1.2.Классификация и область применения средств рудничного транспорта

производят при полной остановке транспортных установок или на малой скорости их перемещения. Работа транспортных установок периодического действия характеризуется периодами во времени или циклами.

По способу перемещения груза и виду грузонесущего органа различают транспортные установки, на которых груз перемещается: по неподвижным наклонным желобам или почве под действием силы веса или принудительным волочением; на подвижных грузонесущих элементах, например, на ленте конвейера, в кузове вагонетки или автомобиля, ковше погрузочно-транспортной машины; по качающимся и вибрационным желобам под действием инерции; по неподвижным желобам или трубам в рабочей водной среде и неподвижным трубам

ввоздушной среде.

Втранспортных установках могут применяться различные тяговые органы: гибкие (ленты, которые одновременно выполняют функции тягового и несущего органа, канаты, цепи); колеса жесткие, взаимодействующие с рельсовым путем, и эластичные, обрезиненные или с пневмошинами, взаимодействующие с почвой или дорожным покрытием; гусеничные механизмы.

Взависимости от типа и конструкции тягового органа тяговое усилие — управляемая внешняя сила, создаваемая приводом при взаимодействии с опорами и приложенная к тяговым органам — может передаваться: трением между приводным барабаном и лентой или между приводным шкивом и канатом; зацеплением между приводной звездочкой и тяговой цепью; навивкой концевого каната на барабан лебедки; сцеплением колес с рельсами или почвой; рабочей средой — в гидро- и пневмотранспортных установках; силой гравитации—в установках, транспортирующих груз под действием его силы веса; силой инерции — в качающихся и вибрационных конвейерах.

По виду привода и подводимой энергии различают транспортные установки с электрическим приводом, с питанием через контактный провод, гибкий кабель или от аккумуляторных батарей, дизельным, дизель-электрическим, пневматическим, гироскопическим приводом.

По времени работы рудничного транспорта на одном месте различают: с а м о ходи ые установки, передвигающиеся постоянно вместе с грузом (погрузочно-транспортные машины, автосамосвалы); передвижные, которые по условиям технологии разработки перемещают груз периодически через небольшие промежутки времени (скреперные лебедки, забойные конвейеры); полустационарные, перемещающие груз через относительно большие промежутки времени, чем передвижные; стационарные, характеризуемые длительной (более 1,5 лет) эксплуатацией на одном рабочем месте (конвейерный или локомотивный транспорт по капитальным выработкам).

На предприятиях горно-рудной промышленности применяют различные виды транспортных машин, отличающихся между собой по конструктивным признакам. Так, при подземной разработке крепких руд в качестве основных видов транспорта широко используют доставку под действием силы веса, скреперные установки, самоходные погрузочные и погрузочно-транспортные машины, подземные автосамосвалы, вибрационные питатели и конвейеры, электровозную откатку, гидро- и пневмотранспортные установки, подвесные канатные дороги с кольцевым движением, а в качестве вспомогательных видов подземного транспорта — монорельсовые и канатные дороги, различные самоходные установки. При разработке мягких руд широко используют скребковые и ленточные конвейеры, самоходные вагоны. На открытых разработках широко применяются железнодорожный, автомобильный, комбинированный и другие виды транспорта.

К рудничному транспорту относится также различное вспомогательное оборудование: затворы, вагоноопрокидыватели, толкатели, лебедки, путевое оборудование и др.

Конструкции средств рудничного транспорта одного вида, но с разными производительностью, мощностью и габаритами характеризуются параметрическим рядом, т. е. последовательностью числовых значений основных параметров, определяющих размеры машин. Например, в качестве основного параметра для погрузочно-транспортной машины принята грузоподъемность ковша или кузова, для ленточного конвейера — ширина ленты, для шахтных вагонов — вместимость кузова и т. д. Ряд основных параметров одного вида машин, дополненный другими характеристиками, называется размерным рядом или типажей. Типажи существуют почти на все горно-транспортные машины. На основании типажей разработаны

ГОСТы, которые регламентируют параметры транспортных машин, применяемых на рудных шахтах и карьерах.

1.3. Виды и характеристика транспортируемых грузов

Одними из основных критериев правильного выбора и надежной эксплуатации транспортных машин являются вид транспортируемого груза и его характеристика.

При добыче полезных ископаемых наибольшую долю в процессе транспортирования составляют насыпные грузы — полезное ископаемое и порода, выдаваемые из шахты или карьера. Другими видами грузов, подаваемыми к месту проведения горных работ, являются штучные грузы (оборудование, вспомогательные материалы), растворы (цементно-песчаные и бетонные для закладочных работ); наливные грузы (горюче-смазочные материалы, вода, эмульсии).

Основными характеристиками насыпных грузов являются кусковатость, плотность, угол естественного откоса, крепость, абразивность, содержание глинистых частиц, влажность, степень примерзания и налипания и др. По совокупности характеристик насыпных грузов определяют относительный показатель трудности транспортирования горной массы.

Кусковатость, или гранулометрический состав, характеризуется количественным распределением частиц (кусков) насыпного груза по крупности в отбитой горной массе. Крупность определяется линейным размером куска груза в наибольшем измерении.

Насыпные грузы называются рядовыми, если отношение максимального размера куска, содержащегося в разрыхленной массе, к минимальному равно или больше 2,5, и сортированными, если это соотношение меньше 2,5.

