Виды и типы горного и транспортного оборудования

Горные машины используются на рудниках и карьерах для выполнения основных операций по добыче полезного ископае­мого: отбойке горной массы, погрузки, транспортировки и креп­ления горных выработок. С помощью горных машин выполня­ются также и вспомогательные операции: заряжание шпуров и скважин, доставка материалов и оборудования, уборка гор­ных выработок и т. д.

Горные машины, с помощью которых можно выполнять нес­колько операций, например отбойку и погрузку, называются комбинированными (комбайнами).

В настоящее время при проведении горных выработок или ведении очистных работ, механизацию работ осуществляют пу­тем использования отдельных видов машин, составляющих про­ходческий или очистной комплекс для определенного типа и вида выработок. В комплекс включают буровое, погрузочное и транспортное оборудование, а также оборудование для меха­низации заряжания шпуров и скважин и выполнения определен­ного вида вспомогательных операций.

Горные машины по области применения можно подразде­лить на машины, применяемые в подземных условиях, и маши­ны для открытых горных работ.

Горные машины, применяемые в подземных условиях, по роду выполняемой работы, т. е. по технологическому признаку, подразделяются на следующие классы:

1) бурильные машины;

2) буровые станки;

3) отбойные машины;

4) транспортирующие машины;

5) машины для возведения крепи;

6) горные комбайны;

7) машины для вспомогательных работ.

Машины и оборудование, используемые на открытых горных работах, также по технологическому признаку подразделяются на следующие классы:

1) буровые станки;

2) выемочно-погрузочные машины (экскаваторы);

3) выемочно-транспортирующие машины;

4) транспортные машины;

5) отвалообразующие машины;

6) сортировочно-обогатительное оборудование;

7) машины для вспомогательных работ.

Как и при подземном способе, комплексы машин непрерыв­ного действия получают широкое применение на карьерах по добыче руд. В состав таких комплексов входят:

1) роторные экскаваторы;

2) консольные ленточные отвалообразователи;

3) забойные, передаточные, отвальные и магистральные кон­вейеры;

4) межуступные перегружатели.

Машины каждого класса дополнительно подразделяются на группы по принципу действия, виду применяемой энергии, хо­довому оборудованию, области применения и другим призна­кам.

В каждую группу включаются типы машин, отличающиеся друг от друга конструкцией отдельных узлов, производитель­ностью, параметрами рабочего оборудования, массой и т. д.

При разработке рудных месторождений отбойка и рыхление руды и породы, как правило, производятся буровзрывным спо­собом. Буровзрывные работы являются одной из основных и трудоемких операций, как при подземном, так и при открытом способах разработки рудных месторождений. На долю буровз­рывных работ приходится в среднем 10-60 % всех затрат, не­обходимых для добычи твердых полезных ископаемых. Бурение шпуров и скважин производят бурильными машинами и буро­выми станками.

Существующие способы бурения шпуров и скважин делят на механические и немеханические. К первой группе относятся способы, при которых разрушение породы в забое происходит под действием внешних механических усилий, передаваемых от буровых станков и бурильных машин через буровые инстру­менты. К немеханическим относятся способы разрушения под действием тепла, ультразвуковой обработки и прочих воздей­ствий.

Механический способ бурения является на данный момент самым распространенным. По характеру работы инструмента в забое и приложению силовых нагрузок при механическом спо­собе бурения бурильные машины и буровые станки можно под­разделить на четыре группы: ударного и ударно-поворотного бу­рения; вращательного бурения; вращательно-ударного и ударно-вращательного бурения. К машинам ударного и ударно-пово­ротного бурения относятся: пневматические перфораторы, буро­вые станки ударно-канатного бурения, вибрационные буриль­ные машины.

К машинам вращательного бурения относятся: горные свер­ла, буровые станки с буровыми коронками режущего типа (например, СБР-160, где С — станок, Б — буровой, Р — режущий, 160 мм — диаметр скважины), буровые станки с шарошечными долотами (например, СБШ-320, где С — станок, Б — буровой, Ш — шарошечный, 320 мм — диаметр скважины), буровые стан­ки алмазного бурения.

К машинам вращательно-ударного действия относятся бу­рильные установки (например, КБУ-80 — колонковая бурильная установка для бурения скважин диаметром 80 мм) и буровые станки (например, ПБУ-80 — станок на пневмоколесном ходу).

К группе машин ударно-вращательного бурения относятся буровые станки с погружными пневмоударниками (например, СБУ-100 П — самоходный буровой станок с пневмоударником для бурения скважин диаметром 100 мм на пневмоколесном ходу).

Погрузочные машины, предназначенные для погрузки в под­земных условиях отбитой горной породы в транспортные сред­ства, по области применения подразделяются на машины для работы в горизонтальных, наклонных и вертикальных выработ­ках. По принципу действия их делят на машины прерывного и непрерывного действия.

