Горные машины ответы

56.

Струговая установка — выемочная машина, позволяющая механизировать выемку пластов, неохватывающихся узкозахватными комбайнами, повысить технику безопасности и эффективность работы очистных забоев.

Характеристики

способность разрушать резанием крепкие угли

возможность устранении или уменьшения размеров ниш

легкость регулировки струга относительно кровли и почвы пласта

компактность приводов

долговечность работы струга, конвейера, рештачного става

высокие показатели надежности

Системы перемещения предназначены для передвижения комбайнов в процессе работы с необходимым тяговым усилием, а также для передвижения при различных маневровых операциях.

Механизм перемещения встроенных систем устанавливается непосредственно в корпусе комбайна. При этом механизм перемещения и его ведущий элемент (звезда, колесо) движутся вместе с комбайном, а тяговый или опорный орган (цепь, рейка) неподвижен.

К недостаткам цепных тяговых органов относятся: создание опасной ситуации для рабочих; неравномерная подача комбайна; необходимость применения предохранительной лебедки при углах падения пласта более 8° для предотвращения сползания комбайна на конвейере вниз по очистному забою в случае разрыва тяговой цепи.

Вынесенная система перемещения (ВСП) предназначается для очистных узкозахватных комбайнов, работающих на тонких пластах. Механизмы перемещения устанавливаются вне очистного комбайна на приводных головках конвейера или в прилегающих к очистному забою выработках. Для этой системы перемещения характерны движущийся по забою тяговой орган (цепь или канат) и один или два неподвижных механизма перемещения.

Применение ВСП позволяет уменьшить длину очистного комбайна. ВСП комбайнов, работающих на наклонных (более 35°) и крутых пластах, состоит из тягово-предохранительной лебедки типа 1ЛГКН, установленной на вентиляционном штреке.

Встроенная БСП не имеет тяговой цепи. Роль ее выполняет жесткая направляющая, состоящая из отдельных шарнирно связанных между собой элементов. Комбайн перемещается по раме забойного конвейера с помощью ведущего элемента бесцепной системы подачи. Ведущим элементом может быть приводимое во вращение звездочкой цевочное колесо, находящееся в зацеплении с направляющей в виде зубчатой рейки, или звездочка, обкатывающаяся непосредственно по направляющей в виде цевочной рейки.

Преимущества БСП перед системами перемещения с цепными тяговыми органами следующие: повышается безопасность и улучшаются условия труда шахтеров в результате отсутствия тяговой цепи; отпадает необходимость в прицепных и натяжных устройствах тяговой цепи на приводах конвейеров и совмещаются операции по передвижке приводных головок забойных конвейеров с работой комбайна; отпадает необходимость применения предохранительных канатов и предохранительных лебедок, а также устраняются в забое дополнительные цепи комбайнов полиспастной системы при работе комбайнов на пластах, залегающих под углом до 35°; более полно используется мощность электродвигателей очистных комбайнов, повышается производительность, безотказность и долговечность комбайнов.

57.

Обязательной функцией исполнительных органов выемочных (очистных и проходческих) комбайнов является выемка (отделение от массива) угля или породы.

Некоторые исполнительные органы (ИО) обладают такой конструкцией и кинематикой, что могут также с необходимым качеством выполнять функцию погрузки отделенной от массива горной массы на транспортное средство при условии, во многих случаях, оснащения их дополнительными погрузочными устройствами. Такие устройства обычно представляют собой сравнительно простые приспособления (погрузочные щиты, ковши), не обладающие достаточной функциональной самостоятельностью и собственной силовой кинематикой. Эти ИО совместно с указанными дополнительными погрузочными устройствами образуют органически целостные выемочнопогрузочные органы.

