,2-1,5-коэффициент, учитывающий потери породы на призму волочения и боковые валики, м.

В - ширина ковша, м.

tс - средняя толщина стружки, м

Сменная эксплуатационная производительность:

Qсм=Qтех*Тсм

Где Тсм=8 ч=8*60=480 мин-продолжительность смены

Qсм= *480= (т/см)

Годовая производительность:

Qг=Qсм*m о,

Где m о=470-число рабочих смен в году, (2 смены в сутки, рабочая неделя прерывная)

Qг= *470= млн. т./год

Годовая производительность рудника;

Qгр=Qгпи*Кв*

Где Qгпи-годовая производительность рудника по полезному ископаемому.

Qгпи=2,3 млн. т./год

Кв=2,5 т/м - плотность породы

-плотность горной породы

Qгр=2,3*2,5*3,3=18,975 (млн. т./год)

Необходимый парк комбайнов

Nраб=

Где Qгр-годовая производительность рудника

Qг-годовая производительность скреперного комплекса

Принимаем скреперных комплексов.

Инвинтарый парк скреперных комлексов

Nинв=Nраб+Nрем

Где Nрем-число комбайнов, находящихся на ремонте.

Расчёт погрузочно-транспортной машины ПД-5

Принцип действия. Устройство и работа основных узлов

Машина погрузочно-транспортная ПД-5 А предназначена для погрузки отбитой горной массы и доставки ее от забоя до рудоспуска или пункта перегрузки при проведении подземных подготовительных и очистных горных выработок на рудниках и вечно мерзлых россыпных месторождений малой мощности.

В состав машины входят следующие основные части и комплекты силовая установка 1, ходовая часть 2, тормозная система, рулевое управление 3, погрузочный орган 4, электрооборудование.

Ходовая часть машины представляет собой шасси, на котором установлена силовая установка с нейтрализатором выхлопных газов, а впереди смонтирован ковшовый погрузочный орган и его привод.

Рабочий цикл работы машины состоит в следующем: машина движется в забой вперед погрузочным органом, при подъезде к штабелю включается первая передача, опускается ковш, происходит внедрение его в штабель и зачерпывание рудной массы. С заполненным ковшом машина движется назад, затем останавливается, ковш приводится в транспортное положение и машина движется к месту разгрузки. После разгрузки ковша машина снова возвращается в забой. Далее цикл повторяется.

Силовая установка машины состоит из двигателя КАМАЗ - 740 (силовой агрегат 740 - 1000.400 установлен без коробки передач) и обслуживающих его систем: воздухопитания, смазки, питания топливом, охлаждения, электрооборудования, нейтрализации и выпуска отработанных газов. Очистка воздуха производится двухступенчатым, воздушным фильтром: первая ступень инерционная, вторая - сухой фильтрующий элемент.

Внешняя система смазки состоит из масляного радиатора и трубопроводов. Давление масла при прогретом двигателе должно быть 0,4

… 0,55 МПа и не менее 0,1 МПа при минимальной частоте вращения двигателя.

Внешняя система охлаждения включает радиатор водяной, расширительный бачок и соединительные шланги; заполнена низкозамерзающей жидкостью ТОСОЛ - А40.

Система нейтрализации и выпуска отработавших газов состоит из выпускных коллекторов, выпускных труб, каталитического и жидкостного нейтрализаторов. Каталитический нейтрализатор ШПК - 1 представляет собой шарики диаметром 3,5… 5,5 мм из окиси алюминия с нанесенным на них слоем каталитического о вещества, засыпается в реактор - кольцевую полость, образованную решетками и сетками.

Отработавший газ поступает в корпус каталитического нейтрализатора и пройдя через слой шариков поступает в выпускную трубу и далее через барботажную трубу в бак жидкостного нейтрализатора - емкость, заполненную химреагентом или водой.

Привод рабочей тормозной системы двухконтурный, пневматический и состоит из фильтра, компрессора, водоотделителя В1, регулятора давления РД1, противозамерзателя П1, воздухосборника РС1…РСЗ с краном спускным УВ1… УВЗ, двойного защитного клапана КЗ 1, двухсекционного тормозного крана Р2, тормозных цилиндров Ц1, Ц2, ЦЗ, Ц4, Ц5, клапана защитного К32, клапана управления тормозами Р6, крана разобщительного и пневмоприводов. Установленный на двигателе двухцилиндровый одноступенчатый компрессор обеспечивает нагнетание сжатым воздухом тормозной системы при работе двигателя.

