Máy xây dựng Trang 128 CHƯƠNG 5 MÁY VÀ TỔ THIẾT BỊ ĐÀO LÒ 5 1 Khái niệm về công tác đào lò Quá trình khai thác mỏ và xây dựng các công trình ngầm phải tiến hành đào các đường lò, đường hầm trong l[.]
Máy xây dựng CHƯƠNG MÁY VÀ TỔ THIẾT BỊ ĐÀO LỊ 5.1 Khái niệm cơng tác đào lị Q trình khai thác mỏ xây dựng cơng trình ngầm phải tiến hành đào đường lị, đường hầm lịng đất, tạo nên khoảng khơng gian, phục vụ cho mục đích cơng nghệ Tiết diện ngang đường lò, đường hầm thường hẹp so với tiết diện ngang lị chợ, kích thước chúng vài mét đến chục mét, kích thước lị chợ thường từ 80 đến 250 mét Cũng có trường hợp chiều dài lị chợ q ngắn, xấp xỉ kích thước đường lị, người ta coi việc đào lò, đặc biệt đào than, loại lò chợ đặc biệt: lò chợ ngắn Cơng việc đào đường lị, đường hầm phải tách đất đá khỏi khối nguyên chúng, đưa chúng khỏi khu vực thi công Độ cứng đất đá, độ dốc đường lị kích thước đường lị, ảnh hưởng nhiều đến việc lựa chọn máy móc, thiết bị phương pháp thi cơng Các phương pháp đào lị gồm có: 5.1.1 Đào lị phương pháp khoan nổ mìn: Đây phương pháp kinh điển, áp dụng phổ biến Nội dung chủ yếu gồm: - Công việc khoan nổ: bao gồm khoan lỗ để nạp thuốc nổ, nổ mìn phá vỡ đất đá Công việc khoan thực loại máy khoan xoay, máy khoan đập khí ép, máy khoan xoay-đập Máy khoan đặt giá định hướng có giá kẹp với cột cần máy, điều chỉnh độ cao góc nghiêng lỗ khoan - Công việc xúc bốc đất đá vỡ vụn nổ mìn đưa lên thiết bị vận tải, tiến hành thiết bị xúc bốc, máy xúc hầm lò, máy xúc tải thiết bị gầu xúc - Công việc vận chuyển đất đá khỏi khu vực đào lò, thực loại thiết bị như: xe gng, tơ, băng tải, máng cào, thùng trục (trục tải) Ưu điểm phương pháp khoan nổ đào đường lị có độ dốc lớn, đất đá có độ cứng cao Nhược điểm bước tiến đường lị ngắn, mang tính chu kỳ Mỗi chu kỳ khoảng mét, phụ thuộc vào việc nổ mìn Nếu khoan sâu để phá khoảng dài hơn, hiệu phá vỡ khơng nâng cao bao nhiêu, trái lại bị nổ om, làm suy yếu đường lò, phức tạp thêm cho nguyên công (chống giữ đổ bê tông vỏ hầm) Để nâng cao hiệu nổ, dùng máy đánh rạch đào lò Máy di chuyển bánh sắt chạy ray bánh xích, loại xích vơ cực Trên đầu dẫn động quay máy, kẹp chặt tay rạch (cưa máy) Khung tay rạch quay vng góc với dầu dẫn động điều chỉnh độ cao, máy tạo mặt phẳng khe rạch thẳng đứng, mặt phẳng khe rạch nằm ngang độ cao Máy có khả động nhanh đến cắt rạch lùi để nổ mìn bốc xúc đất đá Tuy nhiên biện pháp không sử dụng rộng rãi việc tổ chức cơng việc phức tạp, có q nhiều máy khu vực chật hẹp (máy đánh rạch, máy khoan, máy xúc bốc, thiết bị vận tải) 5.1.2 Phương pháp dùng máy đào lò Trường hợp này, tồn cơng việc tách đất đá khỏi khối nguyên vỉa bốc xúc chúng lên thiết bị vận tải thực máy Tuy nhiên máy liên hợp đào lò dùng để đào đường lị, đường hầm đất đá có độ kiên cố f Máy thực việc Trang 128 Máy xây dựng đào cắt trực tiếp lớp đất đá, tách chúng khỏi khối nguyên lực học Công việc phận khấu máy thực Đất đá tách phận chuyển tải máy, chuyển phía sau đổ lên phương tiện vận tải để đưa khỏi đường lò Đào lò máy liên hợp phương pháp đào tiên tiến, giới hố tồn khâu đào bốc xúc, giảm nhẹ sức lao động người công nhân Máy cho suất độ ổn định đất đá quanh chu vi đường lò cao Mặt khác tiết diện dường lò đào máy không thay đổi, nên nguyên cơng sau (như chống lị đổ bê tông vỏ hầm) đơn giản Tuy nhiên dùng máy để đào đường lò, đường hầm đất đá có độ cứng khơng cao f < 5, góc dốc đường lị khơng lớn, khoảng 150, trường hợp đặc biệt đến -300 Riêng trường hợp đào giếng đứng, đề cập chương sau Ở nước ta máy liên hợp tổ thiết bị đào lị sử dụng để thi cơng đường lò vận tải, đường lò chuẩn bị số mỏ Mạo Khê, Vàng Danh, Thống Nhất, Mông Dương Hoặc đào đường hầm dẫn nước nhà máy thuỷ điện Sơng Đà, Hồ Bình, Yaly, Hàm thuận - Đa My, đào đường hầm qua núi đèo Hải Vân 5.2 Phân loại máy đào lò: Máy đào lò hay gọi cách đầy đủ máy liên hợp đào lị thực đồng thời chức năng: cắt dất đá khỏi khối nguyên, bốc xúc chuyển đất đá lên thiết bị vận tải đưa khỏi khu vực làm việc gương lị Máy có kết cấu đa dạng, phân loại theo số điểm đặc trưng sau: 5.2.1 Theo cơng dụng: - Máy liên hợp đào lị than - Máy liên hợp đào lò đá 5.2.2 Theo sơ đồ làm việc phận cắt đất đá: - Máy liên hợp đào lò hoạt động liên tục: Bộ phận khấu máy đào cắt toàn tiết diện đường lò cách liên tục Loại cịn có tên gọi máy liên hợp đào lị tồn tiết diện thường dùng đất đá đào có độ kiên cố f Đất đá cứng quá, máy làm việc không hiệu quả, lực cản cắt lớn, lượng tiêu hao nhiều, chi phí giá thành cao - Máy liên hợp đào lò hoạt động theo chu kỳ: Bộ phận làm việc máy tiến hành đào cắt phần tiết diện đường lò với chiều sâu cắt định, sau diện tích đào cắt mở rộng dần toàn tiết diện đường lò Các thao tác đào cắt máy lặp lại cách 5.2.3 Theo đặc điểm chuyển động dụng cụ cắt đất đá: - Máy liên hợp đào lị có cắt chuyển động tịnh tiến - Máy liên hợp đào lị có cắt chuyển động quay - Máy liên hợp đào lị có cắt chuyển động hành tình 5.2.4 Theo kiểu phận di chuyển: - Máy liên hợp đào lò di chuyển kiểu xích, (loại xích vơ cực) - Máy liên hợp đào lò di chuyển kiểu bước 5.3 Kết cấu máy liên hợp đào lò Trang 129 Máy xây dựng Bất kỳ máy liên hợp đào lị có phận chủ yếu sau: 5.3.1 Bộ phận khấu (bộ phận cắt đất đá): 1/ Khái niệm yêu cầu: Bộ phận khấu phận máy, làm nhiệm vụ cắt đất đá khỏi khối nguyên Để đảm bảo cho máy hoạt động có hiệu quả, phận khấu máy cần thoả mãn yêu cầu sau: - Tạo nên tiết diện đường lò hợp lý, phù hợp với thiết bị chèn chống lị - Khơng làm vỡ vụn thêm đất đá, làm tăng công suất máy tăng mài mịn cắt - Có phương pháp phá vỡ đất đá hợp lý Đất đá dễ bị phá huỷ bị đập vỡ, việc cắt đất đá cần thiết, nên dùng để tạo điều kiện cho việc đập vỡ dễ dàng hơn, tiết kiệm việc tiêu hao lượng - Các cắt làm việc điều kiện - Số cắt đồng thời tiếp xúc với đất đá khơng lớn Bộ phận khấu máy đồng thời sử dụng nhiều phương pháp phá vỡ đất đá khác nhau, vừa xích cắt vừa khoan phá, vừa xích cắt vừa phay phá, vừa khoan phá vừa phay phá v.v Do ta nên nghiên cứu theo