Если ИО по своей конструкции и кинематике практически не могут обеспечивать необходимое качество погрузки горной массы на транспортное средство даже при условии их оснащения простыми дополнительными погрузочными устройствами, то при создании соответствующих выемочных комбайнов необходимо предусматривать специальные механизмы с собственной силовой кинематикой и своими погрузочными органами. При решении многих задач, связанных с проектированием, модернизацией и эксплуатацией рассматриваемых машин, указанные выше механизмы, обладающие достаточно высокой функциональной самостоятельностью, целесообразно выделять в отдельные подсистемы погрузки отделенной горной массы.

Т.о., исполнительные органы выемочных комбайнов могут быть выемочными или выемочно-погрузочными.

Безусловно, выемочно-погрузочные органы в общем случае имеют преимущества перед выемочными ИО в том плане, что наличие для последних подсистем погрузки может значительно усложнять конструкцию, увеличивать габариты и ухудшать параметры надежности рассматриваемых выемочных машин.

Выемочно-погрузочные органы по конструкции делятся на шнековые (наиболее распространены на очистных комбайнах), барабанные с вертикальной осью вращения и роторные.

Все три типа ИО могут применяться в качестве основных в составе узкозахватных (с шириной захвата В3< 1 м) очистных комбайнов, предназначенных для выемки пологонаклонных (углы залегания а = 0-35°) пластов. Достаточно часто в качестве дополнительных погрузочных устройств для них используют погрузочные щиты.

Роторные ИО применяются также в качестве основных для проходческих комбайнов роторного типа, одновременно обрабатывающих всю площадь забоя. Дополнительные погрузочные устройства для указанных машин обычно представляют собой погрузочные ковши, устанавливаемые на вращающемся роторе.

58.

59.

Скважинная гидродобыча (СГД) является одной из физико-химических геотехнологий, осуществляемых через скважины с помощью гидравлической энергии, используемой для разрушения горных пород, доставки разрушенных пород к скважине и подъема их на поверхность.

Основные преимущества СГД: низкие капитальные вложения при отработке глубокозалегающих пластов, возможность применения мобильного и автономного скважинного гидродобычного комплекса, использование серийного технологического оборудования (буровые станки, насосы, компрессоры с электрическим и дизельным приводом), более высокий уровень безопасности при производстве горных работ.

Сырьевой базой для СГД являются месторождения, представленные легко разрушаемыми породами, к которым относятся осадочные месторождения строительных и стекольных песков, золота, алмазов, олова, титана, фосфоритов, урана, мягкие бокситовые и марганцевые руды, зоны выветривания железистых кварцитов, месторождения угля и битуминозных песчаников и т.п.

По своим горно-геологическим условиям россыпные месторождения являются наиболее благоприятными объектами для скважинной гидродобычи. Продуктивный пласт в них представлен легко разрушаемыми несвязными или слабо связными породами, талые россыпи обычно обводнены, что позволяет применять для подъема песков высокопроизводительное эрлифтное оборудование, мерзлые россыпи имеют преимущество устойчивой кровли продуктивного пласта, что позволяет извлекать из скважины значительные объемы песков, покрывающие породы относятся к III -IV категории буримости, что делает относительно недорогим бурение по этим породам.

В последнее время выявлены и разведываются все новые погребенные месторождения золота, залегающие на глубине от 40 до 250 м. Содержание в них металла нередко достигает десятков грамм на квадратный метр пласта, что делает эти россыпи весьма перспективными для отработки способом СГД. Запасы золота на этих месторождениях достигают нескольких десятков тонн. Так, прогнозные запасы в погребенных россыпях Бодайбинского района составляют более тысячи тонн золота. На фоне сокращения запасов для отработки открытым и дражным способом и больших технических трудностей, значительных капиталовложений и эксплуатационных затрат при подземной разработке талых погребенных россыпей, возрастают перспективы золотодобычи способом СГД. В отличие от открытого и подземного способа, мобильные комплексы СГД обеспечат рентабельную добычу даже на небольших по запасам золота погребенных россыпях.

60.

