Технические характеристики круговых опрокидывателей

Параметры	ОК2,5-150	ОК2,8-296	ОК2,8-574	ОК4,0-410	ОКЭ4,0-410	ОКЭ4,0-860	ОКЭ4,0-760
Диаметр барабана, мм
Длина барабана, мм
Время одного поворота барабана, с
Тип разгружаемой вагонетки	ВГО,7	ВГ2,2	ВГ4,5А	ВГ4,5А; ВГ9,0А	ВГ10
Число одновременно разгружаемых вагонеток				2; 1
Мощность двигателей, кВт		7,5
Масса, т	6,4	10,7	15,4	30,8	44,7	55,8	53,3

Для разгрузки вагонеток типа ВБ4А применяют штоковые пневматические опрокидыватели типа 0ШП9 и гидравлические типа ОШГ9. Опрокидыватель ОШП9 (рис. 11.5) состоит из подающего цилиндра 1, двух спаренных опрокидывающих цилиндров 2 и 3 с крюками, фиксирующими вагонетку на рельсах при разгрузке, пульта управления 4 и ограждений 5.

Разгрузка вагонетки осуществляется следующим образом. С помощью электровоза вагонетку устанавливают перед опрокидывателем. Оператор, управляя краном пневмосистемы, подает сжатый воздух в подающий цилиндр 1, который приводит опрокидывающие цилиндры 2 в рабочее положение. При этом крюки штоков цилиндров 2 и удерживающий крюк 3 набрасываются на соответствующие кронштейны вагонетки. При подаче воздуха в опрокидывающий цилиндр днище вагонетки наклоняется, борт откидывается, и горная масса разгружается. Затем оператор возвращает опрокидывающие цилиндры в исходное положение, и цикл разгрузки следующей поданной электровозом вагонетки повторяется.

Перемещение отдельных вагонеток или составов при маневровых операциях на погрузочных и обменных пунктах осуществляется маневровыми лебедками или толкателями. Для остановки и дозирования при обмене вагонеток в клетях и опрокидывателях применяют путевые стопоры.

Маневровые лебедки используют на приемно-отправительных станциях в околоствольных дворах и на поверхности. Широко применяют однобарабанные лебедки с дистанционным управлением, двухбаранные типа МК и др.

 

Рис. 11.5. Штоковый опрокидыватель ОШП9

Однобарабанная маневровая лебедка типа ЛВД (рис. 11.6) состоит из барабана 3, планетарного редуктора 2, двигателя 5, фрикциона 1, ленточного тормоза 4, механизма дистанционного управления 6 и храпового стопора 7. Плавное соединение и отсоединение барабана и привода производят фрикционном 1, а торможение и стопорение барабана — ленточным тормозом 4.

Рис. 11.6. Однобарабанная маневровая лебедка типа ЛВД

Механизм дистанционного управления 6 обеспечивает при пуске двигателя автоматическое затягивание тормоза фрикциона и присоединение барабана к приводу, после чего производится навивка каната на барабан. При пуске двигателя в обратном направлении тормоз фрикциона автоматически открывается, барабан отсоединяется от привода, и канат свободно разматывается с барабана. С помощью храпового стопора 7 обеспечивается стопорение барабана лебедки при работе на уклоне.

Выпускают 8 унифицированных моделей лебедок типа ЛВД с тяговым усилием от 63 до 18 кН при скорости перемещения каната от 0,25 до 0,7 м/с, канатоемкостью барабана 200—350 м, диаметром каната 12,5 мм и мощностью двигателя от 3 до 13 кВт.

Толкатели предназначены для перемещения одиночных вагонеток или составов. Принцип действия толкателя — захват вагонетки кулаком снизу за подвагонный упор, ось, буфер или сверху за кузов и дальнейшее проталкивание вагонетки на небольшое расстояние. В качестве тяговых органов, на которых закреплены толкающие кулаки, применяют цепи, штанги или канаты, приводимые в движение от электрического, электрогидравлического или пневматического привода.

В передвижном бесфундаментном канатном толкателе типа ТКО тяговым органом является бесконечный канат, рабочая ветвь которого соединена с толкающей кареткой. Толкатели этого типа применяют для перемещения одиночных вагонеток и составов на прямолинейных и криволинейных участках рельсового пути.

Для обмена вагонеток в клетях используют агрегаты типа АПГ с пневматическим приводом. Эти агрегаты предназначены для гашения скорости и полной остановки подходящей к шахтному стволу вагонетки, удержания ее на путях приемной площадки во время движения клетки по стволу и заталкивания вагонетки в клеть при обмене порожней вагонетки на груженую и наоборот.

Путевые стопоры предназначены для остановки и удержания вагонеток на самокатных путях, а также для дозировки при обмене вагонеток в клетях или опрокидывателях. Стопор состоит из двух кулаков, которые в закрытом положении находятся на головках рельсов, а при открытом — отклонены в стороны. Вагонетка при своем движении по самокатным путям наезжает колесами на кулаки и останавливается. Для плавной остановки вагонетки и гашения усилий на кулаки устанавливают пружинные амортизаторы. Открывание кулаков может осуществляться вручную или от пневматического или электромагнитного привода, управляемого дистанционно.

По назначению стопоры разделяют на задерживающие и дозирующие: задерживающие — имеют одну пару кулаков и обеспечивают только остановку отдельных вагонеток, а дозирующие — две пары кулаков и обеспечивают удержание и отделение от состава по одной или несколько вагонеток.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите механизмы, которые относятся к вспомогательному оборудованию электровозного транспорта.

2. Начертите принципиальную схему опрокидывателя и объясните принцип его действия.

3. Объясните функциональное назначение толкателей, перечислите их осшовные конструктивные особенности.

4. Чем отличаются конструкции маневровой и скреперной лебедок?

III. МАШИНЫ РУДНИЧНОГО ТРАНСПОРТА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

12. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОСТАВКИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СОБСТВЕННОГО ВЕСА

12.1. Общие сведения

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).

Преимуществами этого 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.

Перемещение груза массой т по наклонной плоскости (рис. 12.1) происходит при таком угле наклона, при котором составляющая собственного веса mg sinb оказывается больше силы трения mgf cosb, т.е.

mg sinb > mgf cosb или tg b > f,

где f — коэффициент трения скольжения частицы груза по наклонной плоскости.

Рис. 12.1. Силы, действующие при скольжении груза по наклонной плоскости

При tgb > f происходит равноускоренное движение груза, при этом минимальное значение угла наклона плоскости, при котором начинается движение, b_min = arctgf.

Сила (Н), под действием которой груз движется вниз,

F = mg (sin b — f cos b),

а ускорение (м/с²)

a = F/m = g (sin b — f cos b).

