Файл: Байконуров О.А. Комплексная механизация очистных работ при подземной разработке рудных месторождений.pdf

Высоту развала определяет высота очистного забоя или уступа Нз:

ho — Ъ'Нз, м,

где е — коэффициент, характеризующий отношение высоты развала к высоте забоя. Он зависит от физико-меха­ нических свойств массива.

Высота разгрузки ковша Нз определяется высотой кузова транспортного сосуда Лт

Н2Ж + 0,Зн-0,5 м .

При максимальном угле подъема стрелы 60° радиус чер­ пания принимают равным максимальной высоте черпания, что обусловливается безопасностью работы в забое.

§ 6. Производительность экскаваторов

Различают теоретическую, техническую и эксплуатаци­ онную (фактическую) производительность экскаваторов.

Теоретическая производительность Q определяет объем работы, выполненный машиной за час непрерывной работы; она является условной величиной, так как не учитывает фак­ торов, определяющих производительность. При расчете тео­ ретической производительности подземных экскаваторов с прямой лопатой принимают коэффициенты наполнения ков­ ша и разрыхления равными единице, угол поворота на вы­ грузку 90°. Скорость рабочих движений и усилия принимают­ ся номинальными, высота забоя равна высоте напорного вала экскаватора. Теоретическая производительность для данного типа экскаваторов неизменна и повысить ее возможно путем усовершенствования конструкции. Теоретическая производи­ тельность дается в паспорте машины.

Для экскаваторов Q определяется по формуле

где ç — геометрическая емкость ковша, лг3; пц — конструктивно-расчетное число циклов в минуту;

60

где t ц — теоретическая продолжительность цикла, сек. Техническая производительность QT определяет наиболь­

шую возможную выработку экскаватора за час непрерывной работы с учетом конкретных условий работы: физико-меха­

где T, N и A — соответственно длительность смены в ча­ сах, число рабочих смен в месяц и число ме­ сяцев работы машины в году.

Глава 4

ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ С НАГРЕБАЮЩИМИ ЛАПАМИ

§ 1. Основные сведения и классификация

Среди различных типов погрузочных машин на погрузке руды наибольшее применение получили машины непрерыв­ ного действия с боковым захватом парными нагребающими лапами (по типажу ПНБ).

Основными достоинствами этих машин являются :

а) непрерывность действия, что обеспечивает большую производительность ;

б) возможность использования в малогабаритных выра­ ботках ;

в) благодаря большому напорному усилию машина хоро­ шо внедряется в развал отбитой массы;

г) большая маневренность машин: благодаря примене­ нию поворотного хвостового конвейера машина может гру­ зить з сосуды различной высоты и длины, при этом строго не регламентируется расстояние от машины до откаточного сосуда ;

д) в процессе работы машины операции погрузки резко преобладают над подготовительно-заключительными опера­ циями и маневрами.

Однако погрузочные машины с боковым захватом имеют

инедостатки:

1)из-за жесткой кинематической связи механизмов ма­

шина имеет большую динамику, что резко снижает надеж­ ность ее работы.

2) погружаемая конвейером масса доставляется в сосуд, как правило, методом волочения, что вызывает интенсив­ ный износ элементов заборно-погрузочной части, конвейера и большой удельный расход электроэнергии. Эти недостатки особенно проявляются при погрузке крупнокусковых абра­ зивных руд.

3) машина плохо выбирает негабарит, при этом требует­ ся много времени на транспортирование его к месту склади­ рования для вторичного дробления.

4) машина имеет сложную конструкцию и большой ве что обусловливает ее высокую первоначальную стоимость.

Поэтому на погрузке крупнокусковой и абразивной руды там, где это возможно, погрузочные машины с нагребающи­ ми лапами заменяются экскаваторами.

Погрузочные машины с нагребающими лапами охвачены типажом, поэтому типоразмеры машин регламентируются им. Вес машины и ее производительность являются главны­ ми параметрами типажа. Вес машины определяет область ее применения и первоначальную стоимость. Производитель­ ность вскрывает совершенство машины при одном и том же весе.

Согласно типажу, машины с нагребающими лапами под­ разделяются на четыре класса: I — легкие (3,5—7,5 т); ÎI — средние (7,5—15 т); III — тяжелые (15—25 т); IV — сверхтяжелые (26—32 т). Классы машин обозначаются циф­ рами, стоящими после шифра (например, ПНБ-4). Машины первых двух классов предназначены для погрузки легких и сыпучих материалов (угля, песка, марганцевых руд и т. п.) на проходческих и нарезных работах и на очистной выемке при малых габаритах выработок.

Тяжелые машины (3 класс) используются при проведении горизонтальных выработок и камер больших размеров со средней кусковатостью породы или руды, а также на очист­ ных работах с малой производительностью забоев, т. е. там, где за один взрыв отбивается относительно небольшое коли­ чество горной массы кусковатостью до 500 мм в ребре.

Машины четвертого класса применяются в очистных за­ боях с большим количеством отбитой массы, преимуществен­ но крепкой и абразивной руды кусковатостью до 700 мм. Однако, как показала практика, эти машины не могут сопер­ ничать по производительности и надежности с подземными экскаваторами, поэтому применяются на погрузке только в безуступных очистных забоях высотой менее 6 м, т. е. там, где невозможно использовать экскаваторы, а также при про­ ходке верхних подсечек.

