Средства механизации погрузки горной массы

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Средства механизации погрузки горной массы

14.12.2019

Основными средствами механизации погрузки горной массы на угольных шахтах России являются погрузочные машины:

- непрерывного действия с нагребающими лапами (типа ПНЕ), на гусеничном ходу, с электрическим приводом;

- периодического действия с ковшовым исполнительным органом — с прямой и ступенчатой разгрузкой ковша (типа ППН), на колесно-рельсовом ходу, с электрическим или пневматическим приводом и с боковой разгрузкой ковша (типа МПК), на гусеничном ходу, с электрическим приводом (рис. 2.1). Широко применяют различного вида скреперы, изготовляемые в центральных электромеханических мастерских и на ремонтно-механических заводах производственных объединений.
Средства механизации погрузки горной массы

За последние годы уровень механизированного проведения выработок буровзрывным способом практически не изменился вследствие вытеснения скреперной погрузки погрузочными машинами, составив в 1988 г. 70% от объема, требующего погрузки. Из общего объема механизированного проведения выработок свыше 1300 км, или 72%, приходится на долю погрузочных машин различного типа.

Основные технические параметры отечественных погрузочных машин приведены ниже,

В 1988 г. объем проведения выработок буровзрывным способом с применением погрузочных машин всех видов составил 1338 км, из которых 571 км пройдено С использованием машин типа ПНЕ, 749 км - с применением машин типа ППН, 7,4 км с использованием МПК-3.

Несмотря на увеличение числа машин с нагребающими лапами, в парке погрузочных машин преобладают ковшовые машины периодического действия тина ППН.

Область применения отечественных ковшовых погрузочных машин с задней разгрузкой ковша ограничивается (как по ширине, так и по высоте выработки) их конструкцией. Ограниченная ширина фронта погрузки во многих случаях вынуждает прокладывать второй рельсовый путь или требует ручной зачистки почвы у стенок выработки. Относительно широкое применение этих машин в угольной промышленности России объясняется их высокими надежностью и долговечностью благодаря простоте конструкции и налаженному серийному выпуску. Важными преимуществами погрузочных машин на гусеничном ходу являются их независимость от рельсовых путей и способность работать в забоях выработок с углом наклона 0 + 10° как по падению, так и по восстанию.

Производительность и надежность машин с нагребающими лапами в отличие от машины ковшового типа в значительной мере зависят от коэффициента крепости и кусковатости пород. При проведении выработок по восстанию отечественные ковшовые погрузочные машины вообще неприменимы, а при проведении по падению требуют использования вспомогательных тяговых устройств, например лебедки с канатом.

Для проведения выработок с углом наклона до 18° в России разработаны и выпускаются машины ковшовая ППМ-4у и с нагребающими лапами- 1ПНБ-2у и 2ПНБ-2у.

Анализ парка погрузочных машин свидетельствует о тенденции увеличения мощности и массы выпускаемых конструкций.

Положительные изменения в технической оснащенности процесса погрузки горной массы не компенсировали усложнение условий производства проходческих работ. Так, за последние 10-15 лет скорость проведения выработок и производительность труда проходчиков в забоях, оснащенных погрузочными машинами, снизились на 30-40%, составив в 1988 г. соответственно 50 м/мес и 1,17 м3/чел-смену.

В перспективе намечается переоснащение парка погрузочных машин в основном за счет сокращения производства и применения машин типа ППН и частично типа ПН Б и расширения применения машин типа МПК. Промышленная эксплуатация машин МПК-3 выявила не только лучшие рабочие качества этих погрузчиков по сравнению с традиционными, но и их широкие технологические возможности в части выполнения смежных операций: доставки крепежных материалов и вспомогательного оборудования, установки верхняков арочной крепи, затяжки рам с забутовкой пустот за крепью и др.

Качественное улучшение парка погрузочных машин, основанное, в частности, на высокой скорости передвижения машин типа МПК, позволит значительно расширить область их применения благодаря механизации погрузки и доставки горной массы к транспортным средствам в выработках небольшой протяженности и малой плошали сечения, проводимых в настоящее время с ручной погрузкой. К числу таких выработок относят технологические отходы, камеры различного назначения, сбойки, заезды, сопряжения, т. е. выработки, в которых нецелесообразно или невозможно применение самостоятельных средств транспортировки горной массы. В этом случае горную массу доставляют в ковше машины типа МПК на транспортные средства примыкающих выработок.

