Мухопад М.Д. Рудниковий транспорт.

Подождите немного. Документ загружается.

У вибоях підготовчих виробок породу i вугілля подають

найчастіше безпосередньо у відкаточні посудини — вагонетки,

обмін яких займає від 7 до 20 % загального часу навантажування. 3

метою зменшення їхніх простоїв почали широко впроваджуватись

різні допоміжні механізми, зокрема пристрої для обміну вагонеток.

Ці механізми, кожний з яких при певному поєднанні конкретних

умов (площа поперечного перерізу виробки, кількість одночасно

діючих навантажувальних машин, місткість і кількість вагонеток у

составі) мав свої переваги, дозволили відчутно скоротити

тривалість маневрових операцій.

Протягом останніх років з'являються нові транспортні засоби

для поверхні, горизонтальних i похилих ділянок, підземних станцій

i вузлів сполучення виробок. Розширюється парк важких

електровозів, створюються потужні конвеєрні установки,

великовантажні вагонетки, самохідні машини та інше устаткування.

І як результат, істотно підвищилися продуктивність праці й рівень

безпеки poбiт, знизились трудомісткість i вартість транспортних

операцій.

1.2. ТРАНСПОРТНІ МАШИНИ

1.2.1. Призначення і класифікація

При будівництві і експлуатації підземних споруд (шахт) в

гірничих виробках i на поверхні використовується велика кількість

транспортних машин i механізмів. Серед них — локомотиви,

конвеєри, перевантажувачі, канатні й скреперні установки,

автомобілі, підвісні канатні й монорейкові дороги, самохідні вагони

i прохідницькі комплекси. Останні включають великий набір

устаткування, яке в межах підготовчого вибою забезпечує

механізацію процесів руйнування, навантаження й перевезення

гірничої маси, доставки кріплення, допоміжних та інших

матеріалів.

Транспортні машини, класифікують за різними ознаками.

Залежно від призначення розрізняють власні транспортні

машини i спеціальне устаткування. Перші служать для

перевезення насипних вантажів, а також людей i допоміжних

матеріалів. Це — машини i пристрої рейкового i самохідного

транспорту, конвеєри, установки для переміщення вантажів по

ґрунту, жолобах i трубах.

Спеціальне устаткування включає живильники, затвори,

перекидачі, штовхачі, компенсатори висоти та ін.

Відповідно до принципу дії машини можуть бути

безперервної i перервної дій. Машини першої групи (конвеєри,

самопливні, гідравлічні і пневматичні установки) забезпечують

переміщення гірничої маси або будь-яких матеріалів безперервним

потоком. Машини другої групи (канатні й скреперні установки,

локомотиви, автомобілі та iн.) подають вантаж через певні відрізки

часу, які залежно від відстані транспортування, швидкості руху i

тривалості навантажувально-розвантажувальних poбіт можуть

коливатися в значних межах.

За конструктивними ознаками розрізняються конвеєри

(стрічкові, скребкові, пластинчасті, вібраційні та iн.), локомотиви,

підвісні канатні i монорейкові дороги, а також різноманітні

установки: автомобільного транспорту, самопливні, гідравлічні й

пневматичні, канатні, скреперні i самохідні.

Згідно із способом переміщення вантажів застосовуються

машини, в яких використовується ковзання (по ґрунту, жолобу,

трубі), переміщення на вантажонесучих органах (стрічці,

пластинчастому полотні), в посудинах (вагонетках,

автосамоскидах), в середовищі (води, повітрі).

Відповідно до роду використовуваної енергії розрізняють

електричні, гідравлічні, пневматичні, інерційні, дизельні машини, а

також машини, що функціонують під дією ваги вантажу.

Залежно від тривалості роботи на одному місці машини

можуть бути стаціонарними, напівстаціонарними i пересувними.

Кожна із названих видів транспортних машин і спеціального

устаткування має велику кількість конструктивних різновидів i

типорозмірів, вибір яких визначається умовами експлуатації.

Наявність великої кількості конструктивних різновидів i

типоpoзмірів транспортних машин та допоміжного устаткування

забезпечує використання їх в різноманітних умовах експлуатації.

