Transcript Погрузочно-транспортные машины

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"
Курс
Технология и оборудование
горного производства
Лекция 14
ПОГРУЗОЧНЫЕ, БУРОПОГРУЗОЧНЫЕ И
ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ
Породопогрузочные машины служат для
погрузки отделенной взрывом или иным способом от
массива горной породы из штабеля.
Применяются:
-на угольных шахтах при проведении подготовительных
выработок и ведении очистных работ камерно-столбовой
системой разработки;
-на рудных шахтах при проведении выработок и ведении
очистных работ буровзрывным способом.
Шахтные породопогрузочные машины
выполняют три технологические функции:
-захват из штабеля взорванной горной породы,
-подъем зачерпнутой породы на высоту разгрузки
в последующее забойное транспортное
оборудование,
-разгрузку захватывающего устройства в это
транспортное оборудование.
Погрузочно-транспортные машины
дополнительно выполняют еще и функцию
транспортирования зачерпнутой горной массы
на небольшое расстояние.
Буропогрузочные машины
могут выполнять поочередно функцию
обуривания забоя и погрузки породы.
Классификация породопогрузочных машин
по способу захвата горной породы из штабеля
нижнего
бокового
зачерпывания
верхнего
Классификация породопогрузочных машин
по принципу действия
-периодического (циклического) действия
(ковшовые)
- непрерывного действия (с нагребающими лапами)
Классификация породопогрузочных машин
по конструкции захватывающего органа:
- машины периодического действия - ковшовые, гребковые;
- машины непрерывного действия - с нагребающими
лапами, барабанно-лопастные, барово-цепные с
консольными скребками, с рифлеными дисками
Классификация породопогрузочных машин
по способу передачи горной массы на забойные
транспортные средства
Классификация породопогрузочных машин
по способу передвижения погрузочной машины:
- колесно-рельсовые,
- гусеничные,
- пневмоколесные.
по роду энергии силового оборудовании:
-электрические,
-пневматические,
-электрогидравлические,
-дизельные
Погрузочные машины циклического действия
Это ковшовые машины прямой или ступенчатой погрузки,
на колесно-рельсовом или гусеничном ходу.
В ковшовых погрузочных машинах ковш может быть
закреплен:
на перекатывающейся рукояти
или
на шарнирной стреле
Ковшовые погрузочные машины прямой погрузки с
ковшом на перекатывающейся рукояти
Погрузочная машина ППН - 1С
1 – ковш; 2 – кулиса; 3 – корпус машины;
4 – пульт управления;
5 – поворотная платформа; 6 –
пневмодвигатель; 7 – ходовая тележка
Производительность, м³/мин
Вместимость ковша, не менее, м³
Ширина захвата наибольшая, м
Высота загрузки, не менее, м
Вес, кг
1,25
0,26
2,2
1,3
3500
Предназначена для погрузки в вагонетки горной породы (сухой и влажной) с
крупностью кусков до 300 мм. Машина производит погрузку с рельсового пути с
колеей 600, 700 и 750 мм.
Ковшовые погрузочные машины прямой погрузки с
ковшом на перекатывающейся рукояти
Погрузочный орган погрузочной машины ППН - 1С
1 – барабан подъемной лебедки; 2
– пластинчатая цепь;
3 – канат стабилизации
Ковшовые погрузочные машины прямой погрузки с
ковшом на перекатывающейся рукояти
Погрузочная машина ППН–3
(МПП-3)
Производительность, м³/мин
Вместимость ковша, не менее, м³
Ширина захвата наибольшая, м
Высота загрузки, не менее, м
Вес, кг
2,0
0,6
3,2
1,65
6750
Предназначена для погрузки в вагонетки горной породы (сухой и влажной) с
крупностью кусков до 600 мм, в том числе в шахтах, опасных по газу и пыли.
Машина производит погрузку с рельсового пути с колеей 600, 700 и 750 мм.
Ковшовые погрузочные машины прямой погрузки с
ковшом на перекатывающейся рукояти
Операции цикла погрузки:
1. Разбег ПМ с опущенным
ковшом около 1,5 м
2. Внедрение ковша в
штабель породы.
3. После наполнения ковша
включение подъемной
лебедки.
4. Вывод ковша из штабеля
горной массы.
5. Разгрузка ковша в
прицепленную к ПМ
вагонетку.
6. Одновременный отъезд
ПМ от штабеля породы на
1,5 м.
Ковшовые погрузочные машины прямой погрузки с
ковшом на перекатывающейся рукояти
Достоинства:
- компактность;
- возможность погрузки в стесненных условиях.