При повороте рулевого колеса влево рабочая жидкость из гидробака Б1 насосом HAL через делитель потока ДП1, агрегат А1 подается в гидроцилиндры: Ц1 - в штоковую и Ц2 - поршневую

полости. Поток рабочей жидкости из противоположных полостей гидроцилиндров Ц1 и Ц2 через агрегат А1, фильтры сливается в гидробак Б1.

Изменение начального соотношения потока рабочей жидкости, поступающей от делителя потока в агрегат А 1 и к регулятору расхода погрузочного органа при нейтральном положении золотника делителя потока осуществляется изменением установки винта 1. При заворачивании винта количество жидкости, поступающей к агрегату А1 рулевого управления, увеличивается, а при выворачивании - уменьшается. Соответственно изменяется расход, поступающий к регулятору расхода погрузочного органа.

Значение давления управления включения золотника делителя потока ДП1 регулируется винтом 2. При завинчивании винта давление управления увеличивается, а при вывинчивании - уменьшается.

Настройка предохранительного клапана осуществляется винтом предохранительного клапана при максимально сложенных полурамах машины и удержании рулевого колеса в любом из положений.

Погрузочный орган машины предназначен для погрузки, транспортирования и разгрузки горной массы. Он состоит из ковша 1, стрелы 2, серьги 3, тяги 4, гидроцилиндров поворота ковша 5 и подъема

стрелы 6.

Ковш шарнирно закреплен на стреле, которая в свою очередь шарнирно установлена на передней полураме. Стрела состоит из двух симметричных балок, связанных между собой поперечинами. Гидроцилиндр поворота ковша своим корпусом соединен с проушинами передней полурамы, а штоком - через серьгу и тягу - с ковшом и стрелой. Гидроцилиндры подъема стрелы цапфами закреплены в подшипниках скольжения передней полурамы, а штоками соединены с балками стрелы.

В процессе работы погрузочный орган может занимать следующие положения: I - транспортное, П - черпания, Ш - верхней разгрузки и IV - нижней разгрузки.

Гидросистема погрузочного органа служит для приведения в движение гидроцилиндров ковша и стрелы, и управления их движением при выполнении рабочих операций.

Поток масла от аксиально-поршневого насоса НА1 и насоса рулевого управления через делитель потока, обратный клапан К01 подводится к гидрораспределителю Р1 погрузочного органа, предназначенного для направления потока рабочей жидкости в соответствующие полости гидроцилиндров ковша и стрелы и предохранения гидросистемы от перегрузок. Гидрораспределитель Р 1 состоит из следующих секций: напорной Р 1.1, двух рабочих Р 1.2 и сливной Р 1.4, стянутых болтами с герметизацией стыков резиновыми кольцами.

В напорную секцию Р 1.1 встроен предохранительный клапан непрямого действия, ограничивающий давление в гидросистеме, и обратный клапан, исключающий противоток рабочей жидкости из полостей гидроцилиндров во время включения и выключения золотника рабочей секции. Предохранительный клапан с помощью регулировочного болта настраивается на давление 16 МПа.

Рабочая секция Р 1.2 трехпорционная с двумя запертыми отводами предназначена для распределения потока рабочей жидкости в полости гидроцилиндров. Золотник рабочей секции имеет автоматическую фиксацию в нейтральной позиции и пружинный возврат из рабочих позиций. При нейтральной позиции золотника напорная гидролиния соединена со сливом.

Сливная секция Р 1.4 объединений потока от рабочих секций на слив в гидробак.

Гидросистема имеет автономную гидравлическую систему управления гидрораспределителем Р1 погрузочного органа. Управление гидрораспределителем Р1 осуществляется посредством гидрораспределителей Р2 и РЗ с ручным управлением.

При установке ручки гидрораспределителя Р2 вниз напорная магистраль насоса HI соединяется через гидрораспределитель Р2 с полостью рабочей секции Р 1.2 гидрораспределителя Р1,

перемещает золотник и соединяет напорную магистраль основного потока от насоса НА1 со штоковой полостью гидроцилиндра Ц1 ковша. Поршневая полость при этом соединяется со сливом. Происходит запрокидывание ковша.