Определим конечную скорость v_к движения частицы груза на длине пути l. Для этого кинетическую энергию груза приравняем к работе силы F на этом пути:

откуда конечная скорость (м/с)

где h = l/sinb — перепад высоты, м.

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 v_K 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 заполнении пространства обрушенной массой — с углами b = 65÷80° (большие углы наклона соответствуют условиям доставки влажной руды). При доставке руды по стальным листам b = 35÷50°.

 

12.2. Доставка руды в забоях и по рудоспускам

Благодаря простоте и высокой производительности доставки под действием собственного веса при выборе системы разработки стремятся использовать именно этот способ доставки руды из очистного пространства.

Наибольшее распространение получила доставка руды под действием собственного веса непосредственно по очистному пространству, например, при отработке крутопадающих месторождений с подэтажным или этажным принудительным обрушением, при донном и торцовом выпусках руды, по рудоспускам. Почти весь объем подземной добычи железных и апатитовых руд и больше половины добываемых руд цветных металлов доставляют таким способом от места отбойки на подэтажные выработки, по, которым далее руду транспортируют различными средствами рудничного транспорта к рудоспускам или околоствольному двору.

Для систем разработки с магазинированием в блоках и с донным выпуском руды предусматривают специальные выпускные выработки, а пункты выпуска руды оборудуют затворами или питателями. Очистное пространство либо поддерживается естественным образом при устойчивых окружающих породах, либо заполняется обрушенными породами по мере выпуска руды.

При отработке крутопадающих месторождений с выемкой этажным или, чаще, подэтажным обрушением производят торцовый выпуск руды в выработку (подэтажный штрек), по которому руду доставляют самоходными транспортными машинами или конвейерами. С целью обеспечения непрерывного истечения руды с наименьшим ее разубоживанием породой в призабой-ном пространстве над подэтажным штреком обычно оставляют козырек-потолочину. Погашение подэтажного штрека производят в отступающем порядке по мере отбойки руды (см. рис. 3.2). Кроме этого широко применяют доставку руды самотеком при отработке рудного тела наклонными слоями с закладкой выработанного пространства.

При разработке мощных и средней мощности рудных тел руду с вышележащих горизонтов на нижележащие доставляют самотеком по вертикальным или наклонным рудоспускам, которые располагают в рудном теле, боковых породах или в выработанных пространствах подлежащих закладке. Применяют рудоспуски с креплением и, чаще, без крепления. Так как крепь быстро изнашивается, рудоспуски стараются по возможности располагать в устойчивых породах.

Угол наклона b рудоспусков принимают в зависимости от физико-механических свойств руды: при глинистой руде влажностью свыше 10% b³65°; при кусковатой руде с содержанием до 25% липких фракций b = 60°; при кусковатой руде с содержанием до 25% мелких фракций b = 50°.

Диаметр рудоспуска должен быть в несколько раз больше максимального размера куска доставляемой руды: обычно при кусках руды размером от 400 до 800—1000 мм диаметр рудоспуска составляет 1,5—3 м. По мере эксплуатации и износа стенок диаметр рудоспуска увеличивается.

Различают рудоспуски участковые, проходимые в пределах одного этажа и предназначенные для доставки руды с горизонта выпуска на откаточный горизонт, и капитальные рудоспуски, проходимые на высоту нескольких этажей и предназначенные помимо перепуска также для аккумулирования больших объемов руды и ее усреднения.

Руду к участковому рудоспуску (рис. 12.2) доставляют скреперными установками, самоходными машинами, конвейерами или самотеком. Над рудоспуском оборудуют камеру грохочения, где укладывают колосниковый грохот — решетку, выполненную обычно из рельсов. Большие некондиционные куски руды, застрявшие на грохоте, подвергают с помощью бутобоев вторичному дроблению. При использовании мощного самоходного оборудования необходимость в камерах грохочения отпадает.

Рис. 12.2. Участковый рудопуск с люком, оборудованным двухсекторным затвором: 1 — воронка; 2 — дучка; 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

Высоту рудоспуска и его вместимость принимают из условия аккумулирования руды в объеме 2—3-часовой производительности транспортной установки, обслуживающей рудоспуск.

В нижней части рудоспуск оборудуют люком с затвором или.питателем для погрузки руды в транспортные установки.

Капитальные рудоспуски служат для перепуска, аккумулирования и усреднения руды, поступающей с нескольких эксплуатационных горизонтов, на которых в местах перегрузки руды в рудоспуск оборудуют разгрузочные камеры, соединенные с рудоспуском наклонными сбойками. Нижняя расширенная часть капитального рудоспуска выполняет функции аккумулирующего 'бункера. Из капитальных рудоспусков руду через люки, оборудованные затворами или питателями, загружают в вагоны локомотивного транспорта.

Руду к капитальным рудоспускам транспортируют с нескольких эксплуатационных горизонтов, на которых в местах перегрузки руды в рудоспуск оборудуют специальные камеры. Из капитальных рудоспусков руду через люки загружают в вагоны.

Капитальные рудоспуски на крупных рудных шахтах, служащие для аккумулирования руды, поступающей с отдельных рудных тел, а также рудоспуски, находящиеся в околоствольном дворе, оборудуют дробилками, после которых дробленая рудапоступает самотеком либо в вагоны, либо к загрузочномуустройству скиповой установки.

Высота капитальных рудоспусков может достигать нескольких сотен метров. Высота заполнения рудоспуска ограничивается способностью руды к сводообразованию, а также необходимостью обеспечения разгрузки руды в рудоспуск с нескольких эксплуатационных горизонтов. Для предохранения загрузочных устройств от ударных нагрузок нижнюю бункерную часть рудоспуска сохраняют заполненной рудой минимум на высоту буферной подушки.

Глубокие рудоспуски обладают большой аккумулирующей способностью, что обеспечивает независимость процессов доставки руды в рудоспуск и транспорт руды от рудоспуска.

12.3. Люки, оборудованные затворами и питателями

Устройство, располагаемое в нижней части выпускной воронки или рудоспуска, через которое производят выпуск ипогрузку горной массы, называется люком. Люки оборудуют затворами или питателями, предназначенными для управления грузопотоком горной массы. Затворы обеспечивают только перекрытие и регулирование подачи горной массы, а питатели, кроме того, равномерную и непрерывную ее подачу со значительно большей производительностью.

Конструкцию люка выбирают в зависимости от объема горной массы, пропускаемой через данный люк, ее гранулометрического состава и влажности, требуемой производительности и вместимости кузова загружаемого вагона. К конструкции люка предъявляют следующие требования: прочность, обеспечение безопасной и надежной работы без просыпи на почву и полноты загрузки кузовов вагонов, возможность более простого способа ликвидации образующихся над люком заторов.

