3.6.3Уборка горной массы

При проведении выработок буровзрывным способом возникает необходимость погрузки отбитой породы и угля в транспортные средства. Это один из наиболее трудоемких и продолжительных рабочих процессов проходческого цикла. Этот процесс механизирован с помощью различных погрузочных машин и скреперных комплексов.

По принципу работы погрузочные машины для горизонтальных и слабонаклонных выработок подразделяются на машины непрерывного и периодического действия (табл. 3.4). К машинам периодического действия относятся ковшовые погрузочные машины.

Таблица 3.4 Краткая характеристика погрузочных машин

Показатели	Тип погрузочной машины
	МПКЗ	1ППН5	1ПНБ2	2ПНБ2	1ПНБ2Б	2ПНБ2Б
Производительность, м3/мин	2,4	1,25	2,2	2,5	2,2	2,5
Способ передвижения	гусеничный	рельсовый	гусеничный
Характеристика проводимых выработок и площадь поперечного сечения, м2	горизонтальные, наклонные до 10°	горизонтальные	горизонтальные, наклонные до 10°
	S=6,4–14,4	S≥7,5	S≥4,5	S≥3,6	S до 14	S до 12,5
Принцип действия и оборудование	периодический		нeпpeрывный
					1 бурильная машина	2 бурильные машины
					глубина бурения 2,5 м

П огрузочные машины непрерывного действия (2ПНБ2, ПНБ3Д и др.) на гусеничном ходу имеют исполнительный орган в виде нагребающих лап (рис. 3.25). Ими осуществляется непрерывный боковой захват породы или угля, которые с помощью скребкового или пластинчатого конвейера перегружаются в транспортные средства. На этих машинах часто монтируют навесное буровое оборудование (рис. 3.26).

Рис. 3.25. Погрузочная машина непрерывного действия

Рис 3.26. Буропогрузочная машина 2ПНБ2Б:

1 – система орошения; 2 – гидроразводка; 3 – бурильная электрическая машина; 4 – стрела манипулятора; 5 – опора бурильной части; 6 – пульт управления

Техническая производительность погрузочных машин типа ПНБ определяется по формуле (м³/мин)

Q_t =60 n_л w_к h_л l_ч b_ч,

где n_л — число нагребающих лап; w_к — частота качания лап, 1/мин (w_к = 30–45); h_л — высота лапы, м; l_ч — длина зачерпывания с учетом внедрения лапы в породу, м; b_ч — ширина зачерпывания, м.

Эксплуатационная производительность погрузочной машины составляет (м³/смену)

Q_э=60 Q_т t_м,

где t_м — продолжительность работы машины по погрузке горной массы без простоев, ч/смену.

Погрузочные машины периодического действия делят на машины прямой и ступенчатой погрузки. Эти машины имеют в основном колесно-рельсовый ход.

Машины ковшового типа прямой погрузки (ПНН1С, ППН2Г и др.) осуществляют погрузку породы непосредственно в рудничные вагонетки (рис. 3.27). Ковш, находясь в опущенном полож ении, при движении машины на забой загружается разрушенной породой. Наполненный породой ковш, описав дугу с помощью качалки-кулисы, поднимается в крайнее верхнее положение, и порода из него разгружается в вагонетку или на конвейер.

Рис. 3.27. Погрузочная машина прямой погрузки (схема работы в забое): I— внедрение ковша в породу;II— разгрузка ковша; 1 — ковш; 2 — машина; 3 — вагонетка

Машины этого типа могут быть с пневматическим или электрическим приводом. Их преимущественно применяют на рудниках при проведении однопутных выработок высотой 2,2–2,9 м.

П огрузочные машины ковшового типа ступенчатой погрузки (1ППН5, ППМ4У и др.) на колесно-рельсовом ходу имеют перегрузочный конвейер, по которому порода транспортируется в вагонетки или на конвейер (рис. 3.28).

Рис. 3.28. Погрузочная машина ступенчатой погрузки 1ППН5:

1 —электрооборудование; 2 —ковш со стрелой; 3 — передняя стойка; 4— механизм управления перемещением машины; 5 — механизм подъема ковша; 6 — система управления подъемом ковша; 7 — механизм перемещения машины; 8 — тележка; 9 — рама; 10 — буферные сцепки; 11 — ленточный конвейер

Продолжительность уборки и погрузки горной массы зависит от эксплуатационной производительности погрузочной машины. Эксплуатационная производительность погрузочной машины зависит от технической производительности, надежности машины, организации маневровых операций по обмену вагонеток, разбросанности пород после взрыва и многих других факторов.