Выемочно-погрузочные машины, применяемые на карьерах, представлены группой экскаваторов. Экскаватором называется землеройная машина, предназначенная для копания (экскава­ции) и погрузки взорванной горной массы в транспортные сосуды или отвал. Все экскаваторы по принципу действия под­разделяются на две большие группы: непрерывного действия — многоковшовые и периодического действия — одноковшовые.

Для работы горных машин используются электрическая, пнев­матическая и гидравлическая энергия.

На электрической энергии, как наиболее дешевой и удобной для передачи, работает большинство машин (буровые станки, погрузочные машины, комбайны, экскаваторы).

На пневматической энергии работают перфораторы, отбой­ные молотки и некоторые погрузочные машины.

На гидравлической энергии работает оборудование для гид­ромеханизации работ в подземных условиях или на карьерах.

Кроме этого, в горных машинах получил применение гидро­электропривод, имеющий гидрообъемные передачи (электро­двигатель – насос — гидромотор или электродвигатель – насос — гидроцилиндр).

Так как горные машины работают в тяжелых условиях с по­вышенными влажностью и запыленностью, внезапными пере­грузками, конструкция машин должна быть достаточно прочной, надежной и безопасной для обслуживающего персонала. Кроме того, ко всем группам машин, работающих в стесненных подзем­ных условиях, предъявляется требование ограничения их габаритов.

Дата добавления: 2016-06-18 ; просмотров: 13808 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Общая классификация горных машин, особенности и условия их работы

Требования к горным машинам

Специфические условия эксплуатации подземных горных машин предъявляют свой комплекс специальных требований: габариты горных машин и комплексов оборудования должны выбираться с учетом размеров поперечных сечений очистных и подготовительных выработок; горные машины должны быть достаточно компактными и иметь, по возможности, обтекаемую форму для лучшего маневрирования в стесненных условиях горных выработок; горные машины и механизмы комплексов оборудования должны разбираться на транспортабельные и легко монтируемые узлы; корпуса горных машин и все их элементы должны иметь достаточный запас прочности для восприятия высоких нагрузок; горные машины и механизмы комплексов должны быть устойчивы в процессе работы; горные машины должны оснащаться устройствами для гашения или улавливания пыли, образующейся при отделении горной пароды от массива; корпуса трансмиссий и гидра системы горных машин и оборудования должны быть надежно защищены от попадания пыли и влаги внутрь корпусов и гидра системы; электрооборудование горных машин должно выполняться во взрывобезопасном исполнении; конструкция и компоновка горных машин и комплексов должны обеспечивать возможность смены смазки в трансмиссиях машин, технического осмотра и текущего ремонта их непосредственно на рабочем месте.

Общая классификация горных машин, особенности и условия их работы.

Известны механический, буровзрывной, гидравлический (струями воды под высоким давлением), термофизический (воздействие на массив тепловой энергией газовой струи, электротока, луча лазера и др.), химический (воздействие на массив химическими элементами) и другие способы разрушения углей и пород, в т.ч. комбинированные (гидромеханический, термомеханический и т.д.). В настоящее время в горной промышленности доминирующее распространение получили разные варианты механического способа разрушения (на основе резания, раздавливания массива, разрушения его ударом, комбинацией указанных вариантов) и буровзрывной способов, когда разрушение осуществляется путем взрывания зарядов взрывчатых веществ, закладываемых в предварительно пробуренные механическим способом шпуры и скважины.

Горные машины предназначены для отбойки полезных ископаемых или горных пород, их погрузки, транспортирования, крепления выработанного пространства и закладки, а также для проходки горных выработок.

Горная машина выполняет одну или несколько операций. В соответствии с этим различают простые машины и комбинированные (комбайны).

С учетом изложенного основные горные машины можно классифицировать следующим образом:

● Выемочные машины, предназначены для отделения угля и породы от массива и погрузки (в отдельных случаях и доставки) горной массы на соответствующие автономные транспортные средства.

Механизированные крепи очистных выработок, служащие для поддержания пород кровли, управления состоянием вмещающих пород, защиты рабочего пространства от продуктов обрушения, передвижки забойного конвейера или базовой балки и самопередвижки.

Бурильные машины, предназначенные для производства шпуров (цилиндрические полости диаметром до 75 мм и длиной до 5 м включительно) и скважин (диаметр или длина соответственно более 75 мм и 5 м) различного назначения.

Погрузочные и буропогрузочные машины. Первые осуществляют погрузку отбитой буровзрывным способом горной массы на транспортные средства, а вторые, кроме этой функции, обеспечивают также бурение шпуров для взрывчатых веществ.

Вспомогательное оборудование разных видов (дробильные и закладочные машины, отбойные молотки и др.).

