Машины и оборудование для добычи сырья (стр. 2 )

Сущность процесса гидромеханизации

Гидромеханизация - единый технологический комплекс процессов и технических мероприятий, связанных с разрушением почв и горных пород, транспортировкой их, заключением в массив или переработкой гидравлическим способом с использованием энергии воды.

Рисунок 1 - Способы гидромеханизации карьерных работ:1 - трубопровод; 2, 5 - гидромонитор; 3,4 - ушибы; 6 - приямок - зумпф; 7 - центробежный насос; 8 - напорные трубы.

       

       Методом гидромеханизации разрабатывают несвязные и связные почвы (песок, глина), торф, мел, соль, каменный уголь, а также отходы различных производств. Наибольшее распространение гидромеханизация приобретает в гидротехническом строительстве и горном деле, как в наземных условиях (размыв почв, намыв плотин, дамб, обвалований, рытье каналов, котлованов, очистка водоемов и т. д.), так и под землей (гидроотбойка и гидрозакладка, гидротранспорт и гидроподъем).

       Основной схемой технологии является комбинация "гидромонитор-землесос". В основном основным признаком гидромеханизации является наличие гидравлического транспорта. На открытых горных работах использование энергии воды для строительства и горных работ было известно около 2 тыс. лет назад, в частности на разработке золотоносных и оловоносных россыпей.

Преимуществами гидромеханизации являются:

• простота способа;

• низкая себестоимость и небольшая металлоемкость оборудования;

• высокая производительность и небольшое количество обслуживающего персонала;

• удобство и экономичность транспортировки;

• возможность естественной сортировки и обогащения материала.

Недостатками способа являются:

• большие затраты воды и электроэнергии;

• осложнения работ в зимний период;

• снижение эффективности при малых объемах работ и при разработке плотных

пород.

       Гидромонитором называют водометное устройство, служащее для образования плотной, быстро летучим струей воды и управления им.        

Рисунок 2 - Схема гидромонитора с дистанционным управлением:1-санки; 2 - нижнее недвижимое колено; 3 - верхнее колено; 4 - гидроцилиндр, что возвращает ствол в горизонтальной плоскости; 5 - трубопровод; 6 - пульт управления; 7 - гибкие маслопроводы; 8 - гидроцилиндр, что изменяет наклон ствола в вертикальной плоскости; 9 - ствол гидромонитора; 10 - насадки.

Гидромонитор состоит из саней 1, недвижимого нижнего колена 2, к которому присоединен трубопровод 5, который подводит воду, верхнего колена 3, ствола 9 и насадки 10. Верхнее колено соединено с нижним шарниром, конструкция которого обеспечивает поворот колеса, расположенного сверху относительно нижнего в 3600 при сохранении необходимой плотности соединения. Верхний шарнир позволяет наклонять ствол гидромонитора в вертикальной плоскости на углы б - выше, б1 - ниже горизонтальной плоскости. Ствол гидромонитора имеет коническую форму. Для успокоения завихрений и прекращения вращения струи воды установлены продольные ребра. На конце ствола навинчивают насадки 10, у которых цилиндрическая часть плавно переходит в конус. Сменные насадки имеют различные диаметры выходных отверстий, благодаря которым можно изменять диаметр струи, который выходит из гидромонитора и расхода воды.

Эффективность гидромонитора тем выше, чем ближе он расположен к забою, но возможность приближения его ограничена опасностью обвала почвы. Дистанционное управление позволяет применять гидромонитор ближнего боя, который монтируют на гусеничном ходовом оборудовании и оборудуют защитным стальным колпаком.

В промышленности строительных материалов средства гидромеханизации применяют для выполнения вскрышных работ, добычи и обогащения песка и гравия; в строительстве - для сооружения каналов, котлованов, дамб, зачистки котлованов.

2.СПОСОБ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ РАБОТ

Разработка породы методом гидромеханизации может быть выполнена тремя способами:

• гидромониторным;

• землесосным;

• комбинированным.

При гидромониторном способе поток образуется центробежными насосами, которые подают по трубопроводу необходимое количество воды под давлением 1,2-6МПа и больше к гидромониторам, установленным вблизи забоев. Вылетая из ствола гидромонитора со скоростью до 100 м /с, струя воды разрушает почву, размывает её и в виде пульпы (смесь воды и твердых частиц) стекает под уклон по каналам и лоткам в приямок - зумпф, откуда центробежным землесосом её перекачивают по напорным трубам в места заключения. Частицы почвы оседают, а вода стекает в водоемы, откуда ее после освещения снова забирают насосной станцией и направляют к забою.

При землесосном способе разрабатывают дно или подводную часть берега водоема специальными плавучими землесосными снарядами. Землесосный снаряд оборудован землесосом, который засасывает пульпу и гонит ее по трубам, к месту укладки.

Комбинированный способ предусматривает предварительное разрушение и рыхление почвы экскаватором или бульдозером с последующим смывом струей гидромонитора и транспортировкой пульпы по трубам. Комбинированный способ значительно снижает удельные затраты воды и энергии, особенно при разработке связных плотных грунтов.

