Материал: Рудничный транспорт.

По сравнению с другими видами транспорта гидро- и пневмо­ транспорт имеют следующие преимущества: значительная производи­ тельность, простота укладки трубопровода даже при сложной кон­ фигурации выработок, малые размеры трубопровода, низкая стои­ мость оборудования, высокая степень автоматизации установки, при гидротранспорте возможно перемещать груз без перегрузок на боль­ шие расстояния, безопасность и малая трудоемкость.

К недостаткам гидро- и пневмотранспорта следует отнести очень высокую энергоемкость, быстрый износ трубопроводов, особенно при перемещении абразивных материалов (руд, антрацитов), невоз­ можность транспортировать крупные куски (практически до 100— 120 мм). Кроме того, при гидротранспорте имеет место увлажнение горных пород и выработок, что также усложняет его эксплуатацию на поверхности шахт в зимнее время в результате смерзания угля и руды в бункерах, течках и железнодорожных вагонах.

§2. Схемы гидротранспортных установок

иприменяемое оборудование

Гидротранспортные установки по роду используемой энергии разделяются на безнапорные, или самотечные, и напорные с есте­ ственным и искусственным напором. При самотечном транспорте перемещение гидросмеси происходит под действием силы тяжести. Самотечный гидротранспорт возможен при благоприятных горно­ геологических условиях и при достаточном естественном уклоне.

Самотечный транспорт производится по деревянным и металли­ ческим желобам, лоткам и дренажным канавам.

Напорное транспортирование осуществляется под воздействием напора, достаточного для перемещения гидросмеси по трубам на необходимую высоту. При этом применяются две принципиально различные по способу питания схемы: первая — с применением углесосов для перекачивания угольной пульпы и вторая — с приме­ нением питателей и насосов для нагнетания воды.

Гидротранспорт угольной пульпы с помощью углесосов показан на рис. 58, а. Уголь из забоя по конвейеру поступает в дробилку, затем в пульпосборник, а оттуда углесосом направляется по трубо­ проводу и выдается на поверхность шахты. Здесь уголь попадает на обезвоживающий грохот, где отделяется от воды, которая после осветления поступает в шахту для повторного использования. В этой схеме основным агрегатом является углесос, через который вместе с водой проходит весь груз. В качестве углесосов применяются специальные центробежные насосы, у которых рабочее колесо для прохождения угольной пульпы имеет несколько широких лопаток, образующих каналы большого сечения. Углесосы имеют большую производительность и малый напор, но низкий к. п. д. Недостатком схемы является ограниченная возможность транспортировки мате­ риала на большую высоту из-за низкого напора углесосов и быстрого

Гидротранспорт с применением питателей и насоса показан на рис. 58, б. Конвейер из забоя подает уголь в дробилку, а затем в бункер, из которого тот через дозатор равномерными дозами посту­ пает в питатель и дальше в нагнетательный трубопровод. При этой схеме насос засасывает из водосборника и нагнетает в трубопровод чистую воду, а уголь, подаваемый прямо в трубопровод питателем, не проходит через насос. Такая схема допускает применение обыкно­ венного центробежного насоса.

Схема с питателем сложнее схемы с углесосом, но применение ее обеспечивает возможность подъема на большую высоту и угля большей крупности.

Рис. 58. Схема напорных гидротранспортных систем:

следующие машины и устройства, отличающиеся принципом дей­ ствия: центробежные и поршневые насосы, аппараты для загрузки материала в напорный трубопровод, гидроэлеваторы и эрлифты.

Для перекачки угольной пульпы с участка в зумпф углесосной станции и для подъема и транспортировки угольной пульпы на гидрошахтах применяются углесосы, которые являются наиболее распространенным средством гидротранспорта. В зависимости от числа рабочих колес различают одно- и многоступенчатые углесосы. В изготовляемых в настоящее время углесосах число рабочих колес обычно не превышает двух. Наиболее работоспособными являются одноступенчатые углесосы.