Оборудование гидромеханизации предназначено для разработки грунта и транспортирования пульпы. К оборудованию для разработки грунта относят:

гидромониторы — устройства, образующие струю воды для разработки грунтов в надводных забоях; землесосные снаряды — плавучие несамоходные и самоходные суда, предназначенные для разработки грунта в подводных забоях. В земснарядах оборудование для разработки и транспортировании грунта совмещено в одной машине.

К оборудованию для транспортированиягрунта относят:

грунтовые насосы — центробежные насосы, предназначенные для перекачки пульпы; шлюзовые и загрузочные аппараты.

Кроме того, в гидромеханизации применяют бульдозеры, пульпо-укладчики, трубоукладчики, краны, экскаваторы и другие механизмы для выполнения сопутствующих работ.

Независимо от конструктивных особенностей плавучие землесосные снаряды и другие земснаряды имеют следующие сборочные единицы:

корпус земснаряда (обеспечивающий его плавучесть), на котором размещены все элементы земснаряда и устройства; гидротранс портирующую установку, состоящую из грунтового насоса и привода (электродвигатель или дизель), смонтированных на фундаментной раме; грунтозаборное устройство, обеспечивающее непрерывное отделение частиц грунта от массива (забоя);

всасывающий пульпопровод — трубопровод, соединяющий грунтозаборное устройство с грунтовым насосом; напорный корпусный пульпопровод — трубопровод, смонтированный в корпусе земснаряда и соединяющий грунтовый насос с плавучим пульпопроводом; силовую установку (электрическую, дизельную, дизель-электрическую) для привода механизмов земснаряда;

папильонажные устройства — для обеспечения рабочих перемещений земснаряда при разработке грунта; пульт управления;

вспомогательное водоснабжение — для промывки, уплотнения и охлаждения отдельных сборочных единиц земснаряда; обстройку — для защиты элементов, устройств и обслуживающего персонала; вспомогательные устройства — для подъема и опускания грунтозабор-ного устройства, отопительные, вентиляционные и санитарно-техничес-кие устройства, грузоподъемные и швартовые устройства и т. п.;

плавучий пульпопровод — соединяет земснаряд с береговым пульпопроводом, является частью напорного пульпопровода и обеспечивает возможность перемещения земснаряда в забое.

Землесосные снаряды должны быть прочными, надежными в работе, простыми и безопасными в обслуживании и иметь

достаточную транспортабельность.

Основными характеристиками земснарядов являются: производительность по грунту, напор грунтового насоса, установленного на земснаряде, и глубина разработки — расстояние от поверхности воды до подошвы забоя.

Напор, развиваемый грунтовым насосом земснаряда, расходуется на преодоление геодезической высоты подъема пульпы и гидравлических сопротивлений, возникающих при движении пульпы по трубам. Чем больший напор развивает грунтовый насос, тем на большее расстояние он способен транспортировать пульпу.

Глубина разработки зависит от вакуумметрической высоты всасывания установленного на земснаряде грунтового насоса. Обычно строительными земснарядами без дополнительных устройств на всасывающем пульпопроводе разрабатывают песчаные грунты на глубину до 12 м, обеспечивая при этом паспортную производительность земснаряда.

При необходимости разрабатывать грунт на большую глубину при всасывающем пульпопроводе земснаряда устанавливают эжекторы или грунтовые насосы, погруженные под воду.

Машину, предназначенную для преобразования механической (электрической) энергии в энергию движения жидкости (воды), называют насосом.

В гидромеханизации применяют центробежные насосы, в которых жидкость перемещается через рабочее колесо от центра к периферии. Эти насосы обеспечивают подачу воды к гидромониторам, вспомогательное водоснабжение грунтовых насосов, восполняют потери воды при работе на водообороте и т. д. Грунтовые насосы являются разновидностью центробежных насосов.

