Рис. 5.5. Система подвода электроэнергии к самоходной машине с подвеской кабеля к монорельсу: а – крюковые подвески с монорельсом; б – схема укладки кабеля на крюковые подвески по мере продвижения машины по выработке

В системе с автоматической крюковой подвеской кабеля к монорельсу (см. рис. 5.5, а) намотка кабеля 1 осуществляется на барабан 2, который расположен на почве выработки в конце маршрута движения машины (см. рис. 5.5, б). Барабан снабжен электроприводом и гидравлическим устройством, обеспечивающим постоянное натяжение кабеля при наматывании или разматывании его с барабана 2. На монорельсе 3, закрепленном к кровле доставочной выработки, расположены на расстоянии 2 м друг от друга крюковые подвески 4 специальной конструкции, в которых фиксируется кабель 1 по мере продвижения погрузочнотранспортной машины 5 вперед. При обратном движении машины крюковые подвески автоматически освобождаю кабель, который наматывается на стационарно установленный в выработке барабан. Преимущество этой системы — расположение кабеля в безопасной зоне, что исключает его повреждение проходящими по выработке машинами.

5.3. Погрузочно-транспортные машины с погрузочным ковшом и грузонесущим кузовом

Погрузочно-транспортные машины с погрузочным ковшом и грузонесущим кузовом типа ПТ применяются, в основном, для проведения подготовительно-нарезных выработок и иногда на очистных работах при малой производительности и длине доставки не более 100 м.

Отечественной промышленностью выпускаются погрузочно-транспортные машины с ковшом и кузовом двух типоразмеров — ПТ-4 и ПТ-6 (цифра указывает грузоподъемность кузова машины в тоннах). Обе машины снабжены пневматическим приводом с питанием по шлангу.

Технические характеристики отечественных погрузочно-транспортных машин с ковшом и кузовом:

обогатительного оборудования

В машине ПТ-4 (рис. 5.6) ковш, закрепленный на шарнирной рукояти, поднимается пластинчатой цепью от лебедки с планетарным редуктором и пневматическим двигателем. Кузов машины разгружается опрокидыванием назад от пневмоцилиндра, при этом одновременно откидывается задний борт кузова. Для амортизации ударов рукояти при разгрузке ковша в кузов, в передней части машины установлены отбойные рессоры. Сбоку машины расположены рукоятки системы управления воздухораспределителями и подножка для машиниста.

Рис. 5.6. Погрузочно-транспортная машина ПТ-4: 1 — погрузочный орган (ковш); 2 — ходовая часть; 3 — кузов; 4

—пульт управления; 5 — шарнирная рукоять; 6 — тяговая цепь; 7 — отбойник; 8 — откидной борт кузова

Вмашинах этого типа все колеса выполнены ведущими. Каждые два колеса, переднее и заднее, кинематически соединены бортовым планетарным редуктором с пневмодвигателем. Остановку машины производят отключением пневмодвигателей, а торможение — противовключением. Разворот машины осуществляют путем вращения колес каждого борта в разные стороны.

Система управления машиной ПТ-4 включает в себя воздухораспределители для непосредственного управления исполнительным органом и механизмом передвижения машины, а также автомасленку для подачи смазки к потребителям сжатого воздуха.

Вмашине ПТ-6 управление ковшом осуществляется от гидроцилиндров. Кузов при разгрузке опрокидывается двумя гидроцилиндрами вперед в сторону ковша. Для снижения шума выхлопы всех пневмодвигателей выведены внутрь платформы кабины, которая выполнена в виде герметической камеры-глушителя лабиринтного типа.

Машины ПТ-4 и ПТ-6 оборудованы системой пылеподавления. Оросители эжекторного типа, установленные на машине, орошают водой торную массу при внедрении в нее ковша и разгрузке в кузов.

За рубежом погрузочно-транспортные машины с ковшом и кузовом небольшими партиями выпускают фирмы «Атлас-Копко» (Швеция), «Ничмен» (Япония), «Эймко» (США).

Вследствие таких недостатков как низкий КПД пневмопривода, наличие шланга питания пневмопривода, низкая маневренность машины, небольшая длина транспортирования (до 80— 100 м) и высокие эксплуатационные расходы, погрузочно-транспортные машины этого типа не получили широкого распространения в горной промышленности.