Люк состоит из днища, бортов, лобовины, отбойника, затвора и привода управления затвором. Воспринимающее большие нагрузки днище изготовляют из заделанных в бетон рельсов, стальных листов толщиной до 25 мм или броневых плит толщиной до 80 мм. Лобовину и отбойник также выполняют из рельсов или из дерева, которое обшивают металлом. Угол наклона днища в зависимости от свойств выпускаемой горной массы составляет 40—65°.

Управление затвором может быть ручным или механическим. Наибольшее распространение получили затворы с пневматическими приводами (пневмоцилиндрами), пульт управления которыми располагают у погрузочного полка или в откаточной выработке.

Затворы, применяемые для оборудования люков, можно разделить по принципу действия на две группы: с отсечением струи горной массы и с созданием подпора струи. К первой группе относятся шиберные, секторные, пальцевые и цепные затворы, ко второй — лотковые. Кроме того, применяют комбинированные затворы — сочетание секторного, пальцевого или цепного затворов с лотковым.

Преимущества всех затворов — простота конструкции, недостатки — трудность ликвидации заторов руды, образующихся над люком. Затворы вполне удовлетворительно работают при крупности отдельных кусков выпускаемой горной массы до 400 мм (максимальная крупность — не более 600 мм).

Шиберный затвор (рис. 12.3, а), представляющий собой плоскую задвижку, которую перемещают в направляющих, применяют при выпуске среднекусковой горной массы невысокой крепости. Основной недостаток шиберного затвора — перекос задвижки, что вызывает большие сопротивления при ее открывании и закрывании и просыпь.

Секторные затворы могут быть с верхней отсечкой — секторный обратный (рис. 12.3, б), с нижней отсечкой — секторный прямой (рис. 12,3, в) и двухсекторные (рис. 12.3, г). Секторные затворы обеспечивают наиболее плотное закрытие выпускных отверстий люков. Односекторные затворы обычно применяют при крупности выпускаемой горной массы 200—300 мм, двухсекторные — при крупности 400—500 мм.

Рис. 12.3. Затворы: а — шиберный; б — секторный обратный: в — секторный прямой; г — челюстной; д — пальцевый; е — цепной

Односекторный затвор с верхней отсечкой обеспечивает возможность регулирования потока горной массы при неполном открывании, но в момент закрытия возможно защемление от дельных кусков. Односекторный затвор с нижней отсечкой обеспечивает более плотное закрытие без защемления отдельных кусков руды.

Двухсекторный затвор объединяет преимущества односекторных затворов с верхней и нижней отсечкой. При погрузке открывают и закрывают только нижний сектор (см. рис. 12.2), а верхний находится в приподнятом на 200—300 мм положении и служит для регулирования потока и пропуска отдельных крупных кусков при дополнительном его подъеме. Разновидностью секторных затворов является челюстной затвор (рис. 12.3, г).

Пальцевый затвор (рис. 12.3, д) состоит из шарнирно закрепленных 5—7 пальцев, изготовленных из рельсов или двутавров. Каждый палец, независимо от других, под действием силы тяжести ложится на крупный кусок и зажимает его на плоскости лотка, закрывая тем самым выпускное отверстие люка. Пальцы сверху объединены отрезками цепей, которые через трос соединены со штоком пневмоцилиндра управления затвором. Пальцевые затворы применяются при загрузке вагонов с кузовом вместимостью до 4 м³ рудой крупностью до 600 мм (для вагонов большей вместимости возможна загрузка руды большей крупности).

Цепной затвор (рис. 12.3, е) состоит из отдельных отрезков круглозвенной цепи длиною до 1,5 м, подвешенных в верхней части на горизонтальном стержне, а снизу (по концам) снабженных грузами. Цепи поднимают через щель пневмоцилиндром. По сравнению с пальцевым затвором цепной затвор проще по конструкции, надежнее в работе, лучше удерживает мелочь, однако при его использовании затрудняется ликвидация заторов руды.

В лотковом затворе регулирование потока выпускаемой руды производят путем изменения угла наклона лотка. Лотковые затворы применяют для поперечной и продольной загрузки вагонов рудой различной крупности.

Комбинированные затворы состоят из двух затворов, например пальцевого и лоткового (рис. 12.4) или цепного и лоткового. Один затвор отсекает поток руды, другой — регулирует по ток и исключает переполнение вагонов рудой. Такие комбинированные затворы применяют при неравномерной кусковатости выпускаемой руды.

Рис. 12.4. Люк с комбинированным затвором (пальцевым и лотковым): 1 — металлоконструкция; 2, 3 — затворы соответственно пальцевый и лотковый; 4 — отбойник; 5—7 — пневмоци-линдры управления соответственно лотковым и пальцевым затворами и отбойником; 8 — пульт управления

Эксплуатационная производительность люка зависит от размеров выпускного отверстия, конструкции затвора, характеристики выпускаемой горной массы, вместимости вагонов и организации электровозной откатки. Ширину (мм) выпускного отверстия люка b принимают не менее трехкратного размера (мм) кондиционного куска а выпускаемой руды (b ≥ 3а), высота выпускного отверстия h = 1,25 b.

Недостаток погрузочных пунктов, оборудованных затворами, — относительно невысокая производительность и ее зависимость от размеров куска руды: чем больше выход негабарита, тем больше число зависаний и меньше производительность люка. На железорудных шахтах Сибири было установлено, что при снижении выхода негабарита с 6—8 до 2—4% число зависаний снижается в среднем с 8,3 до 3,8 на 1000 т добытой руды.

Эксплуатационная производительность люков с секторным затвором с выпускным отверстием 1360×780 мм составляет 150—200 т/ч, с цепным затвором с выпускным отверстием 2400×1600 мм — 400—450 т/ч. Месячная пропускная способность достигает 120 тыс. т.

Для загрузки вагонов большой вместимости (9 м³) в погрузочных пунктах устанавливают два затвора рядом, что позволяет загружать вагон одновременно по всей длине кузова, увеличивая тем самым производительность погрузки.

С целью интенсификации выпуска руды люковые затворы заменяют питателями, которые обеспечивают значительно большую производительность, безопасность и надежность, возможность автоматизации загрузки вагонов. Наибольшее распространение получили вибрационные питатели, реже применяются качающиеся питатели. Вибрационные питатели обеспечивают техническую производительность до 1500 т/ч и позволяют повысить производительность труда в 2—2,5 раза по сравнению с погрузочными пунктами, оборудованными затворами (см. 14.3).

