Гірничі машини та комплекси

Класифікація та призначення гірничих машин. Загальні фізико-механічні властивості гірничих порід. Класифікація та принцип дії бурових верстатів. Загальні відомості про очисні комбайни. Гірничі машини та комплекси для відкритих видобуток корисних копалин.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Змістовий модуль 1. Номенклатура гірничих машин

Тема 1.1 Вступ. Загальні відомості про гірничі машини

Збільшення обсягів видобутку різних корисних копалин на основі всебічного зростання продуктивності праці робітників гірничих підприємств найтіснішим чином пов'язано з оснащенням підприємств сучасною високопродуктивною і надійною гірською технікою.

Гірничі підприємства використовують велику номенклатуру машин різного функціонального призначення, які відносять до наступних груп :

- власне гірські машини, призначені для видобування корисних копалин та проведення гірничих виробок;

- гірничо - транспортні машини;

- стаціонарні машини.

Гірничі машини підрозділяють на машини:

- що проводять руйнування корисних копалин і порід;

- що проводять навантаження ( навалювання ) на транспортні засоби;

- які видають корисні копалини або породу за межі очисного або прохідницького вибою;

- що здійснюють кріплення у підземних умовах очисних і прохідницьких виробок.

У зв'язку з виконуваними функціями розрізняють :

- бурильні машини,

- виїмочні ( видобувні і прохідницькі ) гірські машини,

- вантажні машини і кріплення ( індивідуальні та механізовані ) .

До виїмкових гірських машин відносяться очисні та прохідницькі комбайни, вугільні струги, одно-і багатоковшеві екскаватори, бульдозери, скрепери, гідромонітори, земснаряди і драги .

Більшість зазначених машин комбіновані, що виробляють не тільки руйнування корисних копалин і порід, але також і їх навантаження на транспортні засоби . При цьому зазначені операції можуть виконуватися послідовно ( буро вантажні машини і одноковшеві екскаватори ) або, що більш прогресивно, поєднуватися в часі ( очисні та прохідницькі комбайни, вугільні струги, багатоковшеві екскаватори, земснаряди, драги ) .

Ряд гірських машин виробляють не тільки руйнування, а й транспортування або вантаження і транспортування гірничої маси на значні відстані (бульдозери, скрепери, вантажно - транспортні машини).

Найбільшу продуктивність при видобутку корисних копалин та проведенні гірничих виробок (розкривних робіт при відкритому видобутку корисних копалин ) забезпечує комплексне використання машин різного функціонального призначення.

На вугільних шахтах широке застосування отримали очисні комбайнові й стругові комплекси, що мають у своєму складі очисної вузькозахватний комбайн або вугільний струг, доставочну машину (забійний скребковий конвеєр ) і гідрофіцированну механізовану крепь . На відкритих гірничих роботах використовують комплекси машин безперервної дії, що мають у своєму складі потужні багатоковшеві (роторні ) екскаватори та стрічкові магістральні конвеєри.

У Радянському Союзі вперше у світі створено вугледобувні агрегати для виїмки вугілля без постійної присутності людей в очисному вибої. У агрегатах здійснюється більш жорстка, ніж в комплексах, конструктивна ув'язка окремих функціональних органів, що робить їх роботу більш організованою, скорочує число операцій очисного забійного обладнання і спрощує процес його автоматизації .

Гірські транспортні машини, які виконують великі обсяги робіт з видачі на поверхню з підземного простору або за межі кар'єра корисних копалин і порід, включають велику номенклатуру машин єдиного функціонального призначення, але відрізняються досить істотно по конструкції і принципу дії .

До таких машин відносяться різні:

- засоби конвеєрного транспорту ( скребкові, стрічкові, стрічково - ланцюгові і пластинчаті конвеєри ),

- засоби рейкового транспорту (локомотиви, вагонетки, великовантажні вагони ),

- самохідні вагонетки, великовантажні автосамоскиди,

- засоби канатного і трубопровідного транспорту.

Для відкачування води з гірничих виробок, подачі повітря в підземні виробки та вентиляції глибоких кар'єрів застосовують різні конструктивні типи насосів і вентиляторів . На гірничих підприємствах, де працюють машини, що використовують енергію стисненого повітря, використовують різні конструктивні типи компресорів.

Насоси, вентилятори, компресори, а також машини та обладнання шахтного підйому складають групу машин, званих стаціонарними .