5.4. Дистанционное управление и автоматизация погрузочно-транспортных машин

Погрузочно-транспортные машины с дистанционным управлением применяют на доставке руды из очистного пространства с увеличенной высотой (камер), когда поддержание кровли в безопасном состоянии усложняется и удорожается ввиду тектонических нарушений и создается опасность для длительного пребывания людей. Использование дистанционного управления способствует более полному извлечению руды при достаточно высоком уровне безопасности ведения очистных работ, а также открывает возможности и перспективу применения самоходных машин при безлюдной выемке полезных ископаемых. При дистанционном управлении машинист находится вне погрузочно-транспортной машины — у пульта управления в безопасном месте с хорошим обзором процесса черпания и передвижения машины в очистной камере.

Дистанционное управление шахтными самоходными машинами осуществляется по кабелю или с помощью радиопередатчика. Управление по кабелю применяют на погрузочных машинах при малых расстояниях их перемещения. Все большее распространение в мировой практике получает радиодистанционное управление, например системы «Торотель» фирмы АРА (Финляндия), принципиальная схема которого приведена на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Схема системы дистанционного управления «Торотель» фирмы АРА '(Финляндия): 1 — выключатели и контрольные лампы; 2 — рукоятки и рычаги управления; 3 — кодирование аналоговым цифровым преобразователем и микрокомпьютером; 4 — батареи; 5 — передатчик; 6 — антенна; 7 — приемник; 8 — система аварийной остановки; 9 — декодирование микрокомпьютером; 10 — реле и выключатели; 11 — источник питания

Система радиодистанционного управления «Торотель» включает в себя приемнопередающие устройства, с помощью которых осуществляется метод передачи цифровых данных с применением микропроцессора. Кодированные преобразователем сигналы управления передаются по радио на частоте 27 или 40 МГц при расположении пульта управления на расстоянии от 30 до 100 м от машины.

Управление всеми операциями (как при дистанционном управлении, так и при ручном), когда погрузочно-транспортная машина выведена из очистной камеры, осуществляет машинист: покинув пульт управления, он ведет машину к месту разгрузки и обратно до пульта.

На пульте расположены рукоятки управления движением машины и погрузочным органом, микропроцессор для цифрового кодирования. С помощью микропроцессора каждая команда автоматически повторяется с большой скоростью. При передаче данных используется специальный контрольный код для улучшения устойчивости передачи команд. Изменяя радиочастоту, можно одновременно управлять несколькими погрузочно-транспортными машинами на одном участке без помех в системах дистанционного управления каждой машиной.

Использование в системе радиостанционного управления телекамер и монитора позволяет значительно расширить эксплуатационные возможности этой системы. На погрузочно-транспортной машине устанавливают две телекамеры слежения за движением машины соответственно вперед и назад (рис. 5.8). Изображение передается на монитор,

который устанавливают у пульта управления. По сравнению с дистанционным управлением в пределах видимости дистанционное управление через мониторы значительно проще и эффективнее.

Рис. 5.8. Размещение аппаратуры контроля и управления на машине типа ПТ: 1 — двухсторонняя радиоустановка; 2 — телекамера; 3 — телеантенна; 4 — видеопередатчик; 5 — видеопереключатель; 6 — датчик определения угла поворота; 7 — датчики определения положения погрузочного органа; 8 — датчик скорости движения пройденного пути; 9 — распределитель рулевого управления; 10 — датчики, воспринимающие магнитное поле; 11 — распределитель погрузочного органа; 12 — ЭВМ машины

Ведущие зарубежные фирмы по выпуску погрузочно-транспортных машин проводят большие работы по их автоматизации. Фирмой АРА (Финляндия) для управления погрузочнотранспортными машинами с диспетчерского пункта создана сеть передачи различных данных (параметров) на радиочастотах 40—50 МГц с использованием ЭВМ, находящейся в диспетчерском пункте. Параметрами могут являться масса груза в ковше, пройденный путь, продолжительность работы в моточасах, время эксплуатации, данные о состоянии машины (давление масла и температура в двигателе, гидротрансформаторе и гидросистеме, а также в тормозной системе, расход топлива, чистота масла в двигателе и коробке передач).

Сбор данных от датчиков, расположенных на погрузочно-транспортной машине (см. рис. 5.8), осуществляется через контрольные пункты, подключаемые к информационному кабелю, закрепленному к стенке или кровле выработки вдоль маршрута движения машины. Через контрольные пункты обеспечивается передача машине заданий и получение данных об объеме производства или неисправностях в машине, а также наблюдение диспетчером за местонахождением машины.

Блок накопления, расположенный на машине, регулярно замеряет показания датчиков. В конце смены информация из блока накопления поступает в блок передачи, обрабатывается с помощью ЭВМ и выдается в печатном виде с указанием следующих параметров: время рабочего цикла, производительность машины, степень использования ее во времени, давление и температура масла и другие данные о состоянии машины, на основании которых принимают решения о направлении машины на техобслуживание или ремонт.