đặc điểm chuyển động cắt phận khấu, từ dễ dàng hiểu nguyên lý làm việc loại máy 2/ Phân loại: a) Bộ phận khấu có cắt chuyển động tịnh tiến: Bộ phận khấu có cắt chuyển động tịnh tiến thường phận khấu kiểu xích cắt Xích dẫn động theo vịng kín nhờ đĩa xích chủ động đĩa xích dẫn hướng Các cắt lắp mắt xích lắp răng, kéo theo tạo lực cắt đất đá Bộ phận khấu kiểu xích cắt máy liên hợp đào lò, thường dùng cắt than đất đá mềm, có số cắt tiếp xúc với đất đá lớn, hiệu suất truyền động khí thấp, độ bền học xích khơng cao Bộ phận khấu kiểu xích cắt ngồi chức sử dụng độc lập, cịn dùng phối hợp với kiểu phận khấu khác, làm nhiệm vụ cắt đất đá vùng biên làm phẳng đất đá lị, hay lị Sơ đồ kiểu phận khấu kiểu xích cắt máy liên hợp đào lị cho hình 5-1 - Hình a phận khấu có dạng tay rạch phẳng thẳng đứng Khi làm việc, tay rạch quay góc 1800 quanh trục thẳng đứng I-I, để chuyển vị trí từ thành lị bên sang phía thành lị bên Sau lần quay, máy di chuyển phía trước đoạn chiều dầy lớp phoi cắt, khoảng (120 – 140) mm Để nhận tiết diện đường lị hình thang, tay rạch đặt nghiêng góc ỏ so với phương thẳng đứng Nhược điểm phận khấu kiểu là: + Chiều dầy lớp cắt thay đổi từ giá trị c đến giá trị 0, cắt vị trí biên tay rạch làm việc hiệu + Có ma sát cắt nhánh xích khơng tải với than, gây nên tiêu hao lượng cách vơ ích + Khi thay đổi kích thước đường lị, phải thay dổi l, r R - Hình b phận khấu có hai tay rạch phẳng thẳng đứng đặt song song Khi làm việc tay rạch quay hai phía khoảng 200, so với vị trí trung gian Khi tay rạch vị trí biên (thành lị), máy di chuyển, tiến phía gương lò khoảng chiều dầy lớp phoi cắt, (từ – 30 mm) Chiều dầy phoi cắt tâm mép biên khác không đáng kể cắt nhánh xích khơng tải phận khấu kiểu không tiếp xúc với than Tay rạch đặt nghiêng để nhận tiết diện đường lị hình thang Chiều cao đường lị thay đổi thay đổi tay rạch có chiều dài phù hợp, chiều rộng đường lò thay đổi thay đổi góc quay tay rạch Bộ phận khấu kiểu dùng máy liên hợp đào lò ПК-2M Trang 130 Máy xây dựng a) b) c) d) e) Hình 5-1 Sơ đồ kiểu phận khấu có cắt chuyển động tịnh tiến - Hình c gồm hai tay rạch phẳng đặt nằm ngang Xích cắt chạy luồn qua hai tay rạch Tay rạch phía di chuyển dọc theo gương lị, cịn tay rạch phía trên, ngồi di chuyển dọc cịn có di chuyển lên xuống Xích cắt loại xích hai lề Sự di chuyển (dao động) lên xuống tay rạch phía làm góc ơm đĩa xích dẫn động thay đổi, góc nghiêng lớn tay rạch phía tạo so với phương ngang không lớn 450 – 500 Bộ phận khấu kiểu dùng máy liên hợp đào lò ấH-2 - Hình d, phận khấu gồm số tay rạch phẳng, làm việc xích quay mặt phẳng thẳng đứng Hành trình làm việc, khung dẫn hướng xích cắt chuyển động từ lên, sau chuyển động khơng tải xuống dưới, tiếp phận khấu chuyển động quay mặt phẳng nằm ngang tiếp tục cắt, tạo chiều rộng cần thiết đường lò Khi khung dẫn hướng xích cắt nằm phía dưới, máy di chuyển phía trước khoảng (0,3 – 0,5) m Đường lị có dạng hình thang, cong thành bên Bộ phận khấu kiểu dùng máy “Pêchphi” Hungari số nước khác Nhược điểm: Tiết diện đường lị hình thang có cạnh bên cong, gây khó khăn cho cơng tác chống lị sau Kết cấu phận khấu phức tạp, làm tổn thất lượng ma sát xích với khung dẫn hướng, không làm việc tự động Ưu điểm: Thay đổi kích thước đường lị khơng cần thay đổi kích thước phận làm việc, tăng giảm góc - Hình e, phận khấu kiểu xích cắt vịng, loại xích cắt hai lề Khung dẫn hướng xích quay xung quanh trục thẳng đứng góc 1800 Sau lần quay nõ cắt lớp than với chiều dầy c đến 200 mm Tiết diện đường lò hình thang, dùng ln cào có cắt, phận chất tải để đào rãnh thoát nước cho đường lò Bộ phận khấu kiểu dùng máy đào lị “ Alltra” Cộng hồ dân chủ Đức Ưu việt phận khấu kiểu tay rạch vòng sau lần quay, chiều dầy cắt lớp than đạt đến 200 mm Nguyên lý làm việc phận khấu kiểu gần giống phận khấu hình a Nhưng loại ưu việt chỗ, lần quay khung dẫn hướng xích Trang 131 Máy xây dựng cắt lớp đất đá có chiều dầy lớn hơn, số chu kỳ nhau, vận tốc đào lò phận khấu kiểu lớn Qua xem xét phận khấu kiểu xích cắt với cắt chuyển động tịnh tiến nêu trên, ta nhận thấy phá vỡ đất đá phá vỡ bề mặt gương lò b) Bộ phận khấu có cắt chuyển động quay: Bộ phận khấu với cắt chuyển động quay thường dạng vành (mũi khoan) guồng xoắn (Hình 5-2) - Loại vành răng: Vành thường có hai ba chạc gắn cứng trục (hình 104, a) Trên chạc gắn giá gá dao đặc biệt, kẹp chặt dao cắt Khi trục quay, chạc cắt gắn giá gá dao gắn quay theo đất đá bị cắt, tạo thành rãnh tròn đồng tâm Phần đất đá không bị cắt rãnh, tạo thành gờ tròn đồng tâm, với chiều dầy gờ khoảng cách bước gá dao, ta chọn để cho chúng dễ bị phá vỡ Thể tích đất đá bị cắt (các rãnh) khoảng (15 -35)%, phần lại gờ bị phá vỡ va đập Sự phá vỡ đất đá gờ đồng tâm thực cách sau: + Dùng nêm (Hình 5-2, h): Các nêm phá bố trí sau cắt Khi rãnh đồng tâm vừa tạo thành nêm vào rãnh đó, ép vỡ gờ nằm xen rãnh Nhược điểm phương pháp nêm phá vỡ đất đá, xuất ma sát nêm với gờ trụ đất đá, làm tăng mô men cản trục động + Dùng lăn ép vào rãnh: Các lăn ép lăn bề mặt rãnh làm cho gờ nằm xen kẽ rãnh bị phá vỡ Dùng lăn, ma sát lăn với đất đá giảm, kích thước phận khấu tăng, lăn cồng kềnh a) e) b) c) g) h) i) d) Hình 5-2 Sơ đồ kiểu phận khấu có cắt chuyển động quay a) Loại vành trục dẫn b) Loại vành hai trục dẫn quay ngược chiều c) Loại hai vành xích cắt d) Loại ba vành xích cắt e) Loại guồng xoắn g) Loại nhiều vành răng, bố trí hai dãy h) Nêm ép vỡ i) Con lăn ép vỡ + Dùng lăn ép lên bề mặt gờ đất đá để phá vỡ (Hình 5-2, i) kiểu phá vỡ làm tăng lực cản di chuyển làm việc tốt chỗ đất đá dòn Trang 132 Máy xây dựng Ở phận khấu kiểu vành răng, thể tích đất đá bị phá vỡ cắt vào khoảng 15 – 35 %, phần đất đá lại bị phá vỡ ép nén Sự kết hợp cắt ép vỡ, làm giảm lượng tiêu hao cho phá vỡ toàn bề mặt gương lò Bộ phận cắt kiểu vành nguyên lý giống khoan xoay nên tiết diện đường lị có dạng hình trịn Để tạo cho đường lị có dạng vịm, cần phải có thêm phận cắt phụ, cắt phần đất đá nằm phía bên đường lị, sát hai bên thành lị