Проект комплексу обладнання для ведення гірничих робіт в умовах кар'єру

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Проект комплексу обладнання для ведення гірничих робіт в умовах кар'єру

Вступ

Основним завданням, що полягає перед гірничодобувною промисловістю, забезпечення приросту видобутку корисних копалин в основному за рахунок підвищення видобутку найбільш ефективних відкритим способом на основі широкого впровадження прогресивної технології і гірничотранспортного устаткування великої одиничної потужності.

Для виконання цих завдань потрібне як будівництво нових потужних і надпотужних розрізів, так і реконструкція тих, що діють.

При цьому особливу важливість матимуть питання поліпшення структури парку машин, прискорення ведення монтажно-демонтажних робіт, підвищення рівня технічного обслуговування.

При видобутку вугілля відкритим способом для цього є істотні резерви: поліпшення використання гірничної техніки і впровадження механізації важких і трудомістких робіт.

Сучасним кар'єром є підприємство з високим рівнем механізації, на якому зосереджена велика кількість потужних бурових верстатів і екскаваторів, виємково-транспортуючих і інших машин. На багатьох кар'єрах успішно застосовується гідромеханізация, при розробці розсипних родовищ використовуються драги.

При сучасних об'ємах видобутку руд чорних і кольорових металів підземний спосіб ведення гірських робіт стає малоефективним, оскільки застосування потужної техніки стримується обмеженими розмірами гірничих виробок і умовами підтримки покриваючих порід. Сучасний стан вітчизняного машинобудування дозволив створити потужну гірничну техніку, за допомогою якої ведуться гірничні роботи відкритим способом в дуже великих об'ємах. У останні десятиліття зростання об'єму видобутку корисних копалин відбувається головним чином за рахунок відкритих гірничних розробок.

Відкритий спосіб розробки отримає і надалі переважний крок розвитку. Створення вітчизняними заводами нових потужних одноковшових екскаваторів і крокуючих драглайнів, а також роторних екскаваторів дозволяє використати економічніші безтранспортні системи ведення відкритих гірських робіт.

Технічний прогрес на відкритих гірських роботах здійснюється на основі широкого розвитку наукових досліджень і проектно-конструкторських робіт. З цією метою проведена велика робота по спеціалізації проектних інститутів і машинобудівних заводів, створення бурових верстатів та іншого устаткування.

Останні роки характеризуються бурхливим розвитком гірничного машинобудування і впровадженням в практику нових типів гірнічного устаткування. Для буріння свердловин використовуються високопродуктивні верстати шарошкового, пнемо-ударного і вогневого буріння. Новітні моделі екскаваторів, використовуваних при вантаженні гірничної маси, мають високі техніко-економічні показники. Починають впроваджуватися машини і механізми для механізації допоміжних робіт на кар'єрах.

Все ширше впроваджується автоматичне і дистанційне управління машинами. Програмне управління потужними комплексами машин безперервної дії дозволяє забезпечити дуже високі темпи ведення відкритих гірничних робіт.

Створення гірничних підприємств нового типу, оснащених високопродуктивною гірничною і транспортною технікою на основі комплексної механізації і автоматизації виробничих процесів, є основним завданням в області розвитку відкритих гірничих робіт на найближчі 10−15 років.

Найважливішою умовою надійної і високопродуктивної роботи гірничих машин є правильна експлуатація їх, тому обслуговуючий персонал повинен добре знати облаштування машин і уміло організувати роботу, щоб була забезпечена їх максимальна продуктивність і висока економічність.

Комплексна механізація гірничого виробництва — це оснащення гірничих робіт (по видобутку корисних копалин, проведенню вироблень і тому подібне) комплектами індивідуальних і комбінованих взаємозв'язаних основними параметрами гірничих машин і механізмів. Ручна праця при комплексній механізації може зберегтися на окремих нетрудомістких операціях, механізація яких не має істотного значення для полегшення праці і економічно недоцільна.

Найвища продуктивність і мінімальна витрати забезпечуються комплексною механізацією при потоковій технології гірничих робіт, коли усі операції технологічних процесів виконуються гірничими машинами безперервно при управлінні одним оператором з центрального пульта або декількома операторами з пультів основних машин, але об'єднаних автоматичних системах пуску, контролю роботи і зупинки. Комплексна механізація створює умови для переходу до наступного, більш високого етапу розвитку гірничного виробництва — спочатку до автоматизації окремих процесів, а потім до комплексної автоматизації усіх процесів. Основним напрямом підвищення безпеки є механізація і автоматизація виробничих процесів.

