Chương V. Máy bốc xúc và vận chuyển đất đá trong tuyến tunnel ngầm

Chương V Máy bốc xúc vận chuyển đất đá tuyến tunnel ngầm § 5.1 Công tác bố xúc đất đá tuyến ngầm Một công tác thi công đường hầm vận chuyển đất đá khỏi tuyến thi công Công tác vận chuyển đất đá chiếm 40 ÷ 60% thời gian chu kỳ thi công tuần hoàn, lực đưa đất đá ảnh hưởng lớn đến tốc độ thi công Khi lựa chọn phương thức vận chuyển đất đá cần phân tích tổng hợp yếu tố có liên quan đến hầm mặt cắt đường hầm: đào to hay đào nhỏ, điều kiện địa chất đất đá, lượng đất đá sinh lần nổ mìn, tốc độ đào đất máy chính, lực vận chuyển máy móc dây chuyền đồng bộ, yêu cầu tính kinh tế hiệu đầu tư, thời hạn thi công v.v… Công tác vận chuyển đất đá khỏi tuyến thi công phân chia thành ba khâu: bốc, vận chuyển, đổ đất đá Phương thức bốc đất đá Có hai phương thức bốc đất đá: giới thủ công Phương pháp thủ công đòi hỏi tốn nhiều nhân lực có suất thấp nên dùng trường hợp: a) hầm ngắn; b) thiếu máy móc chuyên dụng; c) mặt cắt nhỏ không cho phép sử dụng máy móc Phương pháp giới (dùng máy móc bốc đất đá) có suất cao, đẩy nhanh tiến độ rút ngắn thời gian thi công Hiện phương pháp giới áp dụng rộng rãi thi công đường hầm, nhiên cần bố trí thêm số nhân công hỗ trợ § 5.2 Máy thiết bị bốc xúc đất đá tuyến ngầm Để giới hoá công tác bốc xúc đất đá sau đánh mìn đào xới phương pháp khác, người ta sử dụng loại máy bốc xúc đặc chủng có kích thước không lớn nhằm thích nghi với điều kiện làm việc chật hẹp tuyến tunnel đất Máy móc bốc đất đá tuyến ngầm đa dạng Theo hình thức cấu bốc chia làm: kiểu gầu xúc, kiểu cua, kiểu vuốt đứng, kiểu gầu đào Máy bốc đá kiểu gầu xúc loại máy bốc đá không liên tục, có loại: thùng lật đổ sau, đổ trước đổ bên Máy bốc đất đá kiểu cua, kiểu vuốt đứng kiểu gầu đào loại máy bốc đất đá liên tục, thường kết hợp với băng tải I Phân loại: 103 Các máy bốc xúc đất đá hầm lò phân loại theo dấu hiệu đây: - Theo công dụng: Máy bốc xúc đất đá chia làm nhóm: nhóm máy dùng cho tuyến tunnel ngang; nhóm máy dùng cho tuyến tunnel nghiêng; nhóm máy dùng để bốc đá thải; nhóm máy dùng để bốc khoáng vật sau khai thác - Theo kiểu (dạng) cấu công tác: Máy bốc xúc đất đá chia làm nhóm: nhóm máy có cấu công tác dạng gầu đào; nhóm máy có cấu công tác dạng cần cào vơ - Theo chế độ làm việc: Máy bốc xúc đất đá chia làm nhóm: nhóm máy làm việc theo chu kỳ (máy có cấu công tác dạng gầu xúc); nhóm máy hoạt động liên tục (cơ cấu công tác dạng cào vơ hoạt động tự động liên tục); - Theo cấu di chuyển: Máy bốc xúc đất đá chia làm nhóm: nhóm máy di chuyển bánh lốp; nhóm máy di chuyển bánh xích nhóm máy di chuyển bánh sắt - đường ray Hình 5.1 Máy bốc xúc đất đá di chuyển bánh sắt - đường ray Các máy di chuyển bánh lốp có khả động cao khả thông qua thấp suất không cao Các máy di chuyển đường ray có suất cao đòi hỏi phải có đường ray để hoạt động Các máy di chuyển bánh xích có tính động thấp độ ổn định lớn cho phép tăng thể tích gầu xúc nên có suất cao - Theo tính chất hệ thống dẫn động: Máy bốc xúc đất đá chia thành nhóm: nhóm máy dẫn động khí; nhóm máy dẫn động khí - thuỷ lực; nhóm máy dẫn động điện - thuỷ lực, điện – khí Các máy bốc xúc đất đá hoạt động theo chu kỳ lại chia làm hai nhóm nhỏ: nhóm máy bốc xúc đổ thẳng vào phương tiện vận tải (đổ vào 104 goòng, đổ vào xe tải , đổ vào xe tự lật…) nhóm đổ thành nhiều nấc (đổ vào cầu băng tải sau đổ vào phương tiện vận tải) Đối với tunnel có mặt cắt nhỏ người ta thường dùng loại máy bốc xúc nhóm đổ thẳng vào phương tiện vận tải Trong máy dùng dạng dẫn động dẫn động điện dẫn động khí nén để đảm bảo không gây ô nhiễm không khí mặt cắt tunnel nhỏ Các máy bốc đá có kích thước tối đa 200-350 mm Máy xúc lật phân loại theo dung tích gầu theo công suất động Các loại máy xúc lật hãng Caterpillar có dung tích gầu xúc tới 8-10 m3, trang bị động tới 500-900 kW Đã có loại máy xúc lật có dung tích gầu xúc 20 m3 với công suất động 1500 kW II