4.13. Механизация вспомогательных работ

Наиболее трудоемкие вспомогательные работы при выемке и погрузке: зачистка трассы и выравнивание площадок уступов, очистка ковшей и ходовой части от налипшей и намерзшей породы, оборка откоса уступа, зачистка кровли полезного ископаемого от просыпей и недобора вскрыши, подавление пыли в забоях, перемещение кабеля вслед за движущимся экскаватором, мелкий ремонт и смазка машин, доставка запасных частей. При эксплуатации многоковшовых экскаваторов дополнительно необходимо разделывать криволинейные участки в торцах карьера.

Зачистку кровли залежи, планировку трассы, выравнивание подошвы уступа ведут бульдозерами. Пороги в скальных породах предварительно разрушают буровзрывным способом. Для уборки просыпей используют погрузчики, лопаты-скребки, надеваемые на зубья ковша.

Очистку ковшей производят в основном механическим способом с помощью специальных скребков, отбойных молотков и т. п. Задние стенки ковшей драглайнов и многоковшовых экскаваторов изготавливают из свободно висящих цепей. Одним из лучших по конструкции является арочно-каркасный ковш УкрНИИпроекта с гибким днищем внутри решетчатого корпуса. Для защиты от намерзания применяют электрообогрев ковшей посредством установки на них нагревательных элементом. Конвейеры роторных экскаваторов утепляют, ведут обогрев ленты инфракрасными лампами.

Для оборки откоса уступа и ликвидации козырьков используют специальные скребки-насадки длиной более 2,5 м на ковши или тракторные агрегаты с различными рабочими органами.

Доставку запчастей и необходимых материалов осуществляют на специальных железнодорожных платформах или автомашинах с погрузочно-разгрузочными приспособлениями. Профилактические, а иногда и средние ремонты ведут непосредственно на карьере – на уступах или специально оборудованных ремонтных площадках. При этом используют краны, тракторы, передвижные ремонтные мастерские (одна мастерская на 10–12 млн. т производительности карьера по горной массе). Отдельные узлы машин восстанавливают в ремонтно-механических мастерских. Доставляются экскаваторы на ремонтную базу в разобранном виде или своим ходом.

Перемещение приключательных пунктов и отключенного кабеля на специальных тележках и санях осуществляют бульдозерами. Используют также кабельные барабаны, встроенные в экскаваторы, самоходные и прицепные кабельные передвижчики.

Подавление пыли в забоях ведут передвижными и полустационарными оросительными устройствами.

4.14. Интенсификация процессов погрузки при цикличной технологии

Наряду с освоением новых месторождений и необходимостью технического перевооружения предприятий современное состояние экономики России настоятельно требует решения проблемы интенсификации добычи минерального сырья. Основным технологическим звеном на карьерах является погрузка горной массы в транспортные средства. Как показали исследования ИГД СО РАН [17], через погрузочное звено проходит от 66,7 % до 100 % общего объема вскрыши и весь объем полезного ископаемого. При базовой цикличной технологии использование экскаваторов–мехлопат и транспортных средств сопровождается потерями их технической производительности из-за специфики организации погрузки и транспортирования горной массы.

Между тем распространенная транспортная технология не исчерпала себя с позиции научно-технического прогресса. Одним из прогрессивных направлений является широкое использование вибротехники [17] на основе вибролент и вибропителей. Снижение простоев экскаваторов за счет обмена транспортных средств и простоев последних под погрузкой достижимо за счет внедрения дополнительных звеньев, состоящих из передвижных бункеров и аккумулирующих устройств.

К наиболее разработанным можно отнести погрузочно-транспортные схемы с использованием бункер-поезда, самоходного бункера и виброплощадки, работающей под завалом.

По мнению С.Г. Молотилова, Е.Н. Васильева, О.Б. Кортелева и др. [17], реализация таких предложений позволяет:

- использовать на погрузке мехлопаты и драглайны с большими линейными параметрами и значительной вместимостью ковша, что дает возможность увеличить высоту уступов, сократить их число, уменьшить эксплуатационный коэффициент вскрыши, сократить количество транспортных горизонтов;

- уменьшить простои погрузочного оборудования из-за обмена транспорта и тем самым увеличить коэффициент использования экскаватора на основной работе;

- сократить время погрузки транспортных средств и тем самым увеличить коэффициенты их использования на вывозке горной массы.

- исключить необходимость соблюдения установленного жесткого соотношения между вместимостью транспортных средств и ковшом экскаватора.

Одна из схем предполагает первоначальную погрузку горной массы в бункер-поезд (рис. 4.20), из которого в дальнейшем ее перегружают в думпкары локомотивосостава. Постоянное наличие в забойной зоне бункер-поезда с достаточной вместимостью создает необходимые условия для работы экскаватора по непрерывной схеме.

Рис. 4.20. Погрузочно-транспортная схема с применением бункера-поезда (по О.Б. Кортелеву и С.Г. Молотилову): 1 – экскаватор–мехлопата; 2 – бункер-поезд; 3 – локомотивосостав; 4 – секции-бункеры; 5 – рамы для крепления секций; 6 – тележки думпкаров, на которых установлены рамы с секциями-бункерами; 7 – железнодорожный путь для бункер-поезда; 8 – виброленты-питатели; 9 – выпускные окна с гибкой завесой (10)

Бункер-поезд состоит из сцепленных секций-бункеров, укрепленных на специальных рамах, которые закреплены на тележках от думпкаров. Максимальное количество секций в бункер-поезде равно числу вагонов в составе, а вместимость одной секции составляет не менее вместимости думпкара. В днище бункерной секции под углом 10–15˚ установлены виброленты-питатели длиной 5 и 6 м и шириной 1,2 и 1,3 м. Количество вибролент соответственно 8 и 9. Передняя стенка бункерной секции имеет три-четыре выпускных окна с гибкой завесой, выполненной из якорных цепей. При подаче состава под погрузку с локомотивом впереди гибкую завесу заменяют откидным лотком-дозатором, открывающемся при работе вибролент-питателей под напором потока породы и закрывающемся при их остановке за счет противовеса.