Таким образом, дальнейшее развитие конструкций шахтных погрузочных машин для отечественной угольной промышленности будет базироваться на основе создания типажного ряда погрузочных машин с боковой разгрузкой ковша типа МПК. При этом предусматривается использование съемных модулей различного назначения, обеспечивающих повышение коэффициента машинного времени и эффективности таких машин в различных горно-геологических условиях.

Значительная часть объема механизированного проведения выработок буровзрывным способом приходится на долю скреперной погрузки, которая составила в 1988 г. 481 км, или 9,7% от общего объема погрузки. В отличие от погрузочных машин скреперные погрузчики являются наиболее простыми и надежными в эксплуатации погрузочными устройствами. Особенно эффективно применение скреперных погрузчиков при проведении наклонных выработок, где в большинстве случаев отсутствуют другие средства механизации погрузки горной массы. Скреперные погрузчики могут применяться в выработках с углом наклона до ±25°.

Из имеющихся в наличии опытных образцов погрузочных машин заслуживает внимания машина ППБ-1 с двухчелюстным грейферным погрузочным органом (конструкция разработана ВНИИОМШСом) для погрузки горной массы в выработках с углом наклона 18-45°, площадью сечения 8,8-14,5 м2.

Погрузочная машина ППБ-1 характеризует тенденцию развития погрузочной техники для проведения выработок с углом наклона более 18°.

Основные технические параметры машины ППБ-1 характеризуются следующими данными:

Проходческий комплекс «Сибирь» оснащен машинами с боковой разгрузкой ковша, бурильными установками и оборудованием для монтажа арочной крепи. Он предназначен для проведения наклонных (до 25°) выработок площадью сечения 12-22 м2 буровзрывным способом по породам с / = 16, в шахтах, включая опасные по газу или пыли.

Комплекс состоит из подвешенной на канате лебедки платформы на колесно-рельсовом ходу, встроенных в платформу двух гидравлических погрузочных машин с боковой разгрузкой ковша, перегружателя с бункером, двух бурильных агрегатов и крепеустановщика, а также оснащен насосной станцией для откачки воды из забоя.

Применение комплекса позволяет полностью механизировать основные процессы проходческого цикла: бурение шпуров, погрузку горной массы в скип или на конвейер, частично механизировать возведение постоянной металлической арочной или тюбинговой крепи, улучшить условия труда проходчиков.

При проведении выработок буровзрывным способом на шахтах ФРГ, Великобритании, Франции погрузку горной массы осуществляют преимущественно погрузочными машинами с боковой разгрузкой ковша, такими, как погрузчики серии «ЕL» фирмы ФРГ «Зальцгиттер», «Вебстер 2000L» шведской фирмы «Атлас Копко», серии «М» фирмы «Майнинг Дивелопментс» (Великобритания). Такие погрузчики широко применяются и в шахтах Польши, Чехословакии, Румынии. В Польше изготовлены погрузочные машины с боковой разгрузкой ковша HOS-1200 (завод «Глиник») и LBS-1200 (завод «Нивка»). Наиболее удачной конструкцией среди погрузочных машин вместимостью 1200 л является машина DBW-1200, разработанная в объединении «Комаг». Основными достоинствами этой машины являются надежность, высокая производительность и большая маневренность.

Техническая характеристика основных зарубежных конструкций машин с боковой разгрузкой ковша приведена в табл. 2.7.


Зарубежный опыт применения погрузчиков с боковой разгрузкой ковша показал, что эти машины обладают преимуществами в эксплуатации, обеспечивая (помимо погрузки) механизацию доставки материалов в призабойной зоне, оборку боков и кровли выработки и забоя, подъем и удержание верхняков крепи, бульдозеризацию породного штабеля. Простота управления машиной, хороший обзор при захвате горной массы, ее удобная транспортировка и разгрузка исключают необходимость в помощнике машиниста. Машины с боковой разгрузкой ковша хорошо зарекомендовали себя как погрузочно-доставочные при отработке технологического отхода горной выработки, проведении коротких выработок и камер. Такой тип машин наиболее полно удовлетворяет условиям проведения выработок, оборудованных конвейерным транспортом, поскольку в этом случае отпадает необходимость в укладке рельсовых путей.

