Рекомендовані діаметри вантажного каната і блочка, місткість скрепера та об’єм максимального куска для лебідок різної потужності

При безлюковому навантаженні (рис. 7.38 а) виробки скреперування розташовують у покрівлі відкотної виробки і руду з-під дучок доставляють до останньої з одночасним навантаженням її через штрек-поміст (полок). Така схема характеризується взаємозалежністю роботи скреперної доставки в очисних вибоях і підземного транспорту внаслідок відсутності проміжної акумулюючої ємкості, що суттєво знижує продуктивність як доставки, так і транспорту та підвищує їх вартість. Цю схему бажано застосовувати лише за умови, колі інші, більш продуктивні схеми, неможливо використати з тих або інших причин.

Схеми доставки з розвантаженням скреперів у підняттєві (рудоспуски) з наступним люковим навантаженням руди у вагонетки (рис. 7.38, б) широко застосовують при розробці рудних родовищ. Руду при цьому доставляють від дучок по виробкам приймального горизонту до рудоперепускних підняттєвих висотою від 8-10 до 70 м, що дає змогу створити проміжну акумулюючу ємкість поміж очисними вибоями і підземним транспортом та сприяє їх незалежній роботі один від одного.

Продуктивність доставки і транспорту при такій схемі вище, аніж при безлюковому навантаженні, кращі також й умови праці робітників.

Недоліком такої схеми є підвищені обсяги проведення рудоспусків. Рудоспуски при такій схемі роблять відособленими (один на кожну приймальну виробку), або з метою зменшення обсягів нарізних робіт та скорочення кількості пунктів навантаження руди на основному відкотному горизонті застосовують розгалужені (пальцеві) рудоспуски – «штанини» при достатній стійкості порід, у яких вони утворені.

Рис. 7.38. Схеми скреперної доставки руди: 1 – приймальна виробка;
2 – дучки; 3 – рудоспуск; 4 – відкотна виробка; 5 – акумулююча виробка

У рудних покладах великої потужності (більше 40-50 м) при великій кількості очисних вибоїв з метою зменшення числа рудоспусків і пунктів навантаження руди на відкотному горизонті досить часто застосовують подвійну скреперну доставку з акумуляцією руди у виробках робочого підповерху або розташованих нижче робочого горизонту на 8-10 м (рис. 7.38 в; г).

При акумулюванні на робочому підповерсі (рис. 7.38 в) акумулюючу виробку 5 проходять з деяким заглибленням (на 0,5-1,0 м) по відношенню до прийомних для створення нормальних умов роботи скреперних лебідок на первинній і вторинній доставці. Висота заглиблення залежить від розмірів скрепера на акумуляційній виробці.

Руду від дучок 2 по приймальним виробкам 1 (штрекам або ортам) скреперують до акумулюючої виробки 5 (первинна доставка) і далі – по акумулюючій виробці до рудоспуску 3 (вторинна доставка), по якому руда потрапляє на відкотну виробку 4. Така схема характеризується відносно невеликою акумулюючою ємкістю, а також складністю кріплення та підтримання сполучень прийомних і акумулюючих виробок.

У другій схемі (рис. 7.38 г) акумулюючу виробку 5 розташовують на 8-10 м нижче прийомного горизонту та збивають з ним короткими рудоспусками 3. Це забезпечує створення деякої ємкості між приймальними й акумулюючою виробками, що, у свою чергу, дає можливість їх незалежної роботи та сприяє підвищенню продуктивності. В умовах активного прояву гірського тиску така схема має більшу перевагу. Разом з тим вона потребує збільшення обсягів проведення рудоспусків.

У всіх випадках застосування схем доставки з акумуляцією руди (подвійна доставка) зменшується кількість рудоспусків, їх загальна довжина та кількість люків на відкотному горизонті, але збільшуються обсяги робіт на проходку, кріплення та облаштування акумулюючих виробок, коротких рудоспусків, а також збільшуються затрати на скреперні лебідки, скрепери й експлуатаційні витрати на власне доставку.

Природно, що збільшення капітальних та експлуатаційних витрат у зазначених схемах повинно компенсуватися зменшенням затрат на проведення рудоспусків та спорудження пунктів навантаження руди (люків), підвищенням продуктивності праці на доставці та транспорті.

Економічна доцільність застосування доставки з акумуляцією руди у порівнянні з іншими схемам визначається умовою

, (7.53)

де З_н, З_л, З_п – відповідно затрати на нарізні виробки, облаштування рудоспусків і встановлення люків, підтримання виробок ; С_д – повна собівартість доставки руди.

Величини затрат в умові (7.1) приймають або абсолютними на блок (панель), або відносними (питомими) на 1т запасів руди.

Продуктивність скреперної доставки

Технічну продуктивність скреперної установки визначають за формулою, м³/год

, (7.54)

де V_c – місткість скрепера, м³; К_н – коефіцієнт заповнення скрепера рудою (для крупнокускової руди К_н=0,7-0,8, а для дрібнокускової К_н=0,8-1,0); – середня довжина скреперування, м; l₁, l₂ – відповідно мінімальна та максимальна довжина скреперування, яка визначається конструкцією й параметрами прийомного горизонту, м; v_в, v_x – відповідно, швидкість руху скрепера при вантажному і холостому ходах, м/с; t₁ – час на переключення ходів та завантаження скрепера, с (за даними практики t₁=15-30 c).

Експлуатаційна змінна продуктивність скреперної доставки є значно меншою, ніж технічної (у 2-3 рази), що поясняється великими затратами часу на виконання непродуктивних операцій, пов’язаних з ліквідацією зависань руди в дучках, вторинним подрібненням руди та ін. Наприклад, на шахтах Кривбасу на це витрачається до 50-70% часу зміни.

