книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок

химизированного вождения и предназначена для строительства стволбв диаметром 7,5—8,5 м.

Погрузочная машина КСМ-2у (рис. 6.3) предназначена для строительства стволоб диаметром 4—5 м на глубину до 700 м и состоит из грейфера 1,. подвешенного на канате к тельферу 2, который на тележке 3 при помощи лебедки 7 и каната переме­ щается по раме 4. Рама 4 подвешена под проходческим пол­ ком 8. Одним концом рама соединяется с опорой вращения 9. другим концом с самоходной тележкой поворота 6, переме­ щающейся по монорельсу 5. Тележка машиниста 10 подвешена шарнирно с помощью тяг к проходческому полку.

Погрузочная машина облегченного стволового комплекса (ОСК), разработанная КузНИИшахтостроем (рис. 6.4), может быть использована для погрузки породы при строительстве стволов диаметром 5—8 м. В основу системы механизирован­ ного вождения грейферов по забою ствола положен принцип отклонения каната подвески грейфера от вертикального поло­ жения двумя тяговыми лебедками, размещенными на подвиж­ ных рабочих каретках, которые перемещаются по монорельсу несущего кольца. Она состоит из следующих основных узлов: проходческого грейфера 8 вместимостью 0,4—0,65 м3, тельфера подвески грейфера 5, системы вождения грейфера^ состоящей из механизма горизонтального и каната вертикального переме­ щения грейфера; подвешенного на трех канатах несущего коль­ ца 7 с двумя подвижными каретками 2; кабины машиниста 1; направляющей рамки Рождения грейфера 6\ распорных дом­ кратов несущего кольца 3.

Перед погрузкой породы несущее кольцо жестко фиксиру­ ется в горизонтальной плоскости с помощью распорных дом­ кратов на расстоянии 7—9 м от забоя ствола. После уборки породы кольцо пневмолебедками 4 поднимается на взрывобез­ опасную высоту (25—30 м).

В зарубежной практике применяют грейферные погрузоч­ ные машины с радиально-круговым (монорельсовым и консоль­ ным) вождением грейфера в виде настенных и мостовых: кра­ нов и с телескопической стрелой. Погрузочные машины изго­

товляют	с пневматическим,	электрическим и гидравлическим
приводами. Подвесные машины с радиально-круговым				вожде­
нием грейфера типа «Виктор?, (ЮАР, Великобритания)				изго­
товляют	трех моделей:	IÏM — пневматическая	рельсовая:
Рис. 6.2. Погрузочная машина КС-2у/40:
1— тельфер; 2 — кабина машиниста; 3 — рама; 4 — ролик подвески				кабины:
5 — кольцевой монорельс;-б— механизм кругового перемещения;			7 — пневмо­

коммуникация; 8 — механизм радиального перемещения тельфера; 9 — тележ­ ка тельфера; 10 — двухъярусная центральная подвеска; 11 — грейфер вмести­

мостью 0,65 м3

ДМВ — электрическая консольная; Т — пневматическая кон­ сольная. Эти машины оснащены многолопастными пневматиче­ скими грейферами «Кактус» или «Вретер» вместимостью соот­ ветственно 0,5—0,7 м3 и 0?85 м3. Техническая, производитель­ ность машин 120— 180 м3/ч, цикл черпания 18—25 с.

Консольные безмонорельсовые погрузочные машины ДМВ,

Блэйер .(ЮАР) имеют центральное расположение кгабины с., электроприводом и Кнопочным управлением. Машины оснаще­ ны многолопастным пневматическим грейфером «Кактус» вме­ стимостью 0,57 м3. Цикл черпания 15— 18 с, производитель­

ность 130— 180 м3/ч.

Настенные погрузочные машины (Великобритания, Герма­ ния) состоят из Клети и подвесной стрелы длиной 4,87 м с мно­ голопастным пневматическим грейфером вместимостью 0,3— 0,4 м3. В клети устанавливают три двигателя: один мощностью 13,2 кВт для подъема грейфера, два мощностью 3,7 кВт для подъема и поворота стрелы. Клети подвешены к установлен^ ной на поверхности земли лебедке и крепятся кронштейнами в лунках крепи. Рабочий цикл машины 30—40 с, техническая производительность 40 м3/ч.

Подвесные логрузочные машины с двухчелюстными грейфе­ рами вместимостью 0,25—Л),4 м3 (Канада, США) состоят из клети и телескопической стрелы с грейфером. Стрела отклоня­ ется пневмоцилиндрами. Два других, пневмоцилиндра открыва­ ют и закрывают грейфер. Машина может применяться также при проходке наклонных стволов и при рассечке сопряжений.

