книги из ГПНТБ / Смолдырев А.Е. Технология и механизация закладочных работ

воронки и служащая дозатором. Задвижка верхней камеры та­ кой машины выполнена без уплотнения, так что камера всегда нахо­ дится под атмосферным давлением.

Производительность трехкамерных и двухкамерных машин оди­ накова, поэтому для компенсации уменьшения объема дозы мате­ риала, пропускаемого за цикл, в трехкамерных машинах число

шая высота.

Опыт применения трехкамерных машин в ФРГ показывает, что в среднем за 5 лет расход воздуха на установке колебался от 90 до 175 м3 на 1 м3 породы. Минимальный расход достигнут (длина трубопровода 750—880 м) при использовании породы с обогатитель­ ной фабрики. Максимальный расход — при материале, состоящем на 2/3 из дробленой шахтной породы. В тех же условиях закладоч­ ная установка с двухкамерной машиной расходовала несколько больше воздуха при меньшей длине трубопровода (480—510 м): в среднем ИЗ м3 на 1 м3 породы из мойки и 138 м3 на 1 м3 дробленой породы.

Следует отметить, что модифицированный вариант пневмати­ ческой закладочной машины «Торкрет-Автомат» типа GA произво­

в течение нескольких лет показало хорошие ее эксплуатационные качества, причем при отсутствии переполнения верхней камеры за­ кусывания кусков породы затвором не наблюдается. Эта машина — наиболее совершенный тип камерных закладочных машин.

Недостаток машины — наличие карманов для вывода тарельча­ тых затворов, которые усложняют изготовление машины, и, главное, при эксплуатации в эти карманы попадает закладочный материал, препятствуя открытию затвора.

Для подачи до 120 м3/ч дробленой породы по трубопроводам на расстояния до 1500 м стационарными установками Донгипроуглемашем создана двухкамерная закладочная машина ДЗМ-2. Кон­ струкция ее (рис. 87) учитывает многолетний положительный опыт работы машин ПЗМ-Ім и «Торкрет-Автомат».

В этой машине вместо плоских запорных тарелей с дополнитель­ ным поджатием воздухом принят цилиндрический секторный за­ твор, который при открывании камеры вводится в ее цилиндрическую плоскость. При таких затворах нет надобности в карманах для вы­ вода тарелей. Многоступенчатый редуктор для ячейкового колеса заменен планетарно-коническим редуктором и цепной передачей. Приводные цилиндры запорных секторов расположены вертикально (с одной стороны камер) вблизи пневматической распределительной коробки, что позволяет использовать короткие воздушные рукава.

1!Н)

Рис. 87. Продольный разрез закладочной машины ДЗМ-2:

1 ' 2 __ камеры; 3 — затвор секторного типа; 4 — ячейковое колесо

191

Пневматическая распределительная коробка приводится цепью от вертикального приводного вала.

Производительность ДЗМ-2 — до 120м3/ч; приведенная дальность транспортирования материала по трубам — до 1500 м; давление воз­ духа в закладочном трубопроводе — до 4,3 кгс/м2; давление воз­ духа, поступающего в машину, 5,5 кгс/см2; средний расход воздуха на 1 м3 закладочного материала 100—110 м3; диаметр закладочного трубопровода 175, 200 мм; скорость вращения ячейкового колеса

няли отечественные барабанные закладочные машины типа БПЗМ-2м конструкции Гипроуглематпа; создана новая машина ПЗБ.

Рис. 88. Закладочная машина типа К2-80 фирмы «Бриден»

В мировой практике известны различные типы барабанных закла­ дочных машин, отличающихся конструктивным исполнением бара­ бана. В практике довоенных лег были широко известны машины фирм «Байен» и «Бриден». Дальнейшим развитием этих конструкций являются современные пневматические закладочные машины (рис. 88) с цилиндрическим или коническим горизонтально распо1­ ложенным барабаном. Они состоят из дозирующего устройства (с шестью23.ячейками), вращающегося в корпусе4, состоящем из двух щек и Материал загружается в воронку и передается в закла­ дочный трубопровод дозирующим барабаном, приводимым в движе­ ние реверсивным пневматическим двигателем (скорость вращения барабана более 18 об/мин).

