BÀI GIẢNG MÁY KHAI THÁC VẬT LIỆU

•Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu Chương 1: MÁY KHAI THÁC VẬT LIỆU • Hệ nguyên liệu • Máy đào đất • Máy xúc • Máy khai thác thủy lực GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu I NGUYÊN LIỆU TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG  Hầu hết nguyên liệu loại nham thạch nằm vỏ trái đất  Các loại nguyên liệu • SX chất kết dính: đá vôi, đá đolomít, đất sét, puzolan, thạch cao • SX gốm sứ xây dựng cần: đất sét, cao lanh, thạch anh, tràng thạch, thạ cao • SX vật liệu chịu lửa, chịu nhiệt: đất sét chịu lửa, quặng manhêzít, quarít, cromít.v.v • SX xuất thủy tinh xây dựng cần: cát, đá vôi, đá đôlômít, tràng thạch v.v • SX béton cần: cát, sỏi, loại đá  Sự phân bố vùng nguyên liệu • Mỏ lộ thiên: nguyên liệu khai thác nằm lớp bề mặt trái đất, cách bề mặt trái đất không sâu • Mỏ ngầm: nguyên liệu khai thác nằm sâu lòng đất khai thác phương pháp hầm lò GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu  Nhận xét chung phân bố vùng nguyên liệu • Nằm lớp bề mặt vỏ trái đất, cách lớp bề mặt trái đất không sâu, vài mỏ than đá nằm lớp đất sâu • Phương pháp khai thác chủ yếu: khai thác lộ thiên, phương pháp phương tiện khai thác phụ thuộc vào loại nguyên liệu BẢNG I.1 Nguyên liệu loại máy khai thác Nguyên liệu Tên mô tả γ o (Kg/m3) Phương tiện khai thác I Cát Sét pha Đất mùn 1500 1600 1200 Cuốc, xẻng Máy xúc II Sét pha nhẹ Đá dăm nhỏ KT = 15mm Đất mùn có rễ 1600 1700 1400 Cuốc, xẻng Máy xúc III Đất sét béo 1800 Cuốc chim, xẻng Sét pha nặng 1750 - Máy xúc Đá dămGV: to BÙI (15-40)mm 1750 ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD Nguyên liệu IV • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu BẢNG I.1 Nguyên liệu loại máy khai thác (tt) Tên mô tả Đất sét nặng Đất sét phiến thạch đá cuội, đá dăm Đá cuội, đá dăm to φ = 90mm γo (Kg/m3) Phương tiện khai thác 1950 1950 - Cuốc chim, xẻng, búa - Máy xúc, máy gạt 1950 V Hoàng thổ rắn Đá mergel opoka Trépen đá phấn Đá thạch cao Đá túp, đá bọt Đá vôi mềm, vỏ trai ốc 1800 1900 1800 2200 1100 1200 - Búa khoan lỗ nổ mìn - Máy xúc   - Búa khoan lỗ nổ mìn VI Đá phấn Mergel cứng trung bình Mergel rắn Đá vôi rắn Đá manhêzít Đá đolomít Đá vôi có độ rắn cao 2600 2300 2500 25002700 3000 2700 29004 3100 - Máy xúc GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD II CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu KHAI THÁC NGUYÊN LIỆU  Các công đoạn trình khai thác • Bóc lớp phủ mặt • Tách rời nguyên liệu khai thác khỏi mỏ • Đập sơ tảng nguyên liệu lớn tách khỏi mỏ • Vận chuyển nguyên liệu khai thác nhà máy  Các thiết bị công nghệ cho trình khai thác • Máy khoan lỗ để nổ mìn • Máy gạt • Máy xúc • Máy cào • Máy đập • Máy khai thác khí thủy lực • Các máy vận chuyển v.v GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu II.1 MÁY XÚC Được chia làm loại theo công dụng làm việc  Máy xúc gián đoạn - gàu: máy làm việc theo chu kỳ, công đoạn xúc- chuyển- đổ nguyên liệu không xảy đồng thời  Máy xúc liên tục - nhiều gàu: toàn trình làm việc theo chu kỳ kín, công việc xúc- chuyển- đổ nguyên liệu xảy đồng thời II.1.1 Máy xúc gầu gián đoạn • Phân loại theo thiết bị làm việc: - Máy xúc gầu xuôi, máy xúc gầu ngược, máy xúc gầu dây, gầu ngoạm • Phân loại theo tính