Вопрос №3 – «Особенности подземных и открытых горных работ. Шахтный поверхностный технологический комплекс зданий и сооружений». (20 минут)

Cхема шахты, разрабатывающей пологие угольные пласты, вскрытые вертикальными стволами и капитальным квершлагом при наличии третьего (вентиляционного) ствола: 1 - вентиляционный штрек; 2 - очистной забой; 3 – конвейерный штрек; 4 -5 - бремсберги; 6 – здание клетевого ствола ; 7 - здание техкомплекса; 8 – здание главного ствола; 9 - административное здание; 10 - электроподстанция; 11 - лесной и противопожарный склады; 12 - породный отвал; 13 - склад угля; 14 – здание главной вентиляционной установки; 15 – дегазационные скважины; 16 – главный водоотлив; 17 – подготовительные забои; 18 – околоствольный двор; 19- главная дегазационная установка; 20-место перегрузки угля с ленточного конвейера в вагонетки.

Вопрос №4 – «Пластовые месторождения – типовая схема работы шахты. Рудные месторождения – типовая схема работы подземного рудника». (30 минут)

Вопрос №5 – «Типовая схема работы карьера и разреза. Разработка россыпных месторождений». (20 минут)

Сланцевая шахта «Эстония» комплекс надземных сооружений (5 - АБК, 2 - обогатительная фабрика, 3 - террикон, 13 -наклонный ствол, 4 -ТЭЦ, 1 –здание главного ствола, 14, 12 – бортовой штрек, 9 – сборный штрек, 6 – клетьевой ствол, 7 – капитальный конвейерный штрек, 8 – откаточный квершлаг, 10 – конвейерный квершлаг, 11 – вентиляционный квершлаг) и совокупность горных выработок (вскрывающие месторождение выработки – наклонный и вертикальные ство

Вопрос №6 – «Транспортировка горной массы на подземных и открытых горных работах. Основные виды транспорта горных предприятий». (20 минут)

Общие сведения о шахтном транспорте

Транспорт горных предприятий является одним из основных технологических процессов, от четкой организации которого зависит бесперебойная работа очистных и подготовительных забоев, предприятия в целом. Он представляет собой сложную систему взаимоувязанных транспортных звеньев, расположенных как внутри предприятия, так и вне его.

Область информации

Шахтный транспорт- это комплекс сооружений и устройств, предназначенный для приёма и перемещения различных грузов и людей на подземных горнодобывающих предприятиях.

На современных шахтах в задачи шахтного транспорта входит формирование и реализация двух разнонаправленных (встречных) грузопотоков. Первый включает транспортирование людей, оборудования и других грузов к очистным, подготовительным забоям и другим производственным участкам; второй — приём и транспортирование в обратном направлении до околоствольного двора (на шахтах, вскрытых вертикальными стволами) или до поверхности (вскрытых наклонными стволами и штольнями) полезных ископаемых из очистных забоев (или породы из подготовительных), доставки в том же направлении демонтированного оборудования, металлолома, других вспомогательных грузов и людей.

Шахтный транспорт включает транспортные машины, транспортные коммуникации, вспомогательное оборудование (погрузочные, перегрузочные и разгрузочные пункты), средства автоматизации и диспетчеризации, а также технического обслуживания и ремонта.

Внешний транспорт связывает горные предприятия с потребителями и заводами-изготовителями. Он обеспечивает вывоз полезного ископаемого с территории шахт, а также ввоз на предприятия оборудования и материалов, необходи­мых для нормального их функционирования.

Внутренний транспорт предназначен для перевозки полезного ископаемого, породы, вспомогательных материа­лов, людей в пределах горного предприятия. Его принято разделять на подземныйитранспорт на поверхности.

Подземный транспорт -наиболее сложная составная часть внутреннего транспорта. Он содержит три транспортных комплекса:участковый, магистральный и комплекс околоствольного двора.

Участковый -объединяет транспортные средства и специальное оборудование, предназначенное для перемещения грузов от очистных и подготовительных забоев до основных магистральных выработок (основного горизонта), а также в обратном направлении - различных вспомогательных материалов, оборудования и в обоих направлениях - людей.

Магистральный транспортобслуживает все грузопотоки по магистральным выработкам и связывает участковый комплекс с комплексом околоствольного двора.

Транспортный комплекс околоствольного дворапредназначен для приема и отправки всех грузов, поступающих в шахту и из нее.