Техническую производительность ковшовой погрузочной машины типа ППН (м³/ч) можно определить по формуле

Q_т = 3600 V_к К_з (t_ц + t_п),

где V_к — вместимость ковша, м³; К_з — коэффициент заполнения ковша (для легких машин К_з = 0,7–0,9, для тяжелых К_з = 0,9 —1,15); t_ц — продолжительность одного цикла черпания, с (t_ц = 11–16 с); t_п — продолжительность паузы между циклами черпания, с.

Машины ковшового типа ПНН, ППН применяются для погрузки породы в горизонтальных выработках. В наклонных выработках до 18° для этой цели применяют погрузочную машину ППМ4У, имеющую удерживающее устройство в виде лебедки.

На выбор типа погрузочной машины оказывают влияние характеристика подлежащей погрузке горной массы, размеры поперечного сечения выработки, угол наклона выработки, газовая ситуация на шахте и другие факторы.

Для проведения наклонных горных выработок буровзрывным способом в шахтах, включая опасные по газу и пыли, разработаны комплексы типа «Сибирь». Комплекс «Сибирь-1» (рис. 3.29) представляет собой систему конструктивно и технологически увязанного оборудования, имеющего колесно-рельсовый ход и перемещающегося по выработке с помощью лебедки.

Д ля погрузки породы применяются также скреперные погрузочно-доставочные комплексы (скреперные установки).

Рис. 3.29. Проходческий комплекс «Сибирь-1»:

1 — погрузочная машина; 2 — основная балка; 3 — направляющие; 4 — тележка; 5 — бурильная установка; 6 — система управления; 7 — площадка; 8 — насос; 9 — маслостанция; 10 — пульт управления

Скреперный погрузчик УСП1М (рис. 3.30) в сочетании с ленточным конвейером состоят из скрепера 1, погрузочного полка 2, скреперной лебедки 3, забойного блока 5, канатов 6, системы пылеподавления 4 и электрооборудования.

Р ис. 3.30. Скреперный погрузчик УСП1М

Для погрузки породы применяют коробчатые и гребковые скреперы вместимостью до 0,8 м³, причем коробчатые — при равномерно и мелкораздробленной (до 200 мм) породе, а греб­ковые — при крупной кусковатости.

Производительность погрузки породы в значительной степени зависит от способа замены груженых вагонеток порожними, который выбирается в зависимости от организации работ в забое, механизации погрузки, ширины выработки и способа транспортирования породы. Вагонетки можно обменивать по одной и партиями.

Для обмена вагонеток в двухпутных выработках применяются врезные маневровые плиты (рис. 3.31, а), накладные стрелки, перекатные платформы (рис. 3.31, б), плиты-съезды (рис. 3.31, в), плиты-разминовки (рис. 3.31, г). Оба пути настилаются до забоя, а обменные устройства устанавливаются на расстоянии 10 м от забоя.

При работе двух погрузочных машин 1 в забое (рис. 3.31, д) непрерывность погрузки осуществляется применением конвейера 3, установленного в междупутье, на который через желоба 2 перегружается порода. Затем с помощью двустороннего металлического желоба с шибером 4 порода перегружается поочередно на два пути.

В однопутных выработках шириной до 3,5 м обмен вагонеток может производиться с помощью накладной стрелки-разминовки (рис. 3.32, а), расположенной от забоя не далее 20 м. Стрелка монтируется на плите, что облегчает ее передвижку.

О бмен вагонеток при применении замкнутой разминовки (рис. 3.32, б) на одну вагонетку осуществляется с помощью маневрового электровоза 1, который, двигаясь в голове поезда через разминовку, встречает на своем пути оставленную там груженую вагонетку 2, продвигает ее перед собой и оставляет на ее месте груженую вагонетку 4. Вагонетка 2 выкатывается на основной путь и оставляется рядом с вагонеткой 3 на таком расстоянии от разминовки, чтобы последняя вагонетка 5 вышла на основной путь за стрелку разминовки. Далее, двигаясь к забою по основному пути, электровоз ставит под погрузку следующую порожнюю вагонетку 5.

Рис. 3.31. Схемы обмена вагонеток в двухпутных выработках

При использовании тупиковой (рис. 3.32, в) разминовки на одну вагонетку маневры осуществляются также с помощью электровоза 1, который подает под погрузку по одной вагонетке. При этом сначала застопоренная в тупике, уложенном с превышением от забоя, вагонетка 2 скатывается на основной путь к вагонетке 3. Затем электровоз, двигаясь вперед, заталкивает нагруженную очередную вагонетку 4 в тупик и подает под погрузку вагонетку 5.