máy: - Máy xúc vạn năng: làm việc với loại nguyên liệu - Máy xúc bán vạn năng: làm việc với vài loại nguyên liệu xác định - Máy xúc đặc biệt: lắp loại gầu cố định GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu II.1.1 Máy xúc gầu xuôi (gàu ngửa, loại dùng dây cáp) 12 11 13 10 A Hình I-1 Máy xúc gàu xuôi dùng dây cáp, loại sử dụng suất thấp bảo trì tốn GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu Hình 1.1b Máy xúc gầu xuôi thủy lực (hãng Liebhlerr Đức– Model 984) GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu • Cấu tạo nguyên tắc làm việc: Gầu (1) gắn vào cán gầu (2), thân cán gầu có (3) ăn khớp vào bánh xe lắp trục áp lực (4) gắn cần trục (5) đặt nghiêng góc 35- 60 o Do cấu tạo cán gầu (2) chuyển động qua lại dọc theo trục nó, xoay xung quanh trục áp lực (4) nâng hay hạ gầu Buồng máy (6) mang toàn cần trục (5), cán gầu gầu quay 360 o mặt phẳng ngang nhờ đặt mâm quay (13) Trong máy làm việc, tời (7) quay nhả cáp (8) ra, trục áp lực (4) quay, cán gầu (2) di chuyển nhấn hàm gầu vào nguyên liệu vị trí A, tời (7) quay ngược lại cuộn cáp (8) vào, gầu dịch chuyển từ vị trí A-B xúc đầy nguyên liệu Buồng máy mang cần trục, cán gầu gầu chứa đầy nguyên liệu quay góc xác định (90÷ 180o) đến vị trí đổ nguyên liệu Nhờ tời (9), cáp (10) cuộn lại, đáy gầu mở tháo nguyên liệu vào đóng vào thiết bị vận chuyển Tời (11) cáp (12) dùng điều chỉnh độ nghiên thích hợp cần trục (5) • Phạm vi sử dụng: • Máy xúc gầu xuôi dùng phổ biến để khai thác nguyên liệu từ loại I-III (bảng A-1) độ cao mức đặt máy từ 1,5÷ 2,5m Dung tích gầu từ 0,2530m Thông dụng gầu có dung tích: 0,25- m3 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •Cấu tạo nguyên tắc làm việc II •Gầu (1) gắn vào cán gầu (2) I khớp vào cần trục (3), máy làm việc cáp nâng(4) cuộn vào nhờ tời (5) Cáp (6) qua tời (7) nhả ra, đặt gầu vị trí A cắt vào nguyên liệu Tiếp theo cáp nâng (4) lại nhả ra, cáp (6) cuộn vào kéo gầu dịch chuyển từ vị trí A-B, gầu xúc đầy nguyên liệu giữ cáp (6), cuộn cáp nâng (4), nâng cần trục (3) lên Tiếp theo buồng máy (8) mang cần trục, cán gầu gầu chứa đầy nguyên liệu quay góc xác định đến vị trí đổ nguyên liệu Lúc cáp(4) cuộn vào, cáp (6) nhả đổ nguyên liệu vào đóng vào thiết bị vận chuyển I I I Hình 1.2a Sơ đồ nguyên lý máy xúc (đào) gầu ngược 10 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu  Máy xúc nhiều gầu loại băng xích mang gầu •Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc • Máy gồm xích (1), gắn gầu (2) cách Xích mang gầu (1) đầu kéo căng đĩa quay (3) hình đa cạnh đều; đĩa quay nhờ động qua hệ truyền động, đầu kéo căng đĩa (4) Giá gầu (5) treo cân nhờ cần treo (6) đối trọng (7) • Khi máy làm việc, xích mang gầu di chuyển (theo chiều mũi tên) gầu cắt vào nguyên liệu, nguyên liệu chứa đầy gầu Theo giá gầu (5), gầu di chuyển qua đĩa (3) vòng lại đổ nguyên liệu chứa gầu (gầu hở hai mặt) vào phễu chứa (8) (phễu đóng mở tự động nhờ đối trọng (9)), nguyên liệu từ phễu chứa (8) tháo tự động vào thiết bị vận chuyển (10) ( xe, goòng, hay băng tải ) • Trong trình làm việc thiết bị di chuyển (11) máy xúc nhiều gầu mang bu ồng máy (12), xích (1), gầu (2), giá gầu (5), cần treo (6), đối trọng (7), phễu chứa (8) di chuyển dọc theo tầng khai thác Thiết bị vận chuyển nguyên