Производительность погрузочного оборудования и пути ее повышения

Производительность погрузочного оборудования и пути ее повышения.

Различают теоретическую (расчетную), техническую (паспортную) и эксплуатационную (действительную) производительность погрузочных машин. Теоретическая производительность определяется только конструктивными параметрами машины (например, вместимость ковша, грейфера, скрепера, продолжительность цикла черпания и т.д.). Так, для погрузочной машины ковшового типа теоретическая производительность (м³/мин).

Q_теор= 60 V_к /Т = n_цV_r ,

где Т – теоретическая продолжительность одного цикла погрузки породы ковшом машины, м;                 n_ц  - число циклов черпания в минуту;

V_к – вместимость ковша (геометрическая), м³.

Техническая производительность определяется для  типичных эксплуатационных условий  при непрерывной работе машины, т.е. в этом случае учитывается влияние  свойств породы, заполнение ковша (грейфера, скрепера) породой, качество дробления  породы, изменение продолжительности  одного цикла черпания в реальных условиях и т.д.

Эксплуатационная  производительность определяется объемом  погруженной породы за общее время  работы машины. На эксплуатационную производительность влияет, таким образом, продолжительность  подготовительно-заключительных операций, остановок в работе машины по технологическим, а также простоев по организационным  и техническим причинам.

Техническая производительность ковшовой погрузочной  машины (по породе в разрыхленном состоянии) (м³/мин).

Q_тех=n_цk_зk_дрV_к/k_ц ,

где: k_з – коэффициент заполнения ковша (в зависимости от плотности породы, размера кусков и соотношения между напорным усилием машины и шириной ковша k_з изменяется в диапазоне 0,3 – 1,2); k_др – коэффициент, учитывающий дополнительное разрыхление породы в ковше (k_др = 0,92÷0,96); k_ц – коэффициент, учитывающий изменение продолжительности цикла в реальных условиях (для машин с пневмоприводом k_ц = 0,92÷1,1).

Эксплуатационная  производительность (м³/ч.) в общем случае определяется по формуле:

Q_э = 60V_п/Т₀,

где V_п – полный объем горной массы, погруженной машиной за проходческий цикл, м³; Т₀ – общее время работы машины, мин.

Полный объем  горной массы в плотном теле (м³)

V_п=l_цSη_в ,

где l_w – расчетное подвигание забоя за один цикл, м.

S – площадь проектного сечения выработки, м²;

η_в – коэффициент, учитывающий увеличение сечения выработки против проектного (η_в=1,05÷1,08).

Общее время  работы машины складывается из времени  собственно погрузки, замены груженых вагонеток или составов на порожние и суммарной продолжительности  простоев по организационно-техническим  причинам, включая время на подготовительно-заключительные операции.

В частности, часовую эксплуатационную производительность (м³/ч) ковшовой машины (по породе в плотной массе) можно рассчитать по формуле:

Q_э=

где k_p – коэффициент разрыхления пород, равный 1,5 – 2; k_кр – коэффициент, учитывающий крупность кусков породы и ее физико-механические свойства (при крупности кусков до 300 мм. k_кр = 1, при крупности более 400 мм. k_кр = 1,3); t_в – удельные затраты времени на вспомогательные операции, включающие очистку путей и выдвижение рельсов, кайловку и перекидку определенной части породы с периферии в зону работы ковша (для выработок, ширина которых равна фронту погрузки, t_в – составляет 1,5 чел.-мин./м³); L – расстояние до пункта обмена вагонеток, м.; V_в – вместимость вагонетки, м³; k_з – коэффициент заполнения вагонетки, принимаемый равным 0,9; v_с – средняя скорость откатки вагонеток или составов с учетом маневров, перецепки и т.д. на участке от погрузочной машины до обменного пункта (по данным практики v_c составляет 0,6 м/с.); n_в – число вагонеток в составе.

Соответственно  часовая эксплуатационная производительность (м³/ч) машины непрерывного действия типа ПНБ может быть рассчитана по формуле

Q_э =

где k_рп = 1,1÷1,3 – коэффициент, учитывающий форму и расположение породы после взрыва; k_пм – коэффициент, учитывающий продолжительность маневра при погрузки и степень соответствия данного типа машины условиям погрузки (k_пм = 1,05÷1,1).