Недостатки:
- невысокая производительность вследствие циклического
режима работы;
- значительная высота разгрузки ковша;
- относительно малая маневренность из-за колеснорельсового хода.
Ковшовые погрузочные машины ступенчатой
погрузки с креплением ковша на шарнирной стреле
1 – рама; 2 – рукоять; 3 – ковш; 4 – цепь;
5 – цепь с пружинным амортизатором;
6 – рукоятка управления; 7 – планетарный
редуктор; 8 – двигатель; 9 – передаточный
конвейер 10 – домкрат; 11 – выдвижная
буферная сцепка
Погрузочная машина 1ППН-5
Производительность, м³/мин
Вместимость ковша, не менее, м³
Ширина захвата наибольшая, м
Высота разгрузки, не менее, м
Вес, кг
1,25
0,32
4,0
1,45
9800
Предназначена для погрузки в вагонетки горной породы (сухой и влажной) с
крупностью кусков до 400 мм при проведении горизонтальных двухпутевых
выработок с коэффициентом крепости пород f≤16.
Ковшовые погрузочные машины прямой
погрузки с боковой разгрузкой ковша
Предназначены
для
погрузки
разрыхленной
взрывом горной массы в вагонетки, на конвейер и
другие транспортные средства, а также для доставки
материалов и оборудования в призабойной части
выработки, подъема и установки верхняков крепи,
подъема затяжек и забутовочного материала.
Машины
обеспечивают
сокращение
продолжительности рабочего цикла за счет:
- уменьшения длины пути ковша,
- возможность работы машины в сочетании с
конвейерным и рельсовым транспортом.
Ковшовые погрузочные машины прямой
погрузки с боковой разгрузкой ковша
Погрузочная машина МПК3
1 – ковш; 2 – гидроцилиндр зачерпывания;
3 – стрела; 4 – рама;
5 – гидроцилиндр подъема стрелы;
6 – гидроцилиндр разгрузки
Производительность, м³/мин
Вместимость ковша, не менее, м³
Ширина захвата наибольшая, м
Высота разгрузки, не менее, м
Вес, кг
2,4
1,0
1,9
1,45
10000
Применяется при проведении горизонтальных и наклонных (с углом ±10°) горных
выработок в породах с коэффициентом крепости f < 16, сечением в свету не менее 14,4
м2 при погрузке в вагонетки; 10,3 м2 - при погрузке на ленточный конвейер и 6,4 м2 — при
погрузке на скребковый конвейер. Максимальный размер куска 800 мм.
Ковшовые погрузочные машины прямой погрузки с
боковой разгрузкой ковша и телескопической стрелой
Погрузочная машина МПК1600
1 – ковш; 2 – выдвижная часть стрелы;
3 – гидроцилиндр вертикального поворота
стрелы; 4 – гидроцилиндр горизонтального
поворота стрелы;
Производительность, м³/мин
1,6
Вместимость ковша, не менее, м³ 1,0
Ширина захвата наибольшая, м
4,0
Высота разгрузки, м
2,0…3,9
Вес, кг
10000
Предназначена для механизации погрузки разрыхленной взрывом горной массы в
транспортные средства при проведении горизонтальных и наклонных (до ± 12°) горных
выработок в шахтах и рудниках при строительстве подземных сооружений, в том числе
опасных по газу и пыли.
Ковшовые погрузочные машины прямой погрузки с
боковой разгрузкой ковша и телескопической стрелой
Погрузочные машины непрерывного действия
Применяются при проведении подготовительных выработок
на угольных шахтах и на ряде рудных шахт при проведении
выработок и на очистных работах.
Погрузочные машины с захватывающим органом
барабанно-лопастного, барово-цепного с консольными
скребками и с рифлеными дисками удовлетворительно
осуществляют погрузку мягких горных пород (угля и
аналогичных по крепости пород).
Погрузочные машины с нагребающими лапами хорошо
грузят скальную крупнокусковую горную массу.
Погрузочные машины непрерывного действия
В настоящее время наибольшее распространение
получили погрузочные машины с нагребающими лапами
ступенчатой погрузки.
Машины выпускаются двух основных типоразмеров:
1ПНБ (1ПНБ2, 1ПНБ2У, 1ПНБ2Д) - предназначены для
погрузки на транспортные средства отделенной горной
массы с коэффициентом крепости f < 6 и размером кусков
не более 400 мм
и
2ПНБ (2ПНБ2, 2ПНБ2У) – предназначены для погрузки
горной массы с f < 12 и крупностью кусков до 500 мм.
Погрузочные машины непрерывного действия
Машины 1ПНБ2, 1ПНБ2Д (с дистанционным управлением) и
2ПНБ2 грузят горную массу в:
• вагонетки,
•на конвейер
• другие транспортные средства
при проведении горизонтальных и наклонных (до 10°) выработок.