Ведущими фирмами, изготавливающими и эксплуатирующими самоходные машины, продолжаются работы по совершенствованию систем автоматизации погрузочно-транспортных машин с целью выявления перспектив их использования при безлюдной выемке полезных ископаемых.

5.5.Самоходные транспортные машины

Ксамоходным транспортным машинам для подземной разработки полезных ископаемых относятся автосамосвалы, самоходные вагоны и средства вспомогательного транспорта.

Автосамосвалы, используемые для транспортирования горной массы, оборудованы дизельным или электрическим приводом и опрокидным кузовом.

Т а б л и ц а 5 . 4

Технические характеристики подземных автосамосвалов отечественных и зарубежных подземных автосамосвалов

Отличительная особенность самоходных вагонов — конструкция кузова, в днище которого встроен скребковый конвейер. Привод самоходного вагона обычно электрический с питанием по кабелю.

Подземный автосамосвал (см. рис. 4.4, а) состоит из тягача и полуприцепа, соединенных между собой двойным шарниром, допускающим поворот тягача относительно полуприцепа на 45°' в обе стороны и прохождение кривых радиусом 7—8 м.

Отечественной промышленностью серийно выпускается подземный автосамосвал МоАЗ-7405-9586 грузоподъемностью 22 т (табл. 5.4). Колесная формула автосамосвала 4x2 (первая-цифра указывает общее число колес, вторая — число приводных колес). Дизельный двигатель мощностью 140 кВт снабжен каталитической и жидкостной системами очистки отработавших, газов. Гидромеханическая трансмиссия выполнена с автоматической блокировкой гидротрансформатора, т. е. при заблокированном гидротрансформаторе передача работает как обычная механическая, при этом КПД передачи повышается. Автоматическое включение блокировки осуществляется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя при изменении дорожных условий. Гидромеханическая реверсивная коробка передач обеспечивает четыре скорости движения вперед и четыре — назад, что позволяет использовать автосамосвал при движении по челноковой схеме.

Автосамосвал оборудован рабочей, стояночной и вспомогательной тормозными системами с пневматическим приводом. Рабочая тормозная система имеет раздельный двухконтурный привод на переднюю и заднюю оси, а стояночный тормоз — пневматический привод с пружинным энергоаккумулятором. Вспомогательная тормозная система, включающая в себя лопастной тормоз-заместитель гидродинамического типа и электрогидравлический привод, обеспечивает поддержание постоянной скорости движения автосамосвала на затяжных спусках без применения рабочей тормозной системы.

Рулевое управление выполнено с гидроусилителем. Кузов автосамосвала опрокидывается назад под углом до 60° с помощью телескопических трехзвенных гидроцилиндров. Гидравлические амортизаторы рессорной подвески автосамосвала и подрессоренное сиденье водителя с гидроамортизатором обеспечивают плавность хода и комфортные условия работы водителя.

Разработан опытный образец автосамосвала марки МоАЗ грузоподъемностью 35 т.

За рубежом производство подземных автосамосвалов (см. табл. 5.4) осуществляют фирмы: «Кируна Трак» (Швеция) — выпускает две основные модели соответственно

грузоподъемностью 22 и 42 т; «ГХХ Штеркраде» (Германия) — выпускает автосамосвалы грузоподъемностью от 3,5 до 55 т; «Вагнер» (США) — выпускает автосамосвалы грузоподъемностью от 18 до 40 т с опрокидным кузовом и телескопической выдвигающейся частью кузова (по сравнению с машинами с опрокидным кузовом они имеют больший коэффициент тары, но обеспечивают меньшую высоту разгрузки); АНФ и «Блоу Нокс» (Франция), «Джарвис Кларк» (Канада) и другие — выпускают автосамосвалы грузоподъемностью от 10 до 50 т.

Наиболее современная конструкция автосамосвала — модель Торо-35Д фирмы АРА (Финляндия) с колесной формулой 4X4. В нем использован 12-цилиндровый дизельный двигатель с турбонагнетателем и промежуточным охлаждением. Гидромеханическая трансмиссия с блокировкой гидротрансформатора крутящего момента и полностью закрытые многодисковые тормоза мокрого трения с электрическим замедлителем обеспечивают высокую безопасность эксплуатации автосамосвала.