Производительность  погрузочно-транспортных машин существенно  зависит от длины транспортирования  и скорости движения груженой и порожней машины. Эксплуатационная производительность погрузочно-транспортной машины (м³/ч) с грузонесущим ковшом.

Q_э = ,

а для машин  с ковшом и кузовом

 

Q_э = ,

где V_к, V_куз – вместимость соответственно ковша и кузова, м³; k_з и k_зк – коэффициент заполнения соответственно ковша и кузова; ξ = 1,15÷1,2 – коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на разборку негабарита в забое; t_ц – продолжительность цикла черпания грузонесущим ковшом, равная 50 сек.; t’_ц – продолжительность одного цикла погрузки, сек.; k_ман – коэффициент, учитывающий продолжительность маневров машины в забое, равный 1,3; k_cc – 0,6 – коэффициент среднеходовой скорости движения; L – длина транспортирования, м; v_гр и v_пор – скорости движения груженой и порожней машины, принимаемые соответственно 1,8 и 2,3 м/с.; t_раз = 30÷40 – продолжительность разгрузки машины, сек.

Если машина в течение всей смены работает на уборке породы, то ее эксплуатационная производительность (м³/смену)

Q_см = Q_эT_смk_и ,

где Т_см – продолжительность смены, ч.; k_и = 0,7÷0,8 – коэффициент внутрисменного использования машины, учитывающий подготовительно-заключительные операции, заправку машины, перегон к месту работы и обратно и другие операции, не относящиеся непосредственно к погрузке и транспортированию.

Техническая производительность скреперной установки  при скреперовании непосредственно в отвал по породе в разрыхленном состоянии (м³/ч).

Q_тех = ,

где V_c – вместимость скрепера, м³; k_с – коэффициент заполнения скрепера (для крупнокусковой горной массы k_с = 0,5÷0,7; для среднекусковой = 0,7÷0,8 и мелкокусковой k_с = 0,9÷1); L – длина скреперования, м.; v_гр и v_пор – скорости движения соответственно груженого и порожнего скрепера (v_гр = 1,1÷1,7 м/с и v_пор = 1,5÷2,3 м/с; устанавливаются по технической характеристики скреперной лебедки); t = 15÷20 с – время, затрачиваемое на загрузку и разгрузку скрепера.

Эксплуатационная  часовая производительность скреперной установки (м³/ч)

Q_э = Q_тех^k_и

где k_и – коэффициент использования скреперной установки во время уборки породы, принимается равным 0,4 – 0,6.

При погрузке в вагонетки или другие транспортные емкости (скипы, бадьи) производительность скреперной установки зависит от времени загрузки одной вагонетки  и состава, а также времени, затрачиваемое на замену груженого состава на порожний.

Эксплуатационная  производительность (м³/ч) при погрузки в вагонетки может быть определена по формуле:

 

Q_э =

где k_з и k_c – коэффициенты наполнения соответственно вагонетки и скрепера (см.выше); Z – число вагонеток в составе; v_c – вместимость скрепера, м³; t₁ – время на замену состава груженого на порожний, с.

Время на замену состава t₁ (c) можно рассчитать по формуле

t₁ = 2L_оп/v_c

где L_оп – расстояние до пункта обмена вагонеток, м.; v_c – средняя скорость откатки вагонеток или составов с учетом маневров, перецепки вагонетки и т.д., принимается равной 0,6 м/с.

Снижение  затрат времени на погрузку и увеличение производительности погрузочного оборудования могут быть достигнуты за счет сокращения времени на обменные операции путем  использования перегружателей, вагоноперестановщиков, вагонеток повышенной (до 1,4 м³ и более) вместимости; улучшение качества буровзрывных работ, обеспечивающих необходимую степень дробления, компактную форму развала и высокие значения коэффициента использования шпуров; применение эффективных опрокидных устройств для глухих вагонеток, мощных современных электровозов; внедрения мероприятий по сокращению продолжительности подготовительно-заключительных операций и улучшение внутрисменного использования машин.

Производительность  погрузки породы пневматическими грейферными  машинами в вертикальных выработках в общем случае выражается формулой

Q_п = Vk_p/T_п

где V – объем взорванной породы, м³; k_р – коэффициент разрыхления породы; Т_п – время погрузки всей породы в первой и второй фазе (без учета времени на подготовительно-заключительные операции).

