Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Совершенствование конструкций вибромашин


В ходе промышленного освоения вибрационных машин на подземных рудниках возник ряд технических задач, для решения которых во ВНИИцветмете проведены исследования, в частности, по созданию конструкции виброконвейера для транспортирования влажных руд и вибромашин с санитарно-гигиеническим самообеспечением в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2 003—74 "ССБТ. Общие требования безопасности. Оборудование производственное".

Известно, что перемещение влажных (более 5%), слеживаемых и липких материалов с помощью вибраций трудноосуществимо, а на расстояние более 4 м при горизонтальной установке вибромашины — невозможно. При вибрационном воздействии на влажный материал происходят его интенсивное уплотнение и вытеснение несвязанной влаги на поверхность перемещаемого слоя. Это приводит к резкому ухудшению воздухопроницаемости слоя и, как следствие, к прекращению вибрационного перемещения. Подсчитано, что для отрыва прилипшего материала необходимо создать ускорение рабочего органа, равное 40g. Учитывая это, ВНМИцветмет предложил вибрационный конвейер для влажных и слеживаемых руд. Его особенность заключается в том, что на лоток виброконвейера уложена бесконечно замкнутая гибкая лента, перемещаемая за счет направленных колебаний грузонесущего органа. В этом случае лента служит промежуточным элементом, предотвращающим прилипание руды к лотку виброконвейера.

Рама конвейера представляет собой жесткую металлоконструкцию коробчатого сечения. Ее длина равна длине конвейера, ширина — ширине гибкой ленты. Внутри рамы расположены ролики, которые свободно вращаются на пальцах, закрепленных на боковых элементах рамы.

Стендовые испытания виброконвейера типа ВУР—80, оборудованного транспортной резино-кордной лентой толщиной 6 мм и шириной 1200 мм, проведены во ВНИИцветмете. А.С. Березиным. Транспортировалась сульфиднокварцбаритовая руда, плотностью 2,9—3,2 т/м3 с коэффициентом крепости 8—12, крупностью до 150 мм с отдельными кусками до 500 мм. Включения серицито-хлоритовых сланцев и барита способствуют размоканию и слеживанию руды под действием воды.

Виброконвейер состоял из шести двухметровых секций с параметрами колебаний лотка: амплитудой 4 мм, частотой 930 мин-1 и направлением 15°. Конвейер установили горизонтально.
Совершенствование конструкций вибромашин

Последовательность замеров скорости виброперемещения руды заключалась в следующем. Вначале замерили скорость перемещения сухой (влажность до 3%) руды по лотку виброконвейера (она составила 0,25 м/с), затем на лоток уложили бесконечно замкнутую ленту и загружали ее увлажненной до 10— 1?% рудой. При этом определяли минимальную дозу руды на конвейере, при которой возникало движение ленты и руды, а также скорость виброперемещения в зависимости от загрузки конвейера по длине. Замерами (табл. 5.20) установлено, что движение бесконечно замкнутой гибкой ленты под действием направленных колебаний возникает при первоначальной массе увлажненной руды, равной, 500 кг. При длине доставки 12 м скорость виброперемещения ленты с влажной рудой достигает 60,% от номинальной при транспортировании сухой руды на лотке виброконвейера без ленты В случае транспортирования руды с влажностью от 6 до 10% наряду с движением ленты наблюдается перемещение руды по последней. Одиночные крупные куски руды не вызывали нарушений процесса виброперемещения увлажненной мелочи.

С 1973 г. во ВНИИцветмете с участием В.П. Прокофьева ведутся работы по исследованию и созданию вибромашин с санитарно-гигиеническим самообеспечением. Выпуск и доставка руды сопровождаются загрязнением воздуха пылью и продуктами разложения ВВ. Газы поступают в доставочные выработки периодически при вторичном дроблении негабаритных кусков руды, которые дробят в забое и на решетке рудоспуска накладными зарядами ВВ. Масса одновременно взрываемого заряда BB достигает 10 кг. При этом удельный расход BB на вторичное дробление в различных условиях применения вибромашин колеблется от 0,05 до 0,5 кг/т.

Основным и постоянно действующим источником запыления забойной атмосферы являются работающие вибромашины При вибровыпуске пыль выделяется в призабойной части в результате динамических подвижек над работающей вибромашиной навала руды и последующего ее перепада в рудоспуск или в транспортные средства. Интенсивность запыления воздуха на этих участках достигает 120—150 мг/с.

При доставке руды виброконвейером пыль выделяется в забойную атмосферу за счет аэрации содержащихся а руде мелких фракций, а также за счет соударения крупных кусков между собой и с поверхностью грузонесущего лотка. Интенсивность пылеобразования на виброконвейере достигает 0,2 мг/с на 1 м длины.

Для поддержания санитарных норм при выпуске доставке и погрузке руды в сквозных или тупиковых выработках очистных блоков на основании действующих инструкций и руководств применяют проветривание доставочных выработок за счет общешахтной депрессии, через трубы вспомогательными блоковыми вентиляторами (местное проветривание), мокрое и сухое обеспыливание.

В процессе освоения повой технологии с применением вибромашин на выпуске и доставке руды испытан ряд схем и вариантов поддержания санитарно-гигиенических условий на рабочем месте машиниста.

Опыт применения традиционных средств промсанитарин показал, что они обладают недостатками, сдерживающими рост производительности вибромашин за счет увеличения коэффициента их внутрисменного использования. Основные недостатки существующих схем нормализации забойной атмосферы сводятся к следующему.

Для схем проветривания поставочных выработок через вентиляционные за счет общешахтной депрессии:

- необходима проходка горизонтальных вентиляционных выработок и сбоек, объем которых достигает 30—50% от общего объема выработок в пределах горизонта выпуска;

- требуется, чтобы в районе каждого проветриваемого блока только за счет тяги главных вентиляторов постоянно поддерживалась депрессия, достаточная для подачи в выработки расчетного количества воздуха.

Для схем местного проветривания:

- применяемые вентиляционные трубы легко уязвимы (нагнетательная схема) при взрывании накладных зарядов BB либо утрачиваются (всасывающая схема) в процессе погашения забоя при торцовом выпуске руды;

- поступающий чистый воздух быстро загрязняется вследствие интенсивной турбулентной диффузии пыли в призабойном участке и пылящей поверхности конвейера.

Для систем гидрообеспыливания:

- форсунки легко повреждаются при ведении взрывных работ по дроблению негабарита, быстро засоряются, требуют наладки при изменении давления воды в сети и перестановке вибропитатели в новое рабочее положение;

- форсунки неравномерно смачивают поток руды и недостаточно эффективно осаждают пыль вследствие их работы в режиме среднего и крупного дробления жидкости на капли.

Учитывая особенности применения вибромашин, в частности, при торцовом выпуске руды, когда работы ведутся в тупиковых выработках, высокую производительность вибромашин (до 1000 т/смену), высокую интенсивность вторичного дробления накладными зарядами ВВ. ограниченность сечения горных выработок средства нормализации забойной атмосферы должны отвечать следующим основным требованиям:

- продолжительность разжижения и выноса газов разложения BB из доставочных выработок должна быть минимальной;

- независимость эффективности и устойчивости действия от состояния пылевентиляционного режима рудника;

- иметь минимальную массу и размеры, механическую устойчивость при взрывных работах, быть простыми по конструкции и технологичными в осуществлении.

Ввиду того, что традиционные средства и схемы нормализации забойной атмосферы не полностью отвечают требованиям интенсификации выпуска и доставки руды за счет использования вибромашин и препятствуют дальнейшему росту производительности, во ВНИИцветмете принято за основу направление работ по созданию аспирационных систем, конструктивно приспособленных к вибромашинам для выпуска и доставки руды.

Аспирационный метод позволяет: обеспечить удаление пыли и газов из очагов их образования, минуя забойную атмосферу, существенно сократить потребность доставочных выработок в свежем воздухе и обеспечить условия для очистки загрязненного воздуха с целью повторного его использования. Применительно к вибромашинам этот метод может быть реализован за счет объединения силовых элементов конструкции с элементами нормализации забойной атмосферы или путем встраивания аспирационной системы в существующие вибромашины.

К основным характеристикам аспирационной системы относятся. затрачиваемая на аспирацию мощность; общий и местные расходы воздуха через систему; показатели эффективности воздействия системы на источники загрязнения атмосферы в доставочной выработке. Численные значения этих характеристик зависят от параметров внешнего источника тяги, подключаемого к системе, а также от геометрии ее составных частей, которая полностью определяет величину их аэродинамического сопротивления и затраты депрессии на аспирацию воздуха.

В связи с отсутствием экспериментальных данных надежной методики расчета аспирационной системы предложенного принципа действия провели экспериметальные исследования ее натурной модели. Геометрические размеры системы приняты такими, чтобы ее можно было бы вмонтировать в подлотковое пространство уравновешенного виброконвейера ВУР-80М1.

Натурная модель включала в себя забойную часть в виде стана труб длиной 2 м со стыковым соединением; прямоугольный раструбный равнопроходный, боковой отвод; разгрузочную часть из труб с регулятором расхода; присоединительную часть, включающую два прямых колена диаметром 0,4 с радиусом отгиба 0,45 м. цилиндрическую вставку между ними длиной 0,9 м и конический конфузор с углом расширения 19°; вентилятор; напорный трубопровод в составе конического конфузора с углом сужения 19°, последовательно соединенного с двумя фланцевыми металлическими трубами диаметром 0,4 м. Длина забойной и разгрузочной частей модели составляла соответственно 20 и 4 м. Обе части смонтированы на высоте 1,8 м от пола помещения. моделирующего поставочную выработку. Площадь поперечного сечения помещения 4,25 м2 «в свету».

