Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Хныкин В.Ф. Гидровскрышные работы на карьерах горнорудной промышленности

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

6.98 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 126 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

Глава III

С О В Е Р Ш Е Н С Т В О В А Н И Е Г И Д Р А В Л И Ч Е С К О Г О О Б О Р У Д О В А Н И Я НА Г И Д Р О В С К Р Ы Ш Н Ы Х РАБОТАХ

§ 1. ГИДРОМОНИТОРЫ НА ОТКРЫТЫХ РАЗРАБОТКАХ

Гидр о мо н и торы различают по величине создаваемого напора, способу передвижения в забое и способу управления струей при размыве горных пород. Н а открытых горных разработках приме няются низконапорные гидромониторы, рассчитанные на давление приблизительно 15—20 ат. Высоконапорные гидромониторы (дав лением 40—300 ат) используются при подземной гидравлической разработке угольных месторождений. По способу передвижения гидромониторы подразделяют на несамоходные и самоходные. Д л я перемещения несамоходных гидромониторов используются лебедки, тракторы, краны. Самоходные гидромониторы имеют собственный


ходовой механизм — шагающий					или гусеничный.
При выполнении вскрышных и добычных работ на карьерах
самоходные	гидромониторы			не	получили		распространения.
По способу управления				все применяющиеся в настоящее время
гидромониторы		можно	разделить			на две	группы — с ручным и
механизированным управлением .
К гидромониторам с ручным управлением, применяющимся на
открытых разработках,			относятся			гидромониторы ГМ-2 и ГМН-250.
В результате		дальнейшего			совершенствования гидромонитора
ГМН - 250 был создан			гидромонитор ГМН-250с, который выпу
скается серийно. Этот			гидромонитор получил широкое					применение
на открытых	разработках .			Гидромонитор			ГМН-250с	от ГМН-250

отличается конструкцией шарнира поворота ствола в горизонталь ной плоскости, основные особенности которого показаны на рис. 20. Н а кольцо, приваренное к нижнему колену 1, навинчено кольцо 2, застопоренное специальными винтами, которые предупреждают его отвинчивание во время работы гидромонитора. К фланцу 3 верх

него	колена при помощи болтов крепится обойма 4,	разрезанная
по диаметру на две половины, соединяемые м е ж д у		собой бол
тами	5. Уплотнение шарнира обеспечивается сальниковым устрой

ством 6. Усилия, отрывающие верхнее колено от нижнего, вос

принимаются шарикоподшипником	7.
Применение сальникового уплотнения в		этом	шарнире	позво
лило полностью ликвидировать	утечки	воды.	Гидромониторы
ГМН - 250с хорошо зарекомендовали себя на		карьерах . К к а ж д о м у
гидромонитору ГМН-250с прилагаются насадки диаметром				52, 65,

75, 90 и 105 мм. Угол подъема и опускания ствола составляет 27°. Максимально допустимое давление 15 ат. Общий вес гидромони тора с одной насадкой составляет 187 кг.

Указанные типы гидромониторов имеют ручное управление при помощи рычага - водила . Гидромониторы с ручным управлением

	Рис.	20. Гидромонитор ГМЫ-250с:
а — общий	вид гидромонитора; б — горизонтальный		шарнир гидромонитора
постепенно	вытесняются	гидромониторами	с дистанционным управ

лением. Гидромонитор с дистанционным гидравлическим управ

лением (рис. 21) управляется	с	пульта /,	который располагается
на расстоянии около 50 м	от	насадки.	Н а пульте управления

имеются масляный насос с электроприводом, фильтр, предохра

нительный клапан,

дроссели

краны

управления . На

гидромони

торе установлен

гидроцилиндр

д л я поворотов ствола

гидромони

тора

вокруг вертикальной

оси

гидроцилиндр

для

подъема

и опускания ствола. Гидроцилиндры

связаны

маслонасосом

пульта управления

шлангами

Ц Н И Г Р И

создано

несколько

типов

гидромониторов,

в том

числе один из последних

гидромониторов

ГМЦ - 200 .

Система элёктрогндравлйческого управления с масло-станцией, расположенной на пульте управления, удаленном от гидромони

тора, несовершенна. Н а л и ч и е	шлангов осложняет работу, из-за
механических повреждений и высокого давления		рабочей ж и д к о
сти шланги часто обрываются .	Более совершенна	электрогндрав -

Рис. 21. Гидромонитор ГМН-250с с дистанционным гидравлическим управлением

лическая система управления с размещением маслостанции непо средственно на р а м е гидромонитора. В этом случае на пульте управления находится только электрическая пусковая аппаратура . Пульт управления с маслостанцией соединяется электрическим ка белем. Эта система полностью себя оправдала на производстве.

Рис. 22. Схема гидромониторной установки ГУЦ-6 с электрогидравлической си стемой дистанционного управления:

1 — г и д р о м о н и т о р ;	2—гидравлическая		с и с т е м а ; 3 — п у л ь т ; 4 — к а б е л ь ; 5 — к а б и н а		г и д р о -
		м о н и т о р щ н к а
П о этому	ж е	принципу	создана гидромониторная	установка
Ц Н И Г Р И ГУЦ - 6		(рис. 22).	Установка ГУЦ - 6 состоит	из	двух

усовершенствованных гидромониторов ГМЦ - 250м . Гидромонитор ГМЦ - 250м имеет каретку с гидравлическими з а ж и м а м и , обеспе


чивающими поворот ствола в горизонтальной плоскости на				любой
угол. Маслостанция	р а з м е щ а е т с я на гидромониторе и соединяется
с гидроцилиндрами,	осуществляющими перемещение ствола			гидро
монитора в вертикальной		и горизонтальной плоскостях		резино
выми рукавами, образуя		замкнутую гидравлическую	систему.

Маслостанция и пульт управления связаны гибким кабелем . Р а б о -

чее давление масла в гидросистеме равно 25 кгс/см2 . Переносный пульт дистанционного управления гидромонитором имеет вес около 7 кг. Гидромонитор ГМЦ - 250м оборудован приспособлением д л я автоматического реверсивного поворота в горизонтальной пло скости на 115°. Включив соответствующий переключатель, можно

заставить	гидромонитор автоматически поворачиваться в п р а в о и
влево на	заданный угол.

Рис. 23.

Гидромонитор

ГМДУЭГ-250:

2— в е р х н е е

н и ж н е е к о л е н а ;

3,4

— ц и л и н д р и ч е с к и й

и ш а р о в о й ш а р н и р ы ;

5 — с т в о л ;

— н а с а д к а ;

S — г н д р о ц и л н н д р ы поворота с т в о л а в

г о р и з о н т а л ь н о й

и в е р т и к а л ь н о й

п л о с к о с т я х ; 9 — п а т р у б о к ; 10 — с а л а з к и

Подобный

тип

электрогидравлнческого

управления

принят

д л я

гидромонитора ГМДУЭГ - 250

(рис.

23).

Ствол

гидромонитора

Г М Д У Э Г - 2 5 0 — ц и л и н д р и ч е с к и й ,

диаметром 200 мм, соединен с

ша

ровым шарниром верхнего колена быстроразъемным

соединением.

Ствол

оканчивается коническим

переходником, имеющим

нарезку

д л я навинчивания насадки . В комплект

насадок,

имеющих

на

выходе удлиненный цилиндрический участок размером

2,5

диа

метра

выходного

отверстия,

входят

насадки диаметром

75,

90,

100, ПО и 125 мм.

Все

операции

по управлению стволом

гидромонитора

осущест

вляются дистанционно с пульта управления, связанного с гидро

монитором электрическим кабелем . Маслостанция	с	м а с л я н ы м
насосом Г12-12А производительностью 12 л/мин	и	давлением
65 кгс/см 2 находится на р а м е гидромонитора. П у л ь т		управления

монтируют в специальной передвижной кабине, включение гидрав лических цилиндров 7 и 8 (см. рис. 23) д л я поворота ствола гид ромонитора осуществляется дистанционно при помощи электро магнитных золотников.

Техническая характеристика гидромонитора ГМДУЭГ - 250 при ведена ниже .