Máy bốc đất đá kiểu gầu lật đổ sau Loại máy thường dùng cấu di chuyển ray Máy dùng gầu xúc đất đá phía trước, sau lùi lại đổ đất đá phía sau vào xe vận tải đổ vào xích tải, sau đổ vào goòng băng tải (hình 5.2) Hình 5.2 sơ đồ cấu tạo máy bốc đất đá kiểu gầu lật sau: - gầu; - vỏ máy; 3- móc ghép vào máy vận chuyển; 4- cấu di chuyển; 5- băng tải Máy bốc đất đá kiểu gầu lật có cấu tạo đơn giản, thao tác tiện lợi, dùng khí nén hay điện, không gây ô nhiễm hầm Bên cạnh máy bốc đất đá kiểu gầu lật có nhiều hạn chế: bề rộng công tác có 1,7 m ÷ 3,5 m, chiều dài công tác ngắn, yêu cầu nối dài đường sắt đến sát đống đất đá, tiến lên lùi lại bốc đất đá không liên tục, dung tích gầu nhỏ, suất kỹ thuật thấp (30–120 m3/h) Loại máy thích hợp với loại đường hầm mặt cắt nhỏ quy mô không lớn Máy bốc xúc đất đá dẫn động khí nén (hình 5.2, а) có hai động (một động dẫn động cấu bốc xúc, động dẫn động cấu di chuyển theo đường ray bánh sắt) Máy có gầu xúc 1, cấu lật gầu xúc qua khung máy sở vào goòng vận tải cấu dùng để móc chốt với goòng vận tải phía sau Khung máy sở lắp cấu quay, điều cho phép toa quay máy xúc với gầu xúc quay quanh đường tâm ray 105 di chuyển tới 300 phía nhằm tăng không gian xả đất đá Máy có kết cấu đơn giản, làm việc ổn định dễ điều khiển Một chu kỳ làm việc máy xúc đất đá kết hợp với goòng vận chuyển liên hoàn bao gồm thao tác: bốc xúc đất đá đổ vào goòng, đổi vị trí goòng, di chuyển vận tải đất sau bốc xúc tới bãi thải cuối quay lại hầm lò vào vị trí bốc xúc Máy bốc xúc đất đá dẫn động điện (hình 5.2, b) di chuyển làm việc ray Cấu tạo máy gồm hai phần chính: khung máy sở với băng tải dọc máy cấu gầu xúc có tay gầu Gầu máy với tay gầu quay mặt phẳng thẳng đứng mặt phẳng nằm ngang Phía sau đuôi băng tải có goòng chở đất đá ghép với khung máy qua cấu móc chốt thụt-thò Đuôi băng tải nâng hạ góc 25 cho phép xả tải vào goòng có chiều cao kích thước khác Để xử lý bụi trình bốc xúc đất đá người ta trang bị cho máy hệ thống tưới làm ẩm đất Một chu kỳ làm việc máy bốc xúc đất đá đổ sau bao gồm thao tác: di chuyển phía trước tiếp cận đất đá, đưa gầu xúc sâu vào khối đất đá, sau nâng gầu lên đổ đất đá phía sau – máy đổ thẳng Một số máy khác đổ đất đá vào bun-ke (bunker), từ bun- ke đất đá đưa vào phương tiện vận tải nhờ băng chuyển tải – máy bốc xúc đất đá gián tiếp Cơ cấu công tác máy gầu xúc để bốc xúc đất đá rời cát, đá sỏi đất cấp I II Thông số chủ yếu máy xúc lật sức nâng máy: hạng nhẹ (0,6 - 2,0 t), hạng trung bình (2,0 - 4,0 t), hạng nặng (4,0 – 10 t nữa) III Máy xúc lật, đổ phía trước Đây máy bốc xúc tuyến ngầm hoạt động theo chu kỳ Nó thường dùng bốc xúc đất đá cứng đánh mìn tuyến tunnel có mặt cắt gương đào cỡ 35– 70 m2, tức mặt thi công đủ lớn Người ta dùng máy xúc lật đổ trước để đổ thẳng vào phương tiện vận tải - thường ô tô tự đổ Loại máy cho phép xúc đổ vật liệu phía trước máy Thiết bị xúc gắn với khung máy khớp lề (hình 5.3) bao gồm gầu, cần, cấu tay đòn xilanh thuỷ lực hoạt động hai chiều Gầu lắp cần 4, cặp đòn gánh quay điều khiển hai xilanh thuỷ lực lật gầu Các xilanh thủy lực thực thao tác nâng-hạ cần Hệ thống dẫn động thuỷ lực cho phép thay đổi tốc độ phạm vi rộng cách êm dịu ngăn ngừa tải Quy trình làm việc máy xúc lật gồm nguyên công sau: di chuyển xe tới nơi xúc vật liệu đồng thời hạ gầu, nhờ lực đẩy xe 106 (tới hàng chục tấn) gầu ăn sâu vào đống vật liệu, nâng cần gầu, lùi vận chuyển vật liệu tới nơi đổ lật gầu thực đổ vật liệu lên xe hay chất thành đống Trên loại máy xúc lật đại (ví dụ máy xúc lật 992D hãng Caterpillar) thường bố trí động có công suất lớn, khớp nối thuỷ lực, bánh xe bố trí hộp thay đổi tốc độ truyền hành tinh làm tăng lực kéo cần thiết hệ thống phanh kiểu nhiều đĩa hoạt động tự động điều khiển tay Hình 5.3 Máy xúc lật đổ phía trước: a) sơ đồ kết cấu; b) sơ đồ động học H×nh 5.4 Máy xúc lật phía trước bốn bánh lốp chủ động hãng Caterpillar Scooptram ST2G Các loại máy