 

12.4. Эксплуатация и правила безопасности

Так как перемещение горной массы осуществляется под действием силы тяжести и, по существу, неуправляемо, вопросам эксплуатации и техники безопасности данного вида доставки необходимо уделять особое внимание.

При эксплуатации действующие выпускные отверстия должны быть заполнены отбитой рудой, а недействующие — перекрыты. Расположение выпускных отверстий, выходящих на горизонт грохочения или скреперования, определяют по проекту. При расположении выпускных выработок, выходящих в доставочную выработку одна против другой, выпуск можно вести только из одной выпускной выработки при условии, что самопроизвольный выпуск руды из второй выработки исключается.

При выпуске под действием собственного веса происходит зависание руды в горловинах выпускных выработок по причине заклинивания выработки (дучки) негабаритными кусками или заклинивания в результате определенной комбинации отдельных габаритных и негабаритных кусков, слеживаемости при длительных перерывах выпуска и др. Зависания ликвидируют взрыванием зарядов, устанавливаемых на шестах в выпускных выработках, специальными гранатометами, пневмоимпульсными устройствами (рис. 12.5, а). Пневмоимпульсные устройства позволяют ликвидировать зависания с помощью сжатого воздуха, а также, насыщая рудную массу воздухом, способствуют предупреждению сводообразования.

Рис. 12.5. Схема пневмоимпульсного устройства (а) и план горизонта выпуска с установкой в дучке пневмоимпульсного устройства (б)

Пневмоимпульсное устройство (пневмопушка) включает цилиндрический корпус 1, вспомогательный цилиндр 2, обратный клапан 3, направляющие 4, запорный клапан 5, сопло 6 и кран управления 8.

Работа пневмопушки осуществляется следующим образом: через кран управления 8 сжатый воздух из шахтной магистрали 7 поступает во вспомогательный цилиндр 2, при этом запорный клапан 5 закрывает сопло 6 (трубопровод), и воздух через обратный клапан 3 поступает в корпус 1 пневмопушки. При открывании крана 8 и выпуске воздуха из полости вспомогательного цилиндра 2 запорный клапан 5 резко отходит от сопла 6, после чего сжатый воздух из корпуса 1 пневмопушки по трубопроводу 6 поступает к месту зависания руды.

Пневмоимпульсное устройство 1 устанавливают в специальной нише 9, пройденной с вентиляционной сбойки 10 (рис. 12.5, б). От пневмоимпульсного устройства через отверстие между нишей 9 и дучкой 11 пропускают сопло 6 длиной 3,5—4 м, которое заглубляют в зону завала руды в дучке 11.

К пневмоимпульсному устройству через отверстие, пробуренное с откаточного горизонта 12, подводят трубу 7 для наполнения устройства сжатым воздухом и трубу 13 для управления устройством с помощью крана 8, вынесенного на рабочее место 14 машиниста виброконвейера 15.

Использование пневмоимпульсных устройств способствует увеличению производительности выпуска и доставки руды и безопасности работ.

Вo избежание падения людей необходимо ограждать устье рудоспусков барьерными решетками. Для предохранения погрузочных устройств от прямых ударов обязательно наличие в рудоспуске буферного слоя руды. Если в выработках над рудоспуском ведутся взрывные работы, то рудоспуск должен быть заполнен рудой над люком на высоту не менее 3 м.

Механизмы, используемые на выпуске руды, необходимо оборудовать дистанционным и автоматизированным управлением, а также пылеподавляющими установками.

Вопросы для самопроверки

1. При каких условиях происходит перемещение грузов по наклонной, плоскости под действием собственного веса?

2. Назовите основные конструкции затворов и укажите их области применения.

3. Как определить размеры выпускного отверстия люка?

13. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

13.1. Общие сведения

Одним из путей интенсификации и концентрации очистных работ является создание поточной технологии, при которой комплекс горных машин позволяет осуществить непрерывность процессов выпуска, доставки, погрузки, транспортирования и подъема руды. Создание поточной технологии на всех или на отдельных транспортных звеньях горного предприятия невозможно без применения конвейерного транспорта, обеспечивающего непрерывность грузопотока, ритмичность работы и повышение производительности труда при наиболее низкой энергоемкости и трудоемкости процессов доставки и транспортирования руды.

Применение конвейерного транспорта при подземной отработке крутопадающих месторождений крепких руд позволяет сократить число рудоспусков в отрабатываемых блоках и объем проходческих работ, а также сроки подготовки и отработки¹ блоков. Особенно целесообразно применение конвейерного транспорта при разработке мощных месторождений крепких руд с использованием систем с массовым обрушением руды,, позволяющим осуществлять интенсивную отработку блока.

При подземной разработке некрепких неабразивных калийных и марганцевых руд возможна полная конвейеризация транспорта руды от забоя до обогатительной фабрики.

Основными преимуществами конвейерного транспорта являются: непрерывность потока и высокая производительность; большая длина отдельных конвейеров или конвейерных линий и возможность транспортирования под углами 18°; небольшие поперечные размеры става конвейера, допускающие его установку в горных выработках небольшого сечения; возможность монтажа конвейеров в выработках, пройденных по почве неспокойно залегающих пластов; возможность полной автоматизации конвейерных установок с централизованным управлением; повышение безопасности и улучшение условий труда.

Основные недостатки конвейерного транспорта: сложность доставки абразивных крупнокусковых грузов и необходимость предварительного дробления крепких руд; интенсивный износ гибких грузонесущих органов; высокая стоимость оборудования и его монтажа; необходимость дополнительной транспортной системы для доставки вспомогательных грузов.

 

13.2. Классификация, область применения и схемы конвейерного транспорта

Все типы конвейеров, используемых при подземной добыче руд, по назначению и месту установки подразделяются на конвейеры: для доставки руды из очистных забоев; для доставки руды по аккумулирующим выработкам, на которые руда подается забойными конвейерами; для транспортирования по магистральным выработкам; для подъема руды по наклонным стволам; для доставки горной массы из подготовительных забоев при проведении выработок.

Конвейеры, расположенные в очистных забоях и аккумулирующих выработках, могут работать либо из-под навала горной массы, т.е. выпускаемая из дучек руда под действием силы веса поступает на грузонесущий орган конвейера, либо загружаются питателями, обеспечивающими направление потока и предварительную дозировку горной массы. На магистральные и подъемные конвейеры горная масса поступает только с других конвейеров или питателей.

По конструктивному исполнению все применяемые в горнорудной промышленности конвейерные установки разделяются на вибрационные питатели, конвейеры скребковые, пластинчатые, ленточные обычной конструкции и ленточные специальные (для транспортирования крупнокусковых грузов, ленточно-канатные, ленточно-цепные, телескопические, ленточные перегружатели) и конвейерные поезда.