Рабочее давление,				кгс/см2				16
Диаметр		входного		отверстия,			мм	250
Расход воды через насадку, м3 /ч								Около 2340
Размеры		ствола гидромонитора, мм:
диаметр			,					200
длина								1800
Диаметры сменных				насадок,		мм		75; 90; 100;
Угол	поворота ствола,				град:			ПО; 125

в	горизонтальной				плоскости			360
в	вертикальной плоскости							± 3 5
Угол	сектора		автоматического				покачивания ствола в го
ризонтальной плоскости,						град		120
Скорость		вращения		ствола		в	горизонтальной плоскости,
об/мин							.	0,25 - 2,0
Размеры		гидромонитора, мм:
длина . . . .								4480
ширина							•	1250
высота								1600
Мощность электродвигателя масляного насоса, квт . . .								2,8
Масса	гидромонитора,				кг			1 028
Р а б о т ы по созданию самоходных гидромониторов								еще не вышли

из стадии испытания опытных образцов . Целью создания само ходных гидромониторов является снижение продолжительности простоев, связанных с их передвижкой в забое, увеличение произ водительности гидравлического разрушения за счет приближения

гидромонитора к	забою и	сохранения минимально допустимого
расстояния между	насадкой	гидромонитора	и забоем, а т а к ж е
снижение трудоемкости процесса передвижки			гидромониторов.

Основные характеристики некоторых типов самоходных гидро мониторов, испытывавшихся на открытых разработках, представ лены в табл . 15.

Т а б л и ц а 15

				Гидромониторы
	П о к а з а т е л и	гмсд-зоо гмсдш-зоо
		гмсд-зоо гмсдш-зоо			Г М С Д Ш - 5 0 0
Максимальный расход воды,		м3 /ч . . . .	2920	2920	6300
			16	16	20
Диаметр	входного отверстия,	мм . . . .	300	300	500
Пределы	изменения диаметров насадок, мм		100—140	100—140	140—220
			7630
		Электрогидр авлическое, д,у станционное
			Гусенич шн ход		Шагающий
					ход
Гидромонитор ГМСД-ЗОО прошел			производственные		испытания

в карьерных условиях. Гидромонитор смонтирован на гусеничной ходовой части болотного трактора ДТ-55А с электрическим при водом мощностью 55 квт. Результаты испытаний позволили уста новить, что производительность самоходного гидромонитора

Г М С Д - 3 00	по сравнению с серийно	выпускаемым гидромонитором
ГМН-250с	при одинаковом расходе	напорной воды	повышается
на 30%.
На Сарбайском и Южно - Лебедмнском карьерах			были прове

дены испытания трех самоходных гидромониторов АГМ-350/200,

изготовленных в	мастерских	треста Гидромеханизация Министер
ства энергетики	и электрификации С С С Р .		Гидромониторы
АГМ-350/200 монтировались		на гусеничной тележке	трактора С-80

и имели дистанционное управление. В общей сложности эти гидро мониторы проработали в забое около 1700 ч. Испытания пока зали, что в производственных условиях гусеничный хо д не обес печивает гидромонитору тех преимуществ, которые предопределя ются принципом самоходного перемещения. Причиной этого яви

лось то, что в результате	вибраций,	возникающих при работе гид
ромонитора, гусеничная	тележка глубоко		п о г р у ж а л а с ь	в размок
ший грунт подошвы уступа. Кроме		того,	происходило	заиливание
гусениц самоходного гидромонитора		пульпой.

Внастоящее время разработаны конструкции самоходных

гидромониторов	Г М С Д Ш - 3 0 0 и Г М С Д Ш - 5 0 0		на ш а г а ю щ е м ходу.
Есть основания	полагать, что	шагающий ход окажется наиболее
надежным и работоспособным		на открытых	разработках .
Одним из основных условий дальнейшего			совершенствования

гидромеханизации на карьерах является применение более произ водительного гидравлического оборудования . В последние годы это

техническое	направление	на	гидровскрышных				работах		начинает
осуществляться. Все большее			распространение				на карьерах К М А
								Т а б л и ц а		16
							Гидромонитор
	' П о к а з а т е л и
			К У Г У - 3 5 0 / 2 0 0				К У Г У - 5 00		ГМ-350/190-125
				4000			5000		4000
				20				20	20
Размеры ствола	гидромонитора,	мм:		350			500		350
Размеры ствола	гидромонитора,	мм:	350—200				400—250		350—200
			350—200				400—250		350—200
				4965			5840		—
			125;		135;		154;	174;	125;	150;
Угол поворота ствола, град:			150;	155;		175	200		165;	190
Угол поворота ствола, град:				± 1 8			+ 18		+26;	—10
				± 1 8			+ 18		+26;	—10
				360			360		180
					Электромеханическая
Размеры гидромонитора, мм:				7650			8640		—
				7650			8640
				1500			2000
				1500			2000		—
				3000			3500		—
				3800			5200		9800

получают гидромониторы с дистанционным управлением, имеющие диаметры входных отверстий 350—500 мм, диаметры насадок 150—170 мм, напоры воды 150—200 м вод. ст. и расходы воды через насадку 3500—5000 м 3 /ч .