В США применяют погрузочные машины «Реддель» в виде мостового крана с грейфером вместимостью 0,6 м3.

Расположение опоры вращения сбоку, на периферии под­ весного полка, позволяет разместить погрузочную машину в стволах .малого (4—5 м) Диаметра и тем самым расширить об­ ласти применения погрузочных машин с механическим вож­ дением.

Погрузка породы одногрейферными машинами производит­ ся с перецепкой и без перецепки бадей, а двухгрейферными машинами, как правило, — без перецепки бадей.

Это объясняется тем, что при средней глубине ствол,а до 500 м призабойный участок ствола примерно половину време­ ни погрузки занят подъемными канатами, которые затрудняют нормальную работу двух погрузочных машин. Для повышения безопасности работ необходимо четкое взаимодействие работы подъема и погрузочной машины.

Когда поворотная рама погрузочной машины находится под. бадьевым проемом подвесного полка, бадья не может опус­ каться в призабойную часть ствола. В этот момент бадья на­ ходится над полком-и опускается после сигнала машиниста по­ грузочной машины, когда поворотная рама освободит бадейный

проем полка. При спуске бадьи в забой подъемный канат на­ ходится в бадьевом проеме полка и поворотная рама машины не может совершить круговое движение.

При загрузке бадей погрузочная машина перемещается под бадьевым проемом в подвесном полке, не занятом подъемным канатом.

Погрузку породы машинами с механизированным вождени­ ем при перецепке бадей производит звено проходчиков, состоя­ щее из 5—6 чел., из которых один машинист погрузочной ма­ шины, один на сигнале, один на подвесном полке и 2—3 чел. на перецепке бадей.

При погрузке породы существенное значение имеет обосно­

вание и выбор схем расстановки		проходчиков,			порядка	за­
грузки и расположений бадей в		забое.	На	рис. 6.5' приведен
один из вариантов	порядка загрузки (а—е)			и расстановки		ба­
дей в забое ствола	{1, 2, 3).					про­
П о л о ж е н и е	а. Бадью I, опущенную в забой через
ем Б, размещают в секторе II и загружают грейфером из сек­
тора IV через сектор III. Сектор		I (на	рисунке		заштрихован)

должен быть свободным, так как через проем А ожидают по­ ступления порожней бадьи 2.

Рис. 6.5. Схема загрузки и расстановки бадей в забое ствола

П о л о. ж е ни 6 б. Через проем А опускают бадью 2 и уста­

навливают под погрузку в секторе IV. Бадью		1 при этом погру­
жают грейфёры из сектора III. Подъемный канат перецепляют
на дужку-бадьи 1.		загрузку бадьи 2
П о л о ж е н и е в. Грейфером	начинают
из сектора III. В это врел!я через	проем А	поднимают груже­
ную бадью 1,

По л о ж е н и е г. Грейфер перемещают в сектор II, осво­ бождая проем В для прохода порожней бадьи, и догружают бадью 2 через сектор I.

По л о ж е н и е д. Грейфер перемещают в сектор I. Через проем Б опускают порожнюю бадью 3, которую ставят под за­ грузку в сектор II.

П о л о ж е н и е е полностью	соответствует	положению	а.
В стволах диаметром более	7,5 м в свету	и глубиной	бо­

лее 600 м эффективно осуществлять погрузку породы с приме­ нением промежуточного забойного перегружателя (рис. 6.6) в комплексе с породопогрузочной машиной 2КС-2у/40, у которой один грейфер заменен бункером (проходческая бадья вмести-

Рис. 6.6. Схема погрузки породы с

забойным		перегру­
жателем:
1— лебедка
ЛППГ;	2 — погру­
зочная		машина
2КС-2у/40;		3 —
шланг	управления
затвором		перегру­
жателя;		4 — за­
бойный		перегру­
жатель;	5 — бадья

проходческая

мостыо 4,5 м3 с открывающимся днищем). Открытие и закры­ тие днища производится двумя парами пневмодомкратов, ко­ торые расположены в среднем отсеке внутри бадьи. Перегру­ жатель подвешен к тельферу и дополнительной лебедке. ЛГТПГ на двух канатах через блоки.

Во время движения бадей по стволу погрузочная машина загружает породой перегружатель. Порожнюю бадью опуска­ ют на забой, поднимают тельфером и дополнительной лебед­ кой перегружатель на высоту 2,5 м наводят на бадью, откры­ вают створки дна и высыпают породу из перегружателя в бадью. Вместимость бадьи с учетом коэффициента заполнения должна быть равна вместимости перегружателя.' Такая органи­ зация работ позволяет увеличить производительность уборки породы на 20%.