На выпуске и погрузке руды наиболее широко применяются вибрационные питатели (особенно при донном выпуске руды в системах разработки с массовым обрушением). Руда с вибропитателя загружается в вагонетки электровозной откатки (см. рис. 3.1, а), в автосамосвалы (см. рис. 3.1, е), на вибрационный конвейер при отработке блоков системой подэтажното пли этажного принудительного обрушения с торцовым выпуском руды (см. рис. 3.1, г) и других транспортных системах.

Скребковые конвейеры, в принципе, могут работать из-под навала руды и доставлять ее по очистным и аккумулирующим выработкам, однако из-за ненадежности работы под навалом крепких руд, а также вследствие значительного износа скребковые конвейеры не получили распространения на доставке абразивных крепких руд. Скребковые конвейеры применяют, в основном, при механизированной отбойке калийной руды для ее доставки по забою, штрекам и просекам до магистрального ленточного конвейера. Ввиду значительной липкости марганцевой руды ленточные конвейеры для ее доставки не применяются.

Рис. 13.1. Схемы конвейерного транспорта: а — при камерно-столбовой системе разработки калийных руд; б — при разработке калийных руд длинными очистными забоями; в — при разработке марганцевых руд заходками; г — конвейерный подъем крепких руд (Кировский рудник ПО «Апатит»); 1 — комбайн; 2 — бункер-перегружатель; 3 — самоходный вагон; 4 — блоковые (забойные) скребковые конвейеры; 5—7 — соответственно панельные, магистральные и подъемные ленточные конвейеры; 8 — ленточные конвейеры в выемочных штреках; 9 — сборочный (аккумулирующий) ленточный конвейер; 10 — трасса электровозной откатки; 11, 12 — вертикальные стволы; 13 — подземная дробилка; 14 — пластинчатые питатели; 15 — опрокидыватель вагонеток; 16 — бункер на поверхности

Пластинчатые конвейеры из-за ненадежности в работе и высокой металлоемкости практически не применяют для доставки руд. Исключение составляют короткие пластинчатые питатели, которые используются для равномерной подачи руды в дробилки или на различные транспортные устройства.

Ленточные конвейеры широко применяют при отработке калийных и марганцевых руд при камерно-столбовой системе разработки (рис. 13.1, а) и отработке длинными очистными забоями (рис. 13.1, б). При системах разработки комбайнами длинными очистными забоями возможна полная конвейеризация: транспорта руды от забоя до поверхности.

При разработке марганцевых руд, например на шахтах Марганецкого ГОКа, применяют ленточные конвейеры. Система отработки здесь полезного ископаемого — длинными столбами с заходками (рис. 13.1, в). В заходках руда по выемочным и аккумулирующим штрекам доставляется ленточными конвейерами до погрузочного пункта локомотивной откатки.

Ленточные конвейеры обычной конструкции со стационарными роликоопорами могут транспортировать горную массу с размерами отдельных кусков не более 350—500 мм, поэтому их применяют для транспортирования крепкой руды только после измельчения ее в дробилках.

При подземной разработке мощных месторождений крепких руд ленточные конвейеры используют для транспортирования дробленой руды на концентрационных горизонтах и по наклонным стволам до поверхности (рис. 13.1, г).

Рассмотрим схему доставки отбитой калийной руды при системе разработки длинными очистными забоями и одновременной работе двух очистных комбайнов (рис. 13.2). Калийная руда забойным скребковым конвейером 1, работающим с двумя комбайнами 2, подается на штрековые скребковые конвейеры 3 и 4, затем перегружается на просековый скребковый конвейер 5 и поступает на панельный ленточный конвейер 6. Лава разделена на две части средним штреком 7, что обеспечивает работу двух комбайнов суммарной производительностью до 600 т/ч.

Рис. 13.2. Схема конвейерной доставки калийной руды при системе разработки длинными очистными забоями и работе двух очистных комбайнов

Наиболее характерной схемой ведения очистных работ на марганцевых шахтах является отработка столба заходками. Рассмотрим схему конвейерной доставки марганцевой руды на выемочном участке телескопическими ленточными конвейерами (рис. 13.3). Заходка отрабатывается комбайном, при этом отбитая руда с перегружателя комбайна поступает на забойный конвейер. Небольшая телескопичность (до 2 м) создается за счет расположения конвейерного перегружателя комбайна над забойным конвейером. По мере продвижения комбайна забойный ленточный конвейер удлиняют путем вставки линейных секций длиной до 2 м и отрезков ленты длиной до 4 м.

Рис. 13.3. Схема конвейерной доставки марганцевой руды на выемочном участке с использованием телескопических ленточных конвейеров: 1 —заходка; 2 — комбайн КМЩ; 3—5 — конвейеры (3 — забойный; 4 — телескопический; 5 —передаточный); 6 — вагонетки; 7 — ниша; 8—10 — штреки (8 — выемочный; 9 — панельный вентиляционный; 10 — панельный транспортный);. 11 — сбойка

После отработки заходки комбайн перегоняют в противоположную заходку, при этом временно убирают концевую станцию штрекового ленточного конвейера и сокращают длину штрекового конвейера на шаг заходки. Для этих целей наиболее целесообразно использовать на штреках телескопические укорачивающиеся ленточные конвейеры, которые позволяют сокращать или удлинять конвейер на длину до 45—48 м без расшивки ленты. При отработке двух смежных столбов для передачи руды из двух забоев на один штрековый конвейер устанавливают передаточный ленточный конвейер.

Область применения ленточных конвейеров на доставке крепких руд может быть расширена путем использования передвижных малогабаритных дробильных установок и полустацио-иарных легкоразборных участковых дробилок. При разработке пологих и горизонтальных рудных залежей шахтное поле разделяют на выемочные участки (панели), для которых сооружают панельные участковые дробильные установки, а при отработке месторождений, представленных мощными крутопадающими рудными телами с устойчивыми вмещающими породами, — централизованные участковые дробильные установки.

Доставка руды к полустационарным дробильным установкам осуществляется погрузочно-транспортными машинами или автосамосвалами через комплекс рудоперепускных выработок, которые также выполняют роль аккумулирующих емкостей, что обеспечивает коэффициент использования полустационарных лробильных установок 0,9—0,95. От полустационарных дробильных установок руда максимальной крупностью 150—200 мм ленточными конвейерами транспортируется в бункер скипового подъема.