Наиболее н а д е ж н ы м и в эксплуатации показали себя гидро мониторы КУГУ-350/200 и КУГУ-500. Технические характеристики

А-А

Б-Є

350
Рис. 24. Схема проточных		каналов гидромонитора КУГУ-350/200:
1 — ш а р о в о й ш а р н и р д и а м е т р о м	400	м м ; 2 — в е р т и к а л ь н ы й	ш а р н и р д и а м е т р о м 350 м м
этих гидромониторов и	экспериментального		образца гидромони

тора ГМ-350/190-125, прошедшего гидравлические и производствен ные испытания на Лебединском карьере, приведены в табл . 16.

Схема проточных каналов показана на рис. 24, а, а конструкция гидромонитора КУГУ-350/200 — на рис. 24, б.

§2. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ГИДРОМОНИТОРОВ НА КОМПАКТНОСТЬ СТРУИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ГИДРОУСТАНОВКИ

Тип и конструкция гидромонитора о к а з ы в а ю т заметное влияние на производительность гидроустановки при р а з м ы в е горных пород. Среди многочисленных факторов, определяемых конструктивными особенностями гидромонитора и в л и я ю щ и х на его производитель ность, необходимо выделить следующие: расход воды через на садку, способ управления, способ передвижки, гидравлические характеристики гидромониторов, условия формирования струи в

подводящих	к а н а л а х	гидромонитора и т. д.
Р а с х о д	в о д ы	ч е р е з	н а с а д к у	гидромонитора опреде
ляется рабочим давлением			(напором) у	насадки и размером ее


отверстия. Расчетная				зависимость		расхода			воды через		насадку
в ы р а ж а е т с я	следующим уравнением:
Q =		v0a0	= [i(u0y2gH0		=	JlCfg	nY2gH0,			м3 /сек,	(4)
где v.0 — скорость			истечения		струи,	м/сек;		шо— п л о щ а д ь			выходного
отверстия	насадки,			м 2 ;	ц — коэффициент					расхода	(\|д, = єф =
= 0,92-^0,95);		є — коэффициент с ж а т и я						струи;		<р—-коэффициент
скорости; Н0 — напор перед					насадкой,		м; d0		— диаметр насадки, м.
К а к видно		из	уравнения		(4), д л я		данного давления				(напора)

расход воды через н а с а д к у гидромонитора зависит от принятого диаметра насадки . Производительность гидромонитора по породе может быть определена по формуле

Я	= — , м 3 /ч,	(5)
	я
где Q — расход воды через насадку гидромонитора,		м3 /ч; q — удель
ный расход напорной воды,	м 3 /м 3 .

Ч е м больше расход воды через насадку гидромонитора, тем большая производительность может быть достигнута при размыве

породы	гидромонитором.
Удельный расход воды зависит от трудоемкости				р а з м ы в а		гор
ной породы и д л я конкретных		условий гидравлической			разработки
имеет определенное значение.		К а ж д а я конструкция		гидромонитора
рассчитана на определенный		расход воды, максимальное значение
которого зависит от скорости		движения потока	воды	в	подводящих
к а н а л а х	гидромонитора. Д л я достижения заданной			производитель
ности гидроустановки по породе определяется			необходимый			рас

ход воды и по нему выбирается соответствующий тип гидромони тора с определенными д и а м е т р а м и входного отверстия и проточных каналов, обеспечивающими допустимые скорости д в и ж е н и я потока воды.

Применение гидромониторов	с м а л ы м расходом воды через
насадку приводит к тому, что	п о д а в а е м а я в забой напорная

вода расходуется несколькими гидромониторами, что снижает эффективность использования кинетической энергии струи, услож няет организацию монтажных и вспомогательных работ и увели чивает их трудоемкость.

Создание новых конструкций гидромониторов КУГУ-350/200 и КУГУ-500 с увеличенным расходом воды и их применение на карьерах К М А позволило повысить производительность труда, улучшить технико-экономические показатели и снизить удельную металлоемкость гидромониторных разработок .

