16.2. Оборудование складов полезного ископаемого и породных отвалов

Склады служат для накопления и хранения полезного ископае­мого. По типу исполнения различают открытые и закрытые склады. По назначению — аварийные, оперативные и техноло­гические.

Аварийные и оперативные склады служат для обеспечения нормальной отгрузки полезного ископаемого потребителю при нарушении его выдачи из шахты.

Технологические склады являются составной частью про­цесса первичной обработки полезного ископаемого перед отгруз­кой потребителю. Чаще других технологические склады исполь­зуют для усреднения полезного ископаемого.

Складирование полезного ископаемого связано с выполне­нием следующих операций: подачей груза на склад (прямой подачей), распределением груза в виде штабеля, сбором груза из штабеля в одно место для отгрузки со склада, подачей груза со склада к месту отгрузки потребителю (обратной подачей).

Для механизации транспортных работ на складах полезного ископаемого используют машины и оборудование, рассмотрен­ные в предыдущих главах. Для прямой и обратной подачи груза на склад и со склада используют ленточные конвейеры, оборудованные устройствами для разгрузки: плужковыми сбрасыва­телями и двухбарабанными разгрузочными тележками. Для распределения полезного ископаемого по бункерным ячейкам применяют реверсивные передвижные конвейеры (рис. 16.3), снабженные двумя разгрузочными головками, приводной 1 и натяжной 2 с танциями, смонтированными на жесткой раме, обо­рудованной ходовыми катками. Передвижка конвейера осуще­ствляется специальным приводом.

Рис. 16.3. Реверсивный передвижной конвейер.

Для образования и разравнивания штабелей применяют грей­феры и скребковые конвейеры с верхней или нижней рабочими ветвями.

Для гравитационной загрузки склада широко используют спиральные спуски, а для загрузки конвейеров обратной подачи применяют качающиеся, вибрационные, пластинчатые и другие типы питателей.

На открытых складах широко используют мостовые и коз­ловые грейферные краны, штабелеры, экскаваторы и роторные погрузчики, принцип действия и конструкция которых рассмот­рены в соответствующих разделах курсов по горным и подъ­емно-транспортным машинам.

Выше отмечалось, что перевозку пустой породы в отвал на проектируемых и строящихся шахтах рекомендуется производить автомобильным, железнодорожным транспортом, гидротранс­портными установками или канатно-подвесными дорогами.

В получивших распространение двухканатных подвесных до­рогах, (рис. 16.4) с кольцевым движением вагонетки 1 переме­щаются по несущему канату 2 с помощью замкнутого тягового каната 3, связанного с вагонетками сцепным устройством. Тяго­вый канат приводится в действие приводом 4. Несущие канаты грузовой и порожняковой ветвей с одной стороны закреплены в якорях 5, а с другой — снабжены натяжными грузами 6. На линии несущие канаты поддерживаются опорами 7.

Вагонетки на концевых станциях с несущего каната перехо­дят на жесткие рельсы 8, на которых в зависимости от назна­чения станции загружаются или разгружаются.

З агрузка вагонеток, как правило, осуществляется при их остановке на рельсовом пути, по которому они после погрузки перемещаются специальным толкающим устройством, вручную или самокатом. При переходе с жесткого рельса на несущий ка­нат вагонетки прицепляются к тяговому канату

Рис. 16.4. Схема двухканатной кольцевой подвесной дороги.

Разгрузка вагонеток производится непосредственно на несу­щем канате при взаимодействии рычага защелки кузова с анш­лагом, укрепленным на несущем канате. По мере отсыпки от­вала аншлаг переставляется по канату.

Отвальные канатные дороги кольцевого типа имеют произ­водительность до 350 т/ч, скорость движения вагонеток до 2 м/с, максимальную длину до 5 км, высоту конечных опор в от­дельных пролетах 100—120 м.

Эксплуатационный расчет. Исходными данными для эксплуа­тационного расчета двухканатной подвесной дороги кольцевого типа являются: часовая производительность дороги, длина трассы и ее профиль.

Порядок расчета может быть принят следующий.

Определяют массу груза в вагонетке по формуле:

G = Qt_ц/3,6 (16.1)

где: G — масса груза в вагонетке, кг;

Q — часовая производи­тельность дороги, т/ч; tц — интервал времени между поступле­ниями вагонеток на линию, принимаемый от 30 до 60 с.