Всі вище перераховані групи машин, що працюють на гірничих підприємствах, а в більшості випадків і машини, відносяться до однієї групи, мають не тільки різні основоположні принципи і теоретичні передумови обґрунтування і вибору їх основних конструктивних і режимних параметрів, але і відрізняються різноманіттям конструктивних рішень, тому в даній книзі, призначеної для учнів середніх спеціальних закладів, що навчаються за спеціальністю " Гірниче машинобудування " дані основи класифікації, викладені принципи дії та особливості конструкцій : бурильних машин і установок, гірничих машин і комплексів для підземного видобутку корисних копалин; гірничопрохідницьких машин і комплексів ; гірських машин і комплексів для відкритого видобутку корисних копалин; засобів гідромеханізації гірничих робіт; гірничотранспортні машин; машин шахтного водовідливу, вентиляції і компресорних установок; шахтного підйому. Показана область застосування різних машин, досить повно дано їх основні технічні дані, викладені методи оцінки продуктивності різної гірської техніки. Відображені найбільш прогресивні конструкторські рішення, використовувані при створенні гірських машин.

Домашне завдання

- Л.И.Кантович, В.Н. Гетопанов «Горные машины», стр. 3-5.

- конспект.

Контрольні питання

1.Які номенклактури машин використовують гірничі підприємства?

2.За якими функціональними призначеннями поділяютьсягірничі машини?

3.які функції виконують машини?

4.Що за техніка застосовується на вугольних шахтах?

5.Яка техніка відноситься до виїмкових гірських машин?

Тема 1.2 Бурильні машини

1. Інтенсивний розвиток техніки бурових робіт почалося в другій половині XIX в . з появою машинного буріння. У 1857 р. була сконструйована перша пневматична бурильна машина, а в 1859 р. пробурена перша нафтова свердловина паровим верстатом проф. Г.Д. Романовського . У 1862 р. починається буріння свердловин алмазними коронками і в 1899 р. - дробом .

Тільки після Великої Жовтневої соціалістичної революції з бурхливим зростанням гірничодобувної промисловості починається широке впровадження машинного буріння шпурів і свердловин.

У 1923 р. в СРСР створюється турбобур чл. -кор. АН СРСР М.А. Капелюшнікова і потім електробур А.П. Островського і Н.В. Александрова, в 1939 р. - високочастотний перфоратор. В кінці 20- х років широке застосування на кар'єрах Уралу і Дніпробуду отримують верстати канатно - ударного буріння і з 1940 р. на вугільних кар'єрах - верстати обертального буріння .

В даний час розтин родовищ, підготовчі та очисні роботи, розвідка родовищ та інші роботи з видобутку корисних копалин, пов'язані з вибуховим способом руйнації, який найбільш ефективний у породах підвищеної фортеці, звичайно засновані на бурінні шпурів і свердловин машинним способом.

Шпурамі прийнято називати циліндричні заглиблення у гірській породі глибиною до 5 м при діаметрі до 75 мм. Шпури великого діаметру (до 250 - 300 мм ) називають свердловинами, а при довжині, більшою 5м, - глибокими свердловинами .

2.Гірничі машини, призначені для буріння шпурів і свердловин, називають бурильними машинами. Бурильні машини:

- по області застосування можуть бути для відкритих і підземних робіт ;

- за призначенням - машини для буріння шпурів і для буріння свердловин;

- за родом споживаної енергії - пневматичні, електричні, гідравлічні, термічні та комбіновані ;

- за способом руйнування гірської породи поділяються на широко вживані в даний час машини з механічним ( безпосереднім ) впливом руйнівної інструменту на породу і зі спеціальними фізичними методами впливу .

Бурильні машини з механічним впливом руйнівної інструменту на породу поділяють за способом буріння на машини обертальні, ударні, ударно - обертальні і обертальне - ударні .

До нових фізичних методів впливу відносять вогневе ( термічне), електрофізичних, ультразвукове, високочастотне та інші види буріння.

При обертальному бурінні порода руйнується спіральними шарами під дією різців, які одночасно вдавлюються в породу значними осьовими зусиллями і обертаються навколо осі шпуру або свердловини . Обертальний режим буріння застосовують в основному для порід слабких і середньої міцності ( ѓ < 8) і використовують в таких бурильних машинах, як гірські свердла - для буріння шпурів глибиною до 4-5 м при діаметрі 40-45 мм; верстати глибокого буріння - для буріння свердловин глибиною до 100 м і діаметром до 100 мм і гезенків - бурильні й буросбоечні машини - для буріння свердловин глибиною до 150 м при діаметрі, який досягає 1000-1500 мм.

При ударному способі буріння порода руйнується під дією ударів по інструменту, виконаному у вигляді клину, який після кожного удару відскакує від забою і повертається на деякий кут для нанесення удару за новим місцем на вибої . Ударний спосіб застосовується в перфоратора для буріння по породах з ѓ = 6 -2...