xúc lật thường có cấu di chuyển bánh lốp đảm bảo tốc độ tính động cao Máy sở máy xúc lật satxi bánh lốp 107 chuyên dùng gồm hai bán khung nối với khớp lề nên linh hoạt quay vòng (có thể quay 40 hai phía) Các loại máy xúc lật bánh xích có khả thông qua lớn linh hoạt ngày sử dụng Kiểu truyền động máy xúc lật thường thuỷ lực, hộp số có nhiều số (3 số tiến + số lùi) máy xúc lật thay đổi hướng liên tục làm việc Hiện thường sử dụng loại máy xúc lật đổ phía trước quay bán vòng IV Máy xúc lật quay nửa vòng Máy xúc lật quay nửa vòng dỡ tải phía trước hai bên góc 900 nên cho phép rút ngắn thời gian quay vòng làm việc địa bàn chật hẹp Kết cấu loại khác với kiểu nêu chỗ thiết bị xúc lắp bệ quay 1, bệ lại tỳ lên khung di chuyển qua cấu đỡ-quay (hình 5.5,a) Bệ quay hoạt động nhờ xilanh nằm ngang có cần đẩy nối với xích vòng qua đĩa xích (hình 5.5, b) Hình 5.5 Máy xúc lật quay nửa vòng: a) sơ đồ kết cấu; b) sơ đồ cấu quay bệ máy V Máy bốc đất đá kiểu cua Loại máy chủ yếu di chuyển bánh xích điều khiển điện Máy kiểu cua bốc đất đá liên tục, mâm nhận vật liệu nằm nghiêng trước mặt máy có lắp đôi cua gom đất đá Khi làm việc mâm nhận vật liệu cắm vào đống đất đá, đồng thời hai cua gạt đất đá vào mâm, xích gạt đưa đất đá vào băng tải lắp sẵn đằng sau để xả vào phương tiện vận tải (hình 5.6) Máy bốc xúc đất đá (hình 5.6 5.7 ) loại máy hoạt động liên tục đặt 108 cấu di chuyển tự hành bánh xích Máy có hệ thống dẫn động điện, cấu công tác dạng cào vơ, máy cấu chất tải, máng cào, cấu điện, thuỷ lực hệ thống dập bụi tưới nước Hình 5.6 Máy bốc đất đá kiểu cua: - cấu di chuyển bánh xích ; - băng tải gạt (xích gạt); - cua gom đất đá (cào vơ); - mâm nhận vật liệu nằm nghiêng Hình 5.7 Sơ đồ cấu tạo máy bốc đất đá kiểu cua: 1-càng cua; 2- mâm nhận vật liệu; 3-thân máy; 4- xích gạt; 5-băng tải Cơ cấu công tác máy hai tay cào vơ, hai tay lắp hai đĩa lệch tâm, đĩa lệch tâm quay tay cào thực chuyển động cào vơ để cào đất đá từ mâm nhận vật liệu nằm nghiêng lên băng tải kiểu máng cào Máy có hệ thống dẫn động độc lập cho cấu di chuyển bánh xích, cấu cào vơ, băng tải kiểu máng cào bơm nước Để điều chỉnh chiều cao xả đất đá, phần đuôi băng tải chuyển động nâng hạ mặt phẳng thẳng đứng Chiều cao xả đất đá tối thiểu (min) m, chiều cao xả đất đá tối đa (max) m ghi hộ chiếu máy Phần đuôi băng tải chuyển động quay mặt phẳng nằm ngang tới 45 so với đường tâm 109 máy hai phía Để bốc đất đá nằm thấp mặt đường ray di chuyển, lưỡi cắt đầu sàn nghiêng hạ thấp so với mặt di chuyển máy Do bị cua gạt đất đá hạn chế nên máy dùng chỗ có đá cục nhỏ đất rời, chỗ đá cục lớn máy không hoạt động Máy có suất kỹ thuật khoảng 60 – 80 m3/h Hình 5.8 Sơ đồ bố trí thiết bị công trường tuyến ngầm với máy bốc xúc đất đá kiểu cào vơ hoạt động liên tục: 1- máy cào vơ; 2- băng chuyển tải, - đường ray di chuyển; – goòng vận tải VI Máy bốc đất đá kiểu vuốt đứng Hình 5.9 Máy bốc đất đá kiểu vuốt đứng: 1- vuốt đứng; 2,6- máy băng tải; 3- thân máy; 4- vuốt đứng (vị trí trái phải); 5- giá máy; 7- vuốt đứng (vị trí phía trước) Loại máy di chuyển ray, bánh lốp hay bánh xích Dùng điện khởi động, điều khiển thủy lực Trước máy có lắp đôi 110 vuốt đứng, gom đất đá phía trước, bên trái, bên phải vào mâm nhận vật liệu (hình 5.9) Khả gom đất đá máy tốt nhiều so với máy kiểu cua, đất đá cục to hay nhỏ dùng máy thích hợp Chiều rộng công tác máy đến 3,8m, chiều dài công tác đến 3,0m Năng suất kỹ thuật máy bốc đất đá kiểu vuốt đứng: 120 – 180 m 3/h VII Máy bốc xúc đất đá kiểu gầu ngoàm dành cho tuyến ngầm nằm nghiêng Để giới hoá công tác bốc xúc đất đá tuyến tunnel nằm nghiêng máy lắp ráp vỏ lò người ta lắp thêm máy bốc xúc dạng treo Máy bốc xúc đất đá dạng treo (hình 5.10) có cấu tạo kết cấu kim loại ghép cố định máy lắp ráp vỏ lò Để cho khung di chuyển di chuyển khung cố định người ta dùng tời dẫn động Trên khung di động có bố trí giá trượt có dẫn động cho phép khung chuyển động