Самоходные дробилки выпускают некоторые зарубежные фирмы, например «Игл Крашер» (США). Щековая дробилка смонтирована на гусеничном механизме перемещения, производительность ее 450 т/ч, размер приемного отверстия 914×1016мм, мощность привода 112 кВт, максимальный размер дробленой руды — до 200 мм. Дробилка загружается погрузочно-транспортными машинами при длине доставки до 100 м.

В участковых полустационарных дробильных установках применяют, в основном, щековые дробилки, реже — конусные и роторные. Эти дробилки имеют относительно небольшие массу и габариты, легко разбираются на отдельные транспортабельные сборочные единицы, максимальная масса которых не превышает 8—12 т. Общая масса дробилки 27—38 т, размер приемного отверстия — от 1060×1240 до 1520×2000 мм, мощность привода 110—150 кВт, производительность 350—550 т/ч, крупность дробленой руды 130—200 мм. Расстояние доставки руды до участковой дробилки обычно не превышает 300 м.

Применение самоходных и полустационарных участковых дробилок совместно с ленточными конвейерами обеспечивает бесперебойную и независимую работу механизмов и оборудования на стыке выпуск — доставка — транспортирование — подъем, позволяя при этом внедрить циклично-поточную технологию добычи, значительно сокращая простои на погрузочно-транспортных операциях.

Участковые дробильные комплексы применяют на рудных шахтах США, Канады, Германии, Франции, Австралии и ряда других стран. Длина отдельных ленточных конвейеров или конвейерных линий колеблется от 200 до 7000 м, ширина ленты — от 900 до 2000 мм, скорость движения ленты 2—3,5 м/с. Зарубежная практика эксплуатации участковых дробильных комплексов и ленточных конвейеров показала, что при их использовании можно в 2—4 раза снизить капиталовложения (по сравнению с околоствольными стационарными дробильными комплексами), на 40% уменьшить затраты на обслуживание и ремонт погрузочно-транспортного оборудования, на 60% снизить затраты на потребление энергии, на 50% уменьшить численность обслуживающего персонала, а в целом — снизить себестоимость добычи руды.

В СССР ведутся работы по созданию специальных конвейеров для доставки крупнокусковой рядовой руды с размерами отдельных кусков до 1000—1200 мм. Совместно разработаны институтами МГИ и Гипроникель и прошли промышленные испытания комплексы машин непрерывного действия для выпуска и доставки руды, которые обеспечивают поточную технологию ведения очистных работ. Основу комплекса составляет ленточно-тележный конвейер (см. 15.4).

Такой комплекс (рис. 13.4) был установлен на руднике «Юкспорский» ПО «Апатит». Из магазинов руда доставляется: вибропитателями 1 и загружается на ортовый ленточно-тележный конвейер 2, с которого затем через перегрузочный узел 3,. включающий два спаренных вибропитателя, поступает на магистральный ленточно-тележечный конвейер 4 и далее транспортируется в бункер-накопитель 5. Из бункера-накопителя руда поступает в рудоперепускной ствол 6, загружается в вагоны-думпкары 7 и транспортируется на обогатительную фабрику.

Рис. 13.4. Схема комплекса с использованием вибропитателей и ленточно-тележечных конвейеров для поточной технологии выдачи руды

Вдоль ортового конвейера 2 длиной 150 м установлены 9 пар вибропитателей 1 (техническая производительность одного вибропитателя 800—1000 т/ч). Одновременно в работе могут находиться два вибропитателя, установленные друг против друга. Максимальная достигнутая сменная производительность комплекса 7000 т, фактический максимальный коэффициент использования комплекса 0,45—0,49. При ширине ленты ленточно-тележечного конвейера 1600 мм максимальная крупность отдельных транспортируемых кусков руды составляла 1300— 1500 мм.

Применение таких комплексов позволяет увеличить в 4—5 раз производительность труда рабочих на выпуске и транспортировании руды по сравнению с вибропогрузкой руды в вагонетки и транспортированием электровозным транспортом. Однако они отличаются относительно высокой металлоемкостью и стоимостью, длительными сроками строительно-монтажных работ. Область применения данных комплексов — отработка мощных месторождений крепких руд при условии выдачи ортовым конвейером без перемонтажа 4,5—6 млн т руды.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите преимущества и недостатки конвейерного транспорта.

2. Приведите классификацию конвейеров по назначению и месту их установки.

3. Укажите основные области применения скребковых и ленточных конвейеров при подземной разработке рудных месторождений.

4. Каким образом можно расширить область применения ленточных конвейеров при использовании передвижных и полустационарных дробильных установок?

14. КАЧАЮЩИЕСЯ И ВИБРАЦИОННЫЕ КОНВЕЙЕРЫ И ПИТАТЕЛИ

14.1. Принцип действия и схемы качающихся и вибрационных конвейеров и питателей

Принцип действия качающихся и вибрационных конвейеров и питателей (рис. 14.1) заключается в перемещении груза скольжением или микробросками по грузонесущему органу 1 установленному на катках 2 или амортизирующих опорах 3 и получающему возвратно-поступательные и колебательные движения от привода 4 по определенному кинематическому закону. В качающихся конвейерах грузонесущий орган совершает возвратно-поступательные движения с амплитудой (длиной хода) 200—350 мм и числом колебаний в минуту 35—100, а в вибрационных конвейерах — колебательные движения с амплитудой 0,5—10 мм и числом колебаний в минуту 500—3000.

Рис. 14.1. Схемы качающихся и вибрационных питателей и конвейеров: а — качающийся конвейер; б — вибрационный питатель с ненаправленными колебаниями; в — то же с направленными колебаниями; г — двухмассовый уравновешенный вибрационный конвейер с колеблющимися массами, расположенными одна над другой; д — то же, расположенными последовательно

На качающемся конвейере (см. рис. 14.1, а) при движении грузонесущего органа вперед груз массой т за счет силы трения mgf перемещается вместе с грузонесущим органом, при этом сила инерции ma ≤ gf, где а — ускорение грузонесущего органа при прямом ходе, f — коэффициент трения груза по грузонесущему органу.

При резком замедлении грузонесущего органа в конце прямого хода в результате изменения скорости движения грузонесущего органа по асимметричной диаграмме и при изменении направления его движения на обратное груз за счет запасенной кинетической энергии скользит вперед по грузонесущему органу по инерции, преодолевая силы сопротивления скольжению, т.е. при обратном ходе и скольжении груза вперед ma > mgf. На качающемся конвейере, установленном под углом b (см. рис. 14.1, б), ускорение обратного хода грузонесущего органа - а > (fcosb ± sinb)g (знак «плюс» соответствует движению груза вниз, а «минус» — вверх).