Влияние условий эксплуатации на выбор параметров горного оборудования.

На выбор средств механизации очистных и проходческих ра­бот и параметров оборудования влияют механические свойства и сопротивляемость разрушению полезных ископаемых и горных пород, мощность и угол падения пласта, свойства непосредст­венной и основной кровли, прочность почвы, водоносность, газо­носность, тектонические нарушения, возможность внезапных вы­бросов угля и газа. На выбор типа, режимных, конструктивных параметров, энер­говооруженности и производительности очистных и проходче­ских комбайнов влияют сопротивляемость угля и пород разру­шению, мощность и угол падения пласта или площадь сечения и угол наклона выработки.

Параметры и конструкции доставочных машин зависят от мощности и угла падения пласта.

Типоразмеры, сопротивляемость крепи и конструктивные па­раметры секций крепи определяются мощностью и углом паде­ния пласта, свойствами основной и непосредственной кровли и почвы пласта.

При неблагоприятном сочетании различных факторов горно-геологические условия могут резко снижать производительность систем забойного оборудования или полностью исключать при­менение средств комплексной механизации, предопределяя, та­ким образом, возможность только частичной механизации очист­ных и проходческих работ.

Водоносность очистных забоев по притокам, а также в зави­симости от свойств почвы относят к трем группам: до 2 м 3 /ч — благоприятные условия; более 3 м 3 /ч — неблагоприятные при слабой глинистой почве; более 7 м 3 /ч — неблагоприятные при других почвах. При неблагоприятных условиях необходимо про­водить работы по осушению выемочных полей.

Газоносность (метанообильность) пластов ограничивает про­изводительность выемочных машин по условиям безопасного проветривания очистного забоя. Ее классифицируют по количест­ву метана, поступающего в забой. Для весьма тонких пластов мощностью до 0,7 м и метанообильностью более 5 м 3 /т, а для пластов мощностью до 1,2 м и метанообильностью более 10 м 3 /т ограничивается производительность работы очистного оборудо­вания. При более высокой газообильности должна проводиться дегазация таких пластов.

Тектонические нарушения ограничивают эффективное при­менение выемочных комплексов из-за сокращения длины вые­мочного поля и необходимости преодоления комплексами геоло­гических нарушений. Утонение пласта, пережимы и сбросы с амплитудой более 0,4 м практически исключают применение аг­регатов и весьма ограничивают применение выемочных комплек­сов, так как требуют разделения лавы на части или значитель­ного сокращения ее длины.

Пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, должны разрабатываться только при принятии специальных мер, таких как опережающая подработка или надработка защитных пластов, заблаговременная дегазация, увлажнение, гидрорасчленение и др.

Основным фактором, ограничивающим область эффективного применения проходческих комбайнов, является наличие в забое’ пород высокой крепости и абразивности.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)

Понятие о горных машинах. Их назначение и общая классификация

Понятие о горных машинах. Их назначение и общая классификация

Машина – устройство выполняющее механическое движение для преобразования энергии, материалов,информации. В зависимости от основного назначения (типа преобразования) различают 3 вида машин: -энергетические

Рабочие машины подразделяются: а) технологические- преобразование материала, кот. может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. преобразование материала заключается в одновременном изменении его формы, состояния, свойств и положений.

б) Транспортные машины – для которых характерно только преобразование материала или предмета ввиде его перемещения.

Горные машины и оборудование – это специальные машины и оборудование предназначенные для механизации основных и вспомогательных процессов горного производства.

Горнодобывающий комплекс – это комплект машин, согласованных главными параметрами и обеспечивающих мех-ию всех операций в технологии произведения добычи и доставки ПИ.

Агрегат механизации – это механическое соединение в одно целое нескольких индивидуальных машин для выполнения общей работы.

Горный комбайн – это комбинирование машин для одновременного выполнения нескольких операций по добыче ПИ (например, отделение ПИ от массива ГП, его дробление, навалку на погрузочный орган, погрузку в ТС).

Механизация производственных процессов – замена ручных средств труда машинами и механизмами с привлечением различных видов энергетических установок и тяговых машин (тягачей). Различают частичную и комплексную механизацию.

Горные машины и оборудование

2. Для открытых горных работ

3. Для подземных горных работ

4. Для подводных горных работ

5. Для первичной переработки ПИ

Внутри этих широких классов машин существует более узкая классификация как по технологическим так и по конструктивным признакам.

Классификация по способу перемещения по залежи ПИ и способу соединения с энергетической установкой

Горные машины и оборудование

1 – Стационарные 2 – Мобильные 3 – мобильно-стационарные

Мобильные при этом разделяются на: Навесные, полунавесные, самоходные, прицепные и полуприцепные.

Существует достаточно большое число способов классификации горных машин по различным признакам.

Условия эксплуатации горных машин. Требования к горным машинам.