В последнее десятилетие за рубежом разработаны и эксплуатируются дизельтроллейвозы и троллейно-аккумуляторные автосамосвалы. Дизель-троллейвозы снабжены дизельным и электрическим приводами: при движении по выработкам автосамосвал перемещается с помощью электропривода, питаемого от подвешенного к кровле выработки троллея, а при подходе к месту разгрузки или к забою при перемещении на короткие расстояния — с помощью дизельного двигателя.

Фирма «Кируна Трак» (Швеция) разработала троллейно-аккумуляторный подземный автосамосвал грузоподъемностью .50 т. При движении в забое, в местах погрузки — разгрузки автосамосвал отключается от троллея, после чего электроэнергия .автоматически подается от аккумулятора к тяговым электродвигателям, встроенным во все колеса машины. Аккумулятор емкостью 158 А/ч, состоящий из 14 батарей, расположен на раме машины в отсеке между передними колесами. От энергии аккумулятора автосамосвал с грузом 50 т может перемещаться по горизонтальной выработке длиной до 100 м, а в аварийных ситуациях — до 1—2 км. Подзарядка аккумулятора до восстановления его номинальной емкости осуществляется от троллея во время движения или на стоянке в течение 15—20 мин. Гарантийный срок работы аккумулятора составляет 3—5 лет.

На троллейно-аккумуляторном автосамосвале установлен компьютер, с помощью которого осуществляется контроль и регулирование основных узлов электросхемы, контроль подачи электроэнергии, заряжания аккумулятора, скорости движения и электрического торможения машины.

Отечественные самоходные вагоны типа ВС согласно типажному ряду имеют грузоподъемность 5, 10, 15, 20 и 25 т. Воронежским заводом горно-обогатительного оборудования серийно выпускается вагон шахтный самоходный 5ВС-15М, который применяется, в основном, при камерной системе разработки калийных руд в комплексе с проходческо-добычным комбайном и бункер-перегружателем (рис. 5.9, а). Последний предназначен для аккумулирования руды и обеспечения безостановочной работы комбайна в процессе челнокового движения самоходного вагона. Ввиду интенсивного износа кузова и донного конвейера самоходные вагоны не получили распространения на доставке крепких и абразивных руд.

Самоходный вагон 5ВС-15М (рис. 5.9, б) состоит из самоходного шасси со всеми ведущими и управляемыми колесами, электропривода бортовых колес, кузова с донным скребковым конвейером, электропривода конвейера и системы управления.

Питание вагона с электроприводом осуществляется по гибкому кабелю длиною до 200 м, наматываемому на кабельный барабан с кабелеукладчиком, что позволяет перемещать вагон на расстояние до 400 м (по 200 м в каждую сторону от точки закрепления кабеля).

Рис. 5.9. Самоходный шахтный вагон 5ВС-15М: а — в забое при добыче шахтных руд (1 — проходческо-добычной комбайн; 2 — бункер-перегружатель; 3 — самоходный вагон; 4 — перегружатель; 5 — скребковый конвейер); б— общий вид вагона (1 — кузов; 2 — скребковый донный конвейер; 3 — самоходное шасси; 4 — электропривод самоходного шасси; 5 — кабельный барабан; 6 — кабина)

В самоходном четырехколесном шасси на пневмошинах каждая бортовая пара колес имеет самостоятельный привод, включающий в себя электродвигатель, редуктор и карданные валы на каждое колесо. Питание электродвигателя привода осуществляется переменным током. На вагонах применяют асинхронные трехскоростные двигатели с повышенным скольжением (до 12—14%), что обеспечивает три скорости движения вагона вперед и назад.

Рулевое управление вагона выполнено с гидроусилителем. Поворот всех четырех колес осуществляется с помощью гидроцилиндров, воздействующих на управляемые колеса через систему рычагов и тяг. Вагон оснащен тремя тормозными системами — рабочей гидравлической, аварийной от гидропневмоаккумулятора и стояночной с механическим приводом.

Донный скребковый конвейер имеет две пластинчатые цепи. Привод конвейера состоит из двухскоростного электродвигателя и редуктора с карданным валом. Кузов с донным конвейером установлен на раме ходовой части шарнирно и поднимается двумя гидроцилиндрами, обеспечивающими перемещение кузова по высоте и разгрузку на последующие транспортные средства.

Устойчивость вагона и надежное сцепление всех колес с неровной почвой выработки обеспечивается за счет жесткого крепления заднего моста и балансирной подвески переднего моста.

Кабина вагона установлена на амортизаторах и оборудована сидениями, рулевой колонкой, двумя педалями управления движением и переключения скоростей, педалями