Таким образом, на качающемся конвейере груз в процессе транспортирования скользит по грузонесущему органу без отрыва от него.

Грузонесущий орган 1 вибрационного питателя с ненаправленными колебаниями (см. рис. 14.1, б) укладывается непосредственно на почву или жесткие опоры 5 и удерживается от сползания канатами или цепями 6. Под грузонесущим органом закреплен вибратор 4 (вибропобудитель), возмущающая сила F которого непрерывно изменяет свое направление. В питателе такого типа (с ненаправленными колебаниями по отношению к направлению транспортирования) вследствие вибрации находящейся на грузонесущем органе горной массы уменьшаются действия сил внутреннего трения и угол естественного откоса, улучшается текучесть горной массы. Для обеспечения надежного транспортирования вниз грузонесущий орган питателей с ненаправленными колебаниями должен быть установлен под углом b ≥ 15÷20 °.

В вибрационном питателе с направленными колебаниями (см. рис. 14.1, в) вибропобудитель 4 придает грузонесущему органу 1 направленные колебания, т.е. возмущающая сила F направлена под углом a к плоскости грузонесущего органа. На таком питателе при движении грузонесущего органа вперед, когда действующая на частицы груза сила инерции превышает их силу тяжести (ma>mg), частицы груза периодически отрываются от поверхности грузонесущего органа и перемещаются по нему вперед — вверх скачкообразно микробросками (см. рис. 14.1, в, пунктир).

На вибрационном питателе с направленными колебаниями вибрация не только уменьшает действие внутренних связей между частицами горной массы, но и воздействует в направлении ее перемещения, что обеспечивает транспортирование по горизонтальному или наклонному (β = 5÷8°) грузонесущему органу.

Вибрационные конвейеры и питатели с направленными колебаниями обеспечивают высокую производительность при относительно малой энергоемкости процесса транспортирования ж небольшом износе грузонесущего органа.

Режим работы вибрационного конвейера или питателя, рабочий орган которого опирается на упругие элементы, зависит от отношения частоты вынужденных колебаний, сообщаемых грузонесущему органу, к частоте собственных колебаний, которая, определяется жесткостью упругих связей и приведенной колеблющейся массой. Различают, в основном, три режима работы — дорезонансный, резонасный и зарезонансный, при которых частота вынужденных колебаний соответственно меньше, равна пли больше частоты собственных колебаний. Все используемые-в горной промышленности вибрационные питатели и конвейеры работают в зарезонансном режиме, при котором обеспечивается максимальная скорость транспортирования, а следовательно, и максимальная производительность.

Вибрационный питатель с направленными колебаниями (см. рис. 14.1, в) является одномассовой динамически неуравновешенной вибрационной машиной, в которой вследствие неуравновешенности масс передаются значительные динамические нагрузки на несущие конструкции, закрепленные к фундаменту.

Рассмотрим схему двухмассового уравновешенного конвейера (см. рис. 14.1, г), на опорных подвесках которого закреплены две колеблющиеся в противофазе массы: одна из них является грузонесущим органом 1, вторая — противовесом 7 (дебалансом). Благодаря уравновешенности колеблющихся масс опорная рама такого конвейера может свободно лежать на почве выработки без фундамента. В некоторых конструкциях вибрационных конвейеров роль противовеса выполняет второй грузонесущий орган. Колеблющиеся в противофазе массы (грузонесущие органы 1) могут быть расположены последовательно (см. рис. 14.1, д), что позволяет уменьшить высоту конвейера.

Преимущества качающихся и вибрационных конвейеров — возможность транспортирования крупнокусковых абразивных грузов под некоторым углом вниз или по горизонтали (при транспортировании вверх с углом наклона свыше 3° производительность заметно уменьшается). Недостатки качающихся конвейеров — интенсивный износ грузонесущего органа вследствие скольжения по нему груза при транспортировании, большие динамические нагрузки, возникающие в элементах конвейера», относительно невысокая производительность. Качающиеся конвейеры не нашли широкого применения в горно-рудной промышленности.

К преимуществам, присущим только вибрационным конвейерам и питателям, относятся небольшой износ грузонесущего органа, невысокая энергоемкость, большая техническая производительность (150—1500 т/ч), надежная работа при любом гранулометрическом составе горной массы, относительная простота конструкции и удобство обслуживания.

Недостатки вибрационных конвейеров — небольшая длина на один вибропобудитель (до 30 м), невозможность транспортирования липких грузов, шум при работе, высокая трудоемкость монтажа и демонтажа неуравновешенных вибрационных конвейеров в горных выработках.

В горно-рудной промышленности при подземной разработке крепких руд широко применяют вибрационные питатели длиной 3—8 м при донном выпуске руды в другие транспортные средства (вагоны, автосамосвалы), в рудоспуск или в скреперный штрек. Их используют также в качестве вибролюков, предназначенных для выпуска руды из рудоспусков, при торцовом выпуске руды (в сочетании с вибрационным секционным конвейером). Применение вибрационных питателей значительно уменьшает число зависаний, обеспечивает снижение себестоимости выпуска и погрузки руды на 25—30% и увеличение производительности труда рабочего по блоку более чем в 2 раза.

 

14.2. Устройство вибрационных питателей и конвейеров|

Основными узлами вибрационных питателей и конвейеров являются вибропривод, грузонесущий орган, упругая система и рама.

Вибропривод создает возмущающую силу и передает грузонесущему органу конвейера колебательные движения. Возмущающая сила привода должна преодолевать силы инерции колеблющихся масс, восстанавливающие силы упругих элементов, w сопротивления перемещению транспортируемого груза.

В вибрационных питателях и конвейерах применяют инерционные, эксцентриковые, пневматические и электромагнитные приводы.

Широкое распространение получили инерционные приводы, как наиболее простые по конструкции и обеспечивающие эффективную работу конвейера. В зависимости от числа неуравновешенных масс различают дебалансный привод (одновальный) с одной неуравновешенной массой (рис. 14.2, а) и самобалансный привод с 2 или 3 неуравновешенными массами (двух- и трехвальный) (рис. 14.2, б, в). Дебалансный привод создает незаправленную возмущающую силу F, которая непрерывно изменяет свое направление, но по величине всегда остается постоянной и равной F = mω²r, где т — неуравновешенная вращающаяся масса привода; ω — круговая частота; r — радиус вращения.