Многие характерные черты подземного транспорта определяют особенности окружающей шахтной среды: ее газообильность, влажность и химическая агрессивность. Так, газообильность определяет необходимость эксплуатации в системе шахтного транспорта машин специального рудничного исполнения: нормального (РН), повышенной надежности (РП) и взрывозащищенного (РВ). Оборудование, например, исполнения РВ обеспечивает нераспространение взрыва метановоздушной смеси шахтной атмосферы даже в случае его возникновения внутри оболочки этого оборудования.

Влажность и агрессивность шахтной среды определяют требования к антикоррозийным предохранительным покрытиям ответственных узлов горных транспортных машин.

Особенности транспорта на угольных шахтах

Область информации

На зарубежных угольных шахтах с камерно-столбовой системой разработки распространён самоходный безрельсовый транспорт (самоходные вагоны с донным конвейером и погрузочно-транспортные машины).

На угольных шахтах, разрабатывающих крутые пласты, в участковых горизонтальных промежуточных выработках применяют конвейерный транспорт, в участковых углеспускных печах и гезенках — гравитационный самотёчный, в вертикальных межгоризонтальных выработках - спиральные спуски, а в штреках и квершлагах на горизонте околоствольного двора - конвейерный, комбинированный конвейерно-локомотивный или только локомотивный транспорт.

При вскрытии угольного месторождения наклонными стволами возможно использование конвейерного транспорта от забоя до поверхностного комплекса, включая погрузку угля в железнодорожные вагоны внешнего транспорта. На стыках различных видов транспорта применяют аккумулирующие (усредняющие) ёмкости в виде горных бункеров — специализированных наклонных или вертикальных горных выработок, снабжённых питателями или регулируемыми затворами, а также механизированных бункеров, устанавливаемых в горизонтальных или наклонных выработках и имеющих вместимость от 50 до 200 м³.

Особенности транспорта на рудных шахтах

Область информации

На рудных шахтах по добыче крепких руд чёрных и цветных металлов и горно-химического сырья для перемещения горной массы от мест погрузки из очистных забоев или рудоспусков по откаточным выработкам к шахтному стволу наиболее распространён локомотивный транспорт. Перемещение (доставку) горной массы от забоя очистной выемки до места погрузки в вагонетки локомотивной откатки производят погрузочно-транспортными машинами или подземными автосамосвалами, скреперными установками, реже конвейерами. В рудных шахтах, вскрытых наклонными стволами, дроблёную руду на поверхность транспортируют ленточными конвейерами под углом 16-18°. На некоторых рудных шахтах при отработке мощных месторождений руду транспортируют автосамосвалами от забоев до околоствольного двора, а иногда и на поверхность шахты (при вскрытии месторождения штольнями или наклонными стволами с углами не более 12°). Подземные автосамосвалы грузоподъёмностью 10-45 т загружают погрузочными машинами с нагребающими лапами, подземными экскаваторами, ковшовыми колёсными погрузчиками.

При комбайновой выемке калийных руд длинными очистными забоями руду по забою и блоковым выработкам доставляют скребковыми конвейерами, а по панельному штреку и магистральным выработкам до околоствольного двора или по наклонному стволу на поверхность — ленточными конвейерами. При камерно-столбовой системе разработки калийных руд в комплексе с проходческо-добычным комбайном и бункер-перегружателем для транспорта руды от бункер-перегружателя до блокового скребкового конвейера применяют самоходные вагоны с донным конвейером.

При подземной разработке марганцевых руд, например длинными столбами с заходками, используются ленточные конвейеры, осуществляющие транспорт руды до околоствольного двора или до погрузочного пункта магистрального локомотивного транспорта.

Область информации

Особенности транспорта при проведении выработок по крепким породам буровзрывным способом

На подготовительных работах при проведении выработок по крепким породам буровзрывным способом применяют погрузочные машины, ленточные перегружатели и локомотивный транспорт, в рудных шахтах — самоходный транспорт. При комбайновом способе проходки по породам невысокой крепости для транспорта горной массы используются локомотивный или конвейерный транспорт — сочетание скребковых и ленточных конвейеров или телескопические ленточные конвейеры.

Область информации

Направления развития современного шахтного транспорта

Область информации

Основное направление развития современного шахтного транспорта — широкое применение наиболее производительного поточного транспорта, в частности, конвейерных и секционных поездов с донной разгрузкой; контактных и аккумуляторных электровозов с большим сцепным весом и системой импульсно-тиристорного управления тяговыми двигателями; систем автоматического вождения электровозов без машиниста; самоходных погрузочно-транспортных машин с дизельным и электрическим приводами и навесным сменным оборудованием многоцелевого назначения; подземных автосамосвалов большой грузоподъёмности; вспомогательного самоходного транспорта, монорельсовых и канатных дорог; средств пакетно-контейнерной доставки на рабочие участки вспомогательных грузов; комплексной механизации и автоматизации всех производственных процессов на погрузке, транспортировании и разгрузке с использованием компьютерной техники.