liệu (10) di chuyển theo máy xúc nhiều gầu •Phạm vi sử dụng: • Máy xúc nhiều gầu loại băng hoặc xích mang gầu có khả khai thác nguyên liệu từ I-II trên, ngang mức đặt máy 26 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD Máy xúc nhiều •8 • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu gầu loại rôto mang gầu •9 •1 •7 •3 •5 •6 •4 •2 •10 •Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy đào đất loại Roto mang gầu 27 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc • Máy gồm rôto (1) lắp vào cuối ống kim loại rỗng (2) Trên rôto lắp gầu xúc có (3) Trong ống kim loại (2) có đặt thiết bị vận chuyển ( 4) (băng tải ) (6) (xe, goòng, băng tải ) Rôto, ống kim loại (2) thiết bị vận chuyển (5) giữ vị trí cân xác định nhờ cần treo (7) (8) • Khi máy làm việc rôto quay, gầu (3) gắn rôto xúc vào tầng nguyên liệu đổ nguyên liệu vào thiết bị vận chuyển (4), rơi xuống thiết bị vận chuyển( 5), chảy vào thiết bị vận chuyển (6), chuyển nhà máy • Chuyển động quay rôto (1) nhờ động qua hệ thống truyền động đặt buồng máy (9) Ống kim loại (2) nâng lên hay hạ xuống theo yêu cầu khai thác •Thiết bị vận chuyển (5) nâng lên hay hạ xuống quay 145o mặt phẳng nằm ngang 28 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •Phạm vi sử dụng: • Máy xúc nhiều gầu loại rôto mang gầu thường dùng để khai thác nguyên liệu • loại I-III, máy đặt cao trình thấp mặt nguyên liệu • So với máy xúc nhiều gầu loại băng hay xích mang gầu, loại rôto mang gầu có nhiều ưu điểm hơn: • Trọng lượng máy xúc nhỏ • Năng lượng tiêu hao riêng cho khai thác 1m3 nguyên liệu nhỏ • Lực cắt vào nguyên liệu lớn nên khai thác nguyên liệu rắn • Năng suất khai thác cao • Với ưu điểm sử dụng phổ biến loại băng xích mang gầu 29 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu II.2 Máy gạt •5 •7 •8 •6 •1 •3 •Hình 1.7a Sơ đồ nguyên lý họat động máy ủi • Máy gạt loại máy kéo, lắp lưỡi gạt phía trước hay thân máy Trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, máy gạt dùng để khai thác tất loại nguyên liệu; nhiên nguyên liệu từ IV-VI cần phải làm tơi sơ trước Nó dùng để thu gọn vun đóng nguyên liệu khai thác, bóc lớp phủ mặt san phẳng mặt di chuyển nguyên liệu với khoảng cách 70-100m •Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc • Máy gạt gồm lưỡi gạt (1) ( không quay) có lắp dao cắt (2) Lưỡi gạt lắp vào cần động (3) Lưỡi gạt nâng lên hay hạ xuống nhờ píttong (4) •2 đầu đặt xi lanh (5), đầu nối với cần động (3) qua khớp cầu (6) pittong làm việc nhờ bơm dầu (7) qua hệ ống dẫn ( 8) Cũng nâng hay hạ lưỡi gạt hệ tời cáp •Khi máy làm việc lưỡi gạt hạ xuống nhờ hệ pittong (4) Khi máy di chuyển phía trước, dao cắt (2) cắt vào nguyên liệu đẩy nguyên liệu khai thác phía trước Khi máy di chuyển không tải lưỡi gạt lại nâng lên Vì vậy, máy gạt vừa khai 30 thác nguyên liệu lại vừa vận GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •7 •1 •4 •5 •2 •8 •6 •3 •8 •Hình 1.7b Máy ủi hiệu Liebherr (Đức) 31 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •Hình 1.7c Máy ủI hiệu Liebherr 32 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu II.3 Thiết bị khai thác khí thủy lực • Phương pháp khai thác khí thủy lực dùng động tia nước có áp suất cao 4-70 kG/cm2 tốc độ 10-90m/sec để bóc nguyên liệu khỏi mỏ làm