Стандартами предусмотрен следующий ряд вместимостей ва­гонеток по массе: 1 т — для двухколесных вагонеток, 2 и 3 т — для четырехколесных. Масса вагонеток соответственно равна 570, 600 и 690 кг.

Далее для нахождения наибольшего натяжения тягового ка­ната методом обхода по точкам определяют натяжения каната в характерных точках. Сопротивления на отдельных участках трассы рассчитывают по формулам:

для грузовой ветви:

(16.2)

для порожняковой ветви:

(16.3)

где: W_гр, W_п — сопротивления движению на грузовой и порожняковой ветвях рассматриваемого участка, Н;

G, G_Q — массы груза и вагонетки, кг;

q_K — масса 1 м тягового каната, кг/м, предварительно принимают 1—2 кг/м;

ω = 0,0015÷0,002 — коэф­фициент сопротивления движению вагонеток по несущему ка­нату;

L — длина участка, на котором определяют сопротивления, м;

β — средний угол наклона участка, град;

g — ускорение сво­бодного падения, м/с2; п — число вагонеток на участке.

Число вагонеток на участке длиной L определяют по формуле:

n = L/t_цv (16.4)

где: v = 1,6 ÷ 3,15 — скорость движений вагонеток, м/с.

Определив натяжение набегающей на приводной шкив ветви тягового каната, а также на сбегающей со шкива ветви, опре­деляют мощность приводного двигателя по формуле:

(16.5)

где: N— мощность приводного двигателя, кВт;

S_нб, S_сб — натяжения набегающей и сбегающей ветвей тягового каната, Н;

v — скорость движения тягового каната, м/с;

r = 0,80÷0,85 — к.п.д. механической передачи; Л = 1,15-5-1,2 — коэффициент запаса мощности.

Далее по максимальному натяжению подбирают соответст­вующий канат с запасом прочности не менее 6,5.

Несущие канаты принимают закрытой конструкции, а их диаметр определяют по эмпирической формуле:

(16.6)

где: d_н — диаметр несущего каната, мм;

с — коэффициент, учи­тывающий интенсивность поступления на линию вагонеток (при t_ц = 30÷60с с = 1,1÷1,2);

k — коэффициент, учитывающий тип вагонеток (А=1 при двухколесных вагонетках и k = 0,6 — при четырехколесных);

М — масса вагонетки с массой тягового ка­ната длиной l=t_цv, равная:

M = G+G0+qkl, кг. Запас прочности несущего каната должен быть не менее. 3.

Эксплуатация. При проектировании и эксплуатации транс­портных систем складов полезного ископаемого и породных от­валов необходимо учитывать следующие требования: полное исключение ручного труда на транспортных операциях; применение автоматизированных комплексов, работающих по задан­ной программе без участия людей; минимальное измельчение и пылеобразование; использование для основных операций меха­низмов непрерывного действия; ограничение высоты штабеля применительно к свойствам полезного ископаемого. Обычно вы­соту штабеля полезных ископаемых, не склонных к самовозго­ранию, принимают до 10 м, склонных к самовозгоранию — до 5 м.

Многие пустые породы, особенно сопутствующие угольным пластам и сланцам, имеют склонность к самовозгоранию. Вследствие горения пород внутри коноидальных отвалов могут скопиться газы и вызвать взрыв отвала.

По существующим нормам вокруг отвалов отводится защит­ная зона шириной не менее 100 м при высоте отвала до 60 м, не менее 150 м при высоте отвала 60—80 м и не менее 200 м при больших высотах отвалов.

Для хвостовых частей отвала удаление промышленных зда­ний должно быть не менее 20 м. Для вновь закладываемых от­валов нормами предусмотрено: удаление отвала от жилых зда­ний не менее 500 м, от промышленных зданий, не связанных с эксплуатацией отвала, — не менее 200 м, удаление от объек­тов, не связанных с постоянным пребыванием людей, — не менее 100 м.

Отвалы должны размещаться с подветренной стороны от жи­лых, лечебно-профилактических и культурно-бытовых зданий, а также стволов.

Горящие породные отвалы необходимо тушить. Самовозгорание породных отвалов можно предупредить при­менением следующих мероприятий: дроблением пород до круп­ности 50 мм, а также послойным складированием породы и уплотнением, периодическим смывом мелких фракций с верхней части с целью заиливания нижней пористой части отвала.