Ленточные конвейеры

Преимуществами ленточных конвейеров являются:

- высокая производительность, большая длина как в одном ставе, так и всей конвейерной линии; относительная простота конструкции;

- значительно меньшие масса и удельная энергоемкость по сравнению со скребковыми конвейерами; высокая надежность, безопасность и возможность полной автоматизации работы.

Недостатки:

- ограничение по крупности транспортируемой горной массы (до 500 м),

- необходимость прямолинейной установки конвейера в плане, ограниченный угол наклона (с гладкой лентой при транспортировании вверх - до 18°, вниз - до 16°),

- высокая стоимость и относительно небольшой срок службы конвейерной ленты.

Область информации

Рельсовый транспорт

Электровоз контактный 7КА предназначен для транспортирования составов по подземным выработкам шахт и рудников с уклоном до 0,005 и радиусами закругления рельсовых путей не менее 12 м

Бесконтактный электровоз АРП8Т

Шахтный напочвенный дизелевоз типа DLP140F (DLP140F13t) предназначен для транспорта материала или работников в горизонтальный выработках с рельсовым путем с шириной колеи 600-900 мм с макс. углом наклона пути 35‰.

Дизелевоз позволено эксплуатировать в среде, опасной по взрыву метана и угольной пыли

Шахтные вагонетки для перевозки грузов и людей.

Конвейерные поезда

Конвейерный поезд, тележечный поезд - транспортное средство в виде отдельного поезда с грузонесущим полотном лоткового типа, движущееся по рельсовой колее или специальным направляющим.

Конвейерный поезд предназначен для транспортирования крупнокусковой горной массы при подземном и открытом способах добычи полезных ископаемых.

Принцип действия:

Перемещение горной массы осуществляется грузонесущим полотном, размещенным на ходовых тележках, которые перемещаются под действием магнитного поля, сформированного электромагнитными приводами, распределенными вдоль трассы.

Предназначендля массовых перевозок насыпных грузов от мелких до кусков размером 1200 мм. Применение конвейерных поездов началось в 60-х гг. 20 века во Франции (фирма "Seccam") и в США (фирма "Dashaveyor").

Конвейерный поезд:

1 – тележка; 2 - лоток; 3 – статор электропривода

Конвейерная система типа «конвейерный поезд»

а - горизонтальный участок трассы замкнутой пространственной конвейерной системы 1-горизонтальный участок трассы; 2-конвейерные поезда; 3–подвеска

б - участок поворота с подъемом трассы замкнутой пространственной конвейерной системы 1-ходовой состав; 2-ходовой состав

Оптимальные параметры конвейерных поездов на открытых работах: поперечное сечение груза на полотне 1-1,5 м²; грузоподъёмность 300-400 т; скорость движения с грузом 5-10 м/с.

Основные достоинства конвейерных поездов: работа на крутых уклонах (до 20-25%); транспортирование крупнокусковой горной массы (до 1200 мм); движение по путям с малыми радиусами закруглений (до 30-40 м); полная автоматизация работы системы; высокая производительность, перемещение породы и руды на большие расстояния без перегрузки, возможность крутонаклонного транспортирования горной массы.

Недостатки: большое число приводов, подверженность поезда действию переменных (растягивающих и сжимающих) усилий.

Монорельсовые дороги ДМД

Область информации

Монорельсовые дороги ДМД с дизельным локомотивом представляют собой перспективный транспортное средство. Они способны перевозить в вагонетках как людей, так и грузы. Подвесная колея такой дороги делается из двутавровых балок. На разветвлениях устанавливаются стрелочные переводы. Поскольку локомотив изготавливается во взрывобезопасном исполнении, это позволяет эксплуатировать дороги ДМК на шахтах, опасных по газу и пыли.

Монорельсовая дорога фирмы «DBT» (DeutscheBergbauTechnik)

В подземных условиях монорельсовые и подвесные канатные установки длиной до 2 км применяют в выработках высотой свыше 1,7 м и с углом наклона от 0 до 30 градусов. Производительность монорельсовой дороги для доставки крепления, материалов и оборудования на расстояние 1 - 1,5 км со скоростью 0,25 - 1,85 (2,0) м/с равна 10 - 35 т/час, пропускная способность канатных установок для перемещения людей при скорости 1,2 м/с, достигает 200 чел/час. Комплекс оборудования шахтного подвесного монорельсового пути с дизелевозами является более универсальным, обеспечивает перевозку материалов, оборудования, людей по разветвленной трассе подземных выработок неограниченной длины под углом наклона до 30 градусов.