Центробежный насос (рис. 8.40) имеет рабочее колесо с изогнутыми лопатками, которое помещается в неподвижном спиральном отводе (корпусе) насоса. Корпус 1 насоса имеет патрубок, расположенный по его оси, для присоединения всасывающего трубопровода 5 и патрубок, расположенный по касательной к образующей отвода, для присоединения напорного трубопровода 2. Между этим патрубком и напорным трубопроводом устанавливают задвижку 3 для перекрытия напорного трубопровода.

Прежде чем пустить центробежный насос в работу, отвод и всасывающий трубопровод насоса обязательно заполняют водой.

При вращении рабочего колеса 4 вода, находящаяся в отводе, увлекается лопатками. Под действием центробежной силы она начинает перемещаться вдоль лопаток от центра колеса к периферии и, двигаясь больше по периферийной части отвода насоса, выбрасывается в напорный трубопровод. В это же время в центре рабочего колеса создается разрежение, т. е. пониженное давление по сравнению с атмосферным давлением на поверхности воды в водоеме.

Рис. 1 Схема центробежного насоса: 1 — корпус насоса; 2,5 — трубопроводы (напорный и всасывающий); 3 — задвижка; 4

— рабочее колесо Поэтому вода из водоема по всасывающей трубе начинает поступать к центральной части рабочего колеса, обеспечивая

непрерывный процесс работы центробежного насоса.

61.

Гидромонитор (от др.-греч. ὕδωρ — вода и англ. monitor — следящий, контролирующий; англ. hydromonitor) — устройство, служащее для создания (формирования) плотной, движущейся с большой скоростью водяной струи и управления ею с целью разрушения и смыва горных пород.

Гидромониторы подразделяют: по назначению — для открытых и подземных горных работ, скважинной гидродобычи и др.; по величине давления напорной воды — низкого (до 1 МПа), среднего (1-5 МПа), высокого (5-35 МПа) давления (см. Высоконапорные струи); по величине диаметра струеформирующей насадки — 50-175 мм (для открытых работ), 5-16 мм и 16-32 мм (для подземных); по расходу воды — 250-3500 м3/ч (для открытых работ), 100-400 м3/ч (для подземных); по режиму течения гидромониторной струи — стационарные и пульсирующие; по типу управления — ручного, дистанционного полуавтоматического, программного и комбинированного управлений; по способу передвижения — переносные, передвигаемые лебёдками, тракторами, гидропередвижчиками; самоходные. В качестве ходовой части гидромониторов используют металлические салазки и гусеничные тележки с гидромеханическим и электромеханическим приводом.

Классификация гидромониторов По области применения:

гидромониторы для открытых работ

гидромониторы для подземных работ По назначению

гидромониторы для подготовительных работ

гидромониторы для очистных работ

гидромониторы для подгонки пульпы по желобам универсального назначения По способу перемещения

ручные гидромониторы

гидропередвижные гидромониторы

гидромониторы, укрепляемые на передвижных механизированных крепях По способу управления

гидромониторы с ручным управлением

гидроманиторы с дистанционным управлением

гидромониторы с программным управлением

Применение гидромониторов

разрушение горных пород

смыв горных пород

Характеристики гидромониторов

диаметр входного патрубка нижнего колена — до 500 мм

диаметр насадок — до 220 мм

длина ствола — до 18000 мм

рабочее давление у насадка — до 12 МПа

угол поворота ствола: горизонтальный — 360º, вертикальный — ±35º

габариты: длина — до 20000 мм, ширина — до 4000 мм, высота — до 435 мм

расход воды — до 7000 м3/ч

масса — до 29 т

62.