Барабан изготовляется из износостойкого материала, а щеки из мягкой стали; для компенсации износа щеки делают подвижными с подтягиваемыми болтами. В нижней части5машины по направле­ нию истечения6. воздушной струи из сопла предусмотрены вкла­ дыши В машинах с коническим барабаном регулирование зазора между барабаном и кожухом осуществляется подвижкой его вдоль кожуха, выполненного внутри также в виде конуса.

192

70 мм; мощность двигателя 14 кВт. Закладочная машина аналогич­ ной конструкции (модель РРК-1) выпускается в ПНР.

В последнее время за рубежом выпущены новые модели закла­ дочных машин барабанного типа (KZ-120 и др.), имеющие произво­ дительность до 120 м3/ч при рабочем трубопроводе диаметром 175 мм и при размерах 3,7 х 1,1 X 1,4 м. Расстояние транспортирования при одном колене с углом закругления 90° рекомендуется принимать до 500 м. При использовании автоматического регулирования подачи воздуха нормальная работа установок обеспечивается при расходе воздуха (с полной нагрузкой) около 80 мѴмин. Эти машины выпол­ нены из высокопрочных материалов; они снабжены устройством для регулирования зазора между изнашивающимися поверхностями барабана и кожуха.

Рис. 89. Барабанная закладочная машина фирмы «Маркхэм»:

1 —барабан; 2 —корпус; з —воронка; 4 — ячейка; 5 —труба

Машины фирмы «Бриден» с коническим барабаном выпускаются следующих типоразмеров: ЕМ на 8 м3/ч, KZ-30 и K2R на 35 м3/ч, KZS-50 на 50 м3/ч, KZ-80 и K2R-80 на 80 м3/ч; со сквозными ячей­ ками KZ-120 на 120 м3/ч и KZS на 150 и 250 м3/ч.

Описанные закладочные машины применимы для работы на материалах с большим содержанием мелких (глинистых) частиц. Для работы на закладочных материалах, содержащих большой про­ цент (более 50%) мелких частиц, обладающих свойством слипаться при наличии влаги в Англии применяют закладочную машину осо­ бой конструкции (рис. 89). Горизонтальный цилиндрический бара­ бан этой машины выполнен с ячейками коноидальной формы так, что воздушная струя проходит через каждую ячейку и полностью выдувает из нее материал. В кожухе предусмотрены специальные уплотнения и «ножи». Производительность этой машины — до 80— 90 м3/ч (скорость вращения барабана 25—30 об/мин); размеры

3,2x0,96x1,016 м.

В машинах обычных конструкций перегородки ячеек барабана сходятся к оси по всей их длине под острым углом, тогда как

1510

Рис. 90. Пневматическая закладочная машина типа KZS-15Ü (поперечный разрез):

в рассматриваемой конструкции ячейки имеют коноидалыюе очерта­ ние (в сечении и по оси) и плавно сочленяются с трубой.

Стремление к достижению высокой производительности закла­ дочных установок в забоях, оборудованных добычными комплек­ сами, привело к созданию барабанных машин такой конструкции, при которой выдув породы из ячеек барабана наиболее эффективен. Типичной в этом отношении является конструктивная схема упоми­ навшейся ранее отечественной машины БПЗМ-2м. К новейшим

Рис. 91. Пневматическая закладочная машина типа ST-150A (попе­ речный разрез):

1 — загрузочная воронка; 2 — барабан; 3 — регулировочное устройство; 4 — кор­ пус; 5 — регулятор расхода воздуха; 6 — регулирующее устройство

зарубежным барабанным машинам этого типа можно отнести закла­ дочную машину ЧССР типа ZP-200 и KZS-150 (фирма «Бриден»), ST-150A (фирма «Байен», ФРГ).

Отличительные особенности этих машин по сравнению с извест­ ными конструкциями: использование барабана со сплошными ячей­ ками и вертикальной (наклонной) осью вращения, что обеспечивает более эффективный выдув материала и меньшие утечки воздуха; легко разборный корпус для замены изношенных деталей, высоко­ качественное литье и более совершенные уплотнения.

На рис. 90 приведена конструкция машины KZS-150. Ее произ­ водительность по породе 0—80 мм — до 150 м3/ч; давление в начале трубопровода диаметром 175 мм около 4 кгс/см2; расход воздуха 7200 м3/ч; мощность двигателя 30 кВт; масса машины 4 т.