Все конструкции гидромониторов, применяемых на открытых разработках, проектируются с таким расчетом, чтобы имелась воз можность выполнить две основные задачи;

1) при формировании потока воды в подводящих к а н а л а х гидромонитора д о л ж н о быть обеспечено получение компактной работоспособной струи;

2) при работе в забое ствол гидромонитора д о л ж е н переме щаться в вертикальном и горизонтальном направлениях .

Решение второй задачи при создании любой конструкции гидро монитора связано со значительными потерями напора в поворот-

г /

Р,кгс/смгО

Ьйкгс/см2

8Р,нгс/см^

Рис. 25. Графики

зависимости

потерь

напора

гидромониторах от

давле

ния

воды:

а — ГМДУЭГ - 250 с

н а с а д к а м и :

/ — rf„=90

м м ; 2 — d D = H 0

м м :

3 — d 0 = 125

м м ;

б — КУГУ-350/200

с н а с а д к а м и :

/ — d „ = l 2 5

м м ;

2 — d 0 =13 5 м м :

3 — с/0 = 150

м м ;

а — КУГУ-500 с

н а с а д к а м и :

/ — r f 0

= ! 5 4

м м ; 2 — с / 0 =

мм

ных узлах, ш а р н и р а х

местах

сочленения

различных участков

подводящих каналов . От качества выполнения этих узлов при проектировании и изготовлении гидромонитора зависит его гидрав лическая характеристика .

Производительность гидромонитора при размыве пород зависит от его гидравлической характеристики и условий формирования струи в подводящих каналах . Особенности различных конструкций гидромониторов, которые связаны с условиями формирования по тока в подводящих к а н а л а х гидромонитора и которые влияют на гидродинамические свойства струи, будут рассмотрены ниже при

анализе их влияния на	производительность гидромонитора.
Г и д р а в л и ч е с к а я	х а р а к т е р и с т и к а позволяет оцени

вать и сравнивать различные конструкции гидромониторов с точки зрения потерь напора в их проточных каналах . В гидромониторах с высокими гидравлическими характеристиками имеют место сравнительно небольшие потерн напора. Применение таких гидро-

мониторов для размыва горных пород по сравнению с менее со вершенными конструкциями при всех прочих равных условиях обеспечивает возможность получения на контакте с р а з р а б а т ы в а е мыми породами более высоких динамических давлений струи, а следовательно, более низких удельных расходов воды и большей

производительности по породе.

Мм

Гидравлические

испытания

гидромо

ниторов различных конструкций позво

лили установить, что

потери

напора

Л Я

в гидромониторе

прямо

пропорциональ

ны

давлению

воды

Р.

И з

представлен

ных на рис. 25 графиков видно, что при

постоянном давлении Р с увеличением

диаметра

насадки

возрастают

потери

напора, поскольку в этом случае увели

чивается расход воды через насадку, а

следовательно,

и скорость движения

во

ды в его каналах . Обобщенные зависи

мости

потерь

напора

от

расхода

воды

д л я

гидромониторов

различной

конст

рукции представлены на рис. 26.

О б щ а я

формула

д л я

расчета

потерь

о,ч 0,60,м3/ш

напора

в гидромониторе имеет

вид

Рис.

26.

Обобщенная

за-

АН

kQ\

м,

(6) висимость

потерь напора

от

расходов воды

через

насад

где

Q — расход

воды

через насадку

гид

ку гидромониторов:

ромонитора,

/сек;

k — эмпирический

7 — ГМДУЭГ - 250;

2 — КУГУ-350/200;

коэффициент

гидравлических

потерь.

3 — КУГУ-500

К а к

видно

из

формулы

(6),

потери

напора

гидромониторе

прямо

пропорциональны

квадрату

рас

хода и коэффициенту гидравлических потерь,

который

является

показателем гидравлической характеристики гидромонитора.

Значения коэффициентов

гидравлических потерь,

определенные

экспериментальным путем д л я некоторых типов гидромониторов, приведены в табл . 17.

					Т а	б л ч ц а	17
				Гндро монитор
				о		о
				ю	о	о	о
				сч	о		о
П о к а з а т е л и		о		U	о	ю	о
				>>	ю	со	ю
				>>	X	>>	>>
		£	S	t=t	X	U
		£	S	%	U,	>>
			L-,		U,	Ъ6
Диаметр входного отверстия,	мм . . . .	150	200	250	250	350	500
Коэффициент гидравлических	потерь	330	166	125	82	17	11

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 126 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