Виды и типы горного и транспортного оборудования

Горные машины используются на рудниках и карьерах для выполнения основных операций по добыче полезного ископаемого: отбойке горной массы, погрузки, транспортировки и крепления горных выработок. С помощью горных машин выполняются также и вспомогательные операции: заряжание шпуров и скважин, доставка материалов и оборудования, уборка горных выработок и т. д.

Горные машины, с помощью которых можно выполнять несколько операций, например, отбойку и погрузку, называются комбинированными (комбайнами).

В настоящее время при проведении горных выработок или ведении очистных работ, механизацию работ осуществляют путем использования отдельных видов машин, составляющих проходческий или очистной комплекс для определенного типа и вида выработок. В комплекс включают буровое, погрузочное и транспортное оборудование, а также оборудование для механизации заряжания шпуров и скважин и выполнения определенного вида вспомогательных операций.

Горные машины, применяемые в подземных условиях, по роду выполняемой работы, т. е. по технологическому признаку, подразделяются на следующие классы:

1) бурильные машины;

2) буровые станки;

3) отбойные машины;

4) транспортирующие машины;

5) машины для возведения крепи;

6) горные комбайны;

7) машины для вспомогательных работ.

Как и при подземном способе, комплексы машин непрерывного действия получают широкое применение на карьерах по добыче руд. В состав таких комплексов входят:

1) роторные экскаваторы;

2) консольные ленточные отвалообразователи;

3) забойные, передаточные, отвальные и магистральные конвейеры;

4) межуступные перегружатели.

Машины каждого класса дополнительно подразделяются на группы по принципу действия, виду применяемой энергии, ходовому оборудованию, области применения и другим признакам.

В каждую группу включаются типы машин, отличающиеся друг от друга конструкцией отдельных узлов, производительностью, параметрами рабочего оборудования, массой и т. д.

При разработке рудных месторождений отбойка и рыхление руды и породы, как правило, производятся буровзрывным способом. Буровзрывные работы являются одной из основных и трудоемких операций, как при подземном, так и при открытом способах разработки рудных месторождений. На долю буровзрывных работ приходится в среднем 10-60 % всех затрат, необходимых для добычи твердых полезных ископаемых. Бурение шпуров и скважин производят бурильными машинами и буровыми станками.

Существующие способы бурения шпуров и скважин делят на механические и немеханические. К первой группе относятся способы, при которых разрушение породы в забое происходит под действием внешних механических усилий, передаваемых от буровых станков и бурильных машин через буровые инструменты. К немеханическим относятся способы разрушения под действием тепла, ультразвуковой обработки и прочих воздействий.

Механический способ бурения является на данный момент самым распространенным. По характеру работы инструмента в забое и приложению силовых нагрузок при механическом способе бурения бурильные машины и буровые станки можно подразделить на четыре группы: ударного и ударно-поворотного бурения; вращательного бурения; вращательно-ударного и ударно-вращательного бурения. К машинам ударного и ударно-поворотного бурения относятся: пневматические перфораторы, буровые станки ударно-канатного бурения, вибрационные бурильные машины.

К машинам вращательного бурения относятся: горные сверла, буровые станки с буровыми коронками режущего типа (например, СБР-160, где С - станок, Б - буровой, Р - режущий, 160 мм - диаметр скважины), буровые станки с шарошечными долотами (например, СБШ-320, где С - станок, Б - буровой, Ш - шарошечный, 320 мм - диаметр скважины), буровые станки алмазного бурения.

К машинам вращательно-ударного действия относятся бурильные установки (например, КБУ-80 - колонковая бурильная установка для бурения скважин диаметром 80 мм) и буровые станки (например, ПБУ-80 - станок на пневмоколесном ходу).

К группе машин ударно-вращательного бурения относятся буровые станки с погружными пневмоударниками (например, СБУ-100 П - самоходный буровой станок с пневмоударником для бурения скважин диаметром 100 мм на пневмоколесном ходу).

Погрузочные машины, предназначенные для погрузки в подземных условиях отбитой горной породы в транспортные средства, по области применения подразделяются на машины для работы в горизонтальных, наклонных и вертикальных выработках. По принципу действия их делят на машины прерывного и непрерывного действия.

Выемочно-погрузочные машины, применяемые на карьерах, представлены группой экскаваторов. Экскаватором называется землеройная машина, предназначенная для копания (экскавации) и погрузки взорванной горной массы в транспортные сосуды или отвал. Все экскаваторы по принципу действия подразделяются на две большие группы: непрерывного действия - многоковшовые и периодического действия - одноковшовые.

Для работы горных машин используются электрическая, пневматическая и гидравлическая энергия.

На электрической энергии, как наиболее дешевой и удобной для передачи, работает большинство машин (буровые станки, погрузочные машины, комбайны, экскаваторы).

На пневматической энергии работают перфораторы, отбойные молотки и некоторые погрузочные машины.

На гидравлической энергии работает оборудование для гидромеханизации работ в подземных условиях или на карьерах.

Кроме этого, в горных машинах получил применение гидроэлектропривод, имеющий гидрообъемные передачи (электродвигатель – насос - гидромотор или электродвигатель – насос - гидроцилиндр).

Так как горные машины работают в тяжелых условиях с повышенными влажностью и запыленностью, внезапными перегрузками, конструкция машин должна быть достаточно прочной, надежной и безопасной для обслуживающего персонала. Кроме того, ко всем группам машин, работающих в стесненных подземных условиях, предъявляется требование ограничения их габаритов.