Конструкції транспортних машин одного виду, але з різними

продуктивністю, потужністю i габаритними розмірами,

характеризуються послідовністю числових значень основних

параметрів. За основний параметр приймають ширину

вантажонесучого полотна (стрічкові конвеєри), масу машин

(локомотиви), вантажопідйомність (автосамоскиди), місткість

кузова (вагонетки) та ін.

Прийнята класифікація дозволяє поділити всі транспортні

засоби на групи машин і тим самим спростити вивчення їхніх

конструкцій, основ теорії і розрахунку, монтажу і експлуатації,

оскільки виникає можливість розглядати не кожну окрему

установку, а всю групу в цілому, наприклад стрічкові конвеєри,

локомотиви.

1.2.2. Умови експлуатації транспортних машин

Підземний транспорт працює в специфічних умовах:

обмеженість розмірів i непостійність робочого місця, похиле

розташування устаткування, вологість, запиленість i

вибухонебезпечність середовища, змінний характер навантаження.

Обмеженість розмірів. Складні умови роботи, пов'язані з

невеликими площами поперечних перерізів гірничих виробок,

потребують використання транспортних машин малих розмірів.

Їхня продуктивність, як правило, набагато нижча, ніж у

великогабаритних.

Непостійність робочого місця (безперервне переміщення

вибою) диктує необхідність використання під час проходки

швидкорозбірних i маневрених машин.

Похиле розміщення устаткування (під час проходки

похилих виробок) обумовлює необхідність застосування

спеціальних стопорних пристроїв, які чинять опір сповзанню

машин, пристроїв i гальм, що утримують робочий орган від

мимовільного руху вниз, а також різних уловлювачів для тягових

засобів i вагонеток, що функціонують (спрацьовують) при обриві

стрічок або канатів.

Вологе, запилене, агресивне i вибухонебезпечне

середовище потребує застосування машин, захищених від дій

вологи і пилу, стійких проти корозії з вибухонебезпечним

електроустаткуванням.

Непостійний характер навантаження, зумовлений зміною

обсягу перевезень i деформаціями виробок, може вивести машини з

ладу. Тому вони повинні мати резерв продуктивності i високий

запас міцності.

До транспортних засобів, які діють в гірничих виробках i на

поверхні, ставлять ряд основних вимог. Машини повинні:

забезпечувати безперебійну роботу підготовчих вибоїв;

мати високу маневреність, переміщувати вантажі в

найкоротший час; бути простими в керуванні, з комфортними i

безпечними умовами для обслуговуючого персоналу;

характеризуватись мінімальними витратами енергії, живої i

матеріалізованої праці в сфері виробництва (виготовлення) i в

процесі експлуатації;

бути економічними з точки зору капітальних витрат і

експлуатації;

мати параметри, які відповідають конкретним (специфічним)

умовам роботи.

Ці вимоги (в порядку перелічення) класифікують як

технологічні, виробничі, енергетичні, економічні й специфічні.

1.2.3. Загальні питання монтажу і експлуатації

транспортних машин

Установка транспортних засобів — складний i

відповідальний процес, від якого в значній мірі залежить їхня

надійна i безпечна робота. Цей процес складається з трьох етапів:

підготовчого, монтажного і налагоджувального.

Протягом підготовчого етапу виконують ряд робіт:

розробляють проект, визначають наявність і стан монтажних

пристроїв i пристосувань (канатів стропів, блоків, поліспастів,

талів, домкратів, триніг та ін.); завершують роботи, зв'язані з

проведенням виробок (ремонт кріплення, очистка водовідливних

канавок від породи i сторонніх предметів, проведення

комунікаційних ліній i навішування освітлювальних приладів,

спорудження фундаментів i т.ін.); установлюють за

комплектовочною відомістю наявність вcix вузлів, деталей i

інструментів, непошкодженість монтажних засобів; проводять

інструктаж з техніки безпеки.

Експериментальні зразки машин попередньо збирають i

обкатують на поверхні. Виявлені несправності тут же усувають.

При огляді i випробуванні устаткування повинні бути присутніми

спеціалісти, які будуть його монтувати i обслуговувати в підземних

умовах.