Це забезпечується надійністю гірничих машин і механізмів, безпекою їх роботи. Застосування дистанційного керування дозволяє виконувати ряд процесів машинами, без безпосереднього знаходження біля них обслуговуючого персоналу.

Істотні зміни в організації виробничих процесів і підвищенні міри безпеки робіт створюються застосуванням блокування, захисних реле, телебачення, гучномовного радіозв'язку, засобів роботизації та ін.

Завдяки механізації зменшується число робітників на підприємстві, і в результаті, як правило, різко знижується виробничий травматизм. На відкритих розробках використовуються загальні засоби техніки безпеки, а також особливі заходи, розроблені для специфічних умов відкритих гірських робіт (попереджувальні знаки і написи, сигналізація, обгороджування, запобіжні пристрої, блокування машин і устаткування, дистанційне і автоматичне керування, спеціальні запобіжні пристрої і індивідуальні засоби захисту та інше.

Перспективи розвитку комплексної механізації на гірничних підприємствах зв’язуються із створенням високопродуктивних і надійних комплексів гірничих машин для широкого спектру гірничо-геологічних умов, у тому числі на підземних роботах для очисних забоїв на тонких (менше 0,8 м) пологих пластах, тонких і потужних крутих пластах, пластах з погано керуючими покрівлями, небезпечних по раптових викидах вугілля і газу та ін., з використанням мікропроцесорів для управління і обчислювальної техніки для вибору оптимального режиму роботи в постійних гірнчичних умовах, що зміняються.

1. Аналіз і вибір засобів механізації гірничих робіт

1.1 Аналіз засобів механізації гірничих робіт

Основою для підвищення продуктивності праці на відкритих гірничих роботах являються механізація і автоматизація основних і допоміжних робіт, зростання одиничних потужностей машин, створення і впровадження систем машин, взаємозв'язаних своїми робочими параметрами і технологічними функціями.

Основними типами гірничих машин, вживаних при відкритому видобутку корисних копалини, є бурові верстати, виємково-погрузочні, виємково-транспортуючі машини і машини для гідровидобутку.

До виємково-вантажнихмашин відносяться екскаватори, призначені для зачерпування гірничної маси, переміщення її на відносно невеликі відстані і вантаження в транспортні засоби або відсипання у відвал.

Екскаватори можуть бути періодичної(циклічного) і безперервної дії.

До машин періодичної дії відносять одноковшові екскаватори, а до машин безперервної дії - багатоковшові екскаватори.

Існуючі екскаватори класифікують за призначенням і роду виконуваної роботи, місткості ковша (одноковшові) або теоретичної продуктивності(багатоковшові), видам робочого, ходового і силового устаткування.

Як правило кар'єр працює в приривному режимі роботи. Якщо кар'єр працює в приривному режимі роботи тоді кількість робочіх днів дорівнює 220 дн. Так самовибрав кількість робочих змін в добу, їх кількість дорівнює 3.

1.2 Вибір бурового устаткування

гірничий устаткування буровий верстат Для розвідки, розкриття або здобичі твердих, рідких і газоподібних корисних копалини, а також для різних допоміжних цілей в гірничих породах бурять вертикальні, горизонтальні або похилі свердловини.

Буріння — процес спорудження гірничого вироблення циліндричної форми шляхом руйнування гірничих порід в торцевому забої. Свердловиною називають штучне циліндричне поглиблення в гірничних породах діаметром більше 75 мм і глибиною більше 5 м. Буріння робиться за допомогою бурової установки, комплексу устаткування, що включає бурову вишку (щоглу), силовий привід, механізм пересування, устаткування для механізації операцій і очищення свердловин та ін.

Бурові верстати класифікуються за характером руйнування гірничної породи, типу приводу і призначенню. Буріння гірничної породи можна робити механічним і немеханічним способами. Механічний спосіб реалізується в машинах ударного, обертального, ударно-обертального буріння, коли руйнування гірської породи робиться інструментом під дією силових навантажень, що прикладаються до нього силових навантажень.

За характером руйнування гірничної породи бурові верстати класифікуються на такі способи буріння:

— ударний спосіб, здійснюється в результаті завдання ударів інструменту по породі. Ударів можна завдавати по хвостовику бура, лезо якого, впроваджуючись, руйнує деякий об'єм породи. Після кожного удару буровий інструмент примусово обертається. Цей спосіб буріння використовується у бурильних машинах — перфораторах. Удари по породі можна наносити буровим інструментом, що періодично падає з деякої висоти на забій під дією власної ваги. Так здійснюється буріння верстатами ударно-канатного буріння

— обертальний спосіб буріння, здійснюється в результаті сколювання, зім'яло, стирання інструментів, що обертаються, з додатком значного осьового навантаження. Цей спосіб реалізується у верстатах обертального буріння з шарошковими долотами і різцевими коронками.