3.ЗЕМЛЕЗАСМОКЧУЮЧИ СНАРЯДЫ

Высокоэффективным способом гидромеханизации карьерных работ является землесосные снаряды, которые представляют собой плавучую установку с мощными землесосами, которые засасывают пульпу со дна водоемов и перекачивают ее по трубам к месту укладки.

Рисунок 3 - Землесосные снаряды:1 - баржа; 2 - засасывающий трубопровод; 3 - поворотная ферма; 4 - фрезерный рыхлитель; 5 лебедка и полиспаст; 6 - стрела; 7 - привод; 8 - пульпопровод; 9 - сваи.

Для образования пульпы у открытого конца всасывающего трубопровода устанавливают механические или гидравлические устройства, разрыхляют почву и смешивают его с водой. Наиболее широко используют механические разрыхлители, которые выполняются в виде фрезы, которая вращается или ротора с ковшами. Разрыхлитель приводят в движение индивидуальным электроприводом, который расположен на плавающей платформе земснаряда.

В процессе работы землесосный снаряд перемещается так, чтобы разрыхлитель разрабатывал породу на определенной площади. Для этого земснаряд снабжают параллельными широко расставленными кормовыми сваями, которые попеременно углубляют канатным блочным механизмом в дно водоема и оборудуют носовой лебедкой, которая также попеременно выбирает канат то правым, то левым якорем. При этом разрыхлитель перемещается по зигзагообразным дуговым траекториям или по дуговым траекториям, которые смещаются относительно друг друга на расстоянии шага, величину которого можно регулировать изменением угла поворота. Пять барабанов лебедки работают поочередно и могут иметь общий привод с механизмом переключения для подъема и опускания правой и левой сваи, подъема и опускания разрыхлителя и для навивки на барабаны канатов правого или левого якоря.

Глубина разработки грунта землесосной снарядом около 15 м от поверхности воды. Напор, который развивает землесос - 0,5МПа, производительность по грунту достигает 350 м3 / час при условии мощности двигаКвт.

Также применяют и более мощные землесосные снаряды; их производительность зависит от качеств разрабатывает моего почвы, мощности двигателя землесоса, расстояния транспортировки пульпы и отношения в ней твердого к жидкому.

ТЕМА 1.2 ЗЕМЛЕРОЙНЫЕ МАШИНЫ

1Назначение экскаваторов.

2.Одноковшовые экскаваторы. Короткая характеристика, конструкция, принцип действия. 3.Многоковшовые экскаваторы. Короткая характеристика, конструкция,  принцип действия

1.НАЗНАЧЕНИЕ ЭКСКАВАТОРОВ

Вскрышные работы и разработку полезных ископаемых открытым способом, а также земляные работы на строительстве выполняют в основном экскаваторами.

Благодаря своей универсальности экскаваторы остаются основными машинами для разработки почвы, и по сей день. Главным параметром экскаватора является вместимость его рабочего органа, выражается в кубических метрах. Сейчас промышленность выпускает экскаваторы вместимостью ковша от нескольких десятых до нескольких сотен кубических метров.

Большие экскаваторы применяют для открытых горных разработок полезных ископаемых. их называют карьерной экскаваторами. Наименьшие из них - навесные экскаваторы, предназначенные для разных вспомогательных работ.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСКАВАТОРОВ

Экскаваторы разделяют:        

• на одноковшовые - машины периодического действия;

• многоковшовые - машины непрерывного действия.

Одноковшовые

По назначению экскаваторы разделяют на:

• универсальные - имеют разнообразное сменное рабочее оборудование с ковшом емкостью от 0,15 до 2,5 м3 (основной маленький ковш, рассчитанный на наиболее тяжелые условия труда);

• специальные - карьерные экскаваторы, оборудованные прямой лопатой с ковшом емкостью от 2 до 25 м3; вскрышные экскаваторы с удлиненной стрелкой и рукоятью и ковшами до 50м3 и шагающие драглайны с ковшами емкостью 80 и 100м3 и стрелкой, имеет длину 100 м.

По ходовому оборудованию: гусеничные; пневмоколесные, с шагающим ходовым оборудованием; автомобильным; тракторным; железнодорожным.

По силовому оборудованию (тип привода): с дизельным и электрическим одномоторными приводами; дизель-электрическими; дизель-гидравлическими; одно - и многомоторными приводами.

На крупных экскаваторах - карьерных, вскрышных и шагающих драглайнах - применяют электрический многомоторный привод с насыщением от внешних сетей.

По рабочему оборудованию экскаваторы отличаются тем, что некоторые их типы оборудованы постоянным конструктивно определенным видом оборудования, тогда как другие (универсальные) имеют сменное рабочее оборудование и с его помощью могут выполнять различные работы.

Многоковшовые

По способу работы многоковшовые экскаваторы (непрерывного действия) разделяют на машины продольного, поперечного и радиального исполнения. Экскаваторы непрерывного действия одновременно выполняют резку, транспортировку и разгрузку грунта. Поэтому эти машины имеют высокую производительность, более универсальные по сравнению с одноковшовыми экскаваторами, их применяют при достаточно большого объема однотипных работ, например для рытья каналов, траншей, в карьерах.