theo phương vuông góc Phần trước giá trượt có tay máy dạng ống lồng thụt thò với gầu ngoàm với dẫn động xilanh thuỷ lực đầu tay máy Bên phải, khung hình chữ U máy lắp ráp có bố trí ca bin cho thợ lái máy số Gầu ngoàm với dẫn động xilanh thuỷ lực nhờ tay máy kiểu ống lồng tiếp cận tới vị trí cao nhất, xa để xúc đất đá, sau thụt lại với chiều dài thích hợp để đổ đất vào xe kíp Hình 5.10 Sơ đồ lắp đặt máy bốc đất kiểu gầu ngoàm máy lắp ráp vỏ tunnel dùng để thi công tuyến ngầm nằm nghiêng: — máy lắp ráp; — khung cố định; — khung di động với giá trượt; — ca bin; — tay máy kiểu ống lồng ; — xe goòng; — gầu ngoàm 111 VIII Máy bốc đất đá kiểu gầu đào Đây loại máy bốc đất đá đường hầm vào loại tiên tiến Cơ cấu bốc đá máy xúc theo kiểu đào gầu nghịch, xoay tròn xung quanh vị trí máy cánh tay vươn dài; dùng điện khởi động điều khiển hoàn toàn thủy lực, máy chạy ray bánh xích Khi đứng chỗ, bề rộng công tác máy đạt 3,5 m, chiều dài công tác đạt 7,11 m trước đường ray đào xuống phía 2,8 m với lên chiều cao 8,34 m để làm công tác gọt mặt đỉnh hầm Năng suất kỹ thuật máy bốc đất đá kiểu gầu đào tới 250 m 3/h § 5.3 Máy thiết bị vận chuyển tuyến ngầm Công tác vận chuyển (xuất đất đá đưa vật liệu vào) hầm thi công tuyến ngầm thực theo hai phương thức: vận chuyển đường ray hay vận chuyển không dùng ray Khi vận chuyển đường ray người ta thường dùng loại ray bé cho đầu máy thùng xe xuất đất đá đưa vật liệu vào Đầu máy lai dắt loại chạy bình ắc qui diesel, toa xe loại thùng thường dùng mỏ Loại xe goòng thích hợp với đường hầm có mặt cắt nhỏ tương đối dài (3 km trở lên) Vận chuyển đường ray phương thức vận chuyển kinh tế có tính thích nghi cao Xe vận chuyển không dùng đường ray có ưu điểm động, linh hoạt, không cần đặt ray, thích nghi với việc đổ đất đá bãi cách xa cửa hầm trường hợp độ dốc đường tương đối lớn Nhược điểm phương thức không dùng ray phần lớn loại vận chuyển chạy động diesel gây ô nhiễm không khí hầm, nên dùng loại đường hầm có mặt cắt lớn chiều dài trung bình, đặc biệt cần ý tăng cường thông gió Khi lựa chọn phương thức vận chuyển cần cân nhắc đầy đủ việc phối hợp với máy bốc đất đá tổ chức vận chuyển, tốc độ đào lượng vận chuyển để rút ngắn thời gian vận chuyển đổ đất đá Trong trường hợp công trình có quy mô lớn phải tiến hành phân tích, so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật để tìm phương án tốt I Vận chuyển đường ray Toa xe vận chuyển Toa xe vận chuyển gồm có toa thùng toa xe mỏ 112 a) Toa thùng: Toa thùng kết cấu đơn giản, sử dụng tiện lợi, tính thích ứng cao Vận chuyển toa thùng phương thức vận chuyển tương đối kinh tế Theo dung lượng lớn hay nhỏ chia làm hai loại: loại thùng nhỏ (dung lượng m3) loại thùng lớn (tới 20 m3) Loại thùng nhỏ sử dụng rộng rãi nhờ ưu điểm: gọn nhẹ, linh hoạt, hiệu suất cao, điều thùng tiện lợi, dùng sức người đẩy lật thùng đổ đất đá máy móc lai dắt Loại toa thùng lớn đạt đến 20m (có cấu giúp xe đổ bên lật để đổ đất đá), phải dùng đầu máy kéo kết hợp với máy bốc đất đá loại lớn bảo đảm tốc độ thi công Đường sắt để vận chuyển loại toa thùng lớn đặt yêu cầu cao chất lượng, dùng toa thùng lớn giảm thiểu số lần thao tác điều xe, rút ngắn thời gian bốc đất đá b) Toa xe mỏ: Toa xe mỏ dùng thân xe toàn khối, phía bố trí hai giá chuyển hướng, đáy thùng xe có bố trí gạt cấu chuyển tải kiểu xích, tiện cho việc bốc đầy thùng xe chuyển tải giúp cho việc đổ đất đá phía sau (hình 5.11) Loại toa xe không yêu cầu điều kiện cao bốc đất đá, bảo đảm vận chuyển tốc độ lớn, cấu tạo phức tạp, chi phí sử dụng cao Toa xe mỏ có dung lượng – 18 m sử dụng toa một, sử dụng kết hợp 2-4 toa để giảm thiểu số lần điều xe Cơ cấu tự động đổ đất đá nhờ vào móc, đổ đằng sau, làm cho giá chuyển hướng trước sau đặt lên hai đường gần nhau, thực đổ đất đá mặt bên đường ray, sử dụng phạm vi đổ đất đá Khổ đường ray 2,0 ÷ 2,5 m Hình 5.11 Toa xe mỏ (kích thước mm): 1- giảm tốc bánh xoắn; 2- thân