ударно-обертальній, реалізується у вигляді бурового інструменту, що безперервно обертається, по якому завдаються ударів. Цей спосіб реалізується у верстатах ударно-обертальний буріння із зануреними пневмо-ударника.

За призначенням бурові верстати діляться на машини для буріння шпурів і невеликих свердловин, і машини для буріння свердловин великого і середнього діаметру.

За типом приводу бурові верстати діляться на електричні і теплові, працюючі від двигунів внутрішнього згорання.

Буровий верстат обертального буріння складається з наступних основних частин:

— робоче устаткування;

— виконавчі механізми;

— ходове і силове устаткування;

— механізми управління;

— гідро і пневмосистеми;

— устаткування для видалення і уловлювання продуктів руйнування.

Робоче устаткування бурових верстатів складається з бурового інструменту, щогли; механізмів підйому і опускання щогли, зберігання і подання штанг, згвинчення і розгвинчування бурового ставу.

Буровий інструмент шарошкових верстатів складається з порожнистих бурових штанг і шарошечного долота, яке виконується з однією, двома, трьома і великим числом шарошок. Найбільше поширення отримали трьох шарошкові долота. Основними параметрами бурових верстатів є: діаметр, глибина і кут нахилу свердловини, що пробурює ними.

Оскільки в даному завданні коефіцієнт міцності породи за шкалою проф. М. М. Протодьяконова дорівнює 6 я вибираю буровий станок СБШ-250МН — 32А.

Нижче приведена характеристика бурового станка СБШ-250МН — 32А.

Таблиця1.

1.3 Вибір виємково-навантажувального устаткування

Екскаваторами називаються землерийні машини, призначені для копання (екскавації) і переміщення гірничної маси у відвал або для вантаження в транспортні засоби. Усі екскаватори діляться на дві великі групи: на одноковшові періодичної(циклічного) дії і безперервного.

Будь-який екскаватор складається з таких основних частин: робочого, механічного, ходового, силового устаткування, механізмів управління, платформи з рамою і кузова.

Одноковшовий екскаватор складається з трьох основних частин:

а) робоча частина;

б) ходова частина;

в) поворотна частина.

Робоча частина складається із стріли, на якій кріпиться рукоять у кінці якої знаходиться ківш. На стрілі знаходяться також напірні механізми і механізми відкривання ковша. Ходова частина сприймає і передає на основі навантаження від ваги машини і щовиникають при роботі а також забезпечує пересування екскаватора.

Поворотна частина складається з поворотної платформи змеханізмами, силовим устаткуванням, робочим устаткуванням. Робочим устаткуванням називається комплекс вузлів екскаватора (робочого органу, стріли, системи підвіски стріли і робочого органу), що забезпечує його дію в зоні роботи екскаватора.

Оскільки річний обсяг робіт не перевищує 3,2 млн.. я вибираю екскаватор ЄКГ-5. Технічна характеристика екскаватора приведена нижче у таблиці.

Таблиця 2.

1.4 Вибір устаткування для механізації допоміжних робіт

Виємково-транспортуючі машини призначені для розробки і переміщення малопов’язаних або добре розпушених скельних порід. Виемково-транспортуючі машини складаються з базових тракторів, тягачів або спеціальних шасі і навісного, причіпного, напівпричіпного робочого устаткування.

До робочого устаткування виємково-транспортуючих машин відносяться: бульдозери, скрепери, грейдер елеватори, струги, одноковшові навантажувачі.

До характерних особливостей виємково-транспортуючих машин відносяться:

— розробка і переміщення порід за рахунок тягових зусиль ходових механізмів базових тракторів (тягачів), що забезпечують також рух самих тягових машин разом з робочими органами;

— розробка порід тонкими горизонтами або похилими шарами потужністю від декількох сантиметрів до 0,5−1 м;

— порівняно легка автоматизація машин, оскільки вони мають прості, послідовно виконувані операції;

— висока мобільність машин;

При рівній продуктивності порівняно з екскаваторами виємково-транспортуючі машини мають в 3−10 разів меншу металоємність, в 3−5 разів меншу вартість, а також забезпечують зниження витрат на виконання робіт в 3−4 рази. При використанні декількох видів виємково-транспортуючі машин може бути забезпечена комплексна механізація основних і допоміжних робіт на кар'єрі. Виємково-транспортуючі машини дозволяють успішно обробляти складно структурні родовища корисних копалини, а також здійснювати розробку родовища із складними гірничо-геологічними умовами, вести роботи в суворих кліматичних умовах.