В исполнениях 1ПНБ2У и 2ПНБ2У машины выпускаются в
комплекте с предохранительными лебедками и
используются при проведении выработок, наклонных по
падению с углом до 18°.
Погрузочные машины непрерывного действия
Погрузочная машина 2ПНБ2
1 - нагребающие лапы;
2 - промежуточные
редукторы; 3 - рукоятки
управления;
4 – гидросистема;
5 – промежуточная
секция; 6 - хвостовая
секция;
7 - ходовое
оборудование;
8 – рама; 9 – балансиры;
10 - гусеничные цепи;
11 - двигатели лап;
12 - рама, 13 - редукторы
лап; 14 - стол питателя;
15 - поворотный стол;
16 - редуктор конвейера
17 – конвейер;
18 - шарнирный
телескопический вал;
19 - приводная головка
конвейера;
20–электрооборудование;
21 - рукоятки орошения;
Погрузочные машины непрерывного действия
Погрузочная машина 2ПНБ2
Предназначена для погрузки разрыхленной горной массы насыпной
плотностью до 1,6 т/м3, с f<12 и размером кусков до 500 мм, при проходке
горизонтальных и наклонных выработок и в очистных камерах,.
Машина может применяться в шахтах, опасных по газу и пыли. Применение
машин в забоях шахт, опасных по внезапным выбросам угля, породы и
газа, запрещается
Погрузочные машины непрерывного действия
Достоинства:
-более высокая производительность, чем ковшовых
погрузочных машин,
-малые габаритные размеры;
-хорошая маневренность,
-любой фронт погрузки,
-малые удельные давления на почву;
-значительные напорные усилия.
Недостатки:
-более сложные по конструкции;
- вследствие этого дороже по цене.
Основные размеры ковша
ковшовых погрузочных машин
Длина днища ковша, м
 к  11,4...12,0  3 Vк
где Vк – геометрическая вместимость ковша, м3,
но при этом длина днища ковша не должна превышать
1,2... 1,4 глубины внедрения ковша.
Основные размеры ковша
ковшовых погрузочных машин
Ширина ковша, м
Bк  1,0...1,2   к
и должна в 4...5 раз быть большей среднего диаметра
куска породы в штабеле.
Основные размеры ковша
ковшовых погрузочных машин
Высота ковша в передней части и задней стенки, м
H  1,2   к
и
h  0,4...0,6   к
Производительность ковшовых погрузочных машин
Теоретическая производительность Q,м3/мин
60  Vк
Q
 nц  Vк
Тц
где Тц – теоретическая продолжительность цикла, с;
Vк – геометрическая вместимость ковша, м3;
nц = 60/Tц – теоретическое число рабочих циклов в минуту.
Продолжительность одного рабочего цикла для машин прямой погрузки с
пневматическим приводом обычно 8-10 с, для машин ступенчатой погрузки на
шарнирной рукояти с электроприводом 12-15 с.
Производительность ковшовых погрузочных машин
Техническая производительность Qт,м3/мин
Qт  Q  kз  kи  kр 
1
nц  kз  kи  kр
 Vк
где kз – коэффициент заполнения ковша;
kи – коэффициент, учитывающий изменение времени
цикла в реальных условиях;
kр – коэффициент дополнительного разрыхления горной
массы в ковше.
Для горной массы ρ=2,2-2,8 т/м3 с крупностью кусков 350 мм значения
kз=0,62-1,05, а для ρ=2,8-3,6 т/м3 – в пределах 0,38-0,86. Для более крупных
кусков приведенные значения kз должны быть уменьшены в 1,4-1,2 раза.
kи=0,92-1,1 – для машин с пневмоприводом и kи=1,0-1,15 – для машин с
электроприводом.
kр=0,92 при Vк<0,12 м3; kр=0,92-0,96 при Vк>0,12 м3.
Производительность ковшовых погрузочных машин
Эксплуатационная производительность Qэ, м3/час
60  Vп
Qэ 
tц
где Vп – полный объем горной массы, погруженной за
проходческий цикл, м3;
tц – общая продолжительность цикла, мин.
Vп   ц  S в  kр
где  ц -расчетное подвигание выработки за один цикл, м;
S – площадь сечения выработки вчерне, м2;
ηв = 1,05÷1,08 – коэффициент, учитывающий увеличение
сечения выработки против проектного.