Канатная дорога

Канатная дорога - транспортная установка для перевозки грузов в подвесных вагонетках, а также пассажиров в подвесных вагонах и креслах по натянутому между конечными станциями и поддерживаемому на линии промежуточными опорами стальному канату.

По назначению различают канатные дороги грузовые, пассажирские и грузопассажирские; по устройству - двухканатные (один из канатов несущий, другой - тяговый) и одноканатные.

Канатные дороги бывают с кольцевым движением и с маятниковым - на каждом пути подвешено по одному вагону, совершающему возвратно-поступательное движение между конечными станциями.

Длина грузовых канатных дорог практически неограничена (так как их могут образовывать последовательно соединённые самостоятельные секции длиной 10 км и более). Например, канатная дорога "Кристенберг - Булиден" (Швеция), служащая для транспортирования руды, имеет протяжённость 96 км. Производительность грузовых канатных дорог достигает 650 т/ч (иногда и более). Скорость передвижения вагонеток на таких канатных дорогах до 5 м/с (обычно 2,5-3,5 м/с), вместимость до 3 т.

На строительстве различных объектов используются лёгкие стационарные и переносные, одноканатные и двухканатные дороги (длиной не свыше 2 км) с кольцевым и маятниковым движением вагонеток. Грузоподъёмность их на таких канатных дорогах не превышает 500 кг, производительность (при кольцевом движении) 15-25 т/ч.

Схема пассажирской канатной дороги с маятниковым движением вагонов

1 - несущие канаты; 2 - контргрузы; 3 - вагоны; 4 - приводной шкив; 5 - тяговый канат; 6 - натяжные шкивы с контргрузом; 7 - промежуточные опоры.

Автосамосвалы подземные

Автосамосвал подземный - грузовой автомобиль с саморазгружающимся кузовом, применяемый для транспортировки горной массы по подземным выработкам с углом наклона до 10-12°.

Область информации

Автосамосвалы подземные на базе обычных самосвалов, оборудованных очистителями выхлопных газов, начали использоваться на подземных работах в США в 1950-х гг. Различают автосамосвалы подземные с опрокидным кузовом и телескопически выдвигающимся устройством, обеспечивающим разгрузку через задний борт автомобиля.

Автосамосвалы подземные отличаются небольшой высотой (до 2,5 м), малым радиусом поворота, хорошей манёвренностью; двигатели оборудуются газоочистителями-нейтрализаторами выхлопных газов. Некоторые типы автосамосвалов подземных снабжены двойным рулевым управлением.

Подземные автосамосвалы (их грузоподъемность достигает 40 т) разработаны с учетом специфических шахтных условий. Они получили широкое распространение при большом объеме транспортных операций. Эти машины способны преодолевать затяжные подъемы, надежны и безопасны в работе, имеют сравнительно небольшие размеры, простую конструкцию, высокую прочность, хорошую маневренность и значительную скорость движения.

Самоходные вагоны

Самоходные грузовые вагоны - специальный вид технологического транспорта, предназначенный для транспортировки промышленных грузов. Используется преимущественно на горных предприятиях.

Область информации

Среднее расстояние транспортирования ими грузов при скорости движения 8…10 км/ч составляет 100…150 м, а максимальная - 200…300 м.

Эти транспортные средства выпускают четырёх типоразмеров - грузоподъёмностью 5, 10, 15 и 20 т.

Выбор типоразмера вагонов, используемых во время проходки узких выработок небольшой длины, обусловливается техническими характеристиками комплекса, принятого для механизации работ в подготовительном забое.

Гравитационный транспорт

Гравитационный транспорт- способ транспортирования грузов под действием собственного веса (напр., по наклонному транспортирующему желобу, винтовому спуску, с помощью гравитационного роликового или дискового конвейера).

Область информации

Гравитационные установки имеют вид наклонных и винтовых спусков, по которым под действием сил тяжести груз спускается. Наклонный спуск состоит из двух участков. На участке с большим углом наклона груз движется с заданной скоростью, а на участке с меньшим углом наклона замедляет движение и останавливается на горизонтальном участке.

Винтовой спуск используют для этого же, но его горизонтальные размеры меньше.

Перемещение грузов под действием собственного веса, или самотечная доставка, основано на скатывании или сползании груза по наклонной плоскости (по почве очистного пространства, металлическим желобам, деревянному или бетонному настилу, трубам) или на свободном падении по вертикали (по рудоспускам).