giàu nguyên liệu khai thác • Phương pháp khai thác khí thủy lực công nghiệp vật liệu xây dựng dùng để khai thác nguyên liệu từ loại I-III •Phương pháp khí thủy lực có ưu khuyết điểm chính: • Ưu điểm - Thiết bị đơn giản, trọng lượng nhỏ, giá thành rẻ - Có thể phân loại nguyên liệu khai thác thành nhóm hạt có kích thước khác làm giàu nguyên liệu khai thác - Vốn đầu tư nhỏ phương pháp khai thác khác • Khuyết điểm: • Không gian làm việc yêu cầu rộng • Phải gần nguồn nước lượng điện rẻ • Chỉ thích hợp cho nguyên liệu tương đối mềm 33 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc •2 •3 • Phương pháp khai thác •2 •4 •1 •5 •6 •7 khí thủy lực dựa sở dùng nước có áp suất cao bơm ly tâm tạo nên theo ống dẫn (1) cung cấp, cho vòi phun (2) Dưới áp lực cao tia nước xói vào tầng nguyên liệu (3), nguyên liệu bị bóc theo kênh dẫn (4) chảy vào bể chứa (5) Tại nhờ bơm ly tâm nguyên liệu dẫn theo ống dẫn (7) (vận chuyển có áp lực) dẫn theo kênh máng (vận chuyển áp lực ) nơi sử dụng • Trong phương •Hình 1.8a Sơ đồ hoạt động thiết bị khai thác pháp khai thác khí thủy 34 thủy lực lực vòi phun cao GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003áp - đóng •Máy thiết bị sản xuất VLXD •5 • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •7 •4 •2 •3 •6 •1 •Hình 1.8b Sơ đồ nguyên lý họat động vòi phun • Vòi phun gồm khớp (1), đầu cuối nối với ống dẫn nước vào, đầu nối với khớp (2) qua khớp động (3) Khớp động quay 360o mặt phẳng nằm ngang • Ngoài vòi phun thiết bị khai thác khí thủy lực có phụ kiện khác như: bơm ly tâm, ống vận chuyển máng vận chuyển nước •Hình 1.8c Chi tiết đầu xối cho nạo vét (ống hút) • Khớp (2) nối với thân vòi phun (4) qua khớp cầu động (5), khớp cầu động (5) quay góc 75o mặt phẳng thẳng đứng (50o phía 25o phía dưới) Dọc phía thân vòi phun (4) có xẻ (3) gờ định hướng (6) để tránh tượng xoáy tia nước, nhờ nước khỏi mũi vòi (7) không bị rời phân tán 35 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •Hình 1.10 Tàu hút bùn cát (Hãng chế tạo Kawasaki, Nhật bản) 36 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •Hình 1.11 Tàu khai thác cát (Nhật chế tạo) 37 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu •Hình 1.14 Đầu phá đất tàu hút •Hình 1.12 Hệ thống dây chuyền khai thác vật liệu nước 38 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu Câu hỏi ??? Question ?? 39 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - •Máy thiết bị sản xuất VLXD • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu Cám ơn bạn ý theo dõi !! Merci beaucoup !! Thank you for your attention !! 40 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - ... thác chủ yếu: khai thác lộ thiên, phương pháp phương tiện khai thác phụ thuộc vào loại nguyên liệu BẢNG I.1 Nguyên liệu loại máy khai thác Nguyên liệu Tên mô tả γ o (Kg/m3) Phương tiện khai thác... II CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ • Chương 1: máy khai thác nguyên liệu KHAI THÁC NGUYÊN LIỆU  Các công đoạn trình khai thác • Bóc lớp phủ mặt • Tách rời nguyên liệu khai thác khỏi mỏ • Đập sơ tảng nguyên... lượng tiêu hao riêng cho khai thác 1m3 nguyên liệu nhỏ • Lực cắt vào nguyên liệu lớn nên khai thác nguyên liệu rắn • Năng suất khai thác cao • Với ưu điểm sử dụng phổ bi n loại băng xích mang