Применение лотка-затвора вызывает необходимость увеличения высоты бункерной секции.

Экскаватор загружает каждую секцию с двух стоянок. При подаче в забой по второму пути порожняка каждый думпкар размещают у соответствующей бункерной секции. Выгрузка горной массы из всех секций производится одновременно. Управление выпуском из бункер-поезда и его передвижением с помощью маневрового локомотива или маневровой лебедки осуществляют с экскаватора или специального пульта.

Длительность погрузки локомотивосостава с учетом времени на его установку составляет 2–3 мин. Такое сокращение (в 10–20 раз) времени погрузки составов и полное устранение простоев выемочно-погрузочного оборудования в период обмена поездов обеспечивает значительное повышение коэффициента использования экскаватора.

Расчеты эффективности использования бункер-поезда для условий разреза «Урюпинский» показали [17], что эксплуатационная производительность экскаватора возрастает на 57 %, а локомотивосостава – на 23,7 %

Интенсивность горных работ может быть повышена также за счет применения драглайнов с увеличенной вместимостью ковша при погрузке в средства железнодорожного транспорта [17].

При этом погрузка горной массы в железнодорожные вагоны осуществляется драглайном через работающую под породным завалом переносную виброплощадку, выполняющую функции перегрузорчного бункера (рис. 4.21). Она устанавливается на кровле отрабатываемого уступа в непосредственной близости от забойного пути. Виброплощадка состоит из восьми-девяти вибролент-питателей, которые располагаются на специальных металлических рамах, закрепляемых под углом 10–15˚ на сцепленных между собой железобетонных трубах.

Ширина виброплощадки составляет 6 м, а длину принимают равной длине кузова думпкара, что обеспечивает его загрузку с одной стоянки. Для создания необходимой аккумулирующей емкости к тумбам со стороны разгрузочного конца виброплощадки крепят выполненную из металла подпорную стенку с тремя-четырьмя выпускными окнами, имеющими гибкую завесу из якорных цепей. Как и в конструкции бункер-поезда, в случае необходимости, гибкую завесу заменяют откидным лотком-дозатором.

В процессе работы экскаватор засыпает породой всю конструкцию. При погрузке породы в думпкар в навале образуется приемная воронка, в которую и осуществляется разгрузка ковша экскаватора.

Д

Рис. 4.21. Погрузочно-транспортная схема с виброплощадкой, работающей под завалом (по О.Б. Кортелеву и С.Г. Молотилову): 1 – экскаватор–драглайн; 2 – переносная виброплощадка; 3 – забойный путь; 4 – железобетонные тумбы; 5 – локомотивосостав; 6 – подпорная стенка; 7 – навал; 8 – приемная воронка

раглайн размещают на развале за пределами возможной призмы обрушения. Ширину экскаваторной заходки и высоту уступа (развала) принимают максимально возможными по рабочим параметрам экскаватора с целью обеспечения максимального шага переноса виброплощадки. После отработки развала (блока) навал породы над виброплощадкой сталкивают под откос уступа. Затем осуществляют перемонтаж виброплощадки либо посредством самоходного крана с перевозкой ее в разобранном виде на железнодорожных платформах, либо самим экскаватором, для чего на ковш навешивают стропы. Технико-эксплуатационные параметры такой схемы разработаны для условий разреза «Междуреченский» при отработке вскрыши драглайном ЭШ-20/90 с погрузкой породы в локомотивосоставы из 8 думпкаров ВС-145 и тягового агрегата ОПЭ-1. Вместимость бункер-воронки – 600 м³ , а объем породы, отрабатываемой при одном ее положении – 260 тыс.м³. Расчетная техническая производительность виброплощадки – 6700 т/ч, шаг переноса – 145 м.

По сравнению с погрузкой породы в железнодорожный транспорт, время погрузки локомотивосостава сокращается на 73,6 %.

Применение ЭШ-20/90 вместо ЭКГ-12,5 позволяет увеличить расчетную производительность погрузочного звена на 53,3 %, а локомотивосоставов на 59,9 %.

Кроме того, использование мощных драглайнов дает возможность повысить высоту рабочих уступов, увеличить угол откоса рабочего борта на 5˚ и за 13 лет сократить объем удаляемой вскрыши на 15,5 млн.м³. [17]

При нарезке новых горизонтов может быть применена схема с использованием самоходного вибрационного бункера. Бункер монтируют на базе бурового станка 2 СБШ-200Н или экскаватора ЭКГ-4,6 (рис. 4.22). Приемную виброплощадку устанавливают на специальной металлической раме под углом 10–15˚. Оптимальные размеры вибробункера в плане должны составлять не менее 30 м² (6×5 м), при этом загрузку думпкара можно осуществлять с одной передвижкой бункера.

Для обеспечения лучшей видимости машинисту экскаватора при работе самоходного бункера, последний располагают на другой стороне забойного пути по отношению к драглайну. При использовании мехлопат бункер устанавливают со стороны экскаватора (рис. 4.22).

Расчеты, выполненные применительно к условиям разреза «Междуреченский», показывают, что в результате использования вибробункера эксплуатационная производительность локомотивосостава увеличивается на 18,2 %, а производительность экскаватора – на 12,1 %.