Несколько отличная конструкция барабанной закладочной ма­ шины типа ST-150A (рис. 91). В этой машине корпус с ячейковым барабаном и прямолинейными сплошными ячейками расположен под углом по отношению к горизонтальной поверхности. Наклонное

расположение барабана обеспечивает более плавный вход кусков материала в трубопровод. Несколько разгружена и поэтому подвер­ жена меньшему износу нижняя опорная плита корпуса. Однако ра­ боты по сборке и разборке машины при замене деталей более трудо­ емки. Технические данные машины такие же, как и у машин типа KZS-150.

В закладочной машине БПЗМ-2м, как и в KZS-160 и ST-150A, из-за полых сквозных ячеек полезная емкость барабана уменьшается, но зато высыпание материала из ячеек наблюдается при продольном движении его по отношению к струе воздуха, в то время как в обыч­ ных машинах оно осуществляется в поперечном направлении. Таким образом, барабан машины БПЗМ-2м работает так же, как дозирующее колесо машины ПЗМ-1м. В этом состоит преимущество новых машин, которое способствует меньшему износу барабана и кожуха и мень­ шим потерям воздуха через неплотности.

Аналогичного конструктивного исполнения [87] машина ZP-200 (ЧССР) изготавливается вместе с системой электроуправления и сиг­ нализации ЕО-6 и комплектом труб J S-200. Производительность ее — до 110 м3/ч при трубах диаметром 150 мм и 200 м3/ч при трубах диаметром 200 мм при расходе воздуха 50—60 м3 на 1 м3 породы.

Камерныё закладочные машины имеют по сравнению с барабан­ ными следующие преимущества:

меньшие потери воздуха в машине через неплотности, которые при исправных затворах в двухкамерных машинах могут быть практически сведены к нулю;

меньшее падение давления в машине и поэтому возможность достижения при этом же давлении более высокой производитель­ ности; меньший износ.

Потери воздуха в машинах барабанного типа возрастают не только с увеличением зазоров между барабаном и кожухом вслед­ ствие износа, но и с повышением давления воздуха в подводящем воздухопроводе, которое при работе машин барабанного типа должно понижаться.

Недостатки камерных машин по сравнению с барабанными за­ кладочными машинами следующие:

большие массы и размеры (особенно в высоту); необходимость точного дозирования породы, подаваемой к ма­

шине, и серьезные неполадки, возникающие при переполнении ка­ мер (чем вызвано появление машин с тремя камерами);

работа камеры машины осуществляется по цикличному прин­ ципу, и поэтому материал задерживается внутри машины значи­ тельно дольше, чем в барабанной, что и определяет их большие раз­ меры;

большая сложность, обусловливаемая применением автомати­ ческого распределительного устройства.

Опыт показал, что для полустационарных установок наиболее экономичными являются закладочные машины с вертикальным (наклонным) барабаном и сквозными круглыми ячейками, для ста-

196

ционарпых — камерные машины, затраты на эксплуатацию которых в этих условиях на 50% меньше.

Судя по опыту создания закладочного оборудования за рубе­ жом (в Англии, Франции, ФРГ и др.), отдается предпочтение маши­ нам барабанного типа.

ВСССР и за рубежом в последнее время созданы конструкции малогабаритных закладочных машин, предназначенных для работы вблизи забоя (например, Донгипроуглемаша).

ВФРГ выпущены машины с вертикальным барабаном и пневма­ тическим двигателем в виде модификации машины ST (но малого размера) производительностью 40 м3/ч.

ВАнглии применяют малогабаритную закладочную машину бара­ банного типа фирмы «Маркхам», работающую на низком давлении воздуха. Машина имеет высоту 0,83 м; ее производительность около 35 м3/ч. Воздух для транспортирования поступает из воздуходувки, смонтированной на одной раме с закладочной машиной; производи­ тельность ее 57 м3/мин воздуха, давление на выхлопе до 1,41 кгс/см2. Воздуходувка фирмы «Атлас Компко» снабжена устройством для автоматического регулирования производительности. Она разме­ щается в выработке вблизи забоя (длина транспортирования по

прямолинейному трубопроводу до 200—250 м) и обслуживается одним

ющих импульсивную подачу сжатого воздуха из ресивера в казен­ ник. Закладочный материал из казенника выбрасывается в виде отдельного5, «снаряда» или порции (пробки) в горизонтальный трубо­ провод проложенный в забое.