Ví dụ dùng dao phay bố trí lùi lại phía sau phận khấu Bộ phận cắt kiểu vành dùng máy liên hợp đào lị Áỉè-1 Nó dùng máy đào lò Robill Mỹ Ưu điểm: Độ bền học cấu cao, kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao, phương pháp phá vỡ đất đá hợp lý (kết hợp cắt phá vỡ nên giảm bót lượng tiêu hao), dùng nơi đất đá mềm Nhược điểm: Các cắt làm việc điều kiện không Trong thời gian nhau, cắt tâm có tốc độ cắt nhỏ phá vỡ thể tích đất đá nhỏ so với cắt mép ngồi chạc cắt Do mịn không nhau, gây nên mô men phản lực lớn, làm máy làm việc không ổn định Để khắc phục nhược điểm này, người ta làm phận khấu có hai vành đồng trục, quay với tốc độ khác hướng quay khác Tốc độ dài mép vành nhau, số làm việc với tốc độ nhỏ giảm, mô men phản lực gần cân hoàn toàn, kết cấu hộp giảm tốc lại phức tạp Vì phận khấu kiểu khoan có hai đầu khoan đồng trục dùng máy liên hợp lị có đường kính lớn đất đá cứng Kiểu hai vành quay ngược chiều ứng dụng máy đào lò liên hợp Mỹ: “Rơbill” (Ta cịn gọi kiểu khoan vành vừa quay vừa tiến phía trước) Tại Đức, hãng “ Henrren Kneht” chế tạo loại máy đào đường hầm dành cho xe điện ngầm thành phố Hăm - Buốc, đường kính đầu khoan 14,2 mét, tổng chiều dài máy 165 mét, khối lượng 2300 Bộ phận khấu kiểu khoan cịn có kiểu kết cấu sau: Loại hai đầu khoan đặt hai trục song song (Hình 5-2, c) Hai đầu khoan dẫn động quay ngược chiều nhau, phần đất đá lị cắt phận khấu kiểu xích cắt (máy Mariatta Mainher 780A Mỹ) Loại ba đầu khoan kết hợp xích cắt bao quanh nóc, bên hơng (Hình 5-2, d) - Loại nhiều đầu khoan (từ đến 12 cái) đặt thành dẫy hai dẫy (Hình 5-2, g) Những mơ đất đá cịn lại cắt xích cắt Loại dùng máy khai thác nhiều Các đầu khoan lắp để quĩ đạo cắt nằm ngồi mép đầu khoan đặt cạnh nhau, bọc lẫn cho Khi muốn thay đổi chiều cao đường lị, ta thay đầu khoan có đường kính khác nhau, chúng bố trí thành hai dẫy dẫy phía dịch chuyển lên cao hay xuống thấp - Loại guồng xoắn: Guồng xoắn tên gọi vít xoắn có kích thước lớn bước đường kính Trên bề mặt mép xoắn hàn giá gá dao để lắp cắt Guồng xoắn có trục thẳng đứng trục nằm ngang Loại guồng xoắn trục thẳng đứng (Hình 5-2, e), hai guồng xoắn dịch chuyển ngang để mở rộng đường lò theo kích thước u cầu Ngồi dịch chuyển ngang, guồng xoắn di chuyển liên tục theo gương lò Loại guồng xoắn trục nằm ngang, guồng xoắn phía dịch chuyển lên xuống để thay đổi chiều cao đường lò theo yêu cầu Loại guồng xoắn trục nằm ngang khởi thảo từ CHDC Đức Mỹ có máy Jeffrei 100L có hai guồng xoắn đặt nằm ngang song song Các mặt phẳng chứa cắt, vng góc với trục guồng xoắn, thực chất dao phay đĩa, máy liên hợp đào lị đất đá có độ cứng trung bình, cắt dao phay Trang 133 Máy xây dựng (máy liên hợp đào lò ПКГ-3) Nhược điểm phận khấu cắt dao phay lực cản di chuyển lớn, khoảng 1,5 đến 2,5 kN/cm tiếp xúc dao phay với đất đá Lực kéo di chuyển đào lị, đường kính m 150 kN c) Bộ phận khấu có cắt chuyển động hành tinh (bộ phận khấu kiểu hành tinh): Răng cắt phận khấu kiểu kẹp chặt đĩa đầu khoan, đồng thời tham gia hai chuyển động, quay tương đối quanh trục với td quay theo với t Chuyển động theo nhận dẫn quay dẫn dao động xung quanh trục hay hai trục Khi dẫn quay, đường lị có tiết diện tròn (nếu kết hợp thêm dao phay bên nền, phía hơng lị tiết diện vịm) Khi dẫn dao động, đường lị có tiết diện hình thang hình tứ giác - Bộ phận khấu kiểu hành tinh với khâu dẫn chuyển động quay: Nguyên lý hoạt động sau: Dụng cụ cắt kẹp chặt đĩa (Hình 5-3) Hình 5-3 Sơ đồ phận khấu hành tinh phẳng ăn khớp trong, i < 0, ó = 1800 Trục đĩa đặt dẫn Các bánh ăn khớp với bánh định tinh Thanh dẫn quay với vận tốc góc t làm cho đĩa quay theo hướng ngược lại với vận tốc góc td Kết tạo nên chuyển động quay phức tạp cắt: chuyển động theo đường cong xiclơit Các thơng số đặc trưng cho kết cấu phận khấu kiểu hành tinh là: - Góc trục đĩa trục dẫn - Tỉ số tốc độ góc tương đối đĩa td tốc độ góc dẫn t: td = i t - Tỉ số bán kính R dẫn bán kính r đĩa: R = r Ba thông số không phản ánh sơ đồ kết cấu cấu hành tinh, mà đặc trưng cho tác động tương hỗ dụng cụ cắt với gương lị Hình Bộ phận khấu kiểu hành tinh với khâu đẫn quay trịn có ưu điểm phương pháp phá vỡ đất đá đa dạng mô men phản lực nhỏ Nhược điểm kết cấu phức tạp - Bộ phận khấu hành tinh với khâu dẫn chuyển động dao động: + Bộ phận khấu hành tinh với khâu dẫn chuyển động dao động quanh trục: Bộ phận khấu kiểu hành tinh với khâu dẫn chuyển động dao động quanh trục (Hình 5-5, a) gồm có đĩa cắt (cũng nhiều hơn) Trục đĩa cắt đặt nghiêng góc nhau, so với khâu dẫn động Tất đĩa cắt có bán kính r, bán kính khâu dẫn đĩa lại khác (R1, R2, R3) Do đĩa cắt khác Trang 134 Máy xây dựng Hình 5-4 Sơ đồ phận khấu hành tinh với góc khác Khâu dẫn thực chuyển động dao động với tốc độ góc t, xung quanh trục thẳng đứng Sau lần dao động, phận khấu di chuyển đến gương lò đoạn với trị số “C”, di chuyển thực liên tục Bộ phận khấu kiểu cho tiết diện đường lị hình thang, bề mặt thành bên lị có dạng hình trụ (tuỳ theo số đĩa cắt) 1 = 900 thành lị phẳng Bộ phận khấu kiểu dùng máy liên hợp đào lò ПКC-3 b) a) Hnh 5-5 Sơ đồ phận khấu kiểu hành tinh khâu dẫn chuyển động dao động Trang 135 Máy xây dựng + Bộ phận khấu hành tinh với khâu dẫn chuyển động dao động quanh hai trục: Kết cấu gồm có đầu phay, lắp cần máy, (Hình 5-5, b) Đầu phay gắn đầu mút cần máy nhận chuyển động quay quanh trục cần, đồng thời cần lại quay xung quanh trục thẳng đứng, trục năm ngang, nhờ cặp xi lanh thuỷ lực tương ứng Tốc độ góc cần so với tốc độ góc đầu phay nhỏ, tốc độ cắt tính tốc độ vịng đầu phay Bộ phận khấu kiểu ứng dụng máy liên hợp đào lò ПК-3M 5.3.2 Bộ phận xúc chuyển đất đá: Sau đất đá phận khấu phá vỡ, rơi khỏi gương lò, phận xúc chuyển máy liên hợp thực việc xúc chuyển lượng đất đá phía sau, chất lên phương tiện vận tải Để thực chức này, phận xúc máy thường gồm hai phần: - Phần xúc trực tiếp từ lò lên miệng cấp liệu truyền tải trung gian - Phần chuyển tải trung gian, đưa vật liệu phía sau máy chất lên phương tiện vận tải Bộ phận chuyển tải trung gian băng tải hay máng cào Yêu cầu phận xúc làm việc với loại đất đá khác nhau, suất chất tải phải lớn a) suất phận đào cắt Bộ phận xúc chuyển thường dùng số dạng sau: - Bộ phận xúc kiểu gạt xích, loại xích kín thẳng đứng, nhánh làm việc bên (Hình 5-6, a) - Bộ phận xúc kiểu gạt xích, loại xích kín nằm ngang, (Hình 5-6, b) Xích dẫn b) động gạt loại xích hai lề vng góc Loại giống máy xúc liên tục kiểu gạt xích học phần máy xúc bốc ngầm - Bộ phận xúc kiểu cánh gạt, (Hình 5-6, c) Cánh gạt dẫn động quay tròn, đất đá c) miêng xúc nâng lên cánh gạt đẩy rơi vào miệng chất tải máng cáo phía sau - Bộ phận xúc chuyển kiểu tay vơ (hình d): Kết cấu hoạt động máy xúc tay vơ d) học phần máy xúc bốc ngầm Loại gạt xích, xích kín nằm ngang loại tay vơ dùng nhiều hơn, Hình 5-6 Sơ đồ phận xúc chuyển thường dùng với máy đào lò hoạt động theo chu kỳ kiểu cào, gạt máy đào lò - Bộ phận xúc kiểu gầu: Thường hay dùng với thiết bị đào xúc toàn tiết diện Các gầu xúc bố trí mép ngồi chu vi đầu khoan (máy liên hợp đào lị ПКГ-3, ШБM-1) quay với đầu khoan Khi gầu quay từ xuống múc, vục vào đống đất đá, gầu quay lên thực việc làm đầy gầu gầu đưa lên đến vị trí cao, đất đá gầu rơi vào miệng nhận tải phận chuyển tải trung gian băng tải máng cào Trang 136 Máy xây dựng Hình 5-7 Sơ đồ phận xúc chuyển kiểu gầu máy đào lò 5.3.3 Bộ phận di chuyển Làm nhiệm vụ di chuyển máy dọc theo đường lị q trình đào xúc, số trường hợp tạo nên lực đẩy phận đào xúc vào gương lò Bộ phận di chuyển máy liên hợp đào lò dùng hai loại: 1/ Bộ phận di chuyển kiểu xích vơ cực: Bộ phận di chuyển kiểu xích máy đào lị giống phận di chuyển kiểu xích máy xúc, máy khoan, máy gạt dùng mỏ lộ thiên: gồm có bánh xích chủ động, bánh xích dẫn hướng, khung bệ cố định, lăn đỡ, lăn tỳ Xích phẳng lắp nối với lề, mặt có vấu ăn khớp với bánh xích Điểm đặc biệt di chuyển kiểu xích máy liên hợp đào lị máy cịn có bánh xích tỳ di chuyển lị Các bánh xích nàykhơng có cấu dẫn động kích thuỷ lực đẩy, giữ cho ln tỳ sát với lị với lực khơng đổi Loại làm tăng khả làm việc máy đường lị có độ dốc lớn (có thể đến 900) Ưu điểm, nhược điểm máy đào lị di chuyển kiểu xích là: - Ưu điểm: Khơng cần phải chuẩn bị đường cho máy di chuyển, độ ổn định, độ bám mặt đường cao, tạo lực đẩy cho phận cắt xúc bốc tốt - Nhược điểm khối lượng lớn, kết cấu phức tạp, chi tiết chóng bị mịn hỏng 2/ Bộ phận di chuyển kiểu bước: Các máy đào lị có cấu di chuyển kiểu bước dẫn động kích thuỷ lực Đặc điểm máy đào lị có cấu di chuyển kiểu bước thân máy phải có hai phần riêng biệt nối với kích đẩy di chuyển Khi phần thân máy có phận cắt đất đá làm việc, tiến phía gương lị, phần thân máy phụ giữ cố định kích thuỷ lực tỳ lên lò, hay tỳ lên hai bên thành lò Các kích đẩy di chuyển máy, đầu nối với phần thân phụ giữ cố định, đầu nối với thân chính, đẩy thân phận cắt tiến phía trước Khi pít tơng kích di chuyển hết hành trình, phần thân máy lại định vị để kéo thân phụ tiến lên, pít tơng kích di chuyển lại trở vị trí ban đầu Để giảm nhẹ lực đẩy, kéo máy di chuyển, phần thân phụ thân máy phải có bánh sắt chạy đường ray có lăn định hướng khung máy Ta xem xét cụ thể máy lò ШБM-1 ШБM-2 - Ưu điểm phận di chuyển kiểu bước tạo lực đẩy lớn để phận cắt ấn sâu cắt vào lớp đất đá - Nhược điểm kích tỳ đẩy vào hai bên thành lị làm biến dạng thành lị: lún, sụt Vì đất đá mềm yếu máy khó di chuyển Ngồi ra, muốn việc di chuyển dễ dàng phải đặt ray nghĩa phải chuẩn bị đường di chuyển cho máy Ngồi phận kể trên, máy liên hợp đào lị cịn có phận tưới nước dập bụi, thiết bị hút lọc bụi, hệ thống điều khiển, hệ thống chiếu sáng 5.4 Một vài loại máy liên hợp đào lò Trang 137 Máy xây dựng Ngồi máy cịn có hệ thống truyền động thuỷ lực, hệ thống thiết bị điện, hệ thống hút lọc bụi, (gồm quạt hút 14, phin lọc 17) Một số thơng số kỹ thuật máy: Năng suất đào lò: 8,0 m/h Tiết diện lò 9,0 m2, (rộng chân lò: - 3,2 m; cao: - 3,2) Độ dốc đường lị: ± 150 Kích thước máy: Dài : 9,1 m Rộng: - m Cao: - 3,2 m Khối lượng máy: 56.000 kg 57.500 kg 9.4.2 Máy liên hợp đào lò hoạt động theo chu kỳ: Các máy liên hợp đào lò theo chu kỳ gồm có: ПК-2M, ПК-3M, ПКC-3, ПК-9P, 4ПY (ПК-7), v.v máy AM 50, AM 65, AM 75, Ba Lan, Trung Quốc Ta nghiên cứu cụ thể vài loại sau: Máy liên hợp đào lị ПК-2M Máy liên hợp đào lị ПК-2M (Hình 5-8) máy đào lị có cắt chuyển động tịnh tiến, dùng để đào đường lò than, tiết diện lị hình thang, chiều cao 2,5 m, góc dốc không lớn 100 Máy gồm phận sau: - Bộ phận khấu: gồm có hai khung phẳng, định hướng cho xích cắt chuyển động Hai khung đặt dựng đứng hay đặt nghiêng, song song nhau, chuyển động qua lại mặt phẳng nằm ngang nhờ kích thuỷ lực Xích cắt dẫn động đĩa xích chủ động đĩa xích dẫn hướng, chuyển động theo vịng kín quanh khung dẫn hướng Xich gồm mắt xích lắp cắt mắt xích nối, liên kết với lề phẳng Mắt xích lắp cắt vấu gá dao, đuôi cắt thả vào lỗ vấu gá dao giữ chặt lỗ nhờ bu lơng Các cắt có góc lắp, lệch với trục chuyển động xích 00 430 - Bộ phận xúc chuyển loại xích kín thẳng đứng, nhánh làm việc phía dưới, đặt phận khấu quay theo phận khấu máy làm việc Đất đá cắt rơi xuống phía phận xúc chuyển đưa lên phễu nhận tải băng tải trung gian chuyển tiếp phía sau Đi băng tải quay sang hai phía 100 – 150 nâng cao (900 – 2100) mm Hình 5-8 Máy liên hợp đào lò ПК-2M 1- Bộ phận khấu 2- Bộ phận di chuyển 3- Bộ phận cấp liệu 4- Máng cào 5- Băng tải Trang 142 Máy xây dựng - Bộ phận di chuyển: máy di chuyển bánh xích, loại xích vơ cực Mỗi lần di chuyển, máy tiến phía gương lị khoảng (5 - 40) mm, chiều sâu tiến máy phụ thuộc vào độ cứng than Ngồi phận kể trên, máy cịn có hệ thống truyền động thuỷ lực, hệ thống dập bụi, hệ thống chiếu sáng, hệ thống điều khiển v.v Nguyên lý làm việc: Khi máy làm việc, tay rạch quay hai phía, lệch so với vị trí trung gian khoảng 200 Ở vị trí biên, máy di chuyển, nhích lên phía gương lị khoảng chiều dầy phoi cắt Chiều dầy phoi cắt tâm mép biên khác không đáng kể Các cắt nhánh xích khơng tải khơng tiếp xúc với