Машини направляють в гірничі виробки в тому вигляді, в

якому вони надійшли на підприємство, що будується. Наприклад,

вузол, який складається з електродвигуна, турбомуфти i редуктора,

вміщують в кліть у розібраному вигляді, а не підвішують під нею.

Така підвіска хоча й дозволяє опускати в шахту цілі аґреґати, але

знижує безпеку робіт i підвищує імовірність пошкодження

устаткування при навантажуванні на пересувний состав у

приствольному дворі.

Монтаж транспортних машин — дуже тривалий процес,

причому найбільш трудомісткими в підземних умовах вважають

такелажні роботи, які часто складають 85 % загального обсягу.

Збірні одиниці встановлюють в послідовності, передбаченій

проектом і заводською інструкцією, що дозволяє уникнути

складання деталей у виробках, підвищує культуру виробництва i

створює умови для швидкісного i високоякісного проведення робіт.

Наладка передбачає пробний пуск i регулювання

транспортних засобів. Опробування допомагає визначити

правильність монтажу всіх зібраних одиниць, надійність

запобіжних пристроїв (гальм, зупинників, уловлювачів i т.ін.),

тобто перевірити роботу установки в цілому. Опробування

спочатку ведуть вхолосту (2...3 год.), а потім під навантаженням.

Усунувши несправності, машину здають на випробування, при

якому визначають якість монтажу, стан ізоляції, струмопровідних

частин, контактів і мастильних систем.

Після закінчення монтажу, випробування i наладки окремих

елементів перевіряють і налагоджують роботу всього

транспортного комплексу.

Якщо до установки прийняті надійні машини, технічні

параметри яких відповідають правилам експлуатації i техніки

безпеки, ці машини будуть працювати високопродуктивно.

Підвищення ефективності у цьому випадку досягається за рахунок

застосування засобів автоматики, що забезпечують контроль i

передачу на пульт керування кількісних i якісних показників, а при

необхідності реєструють вимірювані параметри технологічного

процесу. Ці засоби дозволяють також визначити наявність i масу

вантажу, стан механізмів i тягових opгaнів (пробуксовка, схід

стрічки вбік, ії обрив і т.iн.). В результаті цього максимально

вивільняється обслуговуючий персонал, піднімається рівень

продуктивності, надійності i безпеки транспортного устаткування,

підвищується загальна культура виробництва.

Поліпшення техніко-економічних показників будівництва

підземних споруд шахти досягається при підвищенні темпів

проходки виробок, що можливо тільки при комплексній механізації

основних i допоміжних процесів i швидкісному їx проведенні.

Підвищення швидкості проведення виробок, у свою чергу,

залежить від організації експлуатації транспортних машин, які

використовують для своєчасного переміщення вcіx вантажів, що

надходять із вибою i у вибій. Досвід швидкісного проведення

гірничих виробок показав, що необхідно: максимально поєднувати

процеси проведення виробок; здійснювати безперервне

навантаження гірничої маси протягом тривалого часу; скорочувати

тривалість операцій обміну вагонеток i составів, які знаходяться під

навантажуванням; подавати з поверхні кріпильні матеріали та інші

допоміжні вантажі в контейнерах і пакетах; забезпечувати

механізацію навантажувально-розвантажувальних i монтажних

робіт; створити резерв запасних частин i проводити планове

обслуговування i ремонт транспортних машин; реалізувати повну

автоматизацію всіх виробничих процесів; ширше використовувати

ЕОМ i мікропроцесори при керуванні i виборі режиму роботи

транспортних машин; впровадити бригадний підряд, який дозволяє

підтримувати на високому рівні виробничу і технологічну

дисципліну.

Експлуатація транспортних машин тісно пов'язана з

питанням охорони навколишнього середовища. При

навантажуванні породи в транспортні засоби i при розвантажуванні

їx на відвалі, а також при формуванні відвалів треба здійснювати

заходи щодо забезпечення мінімальної запиленості повітряного

середовища. Щоб виключити самозаймання відвалів, їх покривають

шарами інертних негорючих матеріалів, обробляють спеціальними

розчинами тощо. Відвали розташовують в природних складках

місцевості i на земельних ділянках, не придатних для

сільськогосподарських робіт. Транспортування вантажу

здійснюється найкоротшим шляхом з мінімальними відчуженням

земельних угідь. Зіпсовані землі повинні приводитись до стану,

придатного для використовування в народному господарстві.