xe đằng trước; 3- giá đỡ máy điện phận chuyển động xích; 4- thân xe phía sau; 5- trục truyền động vạn hướng; 6- lai dắt; 7- nối để lai dắt Đầu máy lai dắt vận chuyển ray Đầu máy lai dắt chạy đường ray có loại: đầu máy chạy ắc 113 qui, đầu máy chạy diesel, chủ yếu dùng để lai dắt vận chuyển đường hầm với độ dốc không lớn Khi dùng toa xe loại nhỏ độ dốc thoải, đường hầm ngắn dùng sức người đẩy Đầu máy dùng ắc quy không gây ô nhiễm song phải nạp ắc-quy, lượng có hạn Khi cần thiết tăng số ắc-quy lên để bảo đảm tốc độ lượng vận chuyển đầu máy Đầu máy diesel có lực lai dắt lớn, gây tiếng ồn ô nhiễm không khí Khi sử dụng đầu máy diesel thường phải lắp thiết bị lọc khí tăng cường thông gió Vận chuyển tuyến Năng lực vận chuyển tuyến tương đối thấp, thường dùng cho vùng có điều kiện địa chất tương đối đường hầm có mặt cắt nhỏ Khi dùng vận chuyển tuyến, để điều xe thuận lợi nâng cao lực vận chuyển, toàn tuyến nên bố trí hợp lý ga tránh Khoảng cách ga tránh cần vào thời gian thao tác bốc đất đá tốc độ chạy tàu để tính toán xác định biểu đồ chạy tàu tối ưu nhằm giảm thiểu thời gian chờ đợi tránh tàu Chiều dài tuyến ga tránh phải đảm bảo tránh an toàn bố trí đoàn tàu (hình 5.12) Hình 5.12 Bố trí đường ray vận chuyển tuyến: 1- máy bốc đất đá kiểu gầu lật; 2- xe thùng; 3- đầu máy lai dắt chạy điện ắc-quy; Vận chuyển hai tuyến Khi tổ chức vận chuyển hai tuyến tàu vào - chạy đường riêng, không cần đợi tránh nhau, lực thông qua nâng lên rõ rệt so với tuyến Để điều xe tiện lợi cần bố trí đường ngang hai tuyến cách hợp lý Khoảng cách đường ngang cần vào việc đặt trật tự thi công nhu cầu điều xe vận chuyển để xác định, nói chung khoảng cách 100–200 m dài hơn, cách ÷ nhóm đường ngang bố trí nhóm đường ngang ngược chiều 114 Kéo dài đường ray đến mặt công tác biện pháp điều xe Kéo dài đường ray đến mặt công tác: cần thỏa mãn kịp thời yêu cầu lại thao tác khoan lỗ, bốc đất đá, giới vận chuyển tránh làm cản trở việc kéo dài đường ray công tác khác, có cần kéo dài đến tận mặt đào Biện pháp kéo dài dùng ray ngắn lắp nối, đợi mặt đào tiến lên phía trước xong nối ray ngắn thành ray dài II Máy vận chuyển liên tục Máy vận chuyển liên tục thường dùng để vận chuyển vật liệu rời, vật liệu có kích thước nhỏ, trung bình dạng khối, kể vật liệu dẻo bê tông, vữa Máy vận chuyển liên tục chia thành nhiều loại băng tải, gầu tải vít tải, xích tải tấm, băng gạt, máy vận chuyển nhờ rung động Băng tải Băng tải sử dụng rộng rãi để vận chuyển liên tục vật liệu theo phương ngang nghiêng Chúng cho suất cao (tới vài nghìn t/h) vận chuyển xa tới hàng số Trong xây dựng thường dùng loại băng tải di động băng tải cố định Băng tải di động vận chuyển vật liệu cự ly 10 – 15 m dỡ vật liệu độ cao – m Băng tải cố định có khung bệ làm thành đoạn – m lắp ráp với Băng tải thường dài 50 – 100 m tăng-giảm chiều dài cách thêm-bớt đoạn khung theo tính toán Băng tải sử dụng cấu vận chuyển máy đào nhiều gầu, máy rải bê tông Băng tải (hình 5.13, a) gồm băng tựa lăn đỡ nhánh có tải nhánh không tải, vòng qua tang dẫn động tang căng Chuyển động băng truyền từ tang dẫn qua băng nhờ lực ma sát Trục tang dẫn động nối với động 10 qua hộp giảm tốc Tăng lực kéo cách lắp thêm tang cạnh tang dẫn làm tăng góc ôm α Để băng không bị chùng tăng lực kéo thường dùng căng băng kiểu vít hay đối trọng Băng vừa phận mang vật liệu vừa phận kéo Thường dùng loại băng vải cao su hay dệt sợi tổng hợp Lớp vải bền loại chuyên dùng làm đai Lớp cao su phía dày phía chịu mài mòn nhiều Số lớp chiều rộng băng số liệu tiêu chuẩn hóa B = 0,4 ÷ 1,6m Băng chọn theo lực kéo lớn Smax Tải trọng kéo lớp vải chịu, tải trọng lớn phải chọn băng có lớp vải nhiều Số lớp vải xác định theo công thức: i= S max B.K [5.1] 115 B - chiều rộng băng, m; K - tải trọng phá hỏng cho phép lớp vải có chiều rộng 1m, N; Smax - lực kéo băng lớn nhánh vào tang dẫn động, N Đối với phần lớn băng tải K = 460 ÷ 550 daN Băng tải chuyên