Преимуществамиэтого вида доставки являются: простота устройства, отсутствие электромеханического оборудования, относительно высокая производительность, возможность использования транспортных выработок в качестве аккумулирующих емкостей.

Недостатки: значительный износ доставочных устройств и выработок, возможное разубоживание доставляемой руды, зависимость работы от свойств доставляемой руды (кусковатость, влажность и др.).

Доставка грузов под действием собственного веса широко применяется на очистных работах в забоях рудных шахт, при закладке выработанного пространства, проведении восстающих выработок, подаче бетонной смеси по скважинам в период строительства шахты, в технологических комплексах поверхности шахт и т. д.

При скатывании горной массы по наклонной плоскости или при вертикальном падении отдельные куски, имеющие разные массу и размеры, сталкиваются между собой, перемещаются скольжением или перекатываются, поэтому скорость перемещения грузопотока несколько отличается от скорости перемещения отдельных кусков горной массы. Максимальную конечную скорость грузопотока рекомендуется принимать не более 2—2,5 м/с.

При открытом очистном пространстве руда под действием собственного веса перемещается по почве с углами наклона b = 45÷55°, при доставке руды по стальным листам b = 35÷50°.

Участковый рудопуск с люком, оборудованным двухсекторным затвором:

1 — воронка; 2 — лучка; 3— орт грохочения; 4, 5 — пневматические бутобои; 6 — грохот; 7 — рудоспуск; 8 — отбойник; 9 — лобовина; 10— пневмоцилиндры; 11 — двухсекторный затвор; 12 — днище; 13 — откаточный горизонт

Гидротранспорт

Область информации

Гидротранспорт - вид трубопроводного транспорта для перемещения сыпучих материалов под действием транспортирующего агента - жидкости.

Транспортные машины, в которых сила тяги передается грузу жидкой рабочей средой, называются гидротранспортными установками.

Гидротранспортные установки на горных предприятиях применяются для транспортирования и подъема на поверхность угля, руд и других полезных ископаемых, а также для доставки закладочных материалов в выработанное пространство.

Достоинство гидротранспорта - высокая скорость транспортирования больших масс материалов.

Основные недостатки - относительно большой расход воды, необходимость сложных устройств для отделения сыпучего материала отводы.

Гидротранспорт может быть напорным и самотечным.

Магистральный гидротранспорт- вид напорного гидравлического транспорта, предназначенный для перемещения различных твёрдых сыпучих материалов в жидкой несущей среде потрубопроводамна расстояния в десятки и сотни километров от источников их получения до мест переработки и потребления.

Магистральный гидротранспорт позволяет соединить крупные промышленные объекты (например, шахта- тепловая электростанция или коксохимический завод, рудник илиобогатительная фабрика- металлургический завод и т.п.). С помощью магистрального гидротранспорта возможно образование единых топливно-энергетических, горно-металлургических и других технологических комплексов, что значительно улучшает технико-экономические показатели производственные.

Транспортируемыми материалами могут быть уголь,руды,концентраты, горно-химическое сырьё,строительные материалыи др. В качестве несущей среды может использоватьсявода(преимущественно), а такженефтьи нефтепродукты,метанол, сжиженные природный иуглекислый газ.

К достоинствамгидротранспорта следует отнести: значительную длину транспортирования без промежуточных перегрузок по сложной трассе под любым углом; исключение механического оборудования на трассе трубопровода (кроме располагаемых в отдельных пунктах машинных отделений), что приводит к более простому обслуживанию и ремонту; возможность совмещения транспортирования с некоторыми технологическими процессами; возможность полной автоматизации транспортных работ; невысокая трудоемкость; используя разветвленные трубопроводы, можно осуществлять перемещение грузов из нескольких мест в одно или, наоборот, из одного – в несколько; возможность создания наиболее гигиеничных и безопасных условий для обслуживающего персонала и находящихся поблизости людей при перемещении экологически опасных материалов.

К недостаткам, ограничивающим применение гидротранспортных установок, относят: ограничения по характеристикам и по роду перемещаемых грузов, в частности по их крупности, что вызывает необходимость предварительного дробления грузов; усиленный износ трубопроводов при перемещении абразивных грузов; повышенный расход энергии; потребность в больших количествах воды; опасность замерзания труб при низких температурах.

Принцип создания напора	Тип установки	Схема
Гравитационный	С наклонными желобами
	С вертикальным участком трубопровода
С искусственным напором	С пульпонасосом
	С насосом и питателем
С искусственным напором	Гидроэлеватор
	Эрлифт