К специфическим условиям эксплуатации горн.машин относят:

1. Низкую несущую способность поверхности земли.

2. Стесненность рабочего пространства.

3. энергоемкие тяжелые и резкоизменяющиеся условия работы, обусловленные неоднородностью структуры массива горной породы.

4. вынужденная необходимость работы за частую на наклонных и даже крутонаклонных поверхностях.

5. Мобильные условия работы и удаленность от ремонтных мастерских.

6. высокая влажность.

7. газоносность и запыленность окружающей среды в рабочем пространстве, химическая активность влаги и пыли.

8. высокая абразивность и твердость разрушаемых ГП.

Отсюда вытекают требования учитывая специфику эксплуатации горных машин, процесс их проектирования представляет собой комплексную задачу, при решении кот.должны учитываться:экономияеские, социальные, технические, эксплуатационные, технологические и специальные требования, предъявляемые к новой технике.

Экономические требования — обеспечение мин. расходов связанных с процессами изготовления и эксплуатации, высокая производительность и относительно низкая себестоимость добываемой продукции.

Социальные требования – обеспечение безопасности обслуживающего персонала, легкость в управлении, в т.ч. возможность ведения дистанционного или автоматического управления, пылеподавление, пыле изоляция рабочего места персонала.

Технические требования заключаются в применение техн. решений основанных на последних достижениях науки и техники и закладывание техн. характеристик при проектировании машин не ниже стандарта мирового уровня.высокий КПД, прочность, надежность, долговечность, энерговооруженность, достаточный диапазон режимных параметров обеспечивающий требуемую производительность.

Эксплуатационные – под ними понимается требования функционирования, которые обеспецивают проведение плановых техосмотров и ремонтов.

Для этого при конструировании машины необходимо предусмотреть:

9. Доступность узлов машины для обслуживания и ремонта.

10. Возможность применения способов и методов контроля и диагностирования состояния узлов.

11. Возможность быстрой замены узлов и частей машины, подвергающихся наиболее интенсивному износу и разрушению.

Технлологические требования – направленные на уменьшениязатрат труда и средств при изготовлении машины:

-макс. упрощение кинемат. схемы.

— уменьшение числа деталей

-увеличение количества покупных деталей и узлов, покупаемых на спец. предприятиях.

Специальные требования – требования обусловленные специфическими ксловиями работы горн.машины:

— компактные и малогабаритные соответств. размерам очистных и подготовительных выработок.

-машины и механизмы должны разбираться на транспортабельные, легко монтируемые и демонтируемые узлы, с учетом спуска их по вертикальным и наклонным стволам, с учетом доставки их к горным подземным выработкам, проведение монтажа и демонтажа в очистных и подготовительных выработках.

Необходимое и достаточное условия для прямолинейного передвижения горной гусеничной машины.

Cопротивление мятию грунта

Крюковое усилие

M – масса машины

A – длина опорной площади

B – ширина гусеницы

– коэф сопротивления мятию грунта

T – время разгона

Применения.

По признаку принципиального конструктивного устройства к типовым И.о. горных машин следует отнести:

-дисковую фрезу (торфяные машины, проходческие комбайны).

— винтовую (шнекову) фрезу (выемочные комбайны).

-торцевая фреза (проходческий комбайн).

-цепной бар (торфяные машины, врубовые комбайны).

— ковшовая рама (цепные многоковшовые экскаваторы на открытых ГР).

-скребковые самотаски (торфяные машины).

— буровые коронки и долота (станки для бурения).

-отбойные корончатые И.о. (проходческие комбайны избирательного действия на подземных ГР) – конические, сферические, одно- и двухбарабанные.

27. Обобщенные расчетные зависимости для определения затрат мощности на экскавацию горной пароды И.о. горной машины.

В общем случае используются следующие формулы:

1.

Где е_р – удельные затраты мощности на единицу производительности И.о. [кВт/(м 3 /с)].

Q – действительная производительности И.о.

2.

Р_р— равнодействующая сил резания ГП стругового типа (рыхлителя, отвала бульдозера, угольного струга).

V_p – поступательная скорость резания.

3.

М_р – главный момент сил сопротивления резанию ГП исполнительным органом роторного типа.

— угловая скорость вращения роторного И.о.

4. Сила сопротивления резанию в этих расчетах обычно определяется по формуле

Где е_р – удельное сопротивление резанию [Н/м 2 ].

H – средняя толщина стружки.

B — ширина режущей части И.о. (суммарная ширина всех и.о. находящихся в режущей плоскости).

5. Действительная производительность и.о. при сплошной (фронтальной) схеме разрушения поверхности забоя определяется:

Где S — часть площади забоя, отрабатываемая данным И.о.

— действительная скорость подачи и.о. на забой.

— теоретическая скорость перемещения горной машины.