than, nên giảm bớt lượng cần chi phí để khắc phục lực ma sát Khi thay đổi độ nghiêng tay rạch, ta thay đổi chiều cao đường lò, thay đổi góc lắc tay rạch, thay đổi chiều rộng đường lò Sự thay đổi phạm vi hẹp, muốn thay đổi chiều cao đường lò phạm vi rộng hơn, ta thay tay rạch khác có kích thước dài Bộ phận khấu kiểu xích cắt có hai loại kích thước: Kích thước I đào đường lị cao 2760 mm, kích thước II, đào đường lị cao từ 2360 mm đến 2490 mm Một vài thông số kỹ thuật máy: Năng suất máy (8 – 15) m/ca, tiết diện đường lị (5,1 – 8, 05) m2 Kích thước: Dài: 10,170 m; rộng 2,8 - 3,35 m; cao 2,1 - 2,7 m Góc dốc đường lị: ±50 Khối lượng máy: 10.000 kg Máy liên hợp đào lò ПКC-3 Máy liên hợp đào lị ПКC-3 (Hình 5-11) dùng để khí hố q trình đào lị chuẩn bị than có độ cứng than có lẫn đất đá kẹp Máy gồm phận chủ yếu sau: - Bộ phận khấu gồm có ba đĩa cắt có trục song song lắp giá đỡ, mặt đĩa có lắp cắt, đĩa cắt có đường kính dẫn động động Các đĩa cắt quay theo chiều ngược nhau, đĩa quay ngược chiều với đĩa bên đĩa bên Giá đỡ phận khấu quay sang hai phía thành lị nhờ kích thuỷ lực - Bộ phận xúc bốc kiểu xích kéo gạt xích Xích kéo loại xích hai lề gạt lắp cơng-xơn với xích Khi xích chuyển động, gạt chuyển động theo Đất đá bị phá vỡ rơi xuống miệng xúc gạt nâng lên cao, đổ vào miệng nhận tải băng tải trung gian máy Từ đất đá đưa phía sau, rót lên thiết bị vận tải - Bộ phận di chuyển: Máy di chuyển kiểu xích, có hai bánh xích Hình 5-11 Máy liên hợp đào lò ПКC-3 1- Bộ phận khấu 2- Thanh gạt xích 3- Băng chuyển tải 4- Xich di chuyển 5- Đĩa cắt 6- Thiết bị hút bụi Trang 143 Máy xây dựng Nguyên lý làm việc: Khi làm việc, đĩa cắt dẫn động quay, cắt tiến hành cắt đất đá, tách chúng khỏi khối nguyên Để tạo thành tiết diện đường lò, giá đỡ đĩa cắt dịch chuyển sang hai phía thành lị nhờ kích thuỷ lực Bộ phận khấu thay đổi góc nghiêng so với phương di chuyển, để thay đổi chiều cao khấu Do phận khấu loại thay đổi kích thước đường lị phạm vi định Nếu muốn thay đổi kích thước thay đĩa cắt có đường kính khác, phù hợp với kích thước đường lị Đất đá bị phá vỡ phận xúc bốc, xúc chuyển phía sau Máy đào đường lị tiết diện hình thang Một vài thơng số máy: Năng suất đào than: 40 m/ca, (7,6 m/h) Diện tích tiết diện gương lị: 5,12 – 7,4 m2 Góc dốc đường lị: ±150 Kích thước máy: Dài 5,58 m Rộng: 2,43 - 2,83 m Cao: 2,0 - 2,7 m Khối lượng 11.500 kg Máy liên hợp đào lò ПК-3M Máy liên hợp đào lị ПК-3M (Hình 5-12) dùng để đào đường lò tiết diện than đất đá có độ cứng f < Kết cấu máy gồm có: - Bộ phận khấu máy đầu phay hình nón cụt, gắn đầu cần máy Trên bề mặt nón gắn cứng ụ gá dao cắt kẹp chặt bu lơng Truyền động quay cho đầu phay động điện hộp giảm tốc bánh hành tinh đồng trục đặt bên cần Cần máy quay quanh trục nằm ngang để thực chuyển động lên, xuống quay quanh trục thẳng đứng để chuyển động sang hai phía phải, trái Việc quay cặp xi lanh thuỷ lực tương ứng thực - Bộ phận xúc bốc kiểu xích kéo gạt xích, có xích kéo loại xích hai lề gạt lắp cơng-xơn Đất đá gạt vào miệng xúc nâng lên cao đổ vào miệng nhận tải máng cào chuyển tải trung gian đặt phía sau máy Hình 5-12 Máy đào lò ПК-3M - Bộ phận di chuyển: máy di chuyển kiểu xích vơ cực, có hai bánh xích Nguyên lý làm việc: Đầu phay dẫn động quay, đồng thời máy tiến vào gương lò, với chiều sâu đến 500 mm, để thực việc khoan cắt đất đá Vị trí khoan góc cao đường lị Sau dó cần máy thực chuyển động quay mặt phẳng nằm ngang, đầu phay di chuyển từ thành bên đường lò sang thành lò bên Sau kết thúc hành trình di chuyển ngang, cần máy quay mặt phẳng thẳng đứng, hạ đầu phay xuống Trang 144 Máy xây dựng thấp khoảng trị số đường kính đầu phay lớn chút, cần máy lại thực việc chuyển động ngang, theo chiều ngược lại Cứ vậy, đầu phay thực chuyển động quay di chuyển ngang, di chuyển lên xuống hợp lý thực việc phá vỡ đất đá tồn gương lị, với chiều sâu cắt c = 400 – 500 mm Ưu điểm máy đào đường lị có chiều cao chiều rộng khác có khả khấu than đất đá riêng biệt Một số thông số máy: Diện tích gương lị (khi máy khơng xoay): (5 – 8,5) m2 (chân lị: 2,8 - 3,48 m; cao: - 2,8 m Góc dốc đường lò: ±150 Năng suất đào than: m/h, đào đất đá mềm: m/h Kích thước máy: dài: m, rộng: 2,43 – 2,83 m, cao: 1,7 m Khối lượng 10.700 kg Máy liên hợp đào lò ПК-9P Máy liên hợp đào lò ПК-9P (Hình 5-13) dùng để đào đường lị tiết diện than đất đá có độ cứng f < 4, đặc biệt mỏ có khí bụi nổ Kết cấu máy gồm có: Hình 5-13 Máy liên hợp đào lị ПК-9P Bộ phận khấu 2- Miệng xúc 3- Máng cào 4- Bộ phận di chuyển 5- Thân máy 6- Hệ thống thuỷ lực 7- Cầu chuyển tải 8- Thiết bị điện 9- Hệ thống tưới bụi 10- Đuôi máy 11- Bảng dẫn phận khấu - Bộ phận khấu: Kiểu đầu phay hình có cắt bề mặt Đầu phay gắn đầu cần máy Đầu phay, hộp giảm tốc, động dẫn động làm thành khối, đặt dầm định hướng khung quay Hai kích thuỷ lực nằm bên sườn dầm định hướng khung đẩy dầm tiến phía trước 600 mm Sự dịch chuyển đầu phay sang hai phía lên xuống thực hai cặp kích thuỷ lực - Bộ phận xúc chuyển tải máy dùng tay vơ máng cào, có cầu chuyển tải trung gian kiểu băng tải dài 3,2 m Miệng xúc quay hai phía 250 - Bộ phận di chuyển kiểu xích, bánh xích có dẫn động riêng - Thiết bị chuyển tải kéo theo sau máy có chiều dài 17,6 m, nối với máy xích vịng Đầu phía trước thiết bị chuyển tải đặt bánh xe Đầu phía sau treo lị đặt bánh xe Ngun lý làm việc máy giống máy ПК-3M Trang 145 Máy xây dựng Một vài thông số máy: Diện tích gương lị (khi máy khơng xoay): (7 – 16) m2 (chân lò: 3,3 - 5,8 m; cao: 2,2 - 3,9 m Góc dốc đường lò: ±150 Năng suất đào than: 9,5 m/h, đào đất đá mềm: m/h Kích thước máy: dài: 7,7 m, rộng: 1,8 – 2,8 m, cao: 1,83 m Khối lượng 30.000 kg 5- Máy liên hợp đào lị AM-50: Máy liên hợp đào lị AM-50 (Hình 5-14) Ba Lan đưa vào sử dụng mỏ Mông Dương, Cẩm Phả, Quảng Ninh Máy dùng để giới hố khâu đào lị chuẩn bị lị than đất đá có độ cứng f < Máy AM-50 có phận sau: - Bộ phận khấu: gồm hai nón cụt, lắp đồng trục, gắn đầu cần máy Đáy lớn hai nón đặt đối diện nhau, cịn đáy nhỏ hướng