Рис. 14.2. Схемы приводов вибрационных питателей и конвейеров: а—в — инерционные (а — дебалансный одновальный; б — самобалансный двухвальный; в — то же трехвальный); г — эксцентриковый; д — пневматический вибратор ударного типа; е — то же диафрагменного типа; ж — электромагнитный вибратор

Самобалансный привод с двумя неуравновешенными массами m₁ и m₂, вращающимися с одинаковой частотой, но в разные стороны (см. рис. 14.2, б), создает направленную возмущающую силу F, которая складывается из продольных векторов Р' центробежной силы Р, создаваемых каждым дебалансом. Поперечные составляющие Р" центробежной силы, направленные противоположно друг другу, взаимно уравновешиваются и. не влияют на формирование возмущающей силы.

В самобалансном приводе с 3 неуравновешенными массами (см. рис. 14.2, в) можно изменять направление возмущающей силы F путем изменения фазы вращения каждого из 3 дебалан-сов. При любом направлении возмущающей силы не возникает крутящего момента, как это происходит в приводе с двумя дебалансами.

Эксцентриковый привод (рис. 14.2, г) состоит из кривошипа 1 и шатуна 2, шарнирно соединенного с грузонесущим органом 3. Для снижения пускового момента двигателя и уменьшения динамических нагрузок шатун с грузонесущим органом соединяют через упругий связующий элемент 4. Эксцентриковый привод обеспечивает устойчивую амплитуду с небольшой частотой колебаний и применяется на вибрационных конвейерах с грузонесущими органами большой длины.

Пневматические виброприводы отличаются простотой конструкции и надежностью в работе. В этих приводах возмущающая сила создается энергией сжатого воздуха. Применяют пневматические приводы ударные (активные) и безударные (реактивные). В приводах первого типа грузонесущий орган соединен со штоком пневмоцилиндра, на поршень которого поочередно с обеих сторон действует сжатый воздух (см. рис. 14.1, а). Привод такого же типа может быть выполнен в виде камеры (рис. 14.2, д), образованной металлическим элементом 5, резиновой манжеткой 6 и плитой 7. Сжатый воздух, поступающий в камеру, поднимает элемент 5, который наносит удар по грузонесущему органу 3. При подъеме элемента между манжетой и плитой образуется зазор, через который происходит выхлоп сжатого воздуха, и элемент 5 после ударного воздействия по грузонесущему органу 3 возвращается в исходное положение, после чего цикл работы привода повторяется. Недостатками ударных вибраторов являются значительный шум: и износ резиновой манжеты.

В пневматических приводах безударного типа возмущающая: сила возникает либо за счет колебаний инерционной массы; поршня, либо за счет деформации резиновой диафрагмы.

В безударном приводе поршневого типа свободный поршень, совершает возвратно-поступательные движения в цилиндре, закрепленном на грузонесущем органе конвейера. Благодаря воздушным подушкам, образованным в рабочих камерах по обе стороны от поршня, обеспечивается безударный режим работы вибропривода.

В пневматическом приводе диафрагменного типа (рис. 14.2, е) при подаче воздуха полый поршень 8 поднимается вверх до совмещения окон 9 и 10, и воздух из магистрали поступает в камеру резиновой диафрагмы 11, поднимая грузонесущий орган 3, соединенный с диафрагмой. При открывании окна 12 воздух из-под поршня выходит в атмосферу, и поршень начинает двигаться вниз, открывая верхнее окно 13, через которое воздух из диафрагмы выходит в атмосферу, и цикл работы привода повторяется. Пневматический диафрагменный привод имеет небольшие габариты и массу, обеспечивает получение возмущающего усилия в широких пределах и высокую надежность в работе.

В электромагнитных вибраторах переменного тока (рис. 14,2, ж) колебания якоря 14, закрепленного на грузонесущем органе 3, осуществляется за счет его притягивания к электромагниту 15 в каждый полупериод протекаемого через обмотку переменного тока и полупериоды отталкивания якоря под действием пружин 16. Недостатком электромагнитных вибро приводов является высокая частота при малой амплитуде колебаний, что ограничивает длину грузонесущего органа. Для уменьшения частоты колебаний в цепь обмотки электромагнита вводят выпрямитель 17. В подземных условиях электромагнитные виброприводы на вибрационных конвейерах распространения не получили.

Грузонесущий орган вибрационных конвейеров выполняют лоткообразной формы, обычно с прямолинейной транспортирующей поверхностью. В некоторых конструкциях вибрационных питателей, работающих под навалом горной массы, задняя часть днища лотка длиной 1—1,5 м расположена под некоторым углом (14—20°) к транспортирующей поверхности, что позволяет уменьшить сводообразование и увеличить производительность питателя. Грузонесущий орган вибрационных питателей должен быть прочным и жестким для обеспечения на нем вторичного дробления негабарита накладными зарядами.

Упругую систему вибрационных питателей и конвейеров выполняют обычно в виде резинометаллических элементов, работающих на сдвиг и сжатие, или плоских листовых рессор, испытывающих при работе знакопеременную деформацию изгиба.

Металлическая рама вибрационных питателей и конвейеров должна быть жесткой и разборной, обеспечивающей ее многократное использование.

 

14.3. Типы и параметры вибрационных питателей и конвейеров, используемых для выпуска, погрузки и доставки руды

Основными узлами вибрационных питателей и конвейеров являются вибропривод, грузонесущий орган, упругая система и рама.

Большинство вибротранспортирующих механизмов, используемых в горно-рудной промышленности, по назначению можно разделить на три основные группы:

1. Интенсифицирующие вибпропобудители, устанавливаемые в навале руды под выпускными, выработками (дучками), через которые руда поступает на доставочный штрек. Вибропобудители предназначены для улучшения истечения руды, устранения заторов, работы в сочетании с другими погрузочно-доставочными установками, например, скреперными.

2. Погрузочно-доставочные вибротранспортирующие машины, предназначенные для выпуска и доставки руды на расстояние не более 10—12 м с последующей погрузкой в другие доставочные средства. К ним относятся: виброплощадки [6] (с жестким или ленточным грузонесущим органом без упругой системы), устанавливаемые под углом 18—25° в выработках для выпуска руды и работающие под навалом; вибролюки, устанавливаемые под углом 8—12° в устьях рудоспусков или в выпускных окнах магазинов, работающие под навалом руды в режиме дозирования при погрузке; вибропитатели, устанавливаемые в блоках с заглублением в навал руды горизонтально или слабонаклонно, имеющие мощную упругую систему, выдерживающую значительные нагрузки.

3. Доставочные (транспортирующие) вибрационные конвейеры, обеспечивающие транспортирование руды, погружаемой на низ другими устройствами, на расстоянии до 100-150 м. Такие конвейеры устанавливают обычно горизонтально в блоках для доставки руды, в аккумулирующих выработках откаточного горизонта.

Параметры широко применяемых отечественных вибротранспортных машин приведены в табл. 14.1.

Таблица 14.1