dùng có tải trọng phá hỏng băng lớn gấp hai lần so với băng tải thường Con lăn nhánh có tải dùng loại lăn thẳng lăn đỡ hình lòng máng, nhánh không tải thường dùng loại lăn đỡ thẳng (hình 5.13, b) Nhánh có tải thường dùng loại lòng máng chứa nhiều vật liệu làm tăng suất băng tải Con lăn đỡ hình lòng máng thường tổng hợp hai ba lăn đỡ thẳng Đối với băng tải dùng loại băng bình thường (mặt nhẵn), góc nghiêng tải vận chuyển vật liệu rời không 18 - 29 0, vận chuyển gạch không 25 - 300 Để tăng độ nghiêng vận chuyển băng tải đến 60 0, băng tải di động lăn đỡ nhánh không tải, dùng băng chuyên dùng có gờ Khi lắp ráp băng tải, cần phải nối cách dán hai đầu lại nhựa cao su, ép lại đốt nóng, nối khớp thép, vòng thép chuyên dùng vòng thép nối với cáp thép (hình 5.14) Hình 5.13 Băng tải: a) Sơ đồ kết cấu; b) Con lăn đỡ; c) Sơ đồ lực tang dẫn động; d) Diện tích mặt cắt vật liệu băng phẳng; e) Diện tích mặt cắt vật liệu băng lòng máng 116 Hình 5.14 Các phương pháp nối đầu băng: a) dán; b) nối khớp lề; c) nối vòng thép Từ hình 5.13, c ta thấy lực kéo tang dẫn P xác định sau: P=T–t [5.2] T - lực căng băng nhánh cuốn, daN; t - lực căng băng nhánh nhả, daN Lực dẫn động băng tải truyền từ tang dẫn qua băng nhờ ma sát Vì để băng khỏi bị trượt tang dẫn phải đảm bảo thoả mãn công thức Ơle: T = t.efα, [5.3] f - hệ số ma sát băng tang dẫn; α - góc ôm băng tang, độ Từ suy ra:   P = T  − fα   e  [5.4] Từ công thức ta thấy lực kéo P truyền từ tang qua băng tỷ lệ thuận với hệ số ma sát băng tang dẫn f, với góc ôm băng tang α, với lực căng băng nhánh Để đảm bảo cho băng tải làm việc bình thường phải: thường xuyên theo dõi, kiểm tra lăn đỡ băng định kỳ tra dầu mỡ ổ lăn đỡ, kịp thời thay lăn hỏng Thường xuyên điều chỉnh cho băng chuyển động hướng, theo dõi, kiểm tra trạm căng băng, phễu nạp liệu, dỡ liệu thiết bị làm băng 117 Cấm không được: cọ rửa, sửa chữa băng tải băng làm việc, mở máy mà tín hiệu báo trước Năng suất băng tải xác định theo công thức: Q = 3600F.v.γ (t/h) [5.5] F - diện tích mặt cắt vật liệu băng, m 2; v - tốc độ vận chuyển vật liệu, m/s; γ - khối lượng riêng vật liệu, t/m6 Đối với băng phẳng, mặt cắt dòng vật liệu có hình tam giác cân Để vật liệu không bị rơi vãi khỏi băng, đáy tam giác cân phải 0,8 chiều rộng băng B góc đáy ϕ1 35% góc trượt tự nhiên vật liệu trạng thái tĩnh ϕ0 Với vật liệu xây dựng vụn góc trượt tự nhiên ϕ0 ≈ 450 ϕ1 ≈ 160 Trong tính toán người ta đưa thêm hệ số c phụ thuộc vào góc nghiêng băng tải Diện tích mặt cắt dòng vật liệu băng phẳng (hình 5.13, d): F1 = b.h1 0,8 B.0,4 B.tgϕ1 ⋅c = ⋅ c = 0,45B c 2 [5.6] Đối với băng lòng máng (h.5.13) diện tích mặt cắt dòng vật liệu tổng diện tích hình thang F2 tam giác F1 Khi tính diện tích F2 ta lấy góc nghiêng lăn theo tiêu chuẩn 200, chiều dài lăn a ≈ 0,39B F1 = b+a b+a b−a b2 − a2 ⋅ h2 = ⋅ tg 20 = tg 20 ; [5.7] 2 2 F2 = 0,8 B − 0,39 B tg 20 = 0,045B [5.8] Do công thức tính suất băng tải lòng máng là: Q = 3,6(F1 + F2).v.γ = 0,16.B2.v.γ.(c + 1) t/h [5.9] Trị số hệ số c tính theo góc nghiêng β băng tải sau: β = ÷ 100, c = 1; β = 10 ÷ 150, c = 0,95; β = 15 ÷ 200, c = 0,9; β > 200, c = 0,85 Từ công thức xác định chiều rộng băng B, m cho trước suất Q, t/h Theo kinh nghiệm chiều rộng băng tương ứng với kích thước vật liệu: - Với vật liệu chưa gia công B ≥ 2DP + 0,2 m; - Vật liệu có chọn lọc B ≥ 2,3 DC + 0,2 m DP - kích thước cục vật liệu lớn nhất, m; DC - kích thước cục vật liệu trung bình, m Trong xây dựng thường sử dụng băng tải có suất 60 - 140 t/h với 118 chiều rộng băng 0,4 - 0,5 m vận tốc – 16 m/s Đối với vật liệu thể khối suất băng tải tính theo công thức: Q= 3600.v chiếc/h l [5.10] l - khoảng cách khối, m Xích tải Khi cần vận chuyển vật liệu có cạnh sắc, thí dụ chuyển đá cục lớn sau đánh mìn thường dùng xích tải (hình 5.15 a) Thiết bị có xích 3, bánh dẫn động xích kéo Trên xích kéo lắp kim loại phủ mép lên để vật liệu không bị rơi Xích tải để