Винятково велику увагу приділяють питанням безпеки праці.

Особливого значення ці питання набувають при застосуванні

прохідницьких комплексів, оскільки до їх складу входить велика

кількість машин і механізмів різного призначення. Обслуговуючий

персонал повинен знати i виконувати правила безпеки, інструкції,

щодо експлуатації конкретних машин.

При роботі в підземних умовах на машинах проводять

комплекс заходів, які дозволяють знизити кількість шкідливих

домішок, що викидаються в рудникову атмосферу, зменшити шум i

вібрацію. В останні роки машину обладнують кондиціонерами.

Згідно з правилами безпеки у вугільних i сланцевих шахтах

необхідно вибирати швидкість переміщення транспортних машин в

кожній виробці окремо; повинні зберігатись зазори відповідно до

виду транспортних машин між кріпленням i найбільш

виступаючими частинами машин з боку проходу людей i з

протилежного боку.

Kpiм того, необхідно: організувати постійний контроль за

роботою установок; заборонити вмикати машини при

несправностях основних складальних одиниць, незакритих вводах

муфт електродвигунів i пускачів, непідвішених кабелях i

несправних сигнальних пристроях, при відсутності запобіжних

щитків i кожухів; дозволити чистити i ремонтувати pyxомi частини

тільки в період зупинки; категорично заборонити перевезення

людей на транспортних засобах, спеціально не пристосованих для

цієї мети. В місцях проміжного завантаження конвеєрів i можливих

вивалів породи із стінок виробок треба встановлювати бічні захисні

листи, а при піддувному ґрунті необхідно своєчасно вирівнювати

устаткування. Не можна допускати нагромадження просипаного

вантажу. В суворо визначені строки треба проводити огляди,

поточний, середній i капітальний ремонти.

Огляд i поточний ремонт виконують електрослюсарі

дільниці безпосередньо на робочому місці. Вони регулюють

складальні одиниці, замінюють зношені деталі, промивають і

очищають всі доступні частини машин, перевіряють мастильну

систему i електроапаратуру. Kpiм того, складають дефектну

відомість для майбутніх середнього i капітального ремонтів.

Середній ремонт включає весь обсяг поточного, а також

повну розборку приводу i заміну вcix його зношених частин. Цi

роботи .здійснюються в майстернях підприємства, що будується.

Капітальний ремонт проводиться на рудоремонтному

заводі або в центральних майстернях.

1.3. ВІДОМОСТІ ПРО ВАНТАЖІ І

ВАНТАЖОПОТОКИ

1.3.1. Вантажі

Вантажі бувають штучними (машини, устаткування,

кріпильні матеріали) i тарними (що надходять на підприємства в

мішках або ящиках), наливними (різні рідини) i насипними (порода,

корисні копалини). Люди, які переміщуються по гірничих виробках

транспортними засобами, — це особливий вантаж, який потребує

певних зручностей і повної безпеки.

Насипні матеріали, які складають основний вантажопотік,

переміщують насипом. Вони відрізняються один від одного такими

властивостями, як грудкуватість, міцність, насипна густина,

вологість, абразивність і внутрішнє тертя.

Грудкуватість (ґранулометричний склад) характеризує

кількісний розподіл частинок вантажу за їх розміром. Для рядового

матеріалу вона визначається найбільшим розміром ґранул а

макс

процентним вмістом в загальній масі грудок з розміром (0,8...1)

а'

макс

Вантаж, у якого відношення a'

макс

/а'

мін

(де а'

мін

— розмір

найменшого зерна) не перевершує 2,5, вважається сортованим. Він

характеризується середнім розміром частинок а

с,

який дорівнює

(а

макс

+а'

мін

)/2

При будівництві підземних споруд (шахт) гірнича маса, як

правило, складається з грудок розміром до 50 мм (приблизно

половина), 50...200 мм (майже третина) i 200...500мм (решта).