Для ввода транспортируемого материала в напорный трубопро­ вод и дальнейшего его перемещения водой используются специальные загрузочные аппараты, которые называются питателями. Имеется большое количество типов и конструкций питателей, из которых наибольшее распространение получили шнековые и камерные.

Для гидротранспорта применяются стальные цельнотянутые

исварные трубы.

Взависимости от назначения и продолжительности работы

транспортной установки трубопроводы разделяются на магистраль­ ные и забойные. Трубопроводы в шахте эксплуатируются в стеснен­ ных условиях и часто перекладываются вслед за подвиганием горных работ. Соединение труб магистральных трубопроводов произво­ дится фланцами или быстроразъемными соединениями. Разъемные тру­ бопроводы соединяются только с помощью быстроразъемных сое­ динений.

На рис. 59 показано быстроразъемное соединение, которое со­ стоит из фланцев, приваренных к трубам и соединенных хомутом

А-А

Рис. 59. Быстроразъемное клиновое соединение трубопровода:

1 ,2 — подвижные полумуфты; 3 — съемная полумуфта; 4 — резиновое уплотнет1е; 5 — палец; 6 — клпн

Для регулирования работы транспортных устройств и отключения части трубопровода в случае необходимости применяется запорная арматура и задвижки. На трубопроводах малого сечения приме­ няются задвижки с ручным приводом, а на крупных (диаметром 300—500 мм) и при дистанционном управлении — задвижки с элек­ тро- и гидроприводами.

§ 3. Пневмотранспортные установки

Пневмотранспортные установки в зависимости от способа создания разности давлений в системе разделяются на всасывающие, нагнета­ тельные и смешанные. На всасывающих установках перемещение материала происходит в разреженной среде, при нагнетательной системе — под действием напора. Установки смешанного типа имеют всасывающую и нагнетательную части. Установки всасывающего

типа оборудуются вакуум-насосами, нагнетательного типа — за­ грузочными устройствами. В установках смешанного типа транс­ портируемый материал загружается в конце трубопровода всасыва­ ющей части, а затем через загрузочное устройство подается в нагне­ тательный трубопровод, по которому перемещается к месту раз­ грузки.

Наибольшее распространение пневмотранспорт получил при закладке выработанного пространства, где энергия сжатого воздуха используется для перемещения по трубопроводу закладочного мате­ риала и для забрасывания его в выработанное пространство. Пнев­ матическая закладочная установка состоит из закладочной машины, которая выполняет роль загрузочного аппарата, и рабочего трубо­ провода. Установки подразделяются на стационарные и передвиж­ ные. К стационарным относятся такие, у которых закладочные машины не переносятся и по мере подвигания горных работ наращи­ вается трубопровод. К передвижным установкам относятся такие, у которых закладочные машины по мере подвигания горных работ переносятся. Расстояние транспортировки для стационарных уста­ новок составляет от 300 до 1500 м и более. Передвижные закладоч­

дробленная горная масса должна быть погружена в вагонетки или на конвейер. Погрузка горной массы в подготовительных выработ­ ках — одна из наиболее трудоемких операций, механизация которой осуществляется с помощью погрузочных машин.

Процесс работы погрузочной машины складывается из процесса забирания (захвата) насыпного груза, лежащего на почве иля на­ стиле, перемещения его к месту погрузки в вагонетки или на кон­ вейер и передвижения машины в забое. Каждая погрузочная машина имеет исполнительный орган, служащий для загребания (захвата) горной массы, передаточный орган, предназначенный для транспорти­ рования груза, и механизм передвижения машины.

Исполнительные органы погрузочных машин по характеру работы делятся на органы периодического (цикличного) действия, которые забирают груз отдельными порциями, и исполнительные органы непрерывного действия. По способу захвата горной массы исполни­ тельный орган может быть зачерпывающим в виде ковша, который, врезаясь в горную массу, отделяет некоторое ее количество и пере­ носит на последующее транспортное устройство, или нагребающим,

когда исполнительный орган, выполненный в виде шарнирного рычага (нагребающей лапы) или консольного скребка, нагребает груз на передающий орган машины.

