Контрольная работа по "Основам технологии горного производства"

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………….3

1. Характеристика техники для горной добычи…………………...……..4

2. История создания горных машин (отвалообразователи, перегружатели и отвальные мосты) для открытых горных работ………….….7

Заключение………………………………………………………………..15

Список литературы……………………………………………………….16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Открытая разработка месторождений  полезных ископаемых связана с необходимостью выемки и перемещения значительных объемов вскрышных пород, покрывающих, а иногда и подстилающих (при разработке крутых месторождений) залежь. Перемещаемые объемы вскрышных пород размещаются (складируются) на специально отводимых  для этой цели площадях.

Машины для открытых горных работ производят непрерывную выемку, транспортирование и укладку породы в отвал. К Оборудованию непрерывного действия относятся многоковшовые экскаваторы, конвейеры, отвалообразователи (абзетцеры), конвейерные перегружатели, транспортно-отвальные мосты. К ним относится также некоторое вспомогательное оборудование, применяемое на карьерах (путепередвигатели непрерывного действия, турнодозеры). Современное оборудование непрерывного действия отличается большим разнообразием рабочих параметров, удовлетворяющих различным горнотехническим условиям. Производительность отдельных машин достигает 10—15 тыс. м3/ч по горной массе и более.

 Новая линейка крупнейших роторных экскаваторов компании Тenova TAKRAF предлагает суточную производительность до 240000 м³. Большое разнообразие возможных комбинаций этих машин, со специально подобранными отвалообразователями, системами ленточных конвейеров, отвальными мостами для бестранспортных систем разработки, обеспечивает эффективную и экономичную эксплуатацию.

Более того, эти технологии доказали свою надежность в самых сложных геологических условиях и суровых условиях работы в разных регионах мира. Все блоки, системы и установки могут быть поставлены в зимнем исполнении для работы при температурах до - 45 градусов по Цельсию.

 

1. Характеристика техники для горной добычи

 

В древние времена, когда  не было специальных механизмов и машин, открытым способом разрабатывались только месторождения, залегающие неглубоко от поверхности земли. Но таких месторождении было мало, и вскоре все они были выработаны. Открытый способ был полностью заменен подземным. Только внедрение горно-выемочной техники позволило вернуться к открытому способу разработки месторождений.

Технология добычи угля открытым способом создает условия для широкой механизации. Открытые разработки – это подлинное царство экскаваторов.

После первой мировой войны  вскрышные работы выполнялись с применением лома, кайла, кирки и лопаты. Пустые породы на отведенные для отвалов участки доставлялись вручную тачками или лошадьми на «грабарках» или «колымажках». На добыче применяли кирку, лом и порохострельные работы.

Скважины или шпуры для закладки взрывчатых веществ бурили вручную «толкушами», реже бурильными молотками. На нескольких карьерах вагонетки с полезным ископаемым доставлялись на разгрузочную эстакаду при помощи паровой лебедки рудоподъемника и далее разгружались в железнодорожные вагоны. Все оборудование на карьерах и разрезах было зарубежное.

В конце 1920 г. было закуплено  за границей 10 одноковшовых экскаваторов завода «Артур-Коппель». По всей стране в то время на добыче руды использовались около 30 одноковшовых экскаваторов фирмы «Марион» с объемом ковша 1,9 м3 и радиусом разгрузки 20,5 м и паровые экскаваторы с вертикальным котлом системы Шухова.

На крупных карьерах, разрабатывающих  полускальные  и  скальные горные породы с использованием железнодорожного транспорта, в качестве  отвального  оборудования широко применяют одноковшовые экскаваторы  и  драглайны.

В этом случае процесс отвалообразования включает в себя прием и размещение пород в отвальные уступы экскаваторами, перевод экскаватора на новую заходку, переукладку железнодорожного пути.

К  отвальному  оборудованию непрерывного действия относят многочерпаковые  отвальные  экскаваторы (абзетцеры), консольные  отвалообразователи   и  транспортно-отвальные  мосты. Перечисленное оборудование применяют при разработке  и  складировании мягких вскрышных пород.

При доставке вскрышных пород на отвалы средствами железнодорожного транспорта на  отвальных  уступах (ярусах) используют абзетцеры. Наибольшее распространение получили абзетцеры с разгрузочным ленточным конвейером. Эти экскаваторы позволяют отсыпать отвалы в два яруса с одной разгрузочной площадки.

Консольные  отвалообразователи  применяют на внешних и внутренних отвалах при доставке породы конвейерным транспортом. В этом случае оборудование отвала включает ленточный конвейер, принимающий породу с магистрального конвейера,  и  консольный ленточный  отвалообразователь, с помощью которого поступающая с отвального  конвейера порода отсыпается в отвал.

Консольные  отвалообразователи  выпускают на шагающем  и гусеничном ходу. Параметры отвалообразователя  определяют высоту отвала  и длину фронта  отвальных работ. Транспортно-отвальные мосты применяют при внутреннем отвалообразовании в сочетании с роторными и многочерпаковыми цепными экскаваторами.

Транспортно-отвальный  мост  — подвижная металлическая конструкция, установленная поперек карьерного поля  и  соединяющая вскрышные забои с внутренними отвалами.  Мост  состоит из забойной  и   отвальной ферм. На металлической конструкции  моста  расположены ленточные конвейеры для транспортирования породы от экскаваторов в отвал. Транспортно-отвальные  мосты  обеспечивают высокую производительность вскрышных  и   отвальных  участков на рудных карьерах  и  низкую себестоимость вскрыши.

Общим недостатком  отвального  оборудования непрерывного действия является ограниченная область их использования. Оборудование применяют при разработке пологих залежей. Породные отвалы должны иметь достаточную вместимость, находиться на минимальном расстоянии от мест погрузки породы, располагаться  на безрудных (безугольных) площадях, не препятствовать развитию горных работ в карьере и  формироваться с учетом требований техники безопасности  и  экологии.

В комплекс  отвальных  работ входят разгрузка пород, планировка  отвального  уступа и формирование предохранительного вала или размещение породы в отвале экскаватором,  отвалообразователем, абзетцером, автосамосвалом  и передвижка транспортных коммуникации в новое положение.

Высота породных отвалов  — один из наиболее значимых параметров, который характеризует их состояние и устойчивость. Высота равнинных отвалов на практике, как правило, меньше чем нагорных. Фактически высота отвалов может приближаться к предельной высоте устойчивой насыпи из данных пород, отличаясь от нее (с учетом коэффициента запаса устойчивости) на 20—30 % в меньшую сторону, что гарантирует устойчивое состояние отвала.

 

 

 

 

 

 

2. История создания горных машин (отвалообразователи, перегружатели и отвальные мосты) для открытых горных работ

 

В начале XX века горная промышленность России имела низкий уровень технической оснащенности, а на ее предприятиях повсеместно наблюдалось засилье иностранных фирм - французских, немецких, бельгийских, не заинтересованных в изменении сложившейся ситуации. Многие годы вентиляторы, насосы, подъемные машины, электрооборудование и энергомеханическое оборудование закупались за рубежом.

Различным образом осуществлялась доставка полезного ископаемого от забоя к стволу. В отдельных случаях, например при потолкоуступной разработке тонких пластов, применялась переноска в корзинах и мешках.

Широкое распространение имели и другие способы: перелопачивание и отгребка, когда отгребальщики лопатами перекидывали разрушенную горную массу на расстояние 4-6 м; проталкивание, когда пропускальщики выполняли операции спуска полезного ископаемого по железным листам; перемещение сырья, когда катальщики (в основном на антрацитовых месторождениях, реже на почве пласта) передавали куски друг другу.

Не менее изнурительным был труд саночников, которые, обвязав вокруг пояса веревку, тащили за собой очень часто на коленях волокушу или санки, и откатчиков, которые использовали тачки. Простое и производительное транспортирование под действием собственного веса применялось в основном в круто наклоненных выработках.

Транспортирование горной массы после погрузки в вагонетки производилось лошадьми, для чего под землей устраивались конюшни. Примерно такое же положение наблюдалось и на открытых разработках, где преобладали ручная отбойка и перемещение сырья в бричках и вагонетках при помощи лошадиной тяги.

На некоторых месторождениях применялись специальные выемочно-погрузочные машины с паровым двигателем, которые называются экскаваторами. Все элементы таких машин, включая корпус, стрелы выполнялись из дерева. Такой экскаватор еще в 1834 г. создан Вильямом Отисом (рис. 1).

Рис.1- экскаватор Вильяма Отиса.

 

В России только в 1902 г. на Путиловском  заводе начато производство первых отечественных экскаваторов типа «механическая лопата» с емкостью ковша от 0,38 до 2,29 м3.

После Октябрьской революции  развитие горной промышленности на базе коренного изменения уровня энерговооруженности и механизации технологических процессов становится одной из первых насущных задач.

В 1918-1919 гг. создаются специальные управления – Главтоп, Главхим, Главзолото, Главсоль и Главруда, ведавшие вопросами добычи соответственно угля, нефти, сланцев, торфа, фосфоритов, ртути, золота, платины, минеральных солей, руд черных и цветных металлов, а также выплавкой свинца, серебра и цинка.

Для подготовки высококвалифицированных  специалистов в эти годы открывается Московская горная академия и ряд вузов по всей стране; появляются предприятия горного машиностроения, обеспечивающие шахты, рудники, карьеры и разрезы новой высокопроизводительной техникой.

В 40-х годах на отдельных  карьерах стали практиковаться изготовленные своими силами отвальные плуги. Несмотря на конструктивные недостатки, они значительно способствовали снижению трудоемкости и удешевлению отвальных работ. В последующие годы появились плуги «Урал» с пневматическим управлением, за ними мощные плуги типаМОП-1.

С 39-го года стали применяться конвейерные отвалообразователи. Первый отечественный отвалообразователь с консолью 30 м (бандваген) был изготовлен в 1934 г. механическими мастерскими Лопатинского рудника. В мастерских Полпинского карьера был изготовлен второй отвалообразователь с консолью длиной 36 м, он успешно работал в 1935-1936 гг.

Механизации отвальных и  одновременно дорожных работ на карьерах способствовал выпуск отечественной промышленностью бульдозеров марки БГ, МБ, БГМ. Все они работали с самыми мощными тракторами.

Механизация отвальных работ шла в основном по линии внедрения экскаваторных отвалов. К 1949-1950 гг. одноковшовые экскаваторы укладывали в отвал уже основную массу транспортной вскрыши.

В 1956-1957 гг. под руководством Н.В. Мельника разработан первый типоразмерный ряд оборудования непрерывного действия и типовая схема его применения для открытых разработок. На этой основе НКМЗ создал комплекс машин непрерывного действия: роторный экскаватор ЭРГ 1600/40/10.31, ленточные конвейеры с лентой 1600 мм и отвалообразователь ОШ-4500/90 с длиной консоли 90 м.

Вскрышная порода от роторных экскаваторов поступает на ленточный  самоходный  перегружатель , служащий для увеличения шага передвижки забойного конвейера и передачи горной массы в самоходный бункер, перемещающийся по рельсам шпальной решетки забойного конвейера. С забойного конвейера вскрышная порода поступает на телескопический ленточный конвейер, далее — на передаточный торцовый межуступный  перегружатель , затем через перегрузочное устройство передается на магистральный конвейер, далее — на  отвальный   и через перегрузочную тележку (автостеллу) — на конвейер приемной стрелы отвалообразователя.

По мере подвигания забоя перемещают с помощью турнодозеров забойные конвейеры и увеличивают длину телескопического конвейера.

Перегрузочная тележка  и  отвалообразователь перемещаются вдоль отвального  конвейера, обеспечивая отсыпку породы в отвал. По мере отсыпки отвала перемещают  отвальный конвейер. Для транспортирования по кратчайшему пути мягких вскрышных пород во внутренние отвалы применяют консольные отвалообразователи  и  транспортно-отвальные  мосты, входящие в состав мощных выемочно-отвальных роторных комплексов. Подобная схема разработки  и транспорта вскрышных пород получила широкое распространение на карьерах Курской магнитной аномалии, на железорудных и марганцевых карьерах Украины и других месторождениях.

Мощные многоковшовые  экскаваторы снимают, пустую породу, и передают ее на конвейеры. Ленточными конвейерами транспортно- отвального моста порода переносится к отвалу на противоположную сторону карьера. Так слой за слоем снимается порода, обнажая пласт угля.

По схеме поточной технологии разработки крепких руд с использованием конвейерного транспорта руда одноковшовыми экскаваторами загружается в бункер самоходного дробильного агрегата, оборудованного роторной или щековой дробилкой, питателями, консольными конвейерами и механизмами перемещения гусеничного или колесного типа.