Однак використовувані у даному випадку транспортні машини

можуть переміщувати вантажі тільки певних розмірів. Отже, розмір

грудок обумовлює вибір необхідних транспортних засобів.

Міцність гірських порід – властивість гірських порід в

певних умовах, не руйнуючись, сприймати впливи механічних

навантажень, температурних, магнітних, електричних і інш. полів,

нерівномірне протікання фізико-хімічних процесів в різних

частинах гірських порід і інш. Розрізняють : т е о р е м и к н у –

обчислену на основі обліку сил міжатомного зчеплення;

с т а т и ч н у – властивість порід сприймати короткочасні наванта-

ження, прикладені з постійною швидкістю; д и н а м і ч н у -

властивість порід сприймати, не руйнуючись, динамічне

навантаження; т р и в а л у – міцність порід, що знаходяться

тривалий час під навантаженням; з а л и ш к о в у – рівень несучої

здатності зруйнованої породи; е л е к т р и ч н у – визначається

значеннями напруги пробою. Показниками, що характеризують

міцність гірської породи для різних випадків, є: границі міцності

порід на стиснення σ

ст

, розтягнення σ

, зсув θ

зс

, вигин θ

виг

, а також

текучості σ

, повзучості σ

та інш. Для більшості порід границя

міцності на розтягнення σ

не перевищує 20 МПа. Границі міцності

порід при зсуві, вигині і інших видах деформацій завжди менші σ

ст

і більші σ

, але ближчі до останньої. З породотвірних мінералів

найбільшу міцність має кварц. У нього σ

ст

перевищує 500 МПа, у

польових шпатів, піроксенів, авгіту, рогової обманки, олівіну і інш.

залізисто-магнезійних мінералів σ

ст

= 200-500 МПа, у кальциту σ

ст

20 МПа. Найбільші значення границі міцності при стисненні мають

щільні дрібнозернисті кварцити і нефрити (500-600 МПа). Значну

міцність (більше 350 МПа) мають щільні дрібнозернисті ґраніти,

трохи меншу – габро, діабази і грубозернисті ґраніти. Міцність

вугілля при стисненні змінюється в залежності від ступеня його

метаморфізму і зольності від 1 МПа (коксівне вугілля) до 35 МПа

(антрацити).

Міцність гірських порід оцінюють відповідним

коефіцієнтом f

за шкалою Протодьяконова. Для базальтів i

кварцитів він дорівнює 20, для щільних ґранітів, вапняків i дуже

міцних залізних руд — 10, піщанистих сланців і сланцевих пісків —

5, неміцного сланцю i щільного мергелю — 3, міцного кам'яного

вугілля i щебенистого ґрунту — 1,5, сипких порід — 0,5. У складі

інших факторів міцність гірської породи визначає вплив її грудок

при стиканні з елементами транспортних машин. Міцність

матеріалу, як i його грудкуватість, багато в чому обумовлює вибір

транспортних засобів.

Тривкість гірських порід – загальноприйняте умовне поняття,

яка символізує сукупність механічних властивостей гірських порід,

що виявляється в різних технологічних процесах при видобутку і

переробці корисних копалин. Тривкість – здатність гірських порід

чинити опір руйнуванню під дією зовнішніх сил. Залежить від

твердості, в’язкості, крихкості, пружних властивостей,

мінералогічного складу і структури, густини, щільності та

кліважу. Тривкість зростає зі збільшенням сил зв'язку між

частинками і окремостями гірської породи та вмісту міцних

мінералів в породі і знижується, як правило, при зволоженні. За

М.М.Протодьяконовим виділено 10 категорій тривкості. Метод

експериментального визначення коефіцієнта тривкості (К

тр

запропонований М.М.Протодьяконовим, оснований на відносній

оцінці роботи, затраченої на дроблення гірських порід вантажем

масою 2,4 кг, що вільно падає з висоти 0,6 м. Класифікація

тривкості гірських порід (за М.М.Протодьяконовим) наведена у

таблиці 1.