Погрузочные машины с механизированным вождением грей­ фера обеспечивают полную механизацию работ по погрузке породы в первой фазе. Ручной труд при этом применяется только при обслуживании бадьи. Высокая прризводительность машин позволяет значительно сократить по сравнению с Ма­ шинами КС-3 время погрузки, увеличить скорость проходки ствола и производительность труда рабочих в 1,8—2,2 раза.

Недостатками		этих	машин	являются	их	высокая стои­
мость,	дополнительные		затраты	средств	на	приобретение и
монтаж	мощной	(2,5—3 м3/с)' компрессорной станции, высокая

стоимость эксплуатации погрузочных машин в связи с боль­ шим расходом сжатого воздуха.

При выборе погрузочных машин следует руководствоваться положениями, что погрузочная машина должна соответство­ вать параметрам (диаметр и глубина) ствола; производитель­ ность погрузочной машины должна обеспечить заданную ско­ рость проходки.

Ориентировочная зависимость между эксплуатационной про­ изводительностью погрузочной машины Р э (м3/ч) и скоростью проходки V (м/мес)

Рэ —(0,08 Dm— 0,22) V

Затраты средств на приобретение й монтаж погрузочной машины должны полностью компенсироваться экономическим эффектом от механизации работ по погрузке породы и повыше­ нием скорости проходки. 1(роме того, погрузочная машина должна обеспечить надежность процесса погрузки.

6.4. ПОГРУЗКА ПОРОДЫ САМОХОДНЫМИ ПОГРУЗОЧНЫМИ МАШИНАМИ

С целью снижения нагрузок на подвесной полок в стволах большой глубины и диаметром более 7 м в свету применяют-

М арка машины	Вместимость	Мощность,	П одача,	М асса, кг
	ковш а, м*	кВт	м3/ч
«Эймко-622» (США)	0,4	26,5	100	5300
«Эймко-630» (США)	0,31	26,5	120	4300
H 180К (ФРГ)	0,35	19,8	—	2600
ПГШ-2Г (.6. СССР)	0,32 .	41,2 .	60	4800
ГЩЛ-5МО (б. СССР)	0,15	17,6	36	3500

ся породопогрузочные машины ковшового типа на гусеничном ходу.

Для этих целей используются модернизированные погрузоч­

ные	машины фирмы	«Эймко»	(СШ А)— модели 621, 622,	630,
650,	в Ф РГ— Н180К.	В СНГ	могут быть использованы	ма­

шины ППН-2Г и ПМЛ-5МО. Техническая характеристика ряда машин приведена в табл. 6.1.

Ковшовые погрузочные машины при погрузке породы в стволе должны иметь: большой клиренс; раздельный привод нЛ каждую гусеницу; независимую подвеску гусениц на рессо­ рах; ширину ковша, равную ширине машины по гусеницам; высоту разгрузки, равную высоте бадьи; большую напорную си­ лу с гусеницами, оснащенными .шипами; подачу сжатого воз­ духа по шлангу с вертлюгом, который предотвращает закручи­ вание шланга при повороте на 360° Размер машины должен быть таким, чтобы она проходила через бадьевой проем в под­ весном полке.

Для погрузки породы машину на канате подъемника спуска­ ют в забой, присоединяют шланг сжатого воздуха и машина разравнивает породу для установки бадьи. После спуска за­ гружают бадью. Ковш опускается на породу и при движении маицшы вперед заполняется породой. Затем ковш поднимает­ ся, машина задним ходом подъезжает к бадье и'ковш разгру­ жается в бадью. Продолжительность цикла черпания равна 30— 40 с. В стволах среднего диаметра бадья располагается около стенки ствола. Погрузочная машина используется для останов­ ки бадьи перед ее подъемом.-После окончания погрузки поро­ ды машина поднимается на поверхность земли. При погрузке породы ковшовыми машинами применяют бадью вместимостью 2,0—2,5 м3, диаметром 1,2 м и высотой 1,5 м.

Достоинство стволовых самоходных ковШовых погрузочных машин заключается в следующем: уменьшается нагрузка на подвесной полок, что важно в стволах большой глубины; со­ кращается время подготовительных и заключительных работ, так как перед погрузкой породы не требуется спускать подвес­ ной полок и перемещать его во время пргрузки; уменьшаются затраты на приобретение погрузочной машины; высокая меха-

низаЦия работ по зачистке забоя (уборка породы в фазе II). Ковшовые машины могут успешно применяться при погрузке породы в стволах прямоугольного сечения.