ngồi Trên bề mặt nón có ụ lắp cắt giống máy ПК-3M Dẫn động quay cho hai nón động hộp giảm tốc đặt cần Cần nâng hạ quay sang hai phía nhờ cặp xi lanh thuỷ lực Góc quay sang bên 360 Hình 5-14 Máy đào lò AM-50 - Bộ phận xúc đất đá: gồm có miệng xúc, tay vơ máy xúc nhiều gầu tay vơ Cũng giống máy đào lò liên hợp ПК-9P, phận xúc phận khấu đặt mâm quay nên dẽ dàng quay hai phía phải, trái Đất đá iay vơ đưa lên miệng xúc, rơi vào miệng nhận tải máng cào băng chuyển tải chiều dài 5,3 m chuyển lên thiết bị cầu chuyển tải dài 18,3 m đặt phía sau - Bộ phận di chuyển: Máy có phận di chuyển kiểu xích, bên xích có động dẫn đông riêng Nguyên lý làm việc giống máy ПК-3M, chất trình cắt ngược Khi máy tiến sâu vào gương lò máy thực việc phay cắt, di chuyển ngang máy thực việc khoan Di chuyển phía đầu phay phía khoan, cịn đầu phay phía đối diện chạy khơng tải Ngồi phận kể máy cịn có hệ thồng truyền động thuỷ lực, hệ thống tưới nước dập bụi làm mát cắt, hệ thống điều khiển chiếu sáng v.v Các ưu điểm máy là: Năng suất độ tin cậy làm việc cao Hiệu sử dụng kinh tế Kết cấu có độ tin cậy cao Thời gian chuẩn bị khởi động làm việc ngắn, tháo lắp sửa chữa nhanh Chăm sóc bảo dưỡng đơn giản Có thể làm việc với đường lị nhỏ lớn Trang 146 Máy xây dựng Một số thơng số máy: Diện tích gương lị: 22 m2 Góc dốc đường lị: ±150 Năng suất đào than: 9,5 m/h Kích thước máy: dài: 7,5 m, rộng: 2,5 – 3,0 m, cao: 1,68 m Khối lượng 25.000 kg Cùng với máy AM- 50 cịn có máy AM-65, AM-70, thơng số sau: Các thông số AM-65 AM-70 Diện tích gương lị, m2 35 42 Chiều dài máy, m 9,2 10,2 Chiều rộng máy, m 3,5 4,2 - 5,62 Chiều cao máy, m 1,68 2,2 - 2,38 Góc dốc đường lò ±18 ±150 Khối lượng, kg 36.000 - 40.000 50.000 - 54.000 5.5 Tổ thiết bị đào lò 5.5.1 Khái niệm phân loại Nhiều trường hợp phải đào lị nơi đất đá cứng khơng thể thực máy, buộc phải đào phương pháp khoan nổ mìn Để giảm nhẹ sức lao động cho công nhân nâng cao suất lao động người ta xây dựng nên tổ thiết bị đào lò Tổ thiết bị đào lò thực chất tập hợp máy móc thiết bị, thực nhiệm vụ chủ yếu dây chuyền cơng nghệ đào lị: tách đất đá khỏi khối nguyên, xúc bốc, vận chuyển khỏi khu vức làm việc Như máy móc tổ thiết bị đào lò bao gồm: máy khoan, máy xúc bốc máy vận tải loại máy móc thiết bị làm việc độc lập nên thay máy máy (cùng nhóm) có đặc tính kỹ thuật khác mà làm việc tổ thiết bị không thay đổi Mỗi tổ thiết bị làm việc loại đường lò định Khi đào lò xong khơng dùng đến tổ thiết bị Vì tùy thuộc vào tiết diện đường lị, độ dốc đường lị, tính chất đất đá mà người ta lựa chọn thiết bị tổ cho phù hợp Phân loại tổ thiết bị đào lị theo quan điểm khác Theo góc dốc đường lò chia ra: Tổ thiết bị đào lò bằng, tổ thiết bị đào lò nghiêng tổ thiết bị đào giếng đứng Theo tiết diện đường lò chia ra: tổ thiết bị đào đường lò nhỏ (tiết diện đến 10 m2) tổ thiết bị đào đường lò lớn (tiết diện lớn 10 m2) 5.5.2 Tổ thiết bị đào lò Khi đào lò bằng, tùy theo tiết diện đường lò khả giới hóa mà người ta trang bị tổ thiết bị đào lò khác a Đào lò tiết diện đường lò nhỏ (khoảng < 10 m2) Trường hợp thiết bị sử dụng tổ thiết bị thường là: Thiết bị khoan xúc: làm đồng thời công tác khoan xúc bốc Nếu đào than sử dụng máy khoan xoay dạng cột, đào đá dùng loại máy khoan đập khí ép dạng cột Cả hai lắp máy xúc hoạt động theo chu kỳ (như máy xúc tay gầu quay) Cột để gá lắp máy khoan lắp sẵn hai bên thành máy, vị trí đầu máy xúc gần gầu xúc phương pháp hàn Khi tiến hành khoan lỗ, giá đỡ định hướng máy khoan máy khoan lắp váo cột Gầu xúc quay phía sau giữ nhờ phanh hãm Máy xúc tiến gần sát gương lò, thực phanh hãm chèn cố định máy xúc tiến hành khoan lỗ Sau khoan xong máy lùi lại phía sau vị trí an tồn, để thực việc nạp thc nổ mìn Lúc máy khoan giá định hướng tháo khỏi cột máy xúc Trang 147 Máy xây dựng đặt xuống đường lò Sau nổ mìn, máy xúc tiến vào xúc bốc đất đá, đổ lên xe goòng kéo khỏi đường lò Việc chuyển toa goòng chứa đầy đát đá nhờ tàu điện cần vẹt tàu điện ác quy Tổ thiết bị giúp cho trình đào lò trở nên nhẹ nhàng hơn, suất cao giảm thời gian dựng cột cho máy khoan Thường bố trí hai máy khoan máy xúc b Đào lò tiết diện đường lò lớn (khoảng > 10 m2) Trường hợp đường lị rộng bố trí hai xe, tổ thiết bị sử dụng phương án sau: Xe khoan, máy cào vơ tàu điện kéo goòng Xe khoan, máy xúc tải, ôtô vận tải Mmays khoan xoay đập, máy xúc tải, ôtô vận tải Xe khoan khung xe di động, lắp sàn thao tác Tùy theo chiều cao đường lị chia làm nhiều tầng Trên tầng (sàn) lắp cần máy, đầu cần lắp giá đỡ định hướng cho máy khoan, dùng loại máy khoan đập khí ép máy khoan xoay đập khí ép Cần máy nâng, hạ cho phép giá đỡ định hướng quay quanh trục thẳng đứng Số lượng máy khoan sử dụng sàn tùy theo chiều rộng đường lò Để xúc bốc dùng máy cào vơ máy xúc tải, xúc đất đá nổ mìn làm tơi lên xe gng ơtơ Nhìn chung việc chọn thiết bị để đào lò dễ thực Chỉ cần cho việc tổ chức cơng việc đường lị hợp lý, phát huy hết khả thiết bị đủ 5.5.2 Tổ thiết bị đào giếng nghiêng Khi đào giếng nghiêng, ví dụ lị giếng vận chuyển than mỏ khai thác ngầm, đường hầm dẫn nước cơng trình thủy điện, đường hầm thơng gió cơng trình ngầm, việc lựa chọn thiết bị hạn chế Tổ thiết bị đào giếng nghiêng thường có: Hình 5-15 Sơ đồ tổ thiết bị đào lò giếng nghiêng Trục tải; Cáp nâng hạ thùng skip; Cáp nâng hạ máy khoan; Tháp trục; Máy khoan xúc; Thùng skip giếng nghiêng Thiết bị khoan xúc: khung xe di động, di chuyển đường ray, kéo lên nhờ máy trục, hạ xuống nhờ trọng lượng thân phanh hãm Trên khung xe có lắp đặt cần khoan, cần có giá định hướng máy khoan, loại khoan đập khí ép khoan xoay đập khí ép Cần khoan nâng hạ, giá định hướng cho máy khoan quay Trang 148 Máy xây dựng mặt phẳng ngang đứng để khoan nhiều lỗ khoan độ cao hướng khác Trên khung xe lắp đặt phận công tác máy xúc thủy lực gầu thuận bao gồm cần máy, cấu nâng hạ quay cần Dẫn động quay nâng hạ gầu nhờ xy lanh thủy lực Thiết bị gầu xúc kiểu dùng làm giá đỡ khung cũi cho người công nhân đứng thao tác vị trí cần thiết gương