14.3. Механические способы вторичного дробления

Разрушение негабарита закладными гидроклинами. При этом способе в пробуренный шпур вставляется гидравлический клин. Под давлением масла щеки гидроклина расходятся и разламы­вают негабарит. Клин приводит в действие ручной масляный насос плунжерного типа или насосный агрегат, развивающий давление до 6 МПа.

Техническая характеристика гидроклина

Диаметр закладочной части, мм ……………………… 50

Диаметр цилиндра домкрата, мм ……………………… 200

Рабочее давление, МПа ………………………………… 6,0

Продольный ход клина, мм ……………………………. 76

Ход щек, мм ……………………………………………. 8

Длина рабочей части, мм ……………………………… 210

Масса гидроклина и ручного насоса, кг ……………… 70

Время для разрушения одного негабарита объемом до 1 м³ составляет 5—6 мин (включая бурение).

На принципе разрушения негабаритов с помощью закладных гидроклиньев создана установка «Сатурн» НИПИгормаша, в ко­торой помимо закладных гидроклиньев имеется термобур. Уста­новка смонтирована на гусеничном ходу, оборудована механизи­рованным манипулятором, системой управления и контроля из кабины. Масса установки 9 т. В качестве горючего в термобуре применяется керосин, а в качестве окислителя — воздух. Уста­новкой можно бурить шпуры глубиной до 2 м и диаметром до 100 мм.

Облегченный гидроклин массой 18,9 кг обеспечивает усилия на щеках до 2000 МПа при давлении масла 16 МПа, а гидроклин

утяжеленного типа массой 75—100 кг развивает усилия до 10⁴ МПа при давлении масла 20 МПа.

Время на разрушение негабарита объемом 0,5—1 м³ с учетом бурения шпуров, по результатам испытаний на Дегтярском руднике, составляло 6—7 мин. Общими недостатками установок с гидроклином являются большое число ручных и вспомогатель­ных операций и низкая производительность, особенно в тех случаях, когда крупный кусок нужно разрушить на большое число частей (5—8 и более).

Вторичное дробление падающим грузом. На принципе разруше­ния негабаритов падающим грузом работают экскаваторные и крановые бутобои.

Экскаваторный бутобой — это экскаватор типа механической лопаты, снабженный легкосъемным бутобойным оборудованием, укрепленным к ковшу. Бутобойное оборудование состоит из электромагнита с кольцевым полюсом, кронштейна, насадки и шара — груза массой 3—5 т. Электромагнитом управ­ляют из кабины машиниста экскаватора.

Электромагнит подводят к грузу-шару, поднимают его на определенную высоту, и, выключая ток электромагнита, сбрасы­вают груз на негабарит. Для экскаваторного бутобоя отсутствует необходимость в канатах для подвески груза. Его недостатками являются сложная схема захвата откатывающегося шара и при­целивания груза при сбрасывании его на негабарит.

Результаты применения экскаваторных бутобоев, оборудо­ванных электромагнитом М-42 и шаром массой 3 т, показали, что себестоимость дробления негабарита таким способом в 1,5— 2 раза ниже, чем при взрывном разрушении пород с f=8÷12 и объеме негабаритов 2—10 м³. Производительность экскаваторного бутобоя за восьмичасовую смену составляет 180—250 м³ и суще­ственно зависит от опыта и квалификации машиниста.

Крановый бутобой представляет собой установку на базе крана с грузом массой 3—5 т, подвешенным на канате. Для разрушения негабарита груз поднимают на высоту 7—10 м и сбрасывают на негабаритный кусок. Число наносимых ударов может быть равным 1—4 в минуту, при этом кинетическая энер­гия падающего груза достигает 400—500 кДж.

Основными недостатками крановых бутобоев являются бы­стрый износ канатов, а также сложность прицеливания при ударе. Крановые бутобои рационально применять на карьерах с не­большим выходом негабарита и небольшой производительностью предприятия. Дробление негабарита целесообразно выполнять во время перерывов в погрузке породы. Крановые бутобои, ра­ботающие на базе экскаватора, позволяют полностью отказаться от взрывных работ для дробления негабарита. Так, применение крановых бутобоев на базе экскаватора Э-1251 на Соколовско-Сарбайском ГОКе позволило достигнуть часовой производитель­ности около 155 м³ при себестоимости дробления 0,28 руб/м³,

Рис. 14.2. Гидравлический бутобой

в то время как при взрывном способе себестоимость дробления составляет 0,68 руб/м³.

Данный способ разрушения негабаритов улучшает условия труда рабочих, уменьшает простои оборудования, снижает затраты на разрушение негабарита при­мерно в 1,5—2 раза.

К недостаткам следует отне­сти применение дорогих тяже­лых машин, большие затраты времени на переезды, повы­шенный износ и раскручивание каната, перегрузки двигателя подъема экскаватора.

Разрушение негабарита пневматическими и гидравлическими бутобоями. Для дробления негабарита созданы различного типа пневмо- и гидропневмобутобои.

Пневмобутобой Б-2М выполнен как навесное оборудование к экскаватору Э-153 и устанавливается вместо ковша. Сжатый воздух подается от передвижных компрессоров ДК-9.

Техническая характеристика пневмобутобоя Б-2М

Энергия единичного удара, Дж 1100

Число ударов в минуту 600

Ударная мощность, кВт 11,0

Расход воздуха, м³/мин 15,0

Масса пневмобутобоя, кг 300

Размеры негабарита влияют как на время, так и на качество дробления. Так, при увеличении объема негабарита свыше 1,5 м³ происходит увеличение выхода мелких фракций (менее 2 мм) в месте контакта пики с негабаритом. При разрушении негабари­тов объемом 1—1,5 м³ он разрушается на три—шесть частей с раз­летом осколков на 6—8 м. Негабарит больших размеров разру­шается на две-три части без разлета, при этом предварительно образуются трещины с поверхности, которые под действием по­следующих ударов распространяются на глубину негабаритного куска. Длительность разрушения 1—2 мин.

Производительность пневмобутобоев повышается в 5—6 раз при уменьшении размера негабарита. Отсюда очевидна целесооб­разность применения пневмобутобоев на перегрузочных пунктах при циклично-поточной технологии разработки, где требуется дробить значительное количество негабаритов мелких фракций.

Перспективны созданные гидроударные бутобой с энергией удара до 30 кДж, которые с помощью специальных манипуляторов

можно навешивать на гидравлический экскаватор или трактор (рис. 14.2). Для разрушения негабарита объемом до 5 м³ требуется от 5 до 10 ударов в зависимости от хрупкости породы. Негабариты объемом 2—5 м³ разрушаются на 5—7 частей. Общее время раз­рушения негабарита с учетом передвижения бутобоя, установки его на камень и дробления составляет 2—3 мин.

Себестоимость дробления негабарита упомянутыми бутобоями составляет 0,3—0,4 руб/м³.