Разработка горных пород ковшовыми погрузчиками

Одноковшовые погрузчики применяются на карьерах в качестве выемочно-погрузочного, выемочно-транспортного и вспомогательного оборудования.

В качестве выемочно-погрузочного оборудования наибольшее распространение они получили на карье­рах с автомобильным транспортом, в качестве выемочно-транспортного — на карьерах строительных материа­лов, где горная масса из забоя доставляется погрузчи­ком до бункера дробильно-сортировочной фабрики.

В качестве вспомогательного оборудования погруз­чики используются так же, как и бульдозеры, для за­чистки забоев, очистки дорог от снега, просыпи и при ремонте дорог.

Основные преимущества погрузчика — это его мо­бильность и автономность привода, поэтому его приме­нение эффективно в период освоения месторождения и на карьерах с непродолжительным сроком существова­ния. За рубежом погрузчики до недавнего времени очень широко применялись на карьерах, однако увеличение цен на жидкое топливо начало сдерживать их распро­странение.

Погрузчики выпускаются с ковшом емкостью от 0,5 м³ до 23 м³ на гусеничном и колесном ходу.. По­следние называются автопогрузчиками.

Технология выемки погрузчиками мягких или взор­ванных горных пород заключается во внедрении ковша в нижнюю часть забоя и наполнении его при подъеме гидравлической системой погрузки с одновременным его поворотом в горизонтальной плоскости.

Напор ковша на забой осуществляется ходовыми механизмами погрузчика. После наполнения ковша по­грузчик выезжает из забоя, поднимает ковш на высо­ту разгрузки и опрокидыванием разгружает его в сред­ства транспорта или в бункер.

Высота забоя при разработке погрузчиком прини­мается от 8 до 15 м. Ширина забоя не ограничивается, так как погрузка может осуществляться из любого его места.

Производительность погрузчика зависит от вместимости ковша, технологии разработки забоя, дальности транс­портирования и определяется по тем же зависимостям, что и для экскаватора. Длительность цикла погрузчиков при разработке забоев, по данным д-ра техн. наук К.Н.Трубецкого, составляет: при емкости ковша 2— 3 м³ 50—52 с, 4—6 м³ —54—56 с, 7,5—12,5 м³ — 57— 62 с, 15—20 м³ —66-70 с.

Коэффициенты наполнения и разрыхления породы в ковше изменяются в зависимости от степени дробления горных пород и составляют k_н=1,21,35 и k_р=1,11,25. Коэффициент использования погрузчиков на выемочно-погрузочных работах k_и=0,8.

Литература: 1 осн. 116-136; 2 осн. 78-91; 114-124; 3 осн. 130-151, 199-214

Контрольные вопросы:

1. Опишите область применения, достоинства и недостатки скреперов, бульдозеров и ковшовых погрузчиков;

2. Опишите технологические параметры забоев и последовательность выемки породы скреперами, бульдозерами и ковшовыми погрузчиками;

3. Производительность колесного скрепера;

4. Производительность бульдозера на разработке гор­ных пород

Лекция 8. Сущность и средства перемещения карьерных грузов. Грузопоток и грузооборот карьера.

Перевозка горной массы железнодорожным транспортом

Железнодорожный транспорт является наиболее распространенным транспортом на карьерах благодаря, его надежности в любых климатических условиях, вы­сокой производительности и эффективности в эксплуа­тации.

Основной его характеристикой является грузообо­рот, т. е. количество груза в тоннах или кубических метрах, перевозимого в единицу времени. Грузооборот карьера складывается из грузооборота пустых пород, полезного ископаемого и материалов.

Как вид железнодорожный транспорт представляет собой поезда, перемещающиеся по рельсовому пути. Принцип его работы заключается в перемещении вскрыши в думпкарах, полезного ископаемого в гондо­лах из забоев к месту разгрузки электровозами или тепловозами. Число вагонов в поезде рассчитывается из условия характеристики локомотива, пути и его состоя­ния.

Железнодорожные пути функционально разделяют­ся на временные и стационарные. К временным относятся пути на рабочих площад­ках в карьере и на отвале, к стационарным — пути в траншеях, на транспортных бермах и на поверхности карьера.

В зависимости от производительности карьера по горной массе трасса стационарных железнодорожных путей в карьере может быть однопутной или двухпут­ной. Однопутная трасса предусматривает движение груженых порожних поездов с разминовкой на разъезд­ных пунктах. Двухпутная трасса обеспечивает движение груже­ных и порожних поездов по отдельным путям.