Производительность погрузочных машин с
нагребающими лапами
Теоретическая производительность Q,м3/мин
Q  60  zл  nл Vл
где zл - число нагребающих лап;
nл - частота ходов каждой лапы, с-1 (обычно = 0,5-0,6 с-1
для тяжелых и = 0,75 с-1 - для легких грузов);
Vл - объем массы, захватываемой каждой лапой за один
ход, м3;
Bз  d m  hгр
Vл 
2
где Вз - ширина стола питателя погрузочной машины, м;
dm - диаметр ведущих дисков лап, м;
hгр - средняя высота слоя нагребаемой горной массы, м
(практически равна высоте нагребающей лапы для слабых и
двойной высоте лапы - для скальных пород).
Производительность погрузочных машин с
нагребающими лапами
Техническая производительность Qт,м3/мин
Qт 
Q  tp
tp  tв.о. 
где tp - время работы машины по погрузке горной массы,
мин.
tв.о. - время на выполнение вспомогательных операций
(маневров машины), мин.
Производительность погрузочных машин с
нагребающими лапами
Эксплуатационная производительность Qэ, м3/час
Qэ 
60  Q  tp
tц
где tц- общая продолжительность цикла работы машины,
мин
Буропогрузочные машины
Комбинированные погрузочные машины, имеющие
навесное буровое оборудование и которые
последовательно производят три технологические
операции:
- обуривание забоя,
- погрузку взорванной горной массы,
- бурение шпуров под анкеры (при соответствующем
конструктивном исполнении)
называются буропогрузочными.
Буропогрузочные машины
У буропогрузочных машин базовой является погрузочная
машина с нагребающими лапами, а в последнее время и
ковшовая погрузочная машина с боковой разгрузкой
ковша.
Навесное оборудование состоит из:
-бурильных машин,
-гидравлических манипуляторов,
-поворотных устройств,
-пультов управления - общего и манипуляторами.
Буропогрузочные машины
Несъемным навесным бурильным оборудованием со
складывающимися манипуляторами оснащаются в
основном погрузочные машины непрерывного
действия.
На ковшовых погрузочных машинах применяется
обычно съемное навесное бурильное оборудование,
устанавливаемое на время бурения шпуров.
Для проведения выработок в породах с
коэффициентом крепости f < 8 применяют бурильные
машины вращательного действия,
в породах с f = 8…16 и более - вращательно-ударные и
ударно-вращательные бурильные машины.
Буропогрузочная машина 2ПНБ2Б
1 - пневматическая бурильная установка вращательно-ударного действия (для
пород с f = 8÷12), 2- гидроразводка, 3 – электрическая бурильная установка
вращательного действия (для пород с f = 6÷8), 4 - стрела манипулятора
5 - опорная часть, 6 - пульт управления; 7 - система орошения.
Предназначена для механизации процессов бурения шпуров и погрузки горной
массы с размером кусков до 500 мм при проведении горизонтальных и
наклонных (± 8°) горных выработок.
Буропогрузочная машина МПК-3Б со съемным
навесным бурильным оборудованием
Погрузочно-транспортные машины
Машины комплексно механизируют технологические
операции погрузки и транспортировки горной массы при
проведении подготовительных выработок и на очистных
работах.
Эти машины имеют относительно небольшие габариты
при высокой грузоподъемности, автономный привод,
высокую маневренность и значительно сокращают
затраты времени на вспомогательные операции.
Погрузочно-транспортные машины
Погрузочно-транспортные машины обычно изготовляются
на пневмоколесном ходу и перемещаются по выработкам
без специального дорожного покрытия с малыми
радиусами закругления (не менее 3 м).
По конструктивному исполнению погрузочнотранспортные машины делят на два типа:
• с транспортным кузовом (ПТ), загружаемым
ковшовым погрузочным органом, расположенном на
самой машине;
• с совмещенным погрузочно-транспортным ковшом
(ПД), самозагружающимся за одно или несколько
черпаний и служащим для транспортирования горной
массы.
Погрузочно-транспортная машина ПТ-4
с грузонесущим опрокидным кузовом
1 - ковшовый погрузочный орган нижнего захвата, 2 - пластинчатая цепь подъемной
лебедки, 3 - шарнирная рукоять, 4 - аккумулирующий кузов, 5 - система управления, 6 пневмоколесный механизм хода
Машина производит погрузку взорванной горной массы в кузов объемом 1,5
м за 4...5 циклов черпания, транспортирование по выработке и разгрузку в
рудоспуск
Погрузочно-транспортная машина ПД
с грузонесущим ковшом
1 – грузонесущий ковш, 2 - стрела, 3 - гидроцилиндры поворота ковша и подъема
стрелы, 4 - силовой агрегат, 5 - пневмоколесный ход, 6 - нейтрализатор выхлопных
газов