vận chuyển chi tiết sản phẩm từ vật liệu nóng nhà máy kết cấu xây dựng Băng tải gạt Một dạng băng tải có xích tải kéo băng gạt (hình 5.15, b) Nó khác với xích tải xích lắp gạt 5, nhánh làm việc gạt vật liệu di chuyển lòng máng cố định Hình 5.15 Băng tải gạt có cấu kéo xích: a) xích tải tấm; b) băng gạt Gầu tải Gầu tải sử dụng rộng rãi để vận chuyển loại vật liệu tơi xi măng, cát, đá, sỏi… Vật liệu chứa gầu vận chuyển theo phương thẳng đứng hay phương nghiêng góc không nhỏ 60 so với phương ngang Gầu tải (hình 5.16) gồm tang đĩa xích dẫn động 6, đĩa kéo căng 1, phận kéo thường hai dải xích, có gắn gầu với bước gầu T Bộ phận kéo gầu đặt vỏ che kim loại Chất tải vật liệu qua cửa nạp xả qua cửa Gầu tải có tốc độ cao (1,25 - 2,0 m/s) thường để vận chuyển vật liệu dạng bột, cục nhỏ, tốc độ thấp (0,4 - 1,0 m/s) vận chuyển vật liệu dạng cục lớn Hình dáng gầu tuỳ thuộc vào loại vật liệu vận chuyển 119 lắp cấu kéo với bước gầu T = 300 – 600 mm Gầu tải có ưu điểm kích thước nhỏ gọn, nâng vật liệu lên độ cao tương đối lớn (đến 50 m) Năng suất loại gầu tải nằm khoảng rộng (từ đến 140m3/h) Nhược điểm gầu tải chịu tải kém, cần phải nạp liệu trình làm việc Năng suất gầu tải tính theo công thức: Q = 3,6 q v ⋅γ ⋅ k , T t/h [5.11] q - dung tích gầu, m3; T - bước gầu, m; v - tốc độ vận chuyển vật liệu, m/s; γ - khối lượng riêng vật liệu, kg/m3; k - hệ số đầy gầu, k = 0,6 ÷ 0,85 Hình 5.16 Gàu tải: a) sơ đồ cấu tạo; b) gầu nông đáy tròn cho vật liệu tơi linh động; c) gầu sâu đáy tròn cho vật liệu linh động; d) gầu đáy nhọn cho vật liệu dạng cục Vít tải Vít tải dùng để vận chuyển đất cát rời, tơi, xốp, dẻo sét, pha sát, cát, bột,… theo phương ngang nghiêng (tới 20 0) với cự ly vận chuyển tới 30 – 40 m có suất đến 20 – 40 m 3/h Vít tải sử dụng nhiều tổ 120 hợp máy thông tunnel phẳng với khoang cân áp lực gương đào đất Vít tải(hình 5.17, a) gồm vỏ thép 4, trục dẫn động có gắn vít vận chuyển 3, ổ đỡ 5, phễu nạp cửa dỡ liệu Trục vít quay nhờ động điện qua hộp giảm tốc Khi vít quay vật liệu bị theo đường xoắn trôn ốc có chuyển động tương đối vật liệu vít tải Khối vật liệu coi vị trí đai ốc Nhờ ma sát trọng lượng vật liệu, vật liệu chuyển đường ống theo chiều quay vít từ cửa nạp tới cửa xả Vít tải có ưu điểm kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, vật liệu che kín nên không thất thoát gây ô nhiễm môi trường Tuỳ theo tính chất kích thước vật liệu mà sử dụng loại cánh vít có hình dáng khác Năng suất kỹ thuật vít tải xác định theo công thức: Q = 3600 F v, m3/h [5.12] v - vận tốc chuyển vật liệu, m/s; F – diện tích mặt cắt dòng vật liệu, m2, F= πD S n ⋅ψ ⋅ c , v = 60 [5.13] D - đường kính vít, m; S - bước vít, m; n – vận tốc quay vít, vg/ph; ψ - hệ số làm đầy, thường lấy không lớn 0,15 - 0,4 để tránh vật liệu lấp kín vào ổ đỡ; c - hệ số kể đến ảnh hưởng độ nghiêng β đường vận chuyển β c 1,0 0,9 0,8 0,7 10 15 20 0,65 Hình 5.17 Vít tải: a) cấu tạo chung; b) vít liền vận chuyển vật liệu rời; c,e) vít không liên tục vít cánh vận chuyển vật liệu ẩm; d) vít có mặt thép dải vận chuyển vật liệu cục nhỏ 121 122 [...]... tốc độ và năng lượng vận chuyển của đầu máy Đầu máy diesel có năng lực lai dắt khá lớn, nhưng gây tiếng ồn và ô nhiễm không khí Khi sử dụng đầu máy diesel thường phải lắp thiết bị lọc khí và tăng cường thông gió 3 Vận chuyển một tuyến Năng lực vận chuyển một tuyến tương đối thấp, thường dùng cho vùng có điều kiện địa chất tương đối kém hoặc tại các đường hầm có mặt cắt nhỏ Khi dùng vận chuyển một tuyến, ... chuyển một tuyến: 1- máy bốc đất đá kiểu gầu lật; 2- xe thùng; 3- đầu máy lai dắt chạy bằng điện ắc-quy; 4 Vận chuyển hai tuyến Khi tổ chức vận chuyển hai tuyến thì tàu vào - ra đều chạy đường riêng, không cần đợi tránh nhau, năng lực thông qua nâng lên rõ rệt so với một tuyến Để điều xe được tiện lợi cần bố trí đường ngang giữa hai tuyến một cách hợp lý Khoảng cách đường ngang cần căn cứ vào việc