Время погрузки Т_п складывается из времени собственно погрузки породы в первой фазе машиной, времени технологических простоев в связи с необходимостью замены груженых бадей на порожние и времени погрузки породы с применением ручного труда во второй фазе. С учетом этого среднюю производительность погрузки по разрыхленной породе (м³/ч.) можно рассчитать по формуле

 

Q_п = ,

где φ –  коэффициент, учитывающий неравномерность  работы, регламентированный отдых, простои  по организационным причинам и т.д., равный 1,15÷1,2; α – доля породы в  первой фазе уборки; n – число погрузочных машин; Q_тех – техническая производительность машины; k_o – коэффициент одновременности работы машин, равный 1 при n = 1 и 0,75 – 0,8 при n = 2; k_п – коэффициент, учитывающий просыпание породы при погрузке грейфера в бадьи [k_п = (d_б/0,8d_г)², где d_б и d_г – диаметр соответственно бадьи и грейфера с раскрытыми челюстями, м]; t_п – время простоя погрузочной машины, ч; V_б – вместимость бадьи, м³; k_з = 0,9 – коэффициент заполнения бадьи; n_р – число рабочих, занятых на погрузке породы во второй фазе; Q_у – производительность погрузки породы во второй фазе одним рабочим (по породам с f = 12÷16 Q_у = 0,5 ÷1 м³/ч).

Значение  t_п зависит от типа и числа подъемов и соотношение между временем погрузки бадьи t_пб и временем цикла Т_цп подъема. Например, если подъем осуществляется без перецепки бадей, то для одноконцевого подъема t_п = Т_цп, для двух одноконцовых и при t_пб <Т_цп t_п = 0.

Основными направлениями  сокращения продолжительности погрузки в вертикальных выработках и увеличение производительности труда являются:

применение  высокопроизводительных погрузочных  машин с механизированным вождением  грейфера и дистанционным управлением  погрузкой;

совершенствование буровзрывных работ с целью обеспечения  равномерного дробления породы, уменьшения переборов сечения и увеличение коэффициента использования шпуров;

обеспечение четко согласованной работы погрузочной  машины с подъемом и сокращение до минимума простоев из-за маневров бадей  у забоя;

механизация работ по погрузки работ во второй фазе.

Требование правил безопасности при  погрузке породы.

Машины для  погрузки породы работают в специфических  условиях, в связи с чем при их эксплуатации предъявляются повышенные требования к соблюдению правил безопасности.

К управлению погрузочными, погрузочно-транспортными  машинами и скреперными установками  допускаются только лица, имеющие  специальные удостоверения и  прошедшие специальный инструктаж по безопасному применению оборудования с дизельным двигателями, если такое оборудование применяется в подземных условиях.

Перед началом  работы погрузочной работы необходимо осмотреть крепь выработки и, если требуется, исправить ее. Приступать к работе можно только после приведения забоя в безопасное состояние, т.е. после удаления с боков и кровли выработки нависающих кусков породы. Необходимо проверить состояние  рельсового пути и маневровых устройств.

Во время  работы машины с пневмоприводом необходимо тщательно следить за креплением воздухоподводящего шланга на машине и магистральном трубопроводе, а на машинах с электроприводом – за состоянием заземления машины. Работающие на машине обязаны следить за тем, чтобы воздухоподводящий шланг или силовой кабель не попал под ходовую часть машины или другого оборудования.

В процессе работы машины не разрешается находиться впереди погрузочной машины в  радиусе черпания ковша и стоять вблизи ковша в момент разгрузки, производить прицепку или отцепку  вагонеток, ремонт, осмотр или очистку  машины, работать под поднятым ковшом или освобождать руками куски  породы из-под ковша погрузочной  машины или скрепера.

Скреперную  лебедку перед началом эксплуатации необходимо расположить под прямым углом к сои выработки и надежно закрепить анкерными болтами. Поддерживающие блоки для хвостового каната располагаются через 15-20 метров. Все вращающиеся детали лебедки должны быть ограждены, а на случай обрыва каната перед лебедкой устанавливают предохранительные щитки. Корпус лебедки надежно заземляется.

Скреперование должно вестись при хорошем освещении скреперной дорожки и рабочего места у лебедки.

При работе скреперной установки запрещается  производить смазку блоков и лебедки, браться руками за канат и другие подвижные детали установки, выходить на скреперную дорожку.

Во время  уборки породы пневматическими грейферными  грузчиками запрещается:

производить  осмотр и ремонт грейфера при наличии  сжатого воздуха в пневмокоммуникации грейфера;