Драга (от англ. drag), плавучее горно-обогатительное сооружение с комплексом оборудования, предназначенного для разработки обводнённых месторождений полезных ископаемых и извлечения ценных компонентов (золото, платина, олово, алмазы и др.). Драги применяют для разработки преимущественно аллювиальных и элювиально-делювиальных, а также прибрежно-морских россыпей, за исключением валунистых, крепко сцементированных горными породами и вязкими глинами. Драги подразделяются на 2 класса: континентальные (для разработки материковых россыпей), которые, как правило, монтируются на плоскодонном понтоне (судне), обеспечивающем нормальную их плавучесть и эксплуатацию в замкнутом водоёме и морские, предназначенные для разработки россыпных и осадочных месторождений, залегающих в прибрежной зоне и в глубоководной части акватории крупных озёр, морей и океанов. Эти драги обычно монтируются на килевых, реже плоскодонных, самоходных либо буксирных судах, обеспечивающих их нормальную плавучесть и эксплуатацию в открытом море при штормовом волнении в соответствии с требованиями Морского регистра. Драги оснащается стационарным промывочно-обогатительным оборудованием, установленным на судне, либо работает по раздельной схеме «добыча-обогащение» в цикле с обособленными береговой или плавающей обогатительными установками.

Морские и континентальные драги различают: по роду энергии - электрические, дизель-электрические, дизельные, паровые; по способу передвижения (маневрирования) - канатно-свайные, канатно-якорные; по возможной глубине разработки (выемки) пород ниже ватерлинии - малой глубины выемки (до 6 м), средней (до 18 м), глубокой (до 50 м), сверхглубокой (свыше 50 м); по принципу действия добычного аппарата: черпающие - одночерпаковые (с ковшом типа механической лопаты, с грейферным ковшом, с ковшом драглайна) и многочерпаковые (с прерывистой черпаковой цепью, со сплошной черпаковой цепью), подразделяющиеся также по ёмкости черпаков - малолитражные (до 100 л), среднего литража (до 250 л) и крупнолитражные (более 250 л); гидро- и пневмовсасывающие - землесосные с механическими или гидравлическими разрыхлителями и без них, эжекторные, эрлифтные и землесосные с погружными насосами.

Область применения драг ограничивается глубиной разработки продуктивных пород. Широкое распространение при разработке континентальных россыпей получили электрические, реже дизельные и паровые, многочерпаковые драги со сплошной и прерывистой цепью черпаков ёмкостью от 50 до 600 л и законченным циклом обогащения, а на морских - одночерпаковые гидро- и пневмовсасывающие. Морские драги конструктивно отличаются от континентальных особенностями маневрового и транспортно-отвального оборудования (отсутствие свай и отвального конвейера). При работе в открытом море передвижение и маневрирование лраги по забою осуществляется посредством канатно-якорного устройства.

Многочерпаковая драга состоит из плавающего судна, обычно в виде плоскодонного цельнометаллического понтона сварной конструкции, на котором размещены жёстко связанные с ним массивные фермы остова (так называемая суперструктура) и надпалубная надстройка, а также передняя и задняя мачты, черпающее и маневровое устройства, обогатительное и др. оборудование.

В России малолитражные одночерпаковые драги, известные под названием «пахарь», применялись старателями при добыче золота из небольших русловых россыпей. Первая многочерпаковая драга с механизированным приводом от паровой машины построена в 1870 году в Новой Зеландии. В России первая многочерпаковая драга, переоборудованная из купленной в Голландии землечерпалки, была установлена в 1893 году в долине р.Кудача на Амурском прииске «Рождественский». В 1900 году Невьянский завод на Урале приступил к производству первых отечественных драг. Наибольший подъём драгостроения относится к 30-40-м гг. 20 в., когда действующий дражный флот зарубежных стран насчитывал около 400 крупнолитражных драг. Пионером советского драгостроения стал завод «Красный Путиловец» (ныне Кировский завод в Ленинграде), который с 1926 по 1930 годы изготовлял электрические драги с черпаками ёмкостью 210 и 380 л, что позволило прекратить их импорт. В 1931 году Иркутский завод тяжёлого машиностроения изготовил первые драги с черпаками ёмкостью 150 л. В 1969 году этим заводом изготовлена крупнейшая в мире электрическая драга с черпаками ёмкостью 600 л и предельной глубиной черпания 50 м ниже уровня воды. Отечественные драгостроительные предприятия серийно выпускали электрические драги нескольких типоразмеров