sắp... lật để đổ đất đá) , phải dùng đầu máy kéo kết hợp với máy bốc đất đá loại lớn mới bảo đảm tốc độ thi công Đường sắt để vận chuyển loại toa thùng lớn đặt ra những yêu cầu cao hơn về chất lượng, nhưng khi dùng toa thùng lớn có thể giảm thiểu số lần thao tác điều xe, do đó rút ngắn được thời gian bốc đất đá b) Toa xe mỏ: Toa xe mỏ dùng thân xe toàn khối, phía dưới bố trí hai giá chuyển hướng, đáy thùng... tải, xích tải tấm, băng gạt, máy vận chuyển nhờ rung động 1 Băng tải Băng tải được sử dụng rộng rãi để vận chuyển liên tục vật liệu theo phương ngang hoặc nghiêng Chúng cho năng suất cao (tới vài nghìn t/h) và có thể vận chuyển đi xa tới hàng cây số Trong xây dựng thường dùng loại băng tải di động và băng tải cố định Băng tải di động vận chuyển vật liệu ở cự ly 10 – 15 m và dỡ vật liệu ở độ cao 2 –... lợi và nâng cao năng lực vận chuyển, trên toàn bộ tuyến nên bố trí hợp lý các ga tránh Khoảng cách giữa các ga tránh cần căn cứ vào thời gian thao tác bốc đất đá và tốc độ chạy tàu để tính toán xác định biểu đồ chạy tàu tối ưu nhằm giảm thiểu thời gian chờ đợi tránh tàu Chiều dài tuyến ga tránh phải đảm bảo tránh nhau an toàn và bố trí được cả đoàn tàu (hình 5.12) Hình 5.12 Bố trí đường ray vận chuyển. .. đặt trật tự thi công và nhu cầu điều xe vận chuyển để xác định, nói chung khoảng cách là 100–200 m hoặc dài hơn, và cứ cách 2 ÷ 3 nhóm đường ngang thì bố trí một nhóm đường ngang ngược chiều 114 5 Kéo dài đường ray đến mặt công tác và biện pháp điều xe Kéo dài đường ray đến mặt công tác: cần thỏa mãn kịp thời yêu cầu đi lại và thao tác khoan lỗ, bốc đất đá, cơ giới vận chuyển và tránh làm cản trở nhau... dài đường ray và các công tác khác, có khi cần kéo dài đến tận mặt đào Biện pháp kéo dài là dùng ray ngắn lắp nối, đợi khi mặt đào tiến lên phía trước xong sẽ nối các thanh ray ngắn thành ray dài II Máy vận chuyển liên tục Máy vận chuyển liên tục thường dùng để vận chuyển vật liệu rời, vật liệu có kích thước nhỏ, trung bình hoặc ở dạng khối, kể cả vật liệu dẻo như bê tông, vữa Máy vận chuyển liên tục... điều xe Cơ cấu tự động đổ đất đá nhờ vào bản móc, có thể đổ ra đằng sau, cũng có thể làm cho giá chuyển hướng trước và sau lần lượt đặt lên hai đường gần nhau, thực hiện đổ đất đá ra mặt bên của đường ray, sử dụng phạm vi đổ đất đá Khổ đường ray là 2,0 ÷ 2,5 m Hình 5.11 Toa xe mỏ (kích thước bằng mm): 1- bộ giảm tốc bánh xoắn; 2- thân xe đằng trước; 3- giá đỡ máy điện và bộ phận chuyển động bằng xích;... trên có gắn gầu 3 với bước gầu T Bộ phận kéo và gầu được đặt trong vỏ che bằng kim loại 5 Chất tải vật liệu qua cửa nạp 2 và xả qua cửa ra 7 Gầu tải có tốc độ cao (1,25 - 2,0 m/s) thường để vận chuyển vật liệu ở dạng bột, và cục nhỏ, còn tốc độ thấp (0,4 - 1,0 m/s) khi vận chuyển vật liệu ở dạng cục lớn Hình dáng gầu cũng tuỳ thuộc vào loại vật liệu vận chuyển và 119 được lắp trên cơ cấu kéo với bước gầu... gầu nông đáy tròn cho vật liệu tơi kém linh động; c) gầu sâu đáy tròn cho vật liệu linh động; d) gầu đáy nhọn cho vật liệu dạng cục 5 Vít tải Vít tải dùng để vận chuyển đất cát rời, tơi, xốp, dẻo như sét, pha sát, cát, bột,… theo phương ngang hoặc nghiêng (tới 20 0) với cự ly vận chuyển tới 30 – 40 m và có năng suất đến 20 – 40 m 3/h Vít tải được sử dụng nhiều trong các tổ 120 hợp máy thông tunnel tấm ... lên khung di chuyển qua cấu đỡ-quay (hình 5. 5,a) Bệ quay hoạt động nhờ xilanh nằm ngang có cần đẩy nối với xích vòng qua đĩa xích (hình 5. 5, b) Hình 5. 5 Máy xúc lật quay nửa vòng: a) sơ đồ kết... băng tải có xích tải kéo băng gạt (hình 5. 15, b) Nó khác với xích tải xích lắp gạt 5, nhánh làm việc gạt vật liệu di chuyển lòng máng cố định Hình 5. 15 Băng tải gạt có cấu kéo xích: a) xích tải... tải Diện tích mặt cắt dòng vật liệu băng phẳng (hình 5. 13, d): F1 = b.h1 0,8 B.0,4 B.tgϕ1 ⋅c = ⋅ c = 0,45B c 2 [5. 6] Đối với băng lòng máng (h .5. 13) diện tích mặt cắt dòng vật liệu tổng diện tích