При випуску руди в заходці дучки з дріб’язку утворюється «мертва» зона під кутом природного відкосу, а при підвищеній вологості й більше (близько 40-50º). Руда при вільному витіканні з дучки займає відкос з кутом біля 45º (рис. 7.39) й розмір вільного проходу для руди буде менше діаметра дучки, а його величина в загальному випадку складає

, (7.55)

де b – ширина виробки доставки, м; 0,8 – вільний прохід у виробці, м.

При розмірах прийомної виробки у світлі 2,5×2,5 м та діаметрі дучки 1,5-2,0 м розмір вільного проходу в залежності від властивостей руди складає 0,5÷1,0м, а з урахуванням, що за один цикл скреперування із навалу руди з-під дучки прибирається відносно невелика її кількість, цей розмір буде ще меншим.

Відомо, що для забезпечення вільного витікання сипкого матеріалу без заторів розмір випускного отвору повинен бути у 3-4 рази більше розмірів кусків цього матеріалу. Тому при найбільш поширених розмірах приймальних і випускних виробок відносно вільно буде випускатися руда з розмірами не більше 200-250 мм.

Рис. 7.39. Схема випуску руди із дучки

Вищезазначене пояснює велику кількість зависань у дучках та значні затрати часу на їх ліквідацію в реальних умовах.

З метою забезпечення умов для кращого витікання руди з дучок необхідно приймати максимально можливі за умовами стійкості та вартості підтримання розміри прийомних і випускних виробок, а також намагатися поліпшити якість подрібнення руди при її відбійці. Максимальну довжину доставки скреперними установками слід приймати не більше:

- 50 м – під час прибирання гірської маси при проходці виробок;

- 30 м – в очисних вибоях з доставкою руди в рудоспуск;

- 60 м – на вторинній доставці.

За даними практики, експлуатаційна змінна продуктивність скреперних установок з лебідками потужністю 30 кВт складає у середньому 180-240 т, а установок з лебідками 55-75 кВт – 300-450 т.

При проектуванні необхідно враховувати та використовувати заходи з підвищення продуктивності скреперної доставки, головними з яких є наступні.

1. Приймати розміри блоків (панелей) і конструкцію системи розробки з урахуванням оптимальної довжини скреперування.

2. Використовувати для прийнятого типу лебідки скрепер максимально можливої місткості.

3. Забезпечити відповідну якість подрібнення руди при її відбійці. Так, зниження виходу негабариту з 10-12 до 5-7% дає можливість збільшити продуктивність доставки у 1,5-2,0 рази.

4. З метою зменшення реальної довжини скреперування у межах оптимальної, іноді раціонально чіпляти на вантажний канат декілька скреперів (2-3) меншої місткості. Часто це використовують на акумулюючих виробках при відносно великій довжині скреперування . Кількість скреперів та їх загальну місткість визначають згідно з тяговим розрахунком. При необхідності у таких випадках використовують лебідку більшої потужності.

При проектуванні скреперної доставки вирішують одне з наступних завдань:

а) визначають продуктивність доставки та інші показники при прийнятих типі лебідки і місткості скрепера;

б) здійснюють підбір лебідки та необхідної місткості скрепера для забезпечення заданої продуктивності доставки.

Доставка та навантаження руди вібраційними установками

Вібраційні установки та механізми мають у гірничорудній промисловості широке застосування, особливо при розробці потужних покладів міцних абразивних руд.

Головними перевагами цього способу є простота конструкції, надійність у роботі та висока продуктивність, відносно невелика вартість устаткування, незначні обсяги нарізних робіт у днищі блоків, можливість у більшості випадків збільшити розмір кондиційного куска до 800-1200 мм. Вібраційні установки забезпечують одночасно випуск руди, її доставку і навантаження у вагонетки або інші транспортні засоби.

Зараз промисловість випускає цілий ряд різних типів такого устаткування для різних умов роботи. На практиці переважно застосовують установки для донного випуску обваленої руди типів ВДПУ, ПВУ, ВВДР, ВПР та інші, а також комплекси для торцевого випуску руди.

У віброустановках (віброживильниках) використовують вібратори різних типів і конструкцій з ненаправленими та направленими (спрямованими) коливаннями.

Установки з ненаправленими коливаннями (типів ВДПУ, ВПР, ВЛ та інші) встановлюють у спеціальних виробках під дучками під кутом від 8-12 до 20-22º. Вони дуже прості конструктивно, надійні в роботі і дозволяють здійснювати вибухове подрібнення негабариту безпосередньо на платформі.

Установки з направленими коливаннями (типів ПВУ, ВВДР та ін.) являють собою рамну конструкцію з амортизаторами між рамою та платформою, їх можна встановлювати у виробках практично горизонтально (від 0 до 8-10º).

Установки для донного випуску типів ВДПУ, ВВДР, ПВУ, ВПР застосовують переважно в потужних покладах, складених у більшості випадків міцними рудами.

Віброустановки – вібрострічки типів ВЛР, ВЛ відносно невеликих габаритів та ваги застосовують для випуску і навантаження при розробці малопотужних родовищ. Деякі з віброустановок цього типу (наприклад, ВЛЖ, ВЛР-1) можна використовувати в якості віброзбуджувачів для стимулювання випуску рудної маси, встановлюючи їх безпосередньо в дучках.

У таблицях 7.4 та 7.5 подано технічні характеристики найбільш розповсюджених типів віброустановок.

Таблиця 7.4