Опрокидывание ковша осуществляется установкой ручки гидрораспределителя Р2 вверх. Напорная магистраль насоса HI через гидрораспределители Р2 и РЗ соединяется с другой полостью рабочей секции Р 1.2 гидрораспределителя Р1. Золотник перемещается в другую сторону и соединяет основной поток с поршневой полостью гидроцилиндра ковша, происходит опрокидывание ковша. Штыковая полость гидроцилиндра соединяется при этом со сливом.

Остановка поворота ковша осуществляется опусканием рукоятки управления гидрораспределителем Р2. Аналогично с помощью гидрораспределителя РЗ происходит управление гидро цилиндрами Ц2 и ЦЗ стрелы. Для ограничения скорости опускания стрелы и опрокидывания ковша в штоковых полостях гидроцилиндров стрелы и поршневой полости гидроцилиндра ковша установлены дроссели с обратным клапаном ДР1 и ДР2.

Фильтрация масла в гидросистеме осуществляется с помощью 3 типов фильтров. На сливной магистрали установлены три магнитных фильтра Ф1, Ф2, ФЗ и два унифицированных фильтра.

Кроме того. на всасывающей трубе в гидробаке установлен сетчатый фильтр грубой очистки.

Настройка предохранительного клапана гидрораспределителя Р1 осуществляется винтом на напорной секции. При вращении винта по часовой стрелке давление в гидросистеме возрастает, а против часовой ~ уменьшается. Замер давления выполняется по манометру МН1.

Настройка предохранительного клапана КД1 осуществляется винтом на предохранительном клапане аналогично. Контроль давления производится по манометру МН2.

При нарезке камеры перегружатель располагают непосредственно в откаточной выработке, что создает определенные неудобства, связанные с ведением работ в других забоях и периодической передвижкой перегружателя в период взрывных работ. Наличие перепускного восстающего ускоряет разгрузку горной массы из кузова погрузочно-доставочной машины. Рациональное расстояние транспортирования горной массы зависит от вместимости кузова и составляет 50-70 м при вместимости до 1м³, 100-150 м - при 1,5-2м³. На погрузку 1м³ горной массы при оборудовании восстающего вибролюком или люковым затвором затрачивается в среднем около 0,5 мин.

ПТМ легкого типа рационально использовать при проведении камер углубочного горизонта. Длина откатки в этом случае не превышает 30-40 м. Горную массу разгружают или в восстающий или в проходческую бадью

Горную массу из камеры транспортируют в ковше машины. Разгрузку ковша при засечке камеры осуществляют через торцевую сторону вагона. По мере развития камеры разгрузку ковша производят через боковую сторону вагона.

Использование этих машин позволяет производить наращивание транспортных коммуникаций через 15-30 м, снизить трудоемкость погрузочно-транспортных работ и обеспечить эксплуатационную производительность до 20 м³/ч.

Погрузочно-транспортные машины тяжелого типа широко используются на доставке горной массы на рудниках из очистных забоев

1 - силовая установка; 2 - ходовая часть; 3 - рулевое управление; 4 - погрузочный орган

Технические данные

Техническая производительность, не мене………………………………87,5 т/ч

Вместимость ковша

Основного……………………………………………………………………. 3,0 м

Сменного……………………………………………………………………2,5 м

Номинальная грузоподъёмность……………………………………………. 6,0 т

Габаритные размеры

Длина…………………………………………………………………….8000 мм

Ширина…………………………………………………………………..2200 мм

Высота…………………………………………………………………….1850 мм

База……………………………………………………………………….3100 мм

Дорожный просвет…………………………………………………………………..300 мм

Наибольшая высота разгрузки ковша………………………………….1500 мм

Радиус поворота

Внутренний………………………………………………………………..3000 мм

Внешний…………………………………………………………………6100 мм

Максимальный преодаливаемый угол подъёма………………………..15 град

Скорость движения ……………………………………………………15 км/час

Установленная мощность……………………………………………………………118 кВт

Масса……………………………………………………………………..1500 кг

Расчёт производительности

Техническая производительность

Qт=60*qк*nц*k и.к *k1*k 2, м/ч

Где: qк-ёмкость ковша. М

nц - теоретическое число циклов в минуту;

kи.к.=0,9-1,1 - коэффициент заполнения ковша

k1=0.85-1,0-коэффициент, учитывающий изменение продолжительности рабочего цикла

k2=0.92-0,96-коэффициент дополнительного разрыхления породы в ковше.

Qт=60*3,0*3*1*1*0,95=171