Для породы, угля и большинства других насыпных грузов, исключая руду, принята следующая градация по крупности кусков: особо крупнокусковые — размер куска более 320 мм; крупнокусковые — 320÷160 мм; среднекусковые — 60÷160 мм; мелкокусковые— 10÷60 мм; зернистые — 0,5÷10 мм; порошкообразные— 0,05÷0,5 мм; пылевидные — менее 0,05 мм.

Для определения кусковатости руды существует другая градация по крупности кусков: руда очень крупная — более 600 мм, крупнокусковая — 300÷600 мм, среднекусковая — 100÷300 мм, рудная мелочь — менее 100 мм.

Максимально допустимый размер куска, способного свободно проходить по перепускным выработкам через люки, размещаться в ковше погрузочно-транспортной машины или экскаватора, на рабочих органах транспортных установок или другого технологического оборудования, называется габаритным или кондиционным куском. В зависимости от типа горнодобывающего предприятия размеры кондиционного куска могут составлять от 200—300 до 1200—1500 мм. Кусок руды, превышающий по размерам кондиционный, называется негабаритом. После взрывной отбойки негабарит перед погрузкой и транспортированием разрушают в забое вторичным дроблением.

Отношение массы негабарита к общей массе отбитой руды называется выходом негабарита и выражается в процентах.

По кусковатости транспортируемого груза выбирают вид транспорта, размеры грузонесущих органов и габариты транспортных машин. Например, при максимальном размере куска руды или породы до 300 мм, получаемого путем механической отбойки или вторичного дробления, обычно применяют конвейерный транспорт, для транспортирования горной массы с большими размерами кусков — другие виды транспорта. Размеры грузонесущих органов также выбирают по максимальному размеру транспортируемого куска.

Плотность — отношение массы груза к занимаемому им объему (т/м3). Различают плотность монолитной породы в массиве γм и плотность разрыхленной горной массы γ— насыпную плотность (табл. 1.1). Плотность горной массы в насыпке зависит от крупности кусков, влажности и других факторов. Плотность руды в насыпке, подлежащей транспортированию, γ=1,8÷3,5 т/м3, плотность вскрышных пород γ= 1,2÷2 т/м3.

Отношение плотности горной массы в массиве к плотности разрыхленной горной массы называют коэффициентом разрыхления: kP = γм/γ>1. Коэффициент разрыхления характеризует увеличение объема разрыхленной горной массы по сравнению с объемом в массиве. Для крепких пород и руды kP = 1,4÷1,8, для мягких пород kP = 1,2÷1,3.

Насыпную плотность горной массы учитывают при определении производительности транспортных машин и выполнении тяговых расчетов.

Угол естественного откоса насыпного груза — это угол, образуемый боковой поверхностью горной массы в свободной насыпке и горизонтальной плоскостью характеризующий степень взаимной подвижности отдельных частиц горной массы.

Тангенс угла естественного откоса называют коэффициентом внутреннего трения горной массы.

Различают угол естественного откоса в покое ϕп и угол естественного откоса в движении ϕд (см. табл. 1.1), причем ϕд<ϕп, так как при перемещении горной массы происходит ее встряхивание или ворошение. Обычно ϕд= (0,35÷0,7)ϕп. Величина угла естественного откоса ϕд зависит от кусковатости горной массы, влажности и других характеристик. Так, например, для мягких вскрышных пород ϕд=15÷20°, для руд черных и цветных металлов ϕд = 30÷35°.

По величине угла естественного откоса в движении определяют площадь поперечного сечения или объем насыпного груза на грузонесущих органах транспортных установок.

Крепость горных пород характеризуется коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова:

fk=σж/10

где σж — временное сопротивление разрушению образца породы, МПа.

Для всех горных пород fk = 0,5÷20. В зависимости от величины коэффициента крепости различают породы: некрепкие (fk ≤ 3); средней крепости (fk = 4÷9); крепкие (fk = 10÷14); весьма крепкие (fk = 15÷20). При разработке некрепких пород в том числе калийных и марганцевых руд, применяют механическую отбойку, пород и руд средней крепости и выше — взрывную отбойку.

Абразивность — свойство горной массы истирать (изнашивать) взаимодействующие с нею поверхности (загрузочные лотки, кузовы вагонов и автомобилей, конвейерные ленты и т. д.) в процессе погрузки, транспортирования и разгрузки. Транспортируемые горные породы по абразивности разделяют на четыре группы (см. табл. 1.1): А — неабразивные, В — малоабразивные, С —средней и D — высокой абразивности. Группа абразивности зависит от крепости, размеров и формы частиц горной массы. Крепкие и весьма крепкие руды и вскрышные породы являются высокоабразивными. При транспортировании их грузонесущие и другие элементы средств рудничного транспорта подвергаются интенсивному износу.

При выборе и эксплуатации транспортных машин, применяемых для перевозки средне- и высокоабразивных насыпных грузов, необходимо принимать меры по снижению износа грузонесущих элементов путем подбора соответствующих материалов, использования защитных футеровок, выбора оптимального режима работы машин.

Влажность насыпных грузов определяют по соотношению массы испарившейся в сушильном шкафу воды предварительно-взвешенной порции груза к массе оставшихся твердых частиц и выражают в процентах. Влажность зависит от влагоемкости; груза (способности к