09.2.2. Механизированная доставка руды

Механизированная доставка включает в себя погрузку (совмещаемую с выпуском после самотечной доставки), собственно доставку и разгрузку. Возможны случаи, когда доставка заключается только в погрузке в транспортные средства.
При механизированной доставке применяют либо только погрузочные машины (погрузка в транспорт), либо комплексы погрузочных и саморазгружающихся доставочных машин, либо, комбинированное погрузочно-доставочное оборудование.
Доставка руды вибропитателями. На рудниках, разрабатывающих металлические руды, погрузку руды непосредственно в транспортные средства применяют при очистной выемке довольно широко. Основным видом погрузочного оборудования при этом являются установки непрерывного действия – питатели (главным образом, вибрационные), выпускающие руду из воронок или траншей и грузящие ее в вагоны электровозного транспорта.

Питатели применяют при взрывной отбойке руды для следующих целей:
• для донного выпуска руды в вагон, автосамосвал, рудоспуск, на конвейер или в скреперный штрек;                                
• для торцевого выпуска руды на конвейер;
• вместо люка для погрузки руды из рудоспусков в вагон.

Так ведут работы на большинстве рудников, добывающих железную руду, и многих рудниках цветной металлургии. Основные типы вибрационных питателей  –  ВДПУ ("Сибирячка") и ВВДР. Часовая производительность питателей достигает 150 т, сменная изменяется от 300 до 2500 т (рудник Шерегеш, ОАО “Евразруда”).
Под действием вибрации насыпные материалы приобретают свойство текучести, так как в них уменьшается внутреннее сопротивление. Колебания лотка бывают направленные, подбрасывающие материал в направлении перемещения, и ненаправленные.

При донном выпуске вибропитатели работают непосредственно под выпускной выработкой (рис. 9.21.)
Один питатель устанавливают на одну или две выпускные выработки (рис. 9.21.); в первом случае питатель работает под завалом, во втором руда на питатель поступает с боков.
Погрузка питателями из очистного пространства в длинные рудоспуски и в автосамосвалы впервые применена на Тырныаузском руднике.

Широко используют виброкомплексы. Комплексы, состоящие из оборудования непрерывного действия – вибропитателей и виброконвейеров, применяют на некоторых рудниках цветной металлургии Казахстана (Зыряновский ГОК) и России (Хрустальненский ГОК). Питатель, посредством которого осуществляют выпуск из торца выработки, работает под завалом руды. Перед подвиганием забоя виброконвейер, расположенный после питателя, укорачивают на одну – две секции, а сам вибропитатель вытягивают гидродомкратами из-под завала и "надвигают" на укороченный конвейер. Вследствие значительной трудоемкости монтажно-демонтажных работ и большого расхода металла комплекс вибропитатель – виброконвейер выгодно применять, если запасы руды, приходящиеся на него, превышают 35 – 40 тыс. т.

На многих рудниках также применяется конвейерная доставка. Широкое распространение конвейерная доставка получила первоначально в СССР на калийных рудниках (рис.9.9) за счет вытеснения самоходных вагонов (рис.9.22.). В США на калийных рудниках применяют передвижные телескопические конвейеры, доставляющие руду от комбайна до магистрального конвейера. Достоинства: высокая производительность; независимость производительности от расстояния доставки, что дает возможность сократить число рудоспусков и пунктов перегрузки; относительно небольшое (4 – 6 м2) сечение конвейерных выработок; непрерывная работа; благоприятные условия для автоматизации работ. Однако, конвейеры нуждаются в дополнительных машинах или устройствах для загрузки; конвейеры надежно работают лишь при малой и средней крепости руды; требуются повышенные монтажные расходы; конвейер загромождает выработку, что затрудняет механизацию вспомогательных работ.
В зависимости от способа разработки и различных условий на месторождениях применяют несколько типов конвейеров. При взрывной отбойке конвейеры применяют главным образом вибрационные, реже скребковые и ленточные, внедряются ленточно-тележные конвейеры.