Ковшовое зачерпывающее устройство располагается в передней части машины и в момент зачерпывания открытой стороной обращено в направлении горной массы. Ковш внедряется в горную массу «юд дейстием напорного усилия, создаваемого ходовой частью машины, затем поднимается и, опрокидываясь через машину, разгружается в вагонетку или на установленный на машине перегрузочный кон­ вейер.

На рис. 60 показан ковш с перекатывающейся кулисой. Подъем ковша производится лебедкой. При наматывании пластинчатой цепи 13 на барабан 12 лебедки кулиса 10 катится своей кривой по направляющим на опорной плите 2. При этом ковш 3 поднимается, опрокидывается через машину и разгружает породу в вагонетку

которой шарнирно укреплен на раме машины 3. Подъем ковша и по­ ворот стрелы производится с помощью цепей 4, наматываемых на барабан лебедки 5. Внедренный в горную массу ковш при натяжении цепей поворачивается вокруг оси 6 до упора 7, а затем, поднимаясь вместе со стрелой, описывает дугу и высыпает горную массу на пере­ грузочный конвейер.

В загрузочном устройстве непрерывного действия исполнитель­ ным органом машины являются парные нагребающие лапы. Каждая лапа состоит из массивного стального корпуса, смонтированного на эксцентриковом пальце кулисного диска. Корпус лапы имеет криволинейный паз, в который входит направляющий палец, уста­ новленный на раме забирающей части. При вращении кулисного диска рабочий конец лапы получает нагребающее движение, обеспе­ чивающее захват и перемещение па скребковый конвейер погружае­ мого материала.

Механизмом для передачи груза от исполнительного органа машины к разгрузочной ее части может служить короткий ленточный или скребковый конвейер. Разгрузочный барабан или вал конвейера со звездочкой монтируется на стреле машины, которая допускает подъем, опускание и поворот конвейера в обе стороны.

По способу передвижения погрузочные машины делятся на ма­ шины, передвигающиеся на колесах по рельсовым путям, машины с гусеничным ходом и машины на колесах с пневматическими ши­ нами. Машины, передвигающиеся по рельсам, имеют самоходное шасси на колесах с ребордами, как у рудничных вагонеток. Для при­ вода колес служит электродвигатель с передачей через редуктор. Недостатком таких машин являются необходимость прокладки в забое рельсового пути и ограниченная маневренность. Машины на колесах с пневматическими шинами более маневренны, но не

пригодны для работы на мягкой глинистой и мокрой почве. Пере­ численных недостатков лишены машины на гусеничном ходу, однако они сложнее по конструкции, и переброска их по горным выработ­ кам более затруднительна.

По роду потребляемой энергии погрузочные машины делятся на электрические и пневматические.

В настоящее время для угольной и горнорудной промышленности разработан типоразмерный ряд погрузочных машин, учитывающий многообразие условий их применения.

Рис. 61. Ковшовое загрузочное устройство погрузочной машины ППМ-4

В угольной промышленности широкое применение имеют следу­ ющие типы погрузочных машин:

ковшовые погрузочные машины п р е р ы в н о г о д е й с т в и я п р я м о й п о г р у з к и типа ППН-2Э с электрическим приводом

итипа ППН-2П с пневматическим приводом (см. рис. 62 и 65). Цикл черпания у этих машин относительно длителен, так как ковш

машины от момента захвата материала до его разгрузки проходит сравнительно большой путь;

ковшовые погрузочные машины п р е р ы в н о г о д е й с т в и я с т у п е н ч а т о й п о г р у з к и типов ППМ-4М и 1ППН-5 с электрическим приводом (см. рис. 66 и 68). При разгрузке ковша на передаточный конвейер путь, проходимый ковшом, значительно сокращается и цикл черпания уменьшается, что способствует увели­ чению производительности машины;

машины н е п р е р ы в н о г о д е й с т в и я типа 1ПНБ-2 с нагребающими лапами (см. рис. 69) и перегрузочным конвейером, который передает груз к месту разгрузки. Такие машины имеют высокую производительность.