В отличие от пневматических закладочных установок, в которых закладочный материал и воздух подаются в трубопровод непре­ рывно, рассматриваемая машина подает материал отдельными пор­ циями в виде «выстрела». Машина сконструирована на медном руд­ нике «Рио-Тинто» (Испания), где по горным условиям требовалась

ведется шнеком диаметром 300 мм, помещенным в конусной трубе (рис. 92, б), соединенной узким концом с воронкой. Использование конусной трубы обеспечивает работу шпека без заклинивания и зна­ чительных утечек воздуха через воронку. Форма шнека такова, что внешний край спирали образует поверхность усеченного конуса, основание которого находится в приемной воронке. Вследствие этого при вращении шнека край спирали постоянно отступает от ма­ териала. В результате этого предотвращается заклинивание кусков материала крупностью менее 75 мм между стенками кожуха и шне­ ком. Вместе с тем, поскольку образующая поверхности спирали шнека наклонена под углом 60° к вертикальной оси, при

197

вращении шнека обеспечивается плотная забивка казенника мате­

риалом.

Закладочный материал подается в казенник до тех пор, пока уплотнение его не вызовет такого сопротивления вращению шнека,

198

паи 7.соединяющий питающий двигатель9,с пневмоцилиндром 8. Сжатый воздух10., воздействуя па поршень11, преодолевает давление12 пружины Срабатывает клапан13 воздух из трубки через предохранительный14. клапан проходит из ресивера в питающую линию 13

Предохранительный клапан необходим для того, чтобы «вы­ стрел» происходил при определенном давлении. При недостаточной14 величине давления подача воздуха из ресивера в линяю неосуще15.­ ствима. Сжатый воздух из15ресивера поступает16под. поршень При движении16 поршень открывает клапан Открытие кла­ пана происходит мгновенно. Сжатый воздух из ресивера устре­ мляется в казенник, происходит «выстрел», и порция материала по горизонтальной трубе выбрасывается в выработанное простран­

ствоУсилие. , под действием которого срабатывает клапан 16,пере­ дается через балансирующий поршень на амортизирующую пачку резиновых прокладок. По истечении16сжатого воздуха из ресивера под действием поршня клапан занимает прежнее положение.

Выбрасывание очередной порции закладочного материала «осво­ бождает» шнек питателя, и он вновь начинает вращаться. За время заполнения казенника новой порцией материала происходит напол­ нение ресивера. «Выстрел» происходит примерно за 2 с. Для сниже­ ния расхода воздуха желательно отключение на это время ресивера от пневматической сети.

Длина «ствола» машины (горизонтального трубопровода) 30—60 м. При большей длине «ствола» требуется повышенный расход сжатого воздуха; при глинистом материале происходят закупорки.

Опытом установлено, что наилучшим закладочным материалом является дробленая порода крупностью до 70 мм со значительным содержанием глинистых фракций. При использовании твердых абразивных материалов (даже мелких) типа скальных порфировых и хлоритовых пород закладочный массив имеет недостаточную устой­ чивость (требуется возводить отшивку). Наилучшие результаты машина дает при емкости казенника 0,028 м3, угле конусности соеди­ нительного патрубка 5°, объеме ресивера около 0,4—0,7 м3 в зави­ симости от длины ствола. Применение трубопровода («ствола») диаметром 150 мм приводит к сокращению объема подаваемой пор­ ции материала, поэтому более выгодно использовать трубы диа­ метром 200 мм.

При использовании сухого закладочного материала в казенник подается небольшое количество воды в месте сопряжения его со шнеком. На раме машины (против горизонтальной оси казенника) предусмотрен винтовой домкрат, с помощью которого машина прочно прикрепляется, например, к крепи, чтобы уменьшить отдачу при «выстреле».

Скорострельность машины при использовании дробленого мате­ риала крупностью меньше 50 мм и с содержанием фракции 24 мм около 50% достигает 5 «выстрелов» в минуту, что обеспечивает

199