К недостаткам этих машин относятся: малая производи­ тельность погрузки и невозможность применения их в стволах малого (4,5—5 м) диаметра; при погрузке крепкой абразивной породы машина быстро изнашивается.

6.5. ФАЗЫ ПОГРУЗКИ ПОРОДЫ

При буровзрывном способе проходки стволов разрушенная порода имеет неравномерную степень дробления. Верхняя часть породы дробится более интенсивно и равномерно и пол­ ностью отделяется от массива, нижняя обычно частично раз­ рушается и дробится на отдельности неравномерно по круп­ ности.

По характеру взаимодействия грейфера с породой процесс погрузки в каждом проходческом цикле подразделяют на две фазы. В первую фазу погрузку породы производят машиной без применения ручного труда и грейфер работает в режиме черпания. Максимальная производительность погрузки дости­ гается в начале этой фазы и постепенно уменьшается по мере углубки, так как увеличивается плотность породы.

Начало второй фазы погрузки соответствует моменту, когда режим работы грейфера превращается в подгребающий.

Во вторую фазу погрузка породы производится с примене­ нием/ ручного труда.— подкидка породы, зачистка забоя.

Зачистка забоя производится для того, чтобы исключить попадание мелких кусков породы в шпуры при их бурении.

Время погрузки породы во второй фазе занимает 30—35% от общего времени погрузки, а объем погруженной породы со­ ставляет 10— 13%.

Объем породы во второй фазе погрузки зависит от качества взрыва (значения КИШ), свойств породы, типа погрузочной машины и характеризуется коэффициентом

« = Кгф/У= 1 — hn ф/(/ш'П).

где К/ф — объем породы в первой фазе, м3; V— объем взорван­ ной породы, м3; 1Ш— длина шпура, м; т)— КИШ; Нцф— высо­ та слоя породы второй фазы, равная при погрузке породы ма­ шиной КС-30,2 м, КС-2у/40—0,3 м; КС-1м — 0,45 м.

Значение коэффициента а для различных погрузочных машин
Погрузочная, машина	2;	КС-3	4	КС-2у/40			КС-1м		4
Длина шпуров, м		3;		2;	3;	4	2;	3;
Значение а	0,9;	0,93;	0,95	0,85;	0,9;	0,93	0,78;	0,85;	0,9

Средняя производительность труда проходчиков во второй

фазе составляет в породах	с f=4-î-6	1,5—2 м3/ч, в породах с
f = 7-ь9 1— 1,5 м3/ч, что в	8—10 раз	меньше производительно­

сти труда при погрузке породы в первой фазе.

Для повышения производительности, труда при погрузке по­ роды второй фазы применяют пневмомонитор — металлический патрубок диаметром 50 мм с пробковым краном и шлангом для подачи сжатого воздуха. Пневмомонитором отделяется от массива отслаивающаяся порода и собирается в кучу щелкая порода. Применение пневмомонитора повышает производитель­ ность труда.

Время и трудозатраты • на погрузку породы во второй фазе можно уменьшить при бурении шпуров с помощью кондукто­ ров. В устье шпура вставляется патрубок диаметром 50 мм и длиной 40—45 см. Этот патрубок предотвращает попадание мелких кусков породы в 'шпур.

6.6. ВРЕМЯ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПОГРУЗКИ ПОРОДЫ

Производительность погрузки породы характеризует		интен­
сивность уборки всей взорванной породы	в первой и	второй
фазах. В п е р в о й ф а з е интенсивность	погрузки породы за­

висит в основном от типа -погрузочной машины и оснащения подъема. В о в т о р о й ф а з е интенсивность погрузки поро­ ды зависит от численности занятых рабочих. В это время по­ грузочная машина и подъем полностью не загружены и рабо­ тают со значительными простоями.

Производительность погрузки породы

Pu=VK„iTn ,

где ТП— время погрузки всей' взорванной породы в первой Г/ф

и второй Тцф	фазах, погрузки (без подготовительно-заключи­
тельных работ)
Tn= Ti $-\-Тп
Время погрузки породы в первой фазе
^1 ф = Ф ((м ^т) »
где tM— время	работы машины по погрузке породы в бадью;
U — технологические простои машины, связанные		с маневрами
<)адьи в забое;	ф — коэффициент, учитывающий	неравномер­

ность работы, регламентированный отдых, простои по органи­ зационным причинам и т. д., равный 1,15—1,2.

, aVKv aVKptn

* * -п Р Ж 0К п '

V 6K 3 »