При даних умовах кар'єру доцільно прийняти бульдозер ДЕТ-320, технічна характеристика якого приведена нижче у таблиці.

Таблиця3.

2. Розрахунок продуктивності і необхідної кількості устаткування

2.1Розрахунок бурових верстатів

гірничий устаткування буровий верстат

1. Визначаємо розрахункове зусилля подачі бурового станка.

де, f — коефіцієнт міцності по Протодьяконову;

D1 — діаметр буримої свердловини, м.

2. Визначаємо технічну швидкість буріння

Де — n_дв — частота обертання бурового ставу, мин — 1;

П_б — показник буримості породи;

D — діаметр шарошкового долота, м;

N_под — паспортне зусилля подання бурового верстата, Н.

3. Визначаємо змінну продуктивність.

де, Тсм-тривалість зміни (8г);

Ки — коефіцієнт використання верстата за часом для буріння в течії зміни (0,06ч0,07);

tв — питомі витрати часу на виконання допоміжних операцій (0,03ч0,04).

4. Визначаємо річну продуктивність бурового станка.

де

nсм — кількість змін в добу;

Т_дн.раб — число робочих днів в році_.

5. Визначимо вихід маси з одного метра свердловини.

де,

q — питома витрата вибухової речовини (кг/);

6. Визначимо необхідну кількість бурових станків.

де,

Q — річна продуктивність кар'єру по корисній копалині;

б — щільність гірської маси.

Приймаю для буріння свердловин 1 бурових верстата СБШ-250МН — 32А.

2.2 Розрахунок виємково-навантажувального устаткування

1. Визначаємо теоретичну продуктивність екскаватора:

де,

E = 5 м³ — місткість ковша екскаватора;

t_ц= 23 сек. — тривалість циклу екскавації.

2. Визначаємо технічну продуктивність екскаватора:

де, К_н — коефіцієнт наповнення ковша;

К_пр — коефіцієнт простоїв;

К_р — коефіцієнт розпушування;

3. Визначаємо експлуатаційну продуктивність екскаватора:

де, Т_см=8 годин — тривалістьзміни;

Q_техн-технічнапродуктивністьекскаватора;

К_м — коефіцієнт машинного часу.

4. Визначаємо необхідну кількість екскаваторів:

Розкрив Добич Приймаю 1 екскаваторів ЭКГ-5А для розкриву і 2 тієї ж марки) для здобичі.

3. Аналіз конструкцій і експлуатація гірничого устаткування

3.1 Аналіз конструкцій гірничого устаткування

Аналіз схемі механізму напору екскаватора ЕКГ-5А.

Стріла екскаватора порожниста, зварна, прямокутного перерізу (мал. 1). У нижній частині стріли приварена п’ята 1 з двома проушинами, якими стріла за допомогою пальців 2 сполучена з поворотною платформою. Крім того, для більшої стійкості стріла кріпиться до поворотної платформи тягою 3. Натягнення тяги робиться гайками 4, що виключає розгойдування стріли в час роботи. На верхньому кінці стріли встановлені головні блоки 5, через які проходять гілки підйомного каната. До верхнього кінця стріли укріплений пристрій для підвіски стріли, на якому на особливій осі встановлені чотири блоки 6. Через блоки проходить стріло підйомний канат. Щоб виключити тертя підйомного канату об деталі напірного механізму і його вібрацію, на середині стріли встановлені два блоки 7. Приблизно посередині з верхнього боку стріли встановлений напірний механізм 8 і електродвигун 9 механізму відкривання днища ковша. Для обслуговування напірного механізму, головних блоків і підвіски на верхній стороні стріли влаштовані майданчик, перехідний місток і східці з перилами. Дерев’яні накладки 10 з металевою окантовкою служать для захисту стріли від можливих ударів кінцевим відливанням рукояті.

Рис. 1. Рукоять екскаватора ЕКГ-5А Кінематична схема напірного механізму показана на листі 2 графічної частини. Від електродвигуна 1 обертання передається через шестерні 2 і 3, колесо 6 напірному валу 7. Напірні шестерні 8 жорстко посаджені на напірному валу і знаходяться в зачепленні із зубчастими рейками 9, привареними до балок рукояті. При обертанні напірного валу рукоять отримує поступальну ходу. Муфта 4 служить для захисту напірного механізму від перевантажень. Гальмування механізму робиться гальмом 10.