Вибрационные конвейеры загружаются вибропитателями – одним питателем с торца при торцевом выпуске или несколькими с боков при донном выпуске  –  и  доставляют руду в рудоспуск.
Скребковые конвейеры могут работать под завалом. Используют их преимущественно при малой и средней крепости руды для доставки к рудоспуску непосредственно из – под выпускных отверстий, а также для перемещения по аккумулирующим выработкам. При большой длине аккумулирующей выработки (от 50 м и более) устанавливают последовательно 2 – 3 конвейера. Скребковыми конвейерами доставляют руду также по очистному пространству вдоль забоя в маломощных пологих залежах.
Ленточные конвейеры загружаются вибропитателями. Конвейеры обычного типа удовлетворительно (т. е. без интенсивного износа) работают при крупности руды не более 200 мм. Поэтому ими доставляют лишь сравнительно мягкие руды, отбитые механическим способом, а при крепкой руде используют только с предварительным дроблением руды до 100 – 200 мм.
На доставке руды ленточные конвейеры обычного типа применяют, главным образом, в аккумулирующих выработках при крупности руды до 200 – 300 мм. Для доставки крупнокусковой руды и  ее транспортирования создан (кафедрой транспортных машин Московского горного института и институтом Гипроникель) ленточно-тележный конвейер (рис. 9.23.). Тяговым органом служит сама лента,  а опорами-тележки,которые перемещаются по рельсам и соединены между собой бесконечной цепью, фиксирующей их взаимное расположение. Такой конвейер с лентой шириной 1200 мм испытан в подземных условиях на руднике комбината «Апатит» при доставке руды с коэффициентом крепости 6 – 8 (кондиционный размер кусков 1000 – 1200 мм). Загружали конвейер в одном из нескольких имеющихся пунктов двумя вибропитателями с двух противоположных сторон.
Скребковые и обычной конструкции ленточные конвейеры наиболее эффективно используются при механической отбойке руды. Скребковые конвейеры применяют также в аккумулирующих выработках и в маломощных пологих залежах. Конвейеры вибрационные целесообразно применять в комплексе с вибропитателями в условиях, благоприятных для применения этих питателей.

Широкое распространение получили на рудниках цветной металлургии комплексы из самоходных погрузочных и доставочных машин. Например, на рудниках Жезказганского и Ачисайского комбинатов в Казахстане применяют комплексы экскаватор – автосамосвал, погрузочная машина с нагребающими лапами типа ПНБ – автосамосвал. На Тырныаузском вольфрамо – молибденовом комбинате успешно используют комплекс вибропитатель – автосамосвал. Производительность этих комплексов в зависимости от длины доставки достигает до 800 – 1200 т/смену. На рудниках Жезказганского ГМК при доставке в очистном пространстве хорошо зарекомендовали себя комплексы, состоящие из ковшового погрузчика с ковшом вместимостью 3 – 4 м3 и автосамосвала. Комплексы погрузочная машина  –  автосамосвал применяют для доставки руды по очистному пространству высотой не менее 3 м – при погрузке руды погрузочными машинами типа ПНБ и высотой не менее 5 м при погрузке экскаваторами и ковшовыми погрузчиками. Длина доставки автосамосвалами  –  400 – 1000м.

К погрузо-доставочному оборудованию относят скреперные установки, самоходные погрузо-доставочные (ПД) и погрузочно-транспортные (ПТ) машины.
Скреперные установки вследствие конструктивной простоты и невысокой стоимости являются на многих, особенно небольших рудниках, наиболее распространенным оборудованием для доставки руды (рис. 9.24.).
Длительному применению скреперной доставки способствовали совмещение ее с погрузкой, простота устройства, расположение скреперной лебедки на значительном расстоянии от мест взрывных работ, меньшие затраты на перенос и монтаж по сравнению с конвейером.

Руду доставляют скрепером, как по очистному пространству, так и по подготовительным выработкам, скреперным штрекам или ортам, в которые из очистного пространства она поступает под собственным весом.
Руду скреперуют в рудоспуски или в вагоны через погрузочный полок, в последнем случае погрузку вагонов называют безлюковой.
Их успешно применяют на железорудных рудниках Кривбасса, Урала, на рудниках цветной металлургии. Скреперные установки используют для доставки руды по почве залежи в открытом очистном пространстве при углах падения до 30 – 40°, по специальным выработкам при донном выпуске, а также по почве заходок или по настилам в узких забоях маломощных рудных тел крутого падения. Производительность скреперных установок составляет от 20 до 350 т/смену. Маломощные скреперные установки применяют в узких забоях, небольшой мощности залежах и при ограниченном поперечном сечении доставочных выработок. Мощные установки обычно используют при донном выпуске в рудных телах значительной мощности. Руду скреперуют на расстояние 10 – 30 м в рудоспуск или через полок (настил с грохотом) непосредственно в вагоны (рис. 9.24.). Иногда руду под уклон скреперуют мощными установками на расстояние до 150 м и более. В целом использование скреперных установок наиболее эффективно при разработке маломощных рудных тел, залежей с малыми запасами, расположенными на некотором расстоянии от основных запасов шахтного поля, а также на рудниках с невысокой годовой производительностью и при разработке неустойчивых руд, когда необходимо проведение выработок минимального поперечного сечения, в которых не может работать другое (например, самоходное) оборудование.