lị, khoan nạp thuốc nổ mìn Thiết bị vận tải dùng trục tải thùng skip Đất đá vận chuyển lên đến miệng giếng nghiêng, đổ tập trung vào khu, sau máy xúc tải máy xúc chuyển lên ôtô đưa khỏi khu vực thi cơng Ví dụ đào giếng dẫn dịng nhà máy thủy điện Hàm Thuận (hình 5-15) Đường lị có độ dốc 480 Do thiết bị bao gồm: dùng trục tải để kéo máy khoan xúc thùng skip giếng nghiêng Đường ray thùng skip nằm tâm đường lị, cịn đường ray thiết bị khoan xúc nằm bên Như thùng skip chui qua gầm thiết bị khoan xúc Máy trục đặt dầm ngang đường lò bằng, dầm đặt cao gần độ cao tháp giếng Cáp nâng hạ thùng skip cáp nâng hạ thiết bị khoan xúc 3, đầu kẹp chặt vào tang, đầu kẹp chặt thùng skip xe khoan xúc Khi khoan, xe khoan thả xuống sát gương lò, máy khoan nâng lên vị trí làm việc thùng skip kéo lên cao (phía miệng giếng) Thiết bị xúc co lại, gầu sát với mép trước xe khoan xúc Khoan xong, kéo máy khoan xúc lên cao, máy khoan hạ xuống đặt lên thành xe, tiến hành nạp thuốc nổ mìn Sau nổ mìn thơng gió xong, tiến hành xúc bốc đất đá cách thả xe khoan xúc thùng skip xuống Lúc gầu xúc vươn xa quay sang hai phía (nhờ xy lanh thủy lực) để xúc bốc đất đá đổ vào thùng skip Khi thùng đầy, kéo thùng lên miệng giếng đổ vào bãi chứa Dùng máy xúc máy xúc tải xúc đất đá đổ lên ơtơ chở ngồi 5.6 Tổ thiết bị đào giếng đứng 5.6.1 Khái niệm Khi khai thác ngầm phương pháp mở vỉa giếng đứng, xây dựng cơng trình ngầm (giếng điều áp nhà máy thủy điện) người ta phải thực việc đào lò giếng đứng Cúng giống đào lò lò nghiêng, việc đào giếng đứng thực phương pháp: Khoan nổ mìn phương pháp kinh điển dùng phổ biến, dùng điều kiện (nhưng thường dùng với đất đá cứng f >6) Tuy nhiên có nhược điểm tốc độ đào chậm (có khoảng 20 30 m/tháng), tốn nhiều sức lao động, điều kiện lao động nặng nhọc khâu xúc bốc đất đá Dùng máy phá vỡ bề mặt gương giếng: Đây phương pháp giảm nhẹ bớt khối lượng công việc dùng đến sức người Dùng tổ thiết bị khoan: dùng phương pháp khoan toàn tiết diện khoan cắt lõi Phương pháp ưu việt phương pháp trên, địi hỏi phải có thiết bị khoan thiết bị phụ kèm 5.6.2 Các tổ thiết bị đào giếng đứng phương pháp khoan nổ mìn Tổ thiết bị đào giếng sâu đến 300 m Có nhiều loại tổ thiết bị Ví dụ loại tổ thiết bị hình 5-16 Tổ thiết bị dùng máy khoan đập khí ép cầm tay để khoan lỗ mìn thẳng đứng xuống đáy giếng Sau nạp thuốc nổ mìn Ơtơ cần trục đưa máy bốc đá xuống giếng để bốc đất đá đổ vào thùng trục Thùng trục ôtô cần cẩu đưa xuống đáy giếng để nhận tải nhấc lên miệng giếng đổ vào ôtô vận tải Việc đổ bê tông thành giếng thực sau giếng đào chiều sâu định Bê tông đưa Trang 149 Máy xây dựng đến giếng từ máy trộn, rót vào bun ke 8, theo ống dẫn đến điền đầy khe hở ván khn thành giếng Q trình đổ bê tông phải dùng đầm dùi để lèn chặt bê tông Thực tế thi công giếng điều áp nhà máy thủy điện Hàm Thuận có đường kính 14 m, sâu 109 m, đào phương pháp khoan nổ mìn, người ta làm sau: dùng cần trục có sức nâng 450 kN để đưa máy khoan xoay đập Boomer 352 (của hãng Atlas Copco) xuống đáy giếng để khoan Khi khoan xong, máy khoan đưa lên; tiến hành nạp thuốc nổ mìn Việc xúc bốc đất đá thực máy xúc thủy lực gầu thuận dung tích gầu 0,65 m3, đưa máy xúc lên xuống cần cẩu sức nâng 1000 kN Ơtơ cần trục làm nhiệm vụ nâng hạ thùng trục Đất đá trục lên đổ vào ôtô tải đổ bãi thải Bê tông thành giếng đổ sau đào xong giếng đất đá khu vực tương đối ổn định Hình 5-16 Tổ thiết bị đào giếng đứng Ơtơ cần trục; Máy bốc đá; Ván khuôn treo; Tời; Máy cẩu; Thùng trục; Mặt sàn miệng giếng; Bun ke chứa bê tông; Ống dẫn bê tông Tổ thiết bị đào giếng sâu đến 700m Ví dụ tổ thiết bị KC-2y Nga Trang 150 Máy xây dựng hình 5-17 bao gồm máy bốc đá 1, sàn thao tác ba tầng 2, đoạn ván khuôn 3, thiết bị đổ bê tông 4, thiết bị khoan lỗ mìn БУКС, thùng trục tự lật 5, khung định hướng 6, bơm thoát nước 7, thang cứu hộ trạm thơng gió Tổ hợp thiết bị KC-2y tổ hợp thiết bị 2KC-2y khác nhay số lượng máy khoan, máy bốc đá, thùng trục có tổ hợp Sàn thao tác tổ thiết bị KC-2y có ba tầng, có kích tỳ để định tâm, có xe trục để di chuyển thẳng có đường ray vòng để xe trục mang máy bốc đá tới vị trí gương giếng Sàn dùng để treo máy bốc đá, hệ thống cung cấp khí nén, thiết bị điện, thiết bị thủy lực, đảm bảo an toàn cho người làm việc giếng mỏ Đường kính sàn, với phương pháp đào phối hợp lấy nhỏ đường kings giếng 800 mm Chiều cao tầng 1,3m Sàn treo cáp Trong thời gian làm việc sàn giữ chống lắc nhờ xy lanh pit tông thủy lực, đầu cần pit tông tỳ vào bê tông thành giếng đào giếng theo sơ đồ phối hợp (ván khuôn bên sàn thao tác) tỳ vào đất đá đào theo sơ đồ song song (ván khuôn bên sàn thao tác) Hình 5-17 Tổ thiết bị đào giếng đứng KC-2y Máy bốc đá; Sàn thao tác; 3.Ván khuôn; Thiết bị đổ bê tông; Thùng trục tự lật; Khung định hướng; Bơm nước; Thang cứu hộ; Quạt thơng gió Tổ thiết bị đào giếng đứng sâu 700m: Khi đào giếng sâu 700m dùng nhiều tổ thiết bị tương tự Trang 151 Máy xây dựng Ví dụ tổ thiết bị ДШП-1 Nga hình 5-18 dùng để đào giếng đứng sâu theo sơ đồ song song Tổ thiết bị cao 9m gồm thùng trục tự dỡ tải 1, bảo hiểm 2, lồng bảo vệ 3, sàn thao tác cao tầng, vành tỳ đảm bảo khe hở ván trượt thành giếng Các kích thủy lực cốp pha, máy bốc đá có dung tích gầu 1,25m3, treo đoạn cốp pha Koongf bảo vệ làm từ băng tải có cốt tăng cứng, thiết bị ống lồng 10 để đưa bê tông tới cốp pha Các đoạn ống khí nén 8, ống thơng gió Hình 5-18 Tổ thiết bị đào giếng đứng ДШП-1 Thùng trục tự dỡ tải; Tấm bảo hiểm; Lồng bảo vệ; Sàn thao tác; Vành tỳ; Kích thủy lực cốp pha; Cốp pha; Ống nén khí; Ống thơng gió; 10 Thiết bị ống lồng 5.6.3 Các tổ thiết bị thi công giếng đứng máy đào Các tổ thiết bị đào giếng nêu trên, khí hóa nhiều ngun cơng khối lượng lao động q trình đào giếng cịn nhiều, khâu nạp thuốc nổ mìn Do để giảm triệt để sức lao động người, khí hóa tồn q trình đào giếng người ta dùng máy liên hợp đào giếng, ví dụ loại máy liên hợp đào giếng Nga ПД-2 Máy liên hợp đào giếng ПД-2 (hình 15-19) dùng để khí hóa việc đào giếng đứng có