Машины с боковой разгрузкой ковша практически вытесняют машины с задней разгрузкой, производительность которых в сопоставимых условиях в среднем в 1,5-2 раза ниже и которые не могут выполнять дополнительные операции по механизации вспомогательных работ.

В последние годы зарубежные фирмы перестали создавать новые погрузчики непрерывного действия, а число их на шахтах, особенно в ФРГ, значительно сократилось. Высокая техническая производительность таких машин в условиях цикличной буровзрывной проходки мало влияет на эксплуатационные показатели, не оправдывая большую (по сравнению с другими типами машин) стоимость изготовления и отпускную цену. Немаловажное значение имеет и то, что машины непрерывного действия не выполняют дополнительные операции по механизации вспомогательных работ.

На зарубежных шахтах (Франция, Чехословакия, Польша) значительное распространение имеют скреперные погрузчики.

В Чехословакии для погрузки горной массы создан скреперный погрузчик НС-4. Горную массу грузят скрепером в разгрузочную часть приемного стола и оттуда транспортируют ленточным конвейером.

Техническая характеристика погрузчика НС-4 приведена ниже.


Для решения проблемы погрузки горной массы в наклонных выработках в Польше (предприятие «Комаг») были разработаны скреперные погрузчики ZPP-1 и ZPZ-1 (в работе находится около 300 машин), которые до настоящего времени являются основным погрузочным механизмом, в такого рода выработках.

На угольных шахтах многих зарубежных стран широкое распространение получили высокопроизводительные самоходные погрузочно-доставочные машины ПДМ.

По принципу действия погрузочного органа и аккумулирующей емкости такие машины можно условно разделить на две группы: ковшовые, с ковшовым погрузочным органом и бункером.

Машины различают по типу привода (дизельный, пневматический, электрический) и ходовой части (пневмоколесные и гусеничные).

Дизельные ПДМ имеют одинаковые конструктивные признаки: шарнирно сочлененные рабочую и приводную части, пневмоколесный ход.

Характерными особенностями большинства ковшовых ПДМ являются большая вместимость ковша, малые ширина и высота. Вместимость ковша в зависимости от мощности машин колеблется в широких пределах (от 0,76 до 11,5 м3). Способность погрузочно-доетавочных машин выполнять несколько основных и вспомогательных операций дает возможность осуществлять комплексную механизацию работ. Высокая мобильность этих машин повышает эффективность их использования, так как одна машина может обслуживать несколько забоев.

В США изготовителями погрузочно-доставочных машин являются фирмы «Вагнер» «Катерпиллер», «Элмэк», «Джон Кларк», «Роум-Ин-дастриз», «Фостер Миллер», отделение фирмы «Эймко».

Ковшовые ПДМ для работы в угольных шахтах выпускает фирма «Элмэк». Машины оснащены дизельными двигателями, имеют гидравлическое двустороннее управление. Модель S42 грузоподъемностью 3,5 т работает в комплексе с самоходной вагонеткой с опрокидным кузовом грузоподъемностью 9 т. Ширина малогабаритных ПДМ составляет 1,17 м, что позволяет использовать их в выработках малых площадей сечений.

В Великобритании изготовителями погрузочно-доставочных машин являются фирмы «Эймко», «Майнинг Дивелопментс», «Галлик Добсон».

Фирма «Эймко» занимает второе место в мире по производству погрузочно-доставочных машин. Их типовой ряд включает машины с ковшами вместимостью 0,78-11,5 м3. Особенностью ряда моделей машин типа «Майнтэндер» является их многофункциональность, С помощью интегральной гидравлической системы машинист может за несколько секунд заменить рабочий орган для выполнения другого вида работ. В комплект сменного оборудования входят погрузочный ковш, вилочный захват, бульдозерный нож, контейнеры с плоским дном и бортовыми панелями, модульные емкости с насосом для набрызг-бетонирования, контейнер для отсоса пыли, платформа для перевозки людей, противопожарные средства.

Фирма «Майнинг Дивелопментс» поставляет погрузочно-доставочные машины на гусеничном ходу во взрывобезопасном исполнении для угольных шахт. Разработана модель с рабочей платформой, которую используют для оборки кровли и возведения металлической крени. Платформу убирают при погрузочных работах.