В качестве источника тяги использовали переносной одноступенчатый вентилятор модернизированный серии BM со следующими техническими данными: производительность 5,7—10 м3/с, полное давление 210—320 кгс/м2, диаметр рабочего колеса 0,6—0,8 м, мощность электропривода 24—55 кВт.

В составе забойной части модели испытывали два типа труб — сварные металлические диаметром 0,33 м и фанерные диаметром 0,3 м. Первые соединяли между собой резиновымм манжетами, вторые —металлическими раструбными фланцами с клиповыми зажимами.

Перед взрыванием на вибропитателе накладных зарядов BВ виброконвейер останавливают, а регулятор расхода переводят в полностью закрытое положение. При этом весь объем воздуха всасывается в воздуховод загрузочного конца конвейера. В результате после взрывания накладных зарядов BB поддерживается такое движение воздуха, которое постоянно препятствует диффузии газов и пыли вдоль доставочной выработки. Так как скорость диффузии примесей невелика, а приемное отверстие аспирационного воздуховода и активные части всасываемых струй максимально приближены, то для поддержания образующегося аэродинамического ограждения необходим в 3—5 раз меньший расход воздуха, чем при известных способах проветривания.

Испытания виброкомплекса в составе вибропитателя БП-ЗВ и виброконвейера ВР-120В проведены в 1976 г. на Алтын-Топканском руднике.

Для испытаний комплекса подготовили блок, отрабатываемый системой с послойной отбойкой глубокими скважинами и торцовым выпуском руды. Днище блока располагалось на 4 горизонте, верхняя часть блока выходила под дно отработаного карьера.

В торце доставочного орта установили вибропитатель, за ним (последовательно) восемь секций виброконвейера, который доставлял руду до рудоспуска. К выходному коллектору конвейера подсоединили всасывающие трубы осевого вентилятора-Для выдачи загрязненного воздуха в сбойке проложили гибкий вентиляционный рукав диаметром 500 мм длиной 20 м.

Свежий воздух для проветривания доставочной выработки поступал по западному полевому штреку,

Методика испытаний аспирационной системы виброконвейера при доставке руды и при проветривании выработки после взрывания накладных зарядов BB на питателе заключалась в следующем,

Весовым методом определяли концентрацию пыли в рудничном воздухе на рабочем месте машиниста виброкомплекса при включенном и выключенном вентиляторе аспирационной системы. Одновременно определяли запыленность свежей струи воздуха. Последовательным (через каждые 15 мин) взятием проб около вибропитателя определяли время проветривания выработки до предельно допустимой концентрации (ПДК) содержании окиси углерода и окислов азота сначала при неработающей, а затем при работающей аспирационной системе конвейера (табл. 5.23).

В ходе промышленных испытаний при выдаче 25 тыс. т руды выявлены недостатки технических решений по встроенным элементам пылеподавления.

Наличие расширяющейся части конфузора на разгрузочной конце питателя создавало дополнительное сопротивление проходу кусков руды размером более 0,8. Это приводило к необходимости более частых остановок для дробления кусков руды. Из-за недостаточной прочности прямоугольного воздуховода имелись порывы по сварке верхних его листов, Вследствие жесткого соединения выводного коллектора с присоединительным воздуховодом возникали колебания последнего на всем протяжении труб.

С учетом результатов стендовых и промышленных испытаний виброкомплекса КВВ-ЗВ произведена корректировка рабочих чертежей питателя и конвейера. При этом главными задачами были повышение надежности и улучшение технологичности изготовления встраиваемых элементов пылеподавления.

В конструкцию вибропитателя внесены следующие изменения. Рециркуляторы выведены из контакта с потоком руды под защиту упрочненных накладных бортов грузонесущего органа и снабжены взамен открытых окон воздухонаправляющими патрубками. Ширина разгрузочного конца питателя увеличена до 0,9 м при тех же размерах.

Для увеличения эжектирующей способности рециркулятора повышена величина отношения площади горловины сопловых аппаратов к площади сечения периферийных сопел. По аспирационной системе конвейера и его конструкций в целом выполнено следующее.

Уменьшены поперечные размеры аспирационного воздуховода до 0,2 м, а его форма изменена на приблизительно овальную Ширина грузонесущего лотка принята 1 м.

Между выходным коллектором и подсоединительным воздуховодом введено эластичное звено с целью устранения вибраций труб.

В целом при тех же показателях вибромашины комплекса улучшены конструктивно, а их узлы стали технологичнее в изготовлении. Принятые конструктивные решения хорошо согласуются с исходными вибромашинами и при достижении заданных значений рабочих характеристик позволяют:

- обеспечить устойчивую нормализацию забойной атмосферы в наиболее трудных условиях применения вибромашин и их безусловное соответствие § 694 «Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений»;

- не менее чем в два раза сократить простои вибромашин при проветривании и повысить их эксплуатационную производительность;

- в забоях с вибровыпуском руды в 1,5 раза уменьшить удельную подачу свежего воздуха и исключить необходимость проведения вентиляционных выработок параллельно доставочным.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: