Выемочные машины и оборудование. Горные машины для открытых горных работ ( тема 3 )

1. Курс лекций по дисциплине: «Горные машины и оборудование» Модуль 1. Выемочные машины и оборудование Тема 3. Горные машины для

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Горно-нефтяной факультет
Кафедра «Горная электромеханика»
Курс лекций по дисциплине:
«Горные машины и оборудование»
Модуль 1. Выемочные машины и оборудование
Тема 3. Горные машины для открытых горных работ
Разработал:
доцент каф. ГЭМ, канд. техн. наук
Зверев Валерий Юрьевич
2019

2. Горные машины для открытых горных работ

Классификация горных машин для открытой добычи полезного ископаемого:
Буровые установки.
Выемочно-погрузочные машины (экскаваторы).
Выемочно-транспортирующие машины (погрузчики, скреперы).
Машины для гидромеханической добычи полезного ископаемого
Особенность процесса бурения на открытых горных выработках, обуславливающая
особенность конструкции наземных буровых станков:
• Вязкость и обводненность горных пород.
• Расположение забоя.
• Отсутствие опасности обрушения кровли.
• Зависимость производительности карьера от буровзрывных работ.
• Отсутствие принудительного проветривания.
2

3. 3.1. Буровые установки открытых горных работ

Буровая
установка
XR220D CFA
Буровая установка
СБШ-250-22
«Универсал»
Гидравлический
буровой станок
Epiroc SmartROC
D65
3

4. 3.1. Буровые установки открытых горных работ

Шарошечное
долото на штанге
буровой установки
Канатный механизм
подачи буровой
штанги на забой
(устанавливается на
мачте)
1 – привод вращения
штанги; 2- редуктор
вращателя;
3 – шинно-шлицевая
муфта; 4 – опорный
узел (патрон);
5 – верхние канаты;
6 – нижние канаты;
7 – привод подачи
штанги на забой
4

5. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Карьерный экскаватор - самоходная выемочнопогрузочная машина на гусеничном, колесном или
шагающем ходу, имеющая верхнюю часть,
способную поворачиваться на 360°, с ковшом,
предназначенным для выемки и погрузки угля и
горной породы в транспортные средства или
укладки в отвал в пределах радиуса действия без
перемещения ходовой части в течение рабочего
цикла.
Классификация экскаваторов:
- по назначению: вскрышной и добычной;
- по принципу действия и типу рабочего органа:
цикличного действия и непрерывного действия.
5

6. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Одноковшовый экскаватор - самоходная полноповоротная выемочно-погрузочная машина на
гусеничном, шагающем или пневмоколесном ходу с рабочим органом в виде ковша.
Различают по способу связи ковша с поворотной платформой (стрелой и рукоятью):
- с жесткой связью (механическая лопата);
- с гибкой связью (драглайн, грейфер).
Механическая лопата - одноковшовый экскаватор со стрелой, рукоятью и укрепленным на ней ковшом,
обеспечивающие посредством подъема и напора управляемую траекторию движения ковша.
Различают: прямую и обратную лопату.
6

7. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Механизмы подачи прямой лопаты
Ковш прямой
лопаты
1 – днище; 2 и 6 – задняя и
передняя стенки; 3 – коромысло;
4 – обойма блока; 5 – резец
Зубчато-реечный механизм напора
с выдвижной рукоятью
1 – ковш; 2 – рукоять; 3 – седловой подшипник;
4 – стрела; 5 – поворотная платформа; 6 – шарнир;
7 – подвеска стрелы; 8 – подъемный канат;
9 – лебедка; 10 – головной блок; 11 – зубчатая рейка;
12 – кремальерная шестерня
7

8. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Механизмы подачи прямой лопаты
Канатный механизм напора с выдвижной рукоятью
7495 HD
1 – ковш;
2 – рукоять;
3 – седловой
подшипник;
4 – стрела;
5 – поворотная
платформа;
6 – шарнир;
7 – подвеска
стрелы;
8 – подъемный
канат;
9 – лебедка подъема ковша; 10 – головной блок; 11 – напорная
лебедка; 12, 13 – канаты выдвижения рукояти; 14 - центральный
блок; 15 – передний полублок; 16 – задний полублок
8

9. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Механизмы подачи прямой лопаты
Лебедка
Механизм с колено-рычажной напорной лопатой
Канатный блок
1 – ковш; 2 – рукоять; 3 – стрела; 4 – головной блок; 5 – пята; 6 – балансир;
7 – подвеска ковша; 8 – стреловой полиспаст; 9 – подъемный канат;
10 – седловой подшипник; 11 – двуногая стойка; 12- напорная балка;
13 – лебедка канатного механизма напора; 14 - шарнир
9

10. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Механизмы подачи прямой лопаты
Гидравлический экскаватор с прямой лопатой
1 – стрела; 2 – гидроцилиндр подъема рукояти;
3 – рукоять; 4 – гидроцилиндр поворота ковша;
5 – ковш; 6 – тяга; 7 – коромысло; 8 –
гидроцилиндр подъема стрелы
6030/6030 FS
10

11. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Механизмы подачи прямой лопаты
Гидравлический экскаватор с обратной лопатой
6015 B
11

12. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Драглайн (экскаватор с гибкой связью ковша с поворотной платформой)
Драглайн
самоходная
полноповоротная
выемочнопогрузочная машина на шагающем или
гусеничном ходу, у которой ковш
связан со стрелой и поворотной
платформой посредством подъемных
и тяговых канатов и которая
предназначена
для
выемки
взорванных
горных
пород
I-IV
категорий крепости или более крепких
при
вскрышных
работах
по
бестранспортной системе с укладкой
породы в выработанное пространство
или на борт карьера.
1 – подъемный канат; 2 – тяговый канат; 3 – опрокидной канат; 4 – цепи
подъема; 5 – стрела; 6 – ковш; 7 – тяговые цепи; 8 – канат подъема стрелы
12

13. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Схемы механизмов шагания экскаваторов
13

14. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Грейфер
- одноковшовый экскаватор с ковшом, свободно
подвешенным к стреле на канатах и состоящим
из двух или нескольких смыкающихся челюстей.
14

15. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы
Роторный экскаватор - многоковшовый экскаватор, основным рабочим органом которого является
роторное колесо, оснащенное ковшами и укрепленное на конце стрелы, шарнирно соединенной с
поворотной платформой экскаватора.
1 – ротор; 2 – стрела; 3 – подвеска
стрелы; 4 – пилон; 5 – надстройка;
6 – лебедка подъема стрелы;
7 – выдвижная тележка;
8 – противовес;
9, 10, 12 – конвейеры;
11 – карьерный транспорт;
13 – отвальная стрела;
14 – перегрузочный конвейер;
15 – механизм перемещения;
16 - платформа
15

16. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы
Схемы разгрузки роторов;
а – гравитационная; б - инерционная с
подъемом материала; в - инерционная без
подъема материала
16

17. 3.2. Выемочно-погрузочные машины. Экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы
Многоковшовый цепной экскаватор - самоходная горная машина непрерывного действия, рабочим
органом которой является бесконечная цепь с закрепленными на ней ковшами и которая предназначена
для ведения вскрышных или добычных работ верхним и нижним черпаниями в породах и углях
невысокой крепости при температуре до 35 °C с удалением породы в отвал, погрузки горной массы в
транспортное средство непрерывного или циклического действия.
17

18. 3.3. Выемочно-транспортирующие машины

Базовые машины:
• тракторы;
• тягачи;
• самоходные шасси.
18

19. 3.3. Выемочно-транспортирующие машины

Навесное и прицепное оборудование
а – скрепер;
б – бульдозеррыхлитель;
в – ковш;
г – трелевщик;
д – углевоз;
е, з –
траншеекопатель;
ж – плуг;
и – кран;
к – каналокопатель;
л – лопата;
м - турнодозер
19

20. 3.3. Выемочно-транспортирующие машины

Бульдозер - самоходная землеройная машина,
представляющая собой гусеничный или колёсный
трактор, тягач и тому подобное с навесным рабочим
органом — криволинейным в сечении отвалом (щитом),
расположенным вне базы ходовой части машины.
1 – ножи; 2 – боковые стенки; 3 – козырек; 4 –
толкающие брусья; 5 – винтовые раскосы; 6 –
гидроцилиндры; 7 – кабина; 8 – плиты; 9 – рама
ходовых тележек
20

21.

3.3. Выемочно-транспортирующие машины
Скрепер - самоходная или прицепная гусеничная или
колесная землеройная машина, имеющая ковш с
режущей кромкой, расположенный между осями,
который срезает, загружает, транспортирует, выгружает
и распределяет материал при движении вперед.
1 – ножи; 2 - тяговая рама; 3, 5, 9 – гидроцилиндры;
4 – ковш; 6 – буфер; 7 – задняя стенка;
8 – заслонка; 10 – хобот; 11 - седельно-сцепное
устройство; 12 - тягач
21

22.

3.4. Механо-гидравлические машины
Гидромеханизация – способ механизации горных работ, при котором все или основная часть
операций технологического процесса осуществляется за счет энергии движущегося потока воды.
Гидромониторы
Гидромонитор — устройство для формирования напорной летящей с большой скоростью
водяной струи и управления ею при размывке и отбойке полезного ископаемого или горных пород.
1 – насадка; 2 – ствол; 3 – гидравлический сотовый успокоитель; 4, 13 – шарниры; 5 – верхнее колено;
6 – гидрозамок; 7 - рукав высокого давления; 8 – пульт управления ; 9 – кабина; 10 – насосная станция;
11, 15 – гидроцилиндры; 12 – нижнее колено; 14 - салазки
22

23.

3.4. Механо-гидравлические машины
Гидромониторы
23

24.

3.4. Механо-гидравлические машины
Землесосный снаряд (комбайн со стреловидным исполнительным органом)
Землесосный снаряд — плавучая землесосная
установка, предназначенная для рыхления пород под
водой при этом производится выемка горной массы,
находящейся под слоем воды в естественных или
искусственных водоёмах и транспортировка её пульпы
на отвалы, обогатительные установки или в
промежуточные ёмкости.
1 – рыхлитель; 2 – рама; 3 – полиспас; 4 – укосина; 5 – подвеска; 6, 9 – двигатели; 7 – всасывающий
патрубок; 8 – грунтовый насос; 10 – напорный патрубок; 11 – свайный аппарат
24

25.

3.4. Механо-гидравлические машины
Землесосный снаряд
25

26.

3.4. Механо-гидравлические машины
Многочерпаковая драга
Драги
Драга
—
комплексно-механизированный
горнообогатительный
агрегат,
работающий
по
принципу
многоковшового цепного экскаватора, установленный на
плавучую платформу. Имеет многочерпаковый рабочий орган
для подводной разработки. Используется для разработки
россыпей, извлечения из них ценных минералов (чаще всего—
золота, серебра) и укладки шлака в отвал.
1 – черпаки; 2 – огибающий барабан; 3 – рама; 4 –
приводной барабан; 5 – завалочный люк; 6 – бочка; 7
– уловитель; 8 – шлюз; 9 – галечный лоток; 10 –
конвейер; 11 – эфельные колоды; 12 – понтон; 13 –
канаты; 14 – сваи; 15 – лебедки; 16 - канат
26

27.

3.4. Механо-гидравлические машины
Драги
27