Путевое развитие забойных и отвальных путей пре­дусматривает минимальные простои выемочно-погрузочных и отвальных машин и самого подвижного соста­ва железнодорожного транспорта при обменах в забое груженых поездов на порожние. При одном пути обмен составов осуществляется вне рабочей зоны горизонта. В этом случае для обмена требуется, чтобы порожний состав ожидал на обменном пункте выхода груженого поезда с забойных путей. Время простоя экскаватора будет слагаться из времени движения груженого соста­ва по забойным путям до обменного пункта и времени движения порожнего состава к месту погрузки (рис.1). Для уменьшения времени простоя обменный путь устраивают в рабочей зоне горизонта, однако передвижение такого пути усложняется. При работе на горизонте двух или более экскаваторов используют два пути с обменным пунктом для второго и последующих экскаваторов.

На отвалах путевое развитие зависит от техноло­гии отвалообразования. При экскаваторном отвалообразовании схема путевого развития аналогична забой­ной.

Скорость железнодорожного транспорта в карьере по стационарным путям составляет 35—40 км/ч, по за­бойным и обменным— 15—20 км/ч.

Рисунок 1 - Схемы развития забойных путей на карьере:

а - г — при работе одного экскаватора; д - з — при работе двух экскаваторов

Трасса железнодорожного пути в карьере определя­ется горнотехническими условиями. Она характеризует­ся планом и профилем пути. План пути — это горизон­тальная проекция трассы, профиль — вертикальная. Путь в плане состоит из прямых участков и закругле­ний, сопряженных переходными кривыми.

Продольный профиль пути состоит из подъемов, ук­лонов и горизонтальных участков. Величина подъема измеряется тангенсом его угла i и представляет собой отношение высоты подъема h к его длине L_п, выражен­ное в тысячных долях (%):

. (1)

Вследствие того, что в железнодорожном транспор­те уклоны малы, вместо проекции уклона L_п в отноше­нии принимают непосредственно длину уклона L:

. (2)

Максимальный подъем стационарных путей в гру­зовом направлении при паровозной тяге составляет 25‰, электровозной — 40‰, при применении тяго­вых агрегатов — 80‰. Максимальное значение это­го подъема допускается применять только на прямых участках пути, на кривых он уменьшается на величину i_ч, эквивалентную дополнительному сопротивлению дви­жению поезда по кривой. На временных путях на отвале допускается уклон не более 5‰, на рабочих горизонтах—1‰, на скользящих съездах в карьере— 15‰.

Подвижной состав карьерных железных дорог со­стоит из вагонов и локомотивов.

Вагоны для перевозки вскрыши называются думп­карами, полезного ископаемого — гондолами и хоппе­рами. Думпкар представляет собой мощную платформу, способную выдерживать большие динамические на­грузки при разгрузке ковшей экскаваторов. Разгрузка думпкара осуществляется наклоном его в одну или дру­гую сторону с помощью пневматических цилиндров. При этом борт думпкара откидывается или поднимается ры­чажным механизмом. Гондолы и хопперы представляют собой вагоны без крыши с разгрузкой через отверстия, образующиеся в гондолах открытием люков в днище, в хопперах — в нижней части боковых стенок.

Техническая характеристика подвижного состава включает основные данные: грузоподъемность вагона — наибольшая масса гру­за, допустимая к перевозке; масса тары вагона — собственная масса вагона; количество осей вагона характеризует давление на ось; коэффициент тары — отношение массы тары вагона к его грузоподъемности.

В качестве локомотивов на карьерах применяют в основном электровозы и в некоторых случаях теплово­зы. Электровоз имеет специальную конструкцию, спо­собную обеспечить эффективную работу железнодорож­ного транспорта на карьерах с большой интенсивностью движения, сложностью трасс с малыми радиусами за­круглений, большими подъемами, наличием временных забойных и отвальных путей, большой грузоподъемно­стью составов и неблагоприятными климатическими ус­ловиями. Основной характеристикой электровозов является сцепная масса — это масса, отнесенная к приводным осям.

Питание электровозов осуществляется от контакт­ной сети (троллеи) через токоприемники. В местах погрузки горной массы в забоях троллея рас­полагается сбоку от железнодорожного пути, поэтому электровозы оборудуются дополнительными боковыми токосъемниками. Напряжение постоянного тока 1500—3000В обеспечивается карьерной преобразовательной подстанцией, располагаемой на поверхности.