3.2 Експлуатація гірничого устаткування

Суть ремонтного обслуговування полягає в попередженні передчасного зносу деталей і вузлів, своєчасному зносі і забезпечення робочої готовності кар'єрного парку устаткування.

Підтримка кар'єрного устаткування в стані ефективної працездатності забезпечується системою організаційних заходів, планово-запобіжного ремонту (ПЗР).

Система ПЗР включає наступні роботи: Міжремонтне обслуговування, технічні огляди, періодичні, поточні і капітальні ремонти.

Міжремонтне обслуговування передбачає проведення робіт профілактичного характеру. Воно полягає у своєчасному регулюванні, мастилі і спостереженні за режимом роботи устаткування і машин.

Цю роботу виконують в процесі роботи устаткування з використанням перерв, неробочих днів і змін силами виробничого, обслуговуючого і чергового персоналу.

Технічні огляди устаткування здійснюються на основі свят, що складаються відповідно до вимог правил технічної експлуатації або відповідних інструкцій. Вони призначені для виявлення наявних неполадок і своєчасного попередження несправностей і проводяться технічним персоналом служб головного механіка, головного енергетика, а також відповідними фахівцями виробничих ділянок. Оглядається у вихідні і святкові дні і зміни. У разі потреби при технічних оглядах робляться: заміна швидко — зношуваних деталей, термін служби яких складає не менше періоду між черговими оглядами, узяття проб мастила, або заміна її відновлення компактних поверхонь.

ПЗР підрозділяються на: поточний і капітальний. Основний з них поточний ремонт. Він є комплексом робіт, спрямованим на усунення дефектів, виявлених при огляді і перевірках устаткування, а також заміну або відновлення його окремих конструктивних елементів, межі вартості і знос яких відповідає міжремонтним періодам поточних ремонтів.

Капітальний ремонт характеризується повним розбиранням устаткування, заміною усіх деталей, що зносилися, і вузлів, відновленням великих частин машин і інших конструктивних елементів основних фондів, чищенням, складанням і регулюванням, перевіркою і випробуванням під розвантаженням. Як правило, до капітального ремонту відносяться роботи по модернізації устаткування. Для виконання капітального ремонту розробляється наступна документація: відомість дефектів, кошторис витрат, технологічну карту або керівництво, мережевий графік.

Капітальний ремонт переслідує мету повного відновлення працездатності устаткування на період ремонтного циклу. Нині в кар'єрах застосовуються три методи організації ремонтів устаткування: індивідуальний, змінно — вузловий і змінний.

Найбільш перспективний метод ремонту устаткування — змінно — вузловий, при якому несправні деталі, вузли і агрегати замінюються новими або відремонтованими з обмінного фонду. В порівнянні з індивідуальним методом ремонту, що передбачає установку після ремонту усіх деталей і вузлів на машину, з якою вони зняті, цей метод дозволяє скоротити тривалість ремонту в 2−3 рази.

Найбільш поширений метод на кар'єрах отримав змішаний метод ремонту, при якому наряд із заміною агрегатів і вузлів повторно використовуються зняті і відремонтовані деталі.

Ремонт устаткування на кар'єрі робиться на основі звідного річного графіку ремонту і огляду, який складається з урахуванням дільничних планів ремонту і огляду. На підставі річного плану розробляються місячні графіки поточного і капітального ремонту.

Контроль за якістю оглядів і ремонтів машин і устаткування здійснюють головний механік кар'єру, і механіки ділянок, контролюючі роботу ремонтних бригад на своїй ділянці і приймаючі відремонтовані машини і устаткування. Перш ніж будувати графік технічного обслуговування і ремонту необхідно скласти таблицю., у якій будуть зібрані необхідні дані.

Висновок

гірничий устаткування буровий верстат В ході даного курсового проекту я практично ознайомився з бульдозерами, екскаваторами, та іншою технікою. Також я ознайомився з охороною праці.

Список літератури

1. В. Л. Бритарёв «Гірничі машини и комплекси». Москва. «Недра». 1984 р.

2.Л. И. Кантович Гірничі машини. Москва. «Недра». 1989 р.

3. Л. К. Лисовик. Б.II. Огибенін «Гірничі машини для відкритих гірничих робіт». Москва, «Недра». 1989 р.

4. Посібник механіка при гірничих роботах. Под ред. Щадова М.І. Москва. «Недра». 1975 р.

5.Г. Г. Нанаева «Гірничі машинидля добичі руд» Москва. «Недра». 1970 р.

6. Верстати технологія і економіка шарошечного буріння. Під загальною редакцією канд. техн. наук Н.М. ТРЕГУБОВА. Москва, «Недра». 1989 р.