Скреперы применяют гребковые, ящичные и совковые. Гребковые бывают жесткие и шарнирно складывающиеся (при обратном ходе). Каждый из этих типов скреперов может быть односекционным и многосекционным. При крепкой руде хорошо работают шарнирно складывающиеся скреперы, в частности, литые из марганцовистой стали. Они захватывают больше руды (при работе в скреперных выработках перемещают руду по всей ширине выработки); при обратном (холостом) ходе ковш, благодаря тому, что задняя стенка складывается, испытывает значительно меньшее сопротивление, реже опрокидывается и может пройти через небольшой просвет под кровлей выработки над навалом руды.

Существуют различные схемы скреперования. При скреперовании по прямой используют двухбарабанные лебедки,  при скреперовании под углом двух и трехбарабанные, а в широких камерах  –  трехбарабанные.
При доставке руды под углом, т. е. последовательно по двум выработкам, из которых одна расположена под углом (обычно прямым) к другой, применяют либо две двухбарабанные лебедки (по одной в каждой выработке), работающие последовательно, либо одну двух или трехбарабанную (рис. 9.25.). При двухбарабанной лебедке сначала скреперуют «из-за угла» при двух концевых блочках с разъемными крюками, затем с дальнего концевого блочка снимают канат, оставляют его на одном, ближнем, концевом блочке и скреперуют руду к лебедке.

При использовании трехбарабанной лебедки перемещают наполненный скрепер с помощью одного головного каната по первой выработке, а с помощью другого — по второй.
Наиболее универсальные виды самоходного оборудования для  доставки   руды  – погрузо–доставочные    (ПД)   и погрузочно-транспортные (ПТ) машины. В настоящее время выпускают несколько типоразмеров такого оборудования. Например, машины типа ПД имеют грузоподъемность от 2 до 12 т (5 типоразмеров), а машины типа ПТ – от 2,5 до 20 т (5 типоразмеров). Скорость движения машин ПД и ПТ составляет в среднем 6 – 10 км/ч из-за сложности трассы и неровности почвы доставочных выработок, которые к тому же нередко имеют уклон до 10 – 12°.

Производительность ПДМ и ПТМ снижается при увеличении длины доставки (рис. 9.26.). В зависимости от грузоподъемности (вместимости ковша) машин типа ПД оптимальная длина доставки изменяется от 50 – 80 до 250 – 300 м. При этом их производительность может достигать 600 – 1200 т/смену. Машины типа ПТМ при одинаковой грузоподъемности с ПДМ имеют меньшие размеры и могут проходить по выработкам меньшего поперечного сечения. Их выгоднее применять при длине доставки от 100 до 500 м и более мелком дроблении руды, так как вместимость их ковша в несколько раз меньше, чем у ПДМ. Область применения погрузо–доставочные машин довольно обширна. Их используют при доставке руды по очистному пространству в маломощных пологих и наклонных залежах с углами падения до 20 – 25° (при наличии уклонов для движения машин с углом до 10 – 15°). Их применяют при разработке наклонных и крутых залежей различной мощности (от 4 до 60 м и более) при скважинной отбойке и донном выпуске руды, а также для доставки непосредственно в забоях при шпуровой отбойке, однако их использование возможно, как правило, в устойчивых рудах и породах, так как для движения этих машин нужны выработки с площадью поперечного сечения от 7 до 14 м2.

В производственном процессе доставки можно выделить несколько рабочих процессов. Первоначально происходит загрузка ковша (рис.9.27.). При загрузке машина опущенным ковшом зачерпывает руду из навала на уровне почвы выработки. Затем ковш приподнимается, и машина перемещает рудную массу к месту погрузки в транспортное средство (рис.9.28, рис. 9.29.) или  разгрузки в рудоспуск (рис.9.30.).
На ряде рудников  на доставке используют только ковшовые погрузо-доставочные машины. Иногда необходимо применение автосамосвалов на доставке, что обусловлено увеличением её длины; это ведёт к снижению себестоимости данного производственного процесса.

Машины типа ПТ применяют в стесненных забоях (типа проходческих) при шпуровой отбойке руды. Использование погрузо-доставочных и погрузо-транспортных машин, в которых один оператор, выгоднее комплексов из погрузочных и доставочных машин при оптимальных длинах доставки.
Ширину выработок для движения самоходных машин принимают на 1 м шире самой машины (рис.8.3), если в этой выработке не присутствуют постоянно люди. При наличии в выработке людей ее ширину принимают на 1,5 – 1,7 м шире самой машины, оставляя с одной стороны проход в 1 – 1,2 м.

В соответствии с правилами безопасности запрещено движение самоходных машин со скоростью более 20 км/ч, исключая некоторые главные транспортные выработки.

© Кузьмин Е.В., Хайрутдинов М.М., Зенько Д.К.
"Основы горного дела"

 

 

Запрещается любое копирование и распространение информации без письменного согласия авторов учебника "Основы горного дела" 

ЭКСКЛЮЗИВНЫМ ПРАВО НА ПУБЛИКАЦИЮ ОБЛАДАЕТ "ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫЙ ПОРТАЛ РОССИИ"