Характеристики насыпных грузов

По кусковатости транспортируемого груза выбирают вид транспорта, размеры грузонесущих органов и габариты транспортных машин. Например, при максимальном размере куска руды или породы до 300 мм, получаемого путем механической отбойки или вторичного дробления, обычно применяют конвейерный транспорт, для транспортирования горной массы с большими размерами кусков — другие виды транспорта. Размеры грузонесущих органов также выбирают по максимальному размеру транспортируемого куска.

Плотность — отношение массы груза к занимаемому им объему (т/м³). Различают плотность монолитной породы в массиве g_м и плотность разрыхленной горной массы g— насыпную плотность (табл. 1.1). Плотность горной массы в насыпке зависит от крупности кусков, влажности и других факторов. Плотность руды в насыпке, подлежащей транспортированию, g=1,8¸3,5 т/м³, плотность вскрышных пород g= 1,2¸2 т/м³.

Отношение плотности горной массы в массиве к плотности разрыхленной горной массы называют коэффициентом разрыхления: k_p = g_м/g>1. Коэффициент разрыхления характеризует увеличение объема разрыхленной горной массы по сравнению с объемом в массиве. Для крепких пород и руды k_p = 1,4¸1,8, для мягких пород k_p = 1,2¸1,3.

Насыпную плотность горной массы учитывают при определении производительности транспортных машин и выполнении тяговых расчетов.

Угол естественного откоса насыпного груза — это угол, образуемый боковой поверхностью горной массы в свободной насыпке и горизонтальной плоскостью характеризующий степень взаимной подвижности отдельных частиц горной массы.

Тангенс угла естественного откоса называют коэффициентом внутреннего трения горной массы.

Различают угол естественного откоса в покое j_п и угол естественного откоса в движении j_д (см. табл. 1.1), причем j_д<j_п, так как при перемещении горной массы происходит ее встряхивание или ворошение. Обычно j_д= (0,35¸0,7)j_п. Величина угла естественного откоса j_д зависит от кусковатости горной массы, влажности и других характеристик. Так, например, для мягких вскрышных пород j_д=15¸20°, для руд черных и цветных металлов j_д = 30¸35°.

По величине угла естественного откоса в движении определяют площадь поперечного сечения или объем насыпного груза на грузонесущих органах транспортных установок.

Крепость горных пород характеризуется коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова:

f_k=s_ж/10

где s_ж — временное сопротивление разрушению образца породы, МПа.

Для всех горных пород f_k = 0,5¸20. В зависимости от величины коэффициента крепости различают породы: некрепкие (f_k £ 3); средней крепости (f_k = 4¸9); крепкие (f_k = 10¸14); весьма крепкие (f_k = 15¸20). При разработке некрепких пород в том числе калийных и марганцевых руд, применяют механическую отбойку, пород и руд средней крепости и выше — взрывную отбойку.

Абразивность — свойство горной массы истирать (изнашивать) взаимодействующие с нею поверхности (загрузочные лотки, кузовы вагонов и автомобилей, конвейерные ленты и т. д.) в процессе погрузки, транспортирования и разгрузки. Транспортируемые горные породы по абразивности разделяют на четыре группы (см. табл. 1.1): А — неабразивные, В — малоабразивные, С —средней и D — высокой абразивности. Группа абразивности зависит от крепости, размеров и формы частиц горной массы. Крепкие и весьма крепкие руды и вскрышные породы являются высокоабразивными. При транспортировании их грузонесущие идругие элементы средств рудничного транспорта подвергаются интенсивному износу.

При выборе иэксплуатации транспортных машин, применяемых для перевозки средне- и высокоабразивных насыпных грузов, необходимо принимать меры по снижению износа грузонесущих элементов путем подбора соответствующих материалов, использования защитных футеровок, выбора оптимального режима работы машин.

Влажность насыпных грузов определяют по соотношению массы испарившейся в сушильном шкафу воды предварительно-взвешенной порции груза к массе оставшихся твердых частиц и выражают в процентах. Влажность зависит от влагоемкости; груза (способности к поглощению влаги) и притока воды. В шахтных условиях влажность руды обычно не превышает 2—3%. При содержании влаги более 3% и отрицательных температурах насыпные грузы склонны к смерзанию.

Влажная горная масса, находящаяся некоторое время в неподвижном состоянии, подвергается слеживанию — уплотнению. Содержание во влажной горной массе глинистых частиц повышает ее слёживаемость и липкость.

Липкость, слёживаемость и смерзаемость, а также кусковатость, определяют склонность насыпных грузов к сводообразованию — самопроизвольному возникновению сводов под выпускными отверстиями блоков, рудоспусков, бункеров и других емкостей. Сводообразование препятствует свободному истечению насыпных грузов из отверстий емкостей.

При выпуске руды под залегающими обрушенными породами, а также при ее доставке волочением или скольжением по почве выработок происходит разубоживание руды — засорение ее вмещающими породами. Уменьшить разубоживание руды можно путем правильного выбора режима доставки, применения различных направляющих и выполнения специальных мероприятий.

Основными характеристиками подлежащих транспортированию цементных растворов и бетонной смеси, используемых в строительстве, являются плотность и срок схватывания — их необходимо учитывать при выборе вида транспортной установки и максимального времени транспортирования.

Штучные грузы транспортируют либо раздельно (например, машины, их узлы, различное оборудование), либо упакованными в контейнеры, пакеты, кассеты. Основными характеристиками раздельно транспортируемых штучных грузов или их упаковок являются габариты, форма и масса. По этим трем основным параметрам определяют вед и конструкцию транспортной установки. Для перевозки людей применяют специальные транспортные машины.

Наливные грузы, основную долю которых составляют горюче-смазочные материалы для самоходных машин, характеризуются, в основном, плотностью. Такие грузы перевозят в автоцистернах или подают по трубам с поверхности шахты.