Погрузочные машины с нагребающими лапами класси­ фицируются по следующим признакам :

типу ходовой части — гусеничные, шинноколесные ; типу Шривода — электрический (постоянного или пере­

менного тока), гидравлический, дизельный, комбинирован­ ный (электрогидравлический) ;

типу и количеству конвейеров — один скребковый одноили двухцепной, два двухцепных пластинчатых конвейера (приемный и перегрузочный).

В настоящее время в мировой практике наибольшее рас­

пространение получили электрические погрузочные маши­ ны на гусеничном ходу с одним одноцепным скребковым конвейером и индивидуальным приводом на различные ме­ ханизмы. Двумя двухцепными пластинчатыми конвейерами оборудуются некоторые тяжелые и сверхтяжелые машины.

Погрузочные машины с нагребающими лапами, за ред­ ким исключением, имеют гусеничный ход с независимой под­ веской и индивидуальным приводом каждой гусеницы. Для повышения маневренности гусеничный ход имеет, как пра­ вило, две скорости движения — рабочую и маневровую. Однако выпускаются машины и с одной скоростью движения (ПНБ-ЗК): каждая гусеница крепится к раме машины шар­ нирно на цапфе.

Привод гусениц может крепиться к тележке гусеницы или к раме машины. В последнем случае движение от при­ вода на ведущее колесо гусеницы передается или через цеп­ ные передачи и двойные карданы, или ведущее колесо, наса­ женное на выходной вал привода. Каждая гусеница оборудуется тормозом с ручным, гидравлическим или элек­ тромагнитным приводом. Выпускаются машины с непосред­ ственным или дистанционным управлением.

Погрузочные машины с нагребающими лапами в зави­ симости от свойств погружаемого материала делятся на две группы.

Первая группа машин используется на погрузке мелко­ кусковых и сыпучих материалов, вторая группа — на по­ грузке крупнокусковых или крепких и абразивных руд. В связи с тем, что машины первой группы работают в относи­ тельно легких условиях, они имеют меньший вес, более прос­ тые кинематические схемы и конструкцию, соответствующую траектории нагребающих лап по сравнению с машинами того же класса второй группы.

Машины второй группы работают в тяжелых условиях. Механизмы заборно-погрузочной части и конвейера имеют резко динамичные нагрузки. Погрузочный стол, лапы, кон­ вейер быстро изнашиваются. В связи с этим узлы и детали машины выполняются, как правило, из высоколегирован­ ных сталей, массивными, с большой прочностью. Стол пита­ теля и желоб конвейера футеруются листами, которые допол­ нительно наплавляются твердыми сплавами. Наплавляются такими сплавами также наконечники и корпуса нагребаю­ щих лап. Эти машины имеют отличительную кинематику и более сложную конструкцию.

Заборно-погрузочная часть машин второй группы выпол­ няется плавающей, что позволяет носку следовать за неров­ ностями почвы. Носок питателя этих машин выполняется

пилообразным, что облегчает внедрение питателя в навал отбитой массы. У машин первой группы наконечники лап далеко выступают за носок питателя, что способствует захва­ ту из навала большого количества материала. 'Эти машины имеют перекрывающую траекторию лап, которая обеспечи­ вает максимальную производительность. Машины второй группы имеют обтекаемую форму наконечников лап, нако­ нечники выходят за носок всего на 150—250 мм. Лапы, как правило, имеют неперекрывающую траекторию.

Ниже рассматриваются конструкция и принцип действия погрузочных машин каждого класса.

§ 2. Легкие и средние погрузочные машины

Из легких машин в Советском Союзе серийно выпускает­ ся погрузочная машина ПНБ-1. За рубежом широкое приме­ нение нашли погрузочные машины 8ВИ фирмы «Джой» (США), LH-62 японской фирмы «Сумитомо Сьюзи Кайся» и NR-25E (Чехословакия).

Погрузочная машина ПНБ-1 (рис. 64), выпускаемая Ясно­ горским машиностроительным заводом, используется при по­ грузке взорванной массы крепостью до 10 в вагонетки, на конвейеры и другие транспортные устройства при проведе­ нии горизонтальных и наклонных выработок и в очистных забоях с минимальным сечением выработок 3 м2. Машина имеет гусеничный ход и один одноцепный скребковый кон­ вейер, хвостовая часть которого поворачивается в обе сторо­ ны от оси на 45°. Обе гусеницы приводятся в движение от одного привода, скомпонованного из электродвигателя, зуб­ чатых передач и фрикционной муфты включения. Каждая лапа имеет индивидуальный привод, собранный из электро­ двигателя, планетарного редуктора и редуктора лапы. Оба редуктора жестко связаны уравнительным валом. Машина имеет двустороннее управление. Электрооборудование выпол­ нено во взрывобезопасном исполнении, что позволяет эксплу­ атировать ее в шахтах, опасных по газу и пыли. На машине установлены асинхронные короткозамкнутые двигатели напряжением 380 в. Давление в гидросистеме 70 кГ/см2.

Погрузочная машина 8ВИ на гусеничном ходу. Она имеет заборнопогрузочную часть, изгибающий скребковый конвейер и привод, состоя­ щий из главного асинхронного двигателя и редуктора. Гусеничный ход имеет две скорости движения. Пульт управления машиной расположен с ее правой стороны. По конструкции 8 ВИ имеет сходство с погрузочной

машиной 18HR-2y, описанной ниже.

Погрузочная машина LH-62 конструктивно мало отличается от 18HR-2y.

Погрузочная машина NR-25E (рис. 65, б), выпускаемая в Чехослова­ кии, имеет две системы управления: непосредственно с машины и дис-