đường kính 6,5 7m, chiều sâu khoảng 1000m đất đá có độ kiên cố f6 Máy liên hợp gồm: thiết bị nâng dùng lượng khí ép, phận cắt đất đá 2, khung ba tâng 3, cốp pha Trang 152 Máy xây dựng 4, thùng trục 5, bàn điều khiển 6, phận dẫn động cắt 7, hệ thống đẩy máy 8, cấu ống lồng 9, bun ke 10 Hình 5-19 Máy liên hợp đào giếng ПД-2 Máy nâng khí ép; Bộ phận cắt đất đá; 3.Khung ba tầng; Cốp pha; 5.Thùng trục; Bàn điều khiển; Bộ phận dẫn động; Hệ thống đẩy máy; Cơ cấu ống lồng; 10 Bun ke Trang 153 Máy xây dựng Máy treo giếng tời 2ЛКП-20 ЛПЭ-1,5/1300 Các cắt dao phay đĩa phận khấu hành tinh dẫn động quay, phá vỡ đất đá giếng tạo thành hạt, bột di chuyển đến tâm giếng, từ thiết bị nâng khí ép đưa vào bun ke thiết bị chuyển tải, sau rót vào thùng skip đưa lên miệng giếng Trong phá vỡ đất đá, máy liên hợp cố định kích thủy lực qua chắn hình quạt tỳ vào đất đá trượt khung bê tông Đồng thời với phá vỡ đất đá, tiến hành gia cố giếng cách đổ bê tông thành giếng Hỗn hợp bê tông máy bơm đẩy qua ống dẫn đến cốp pha Việc nối dài ống dẫn bê tơng, khí nén, nước, thhong gió thực cấu ống lồng Một ca máy có ba người phục vụ: thợ hai thợ phụ Ở Liên xô cũ, dùng tổ thiết bị ПД-2 để đào giếng vùng mỏ Ka gan đi, với đất đá có độ kiên cố f = 7, tốc độ đào trung bình đạt 100 120 m/tháng, suất lao động tăng lên lần, tính an tồn tăng cao điều kiện lao động cải thiện 5.6.4 Các tổ thiết bị thi công giếng đứng phương pháp khoan Các phương pháp khoan giếng mỏ thường dùng: Khoan phá vỡ toàn gương giếng; Khoan phá vỡ theo vành tròn chu vi giếng, để lại lõi đất đá không cắt, sau lõi giếng đạt chiều dài định thực cắt lõi đưa khỏi giếng Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, khoan cắt lõi tiêu hao lượng cho trình cắt đất đá nhỏ, việc nâng lõi khoan lên phức tạp nhiều thời gian Dù sử dụng phương pháp thi cơng phải có tổ thiết bị khoan bao gồm: Bộ phận công tác, phận dẫn động cho phận công tác; thiết bị đưa đất đá phá vỡ khỏi gương giếng; thiết bị trục tải, tháp khoan, thiết bị động lực thiết bị khác a Bộ phận công tác + Bộ phận công tác kiểu phay Việc tách đất đá khỏi khối nguyên thực dao phay Cắt dao phay có hai phương pháp: cắt toàn cắt để lõi Cắt toàn bộ: Khi khoan cắt Hình 5-20 Thiết bị khoan giếng đứng У3TM toàn đáy giếng đầu khoan Chụp bao kín; Thân phận mở rộng; Dao phay; phay dùng mũi khoan dẫn động 4.Giỏ chứa phoi khoan; 5.Ống dẫn; Khe hở vòng bên ngồi; khí đầu khoan phay tua Ống dẫn dung dịch khoan; Ống dẫn bùn khoan; Khớp bin thủy lực treo; 10.Ống dẫn khí nén Trang 154 Máy xây dựng Đầu khoan phay dẫn động khí thường sử dụng Cấu tạo gồm mũi khoan định tâm giếng mũi khoan mở rộng Mũi khoan phay định tâm để khoan lỗ định tâm cho giếng; loại có ba nón lăn mũi khoan xoay cầu, chiều dài đường kính lớn (có thể tới 1,2m) Mũi khoan mở rộng để đạt kích thước đường kính giếng theo yêu cầu, có từ tới dao phay (bộ phận cắt) đặt xen kẽ để phá vỡ đất đá theo vòng tròn đồng tâm toàn bề mặt đáy giếng Mỗi dao phay nón lăn, dao phay nón bố trí mặt ngồi nón thành vịng Phía phần mũi khoan định tâm có kẹp chặt phận thu gom đất đá, đồng thời phận dẫn hướng cho phận mở rộng làm việc Mũi khoan phận mở rộng dẫn động quay từ chng khoan nhờ bánh rơ to lắp lồng qua choòng khoan đặt miệng giếng Ví dụ thiết bị khoan У3TM Nga (hình 5-20) có phận cơng tác kiểu Thiết bị khoan giếng có đường kính 6,2m độ sâu khoảng 400m đất đá có độ cứng trung bình yếu, áp lực lên gương giếng từ 13 30 Ưu điểm thiết bị khí hóa tồn cơng việc khoan đào vận chuyển đất đá, tốc độ đào giếng cao Nhưng có nhược điểm khối lượng thiết bị lớn (đến 1200 tấn), khoan đất đá trung bình yếu, lĩnh vực sử dụng hạn chế Khoan cắt lõi: Về kết cấu phần cắt ống xy lanh, đầu có lắp dao phay đĩa, cắt tạo rãnh vành để lại lõi trụ đất đá Khi chiều cao lõi trụ đất đá đạt giá trị định dao phay đĩa dẫn động cắt hướng tâm để cắt đứt lõi, đường kính khoảng 800 mm bị gãy nâng lên nhờ xy lanh thủy lực + Bộ phận cơng tác kiểu cắt: Hình 5-21 Tổ thiết bị khoan giếng TM-1,3 Xy lanh khoan; Vành răng; Động khoan; Hộp giảm tốc; Cột khí; Thanh treo; Bộ cân bằng; Bơm; Thiết bị thu gom bùn khoan; 10 Ròng rọc Trang 155 Máy xây dựng Khoan cắt có hai cách: khoan phá vỡ toàn gương khoan cắt lõi Khoan phá vỡ tồn gương giếng: Bộ phận cắt đĩa cắt có chuyển động kiểu hành tinh Đất đá bị phá vỡ đưa vào gầu nâng (băng tải gầu), đổ vào bun ke sau rót vào thùng skip chuyển lên miệng giếng Các phận tổ thiết bị lắp giàn, treo giếng cáp Khoan cắt lõi: Có thể có nhiều dạng tổ thiết bị, tổ thiết bị TM-1,3 (hình 5-21) Tổ thiết bị TM-1,3 gồm có xy lanh khoan 1, có cắt kẹp chặt vành Trên chu vu vành tròn lắp 40 cắt Ở vị trí làm việc dặt cịn 32 dự trữ (mỗi làm việc có dự trữ) Khi cắt bị cùn, tự động xếp vào đầu khoan dự trữ tiến vị trí làm việc Xi lanh nhận chuyển động quay từ động 3, qua hộp giảm tốc Động đặt cột khí Mơmen truyền qua choòng dẫn đến cân Phoi khoan đưa nhờ dung dịch khoan đẩy từ bơm lắp thiết bị thu gom bùn khoan Toàn thiết bị treo ròng rọc 10 Khi cần cắt lõi, động dẫn động quay ngược chiều ban đầu lõi khoan cắt cáp Lõi khoan nâng lên miệng giếng với tổ thiết bị khoan Ưu điểm tổ thiết bị: kết cấu đơn giản, khối lượng nhỏ; khối lượng chuẩn bị công việc nhỏ, tự động thay cắt bị cùn Ngoài việc bố trí động cột khơng khí cho phép động làm việc dung dịch khoan Nhưng tổ thiết bị có nhược điểm tốc độ khoan nhỏ khoan đất đá cứng Trang 156 ... loại tổ thiết bị đào lò theo quan điểm khác Theo góc dốc đường lị chia ra: Tổ thiết bị đào lò bằng, tổ thiết bị đào lò nghiêng tổ thiết bị đào giếng đứng Theo tiết diện đường lò chia ra: tổ thiết. .. Như máy móc tổ thiết bị đào lò bao gồm: máy khoan, máy xúc bốc máy vận tải loại máy móc thiết bị làm việc độc lập nên thay máy máy (cùng nhóm) có đặc tính kỹ thuật khác mà làm việc tổ thiết bị. .. Tổ thiết bị đào giếng sâu đến 700m Ví dụ tổ thiết bị KC-2y Nga Trang 150 Máy xây dựng hình 5- 17 bao gồm máy bốc đá 1, sàn thao tác ba tầng 2, đoạn ván khuôn 3, thiết bị đổ bê tông 4, thiết