Машины фирмы отличаются малыми габаритами (высота 1,1 м). Они могут преодолевать подъемы и уклоны до 14°; 85% узлов и деталей унифицированы.

Финская фирма «Перусюхтюмя АРА» является одним из ведущих изготовителей погрузочно-доставочных машин для подземных работ в горнорудной и угольной промышленности. В настоящее время фирма выпускает девять моделей машин серии «Торо» на пневмоколесном ходу грузоподьемностыо от 3 до 32 т с дизельным и электрическим приводом. Погрузочно-доставочные машины для угольных шахт с электроприводом поставляют во взрывобезопасном исполнении. Представляет интерес модель дизельной погрузочно-доставочной многофункциональной машины «ТОРО-250 ФДЛХД» во взрывобезопасном исполнении, предназначенной для шахт, опасных по выбросам угля и газа. Для выполнения различного вида работ (погрузка горной массы, перевозка людей, доставка материалов, ремонт проезжей части, спасательные работы) машина имеет сменные рабочие органы: погрузочный и землеройно-транспортный ковши, контейнер для насыпных материалов, ковш с боковым опрокидыванием, эжекторный ковш, платформу для различных работ в выработке, кабину для перевозки людей, вилочный подъемник (рис. 2.2). Машину можно эффективно использовать для сооружения выработок околоствольного двора при строительстве шахт и подготовке новых горизонтов.

В ФРГ изготовителями погрузочно-доставочных машин для горнорудной, калийной и угольной промышленности являются фирмы «ГХХ Штер Краде», «Зальцгиттер», «Шопф машиненбау», «Фруш» и «МАН-ГXX Машинен унд анлаген».

По мнению западногерманских специалистов, использование пневмоколесных самоходных ПДМ при вскрытии, подготовке новых горизонтов и проведении выработок большой площади сечения в угольной промышленности может значительно повысить темпы проведения выработок и производительность труда проходчиков. Выпускаемые группой предприятий фирмы «ГХХ Штер Краде» погрузочно-доставочные машины удовлетворяют требованиям угольной промышленности (взрывобезопасное исполнение, малые габариты, универсальность машин). Анализ использования этих машин в угольных шахтах при проведении выработок показал, что эффективность ПДМ возрастает при их использовании не только для погрузки и транспортировки горной массы, но и для доставки в забой людей, оборудования, бетонной смеси, крепи и прочих материалов. Машинное время ПДМ достигает в этом случае 90%:

- применение мощных ПДМ с электроприводом и кабельным барабаном на горнопроходческих работах в угольных шахтах безопасно и более технологично, чем при использовании переносного и рельсового проходческого оборудования и комплексов, состоящих из погрузчика и самоходной вагонетки;

- проходческий забой при применении ПДМ на расстоянии до 160 м свободен от откаточных путей, конвейеров, что сокращает затраты на наращивание коммуникаций.

Тенденции совершенствования средств механизации погрузки горной массы при буровзрывной отбойке в угольной промышленности России и других угледобывающих стран имеют аналогичный характер. В России планируется переоснащение парка путем приоритетного выпуска машин с боковой разгрузкой ковша, при использовании их поставочных функций, существенно улучшающих показатели проведения выработок. За рубежом машины с боковой разгрузкой ковша получили максимальное распространение. В угольной промышленности ряда стран широко применяют комплексы самоходных машин. Опыт эксплуатации последних показал, что при использовании самоходного оборудования темпы проведения выработок и производительность труда повышаются в 3-4 раза по сравнению с переносным проходческим и рельсовым оборудованием, значительно повышается безопасность работ, снижается себестоимость проведения.

Анализ имеющегося парка самоходных машин, выпускаемых в настоящее время отечественной промышленностью, показывает, что для комплексной механизации горнопроходческих работ их выпуск недостаточен, а отдельные виды машин вообще не изготовляются.

Приобретение самоходной техники по импорту не оправдано ввиду ее высокой стоимости и сложности обеспечения запчастями. В связи с этим необходимо ориентироваться на создание отечественных самоходных погрузочных машин для подземных работ с использованием передовых достижений зарубежной практики.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: