c) Đầu đập thuỷ lực phỏ vỡ đất đỏ trực tiếp từ nguyờn khối, kết hợp với mỏy
1.2.4 Tỡnh hỡnh sử dụng mỏy xỳc cú răng gầu tớch cực
Khõu xỳc búc và chất lờn phương tiện vận tải cú thể dựng mỏy xỳc (mỏy xỳc nhiều gàu, mỏy xỳc một gàu, mỏy xỳc tải, mỏy chất tải), mỏy khoan xoắn một gàu hoặc cỏc thiết bị thuỷ lực (mỏy khuấy, mỏy bơm bựn, sỳng bắn nước, tàu cuốc).
Phần lớn cỏc mỏ lộ thiờn thế giới ngày nay đều sử dụng mỏy xỳc dung tớch gàu 10-15 m3 (Bảng 1.2) và hơn đồng bộ với ụtụ tải trọng 75-120 tấn và hơn. Ngav ở LB Nga theo số liệu 1991 thỡ tổng dung tớch gầu dưới 10 m3 chỉ chiếm cú 18 %, cũn lại 82 % là dung tớch gàu từ 10-100 m3.
Bảng l .2. Đặc tớnh kỹ thuật của một số mỏy xỳc tay gàu lớn
Hóng, mó hiệu E, m3 Hdmax,m Rdmax,m Rxmax,m N,kW P, tấn Busirus-Eric: 290-BII 16,72 8,86 17,22 14,15 1750 542 295-BII 22,8 8,91 17,6 14.86 2333 732,5 395-BII 32,68 9,6 20,42 16,15 2662 963 495-B 40,28 9.45 20,42 16,15 2662 1066.8 P & H : 1960-AL 10,64 9,75 16,15 14,63 1228 378,7 2100-BL 13,68 9,65 17,53 14,43 1562 585,8 2100-BLE 15,20 9,65 17,53 14,73 2334 494,4 2300-XPA 20,52 9,91 18,7 15,39 3541 704 2800-XPA 34,96 10,46 19,5 16,36 4411 946,6 4100 42,56 10,04 20,02 16,94 4910 1077,3 5700-XP 53,20 13,26 25,48 20,73 4347 1768,5 Marion-Presser 151-M 7,6 6,78 13,26 10, 74 893,7 213.6 182-M 9,88 8,08 14,88 13,03 1509 330,7 191-M 12,92 8,66 16,46 14,86 2087 499.8 192-MII 15,20 8,66 16,46 14,86 2348 499.8 201-M 20,55 9,52 17,63 15,95 2610 664.5 204-M 25,84 13,31 16,76 15,24 2882 703 301-M 41,04 10,06 19,84 17,5 3428 1 043,2
Về mỏy xỳc tay gầu kộo cỏp, đỏng kể nhất là những cải tiến của hóng mỏy mỏ P&H về cấu trỳc hỡnh học của mỏy, bộ chương trỡnh kỹ thuật số tự động điều khiển chế độ làm việc của động cơ, hệ thống làm mỏt, hệ thống đối trọng, bộ kiểm soỏt nhiệt độ và độ rung của mỏy, thiết bị điện tử bảo vệ cần xỳc,... cho loại mỏy xỳc 4100-XPB dung tớch gầu 52 m3 dẫn đến giảm 12% tải trọng ở cỏc bộ phận dẫn động, momen quay tăng 30%, chu kỳ xỳc khi gúc quay 90° chỉ cũn 29s. So với cỏc mỏy xỳc cựng dung tớch gàu thỡ 4100-XPB cú tốc độ làm việc cao hơn 40% tại mỏ than Wioming (Mỹ). Mỏy xỳc này đó đạt kỷ lục về năng suất búc đất đỏ 26,7 triệu m3/năm.
Hỡnh 1.7. Minh họa chiếc MXTG 4100-XPB của hóng P&H
Tương tự như mỏy xỳc tay gàu kộo cỏp, sau 3 năm nghiờn cứu thử nghiệm, năm 2001 hóng chế tạo mỏy mỏ P&H (Hannisớeger) đó cho ra đời chiếc mỏy xỳc gàu treo 2570-WS chạy bằng động cơ dẫn động cơ khớ cú trang bị hệ thống chuẩn đoỏn điện tử phỏt tớn hiệu khi cú sự cố hỏng húc và hệ thống điều khiển hiện đại với dung tớch gầu 120 m3, chiều dài cần tới 128 m. Trọng lượng tổng cộng của mỏy tới 7271 tấn.
Hỡnh 1.8. Mỏy xỳc gầu treo 2570-WS của hóng P&H
Xu hướng chuyển đổi cỏc thiết bị xỳc búc và vận tải cú cơ cấu cụng tỏc hoạt động theo chu kỳ sang thiết bị cú cơ cấu cụng tỏc hoạt động liờn tục tuy đó được khẳng
định, nhưng tớnh phổ cập của chỳng chưa cao mà chỉ hạn chế sử dụng trờn một số mỏ (cỏc mỏ than nõu, một vài mỏ sa khoỏng...) hoặc ở một vài bộ phận sản xuất khụng chủ chốt (vận tải than trong mỏ, vận tải thành phẩm ở trạm gia cụng chế biến,...) trong khi đú thỡ xu hướng mở rộng cụng suất của thiết bị xỳc búc và tăng tải trọng thiết bị vận tải đang được cỏc nhà chế tạo mỏy mỏ và người sử dụng hưởng ứng ngày càng đụng với yờu cầu ngày một cao.
Bờn cạnh cỏc thiết bị xỳc búc trờn, thỡ mỏy bốc (Wheel Loader) đang ngày càng được sử dụng rộng rói trờn mỏ lộ thiờn với chức năng như một thiết bị xỳc búc mới (Bảng 1.3), đặc biệt đối với cỏc mỏ khai thỏc vật liệu xõy dựng, mỏ cú đất đỏ cứng nhưng được đập vỡ tốt.
Bảng 1.3. Đặc tớnh kỹ thuật của một số mỏy bốc của hóng Komatsu
Thụng số WA 700 - 3 VkA 800 - 3 WA 900-3 WA 600-3 Dung tớch gầu, m3 - Khi đầy cú ngọn 8 14 13 7,5 - Khi bỡnh thường 7 11,5 11 6,8 Lực xỳc, KN 558 670 679 354 Trọng tải, kg 72200 100900 101500 49200 Vmax. km/h 30 28 28 33,5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ Năm 2001 hóng Komatsu vừa xuất xưởng một sờri WA-1200-3 để cung cấp cho Australia, Mỹ, Canada và trong nước sau khi đó thử nghiệm 3600 giờ hoạt động với hệ số sử dụng thời gian 97 % tại mỏ lộ thiờn Graffin Coal mà làm việc vẫn tốt, mỏy cú
dung tớch gầu 30 m3, ỏp lực cột nước 1.274 KN, trọng lượng 200 tấn, chạy bằng bỏnh lốp, thời gian chu kỳ xỳc 31s, cú hệ thống điện tử để điều khiển hoạt động của động cơ, bỏo hiệu tỡnh trạng làm việc của cỏc chi tiết mỏy và điều khiển hệ thống thuỷ lực.
Tuy nhiờn sự kiện được coi là lớn làm thay đổi về chất của cụng nghệ khai thỏc lộ thiờn cuối thế kỷ qua là sự ra đời của mỏy thuỷ lực (MXTL). Từ chiếc MXTL đầu tiờn do hóng Demag chế tạo ra đời 1954 tới nay, trờn thế giới đó cú nhiều hóng chế tạo MXTL như Oenstein Koppel, Liebherr (Đức), Orient, Caterpillar (Mỹ), Ankerman, Volvo, Euclid (Thụy Điển), Polain (Phỏp), Uran (Nga), Komatsu, Hitachi, Kobelco (Nhật),... hóng Komatsu cú tới 100 mó hiệu MXTL dung tớch gàu từ 0,8-33 m3, hóng Caterpillar cú 50 mó hiệu với dung tớch gầu 0,18-27,5 m3, hóng Hitachi cú 40 mó hiệu với dung tớch gầu 0,11-25 m3.... Bảng 1.4 giới thiệu những chiếc mỏy xỳc thuỷ lực lớn nhất của hóng chế tạo mỏy mỏ nổi tiếng hiện nay.
Nhờ cỏc hệ thống pistụng thuỷ lực mà giữa gàu xỳc với tay gàu, tay gàu với cần mỏy, cần mỏy với thõn mỏy đều cú thể quay tương đối với nhau, giỳp cho tay gầu và gàu xỳc MXTL cú thể tạo nờn quỹ đạo xỳc bất kỳ, dẫn đến sử dụng lực xỳc hợp lý, tiết kiệm năng lượng, giảm khối lượng mỏy, giảm mụmen quỏn tớnh khi quay, rỳt ngắn thời gian chu kỳ xỳc, xỳc búc chọn lọc và dọn sạch mặt tầng một cỏch dễ dàng,...
Bảng 1.4. Những chiếc MXTL đang giữ kỷ lục hiện nay
Tờn MXTL Dung tớch gầu, m3 Trọng lượng, tấn Loại gầu
H-740-OS (Demag) 40 744 Thuận
H655 s (Demag) 33 685 Ngược
R 996 (Liebherr) 34 653 Thuận
R 996 (Liebherr) 33 653 Ngược
RH 400 (Terex Mining) 52 900 Thuận
5230B (Caterpillar) 17 324 Thuận
5230B ME (Caterpillar) 27,5 326 Ngược
PC8000-1 (Komatsu) 38 720 Thuận
PC8000-6 (Komatsu) 38 720 Ngược
EX5500 (Hitachi) 27 518 Thuận
EX5500 (Hitachi) 29 518 Ngược
Bảng 1.5. Đặc tớnh kỹ thuật của một số chiếc MXTL gàu ngược cỡ lớn
TT Cỏc chỉ tiờu
Komatsu Demag Caterpillar
PC-1600-1 PC-1600- SP-1 H285S H445S H485 SP 5130 ME 5230 ME 1 E, m3 8,5 11 8-17,3 25 33 10-13,6 15,5-24 2 Hxmax, m 16,35 17,17 16,1 18,4 19,2 9,1 9,7 3 hxmax,m 13,74 9,36 8,8 10 9 8,4 9.7 4 Rxmax, m 20,3 16 17,9 20 21,6
5 Rxt, m 19,73 15,53 17 19,1 20,5 14.9 16.1 6 P,tấn 160 176 335 490 685 176,9 314.2 7 P0, KPa 151,2 165,6 196,2 234,5 252.1 149,1 189.3
Chỳ thớch: E- dung tớch gàu xỳc; Hxmax- chiều cao xỳc lớn nhất; hxmax - chiều sõu xỳc lớn nhất; Rxmax- bỏn kớnh xỳc lớn nhất; Rxt- bỏn kớnh xỳc trờn tầng mỏy đứng: P- trọng lượng của mỏy;P0- ỏp lực lờn nền.
Xuất phỏt từ nguyờn lý phỏ vỡ đất đỏ như bỳa đập thuỷ lực, nhà mỏy chế tạo mỏy mỏ Uran (LB Nga) đó nghiờn cứu thành cụng và đưa vào thử nhiệm cú hiệu quả mỏy xỳc cú răng gầu tớch cực. Người ta thay thế cỏc răng gầu cố định bằng những răng gầu hoạt động tớch cực (theo nguyờn lý bỳa chốn) với năng lượng một lần đập của răng gầu vào đất đỏ với 2 KJ. Hiện đó cú nhiều mỏ lộ thiờn khai thỏc vật liệu xõy dựng và phi quặng khỏc ở vựng ngoại ụ Matxcơva, cú đất đỏ với độ kiờn cố f <12 (theo thang Protođiacụnov) đang sử dụng hiệu quả loại mỏy xỳc này (EKG-5I, dung tớch gàu 5 m3) để xỳc búc đất đỏ mà khụng cần làm tơi sơ bộ bằng khoan nổ mỡn. Nhà mỏy Uran đang tiến hành chế tạo mỏy xỳc cú răng gàu tớch cực dung tớch gàu 12 m3 (EKG -12I) theo đơn đặt hàng của cỏc mỏ lộ thiờn khai thỏc than và quặng khỏc trong liờn bang.
Trong những năm gần đõy nhiều mỏ lộ thiờn của CHLB Đức, Mỹ, Australia, Italia, LB Nga, Nhật, Phỏp, Iran, Bồ Đào Nha, Ấn Độ, Anh, Philipin, Hylạp, Mờhicụ, Áo, Đan Mạch, Hà Lan đó sử dụng mỏy liờn hợp phay cắt để khấu trực tiếp đất đỏ cú độ cứng f = 12 (tương đương độ bền nộn một trục 120 MPa) mà khụng cần khoan nổ mỡn. Theo đỏnh giỏ của một số chuyờn gia khai thỏc mỏ Chõu Âu thỡ khi sử dụng mỏy liờn hợp phay để cắt trực tiếp đất đỏ làm giảm được tổn thất, và làm bẩn quặng, cỡ hạt đất đỏ phỏ ra đều thuận lợi cho vận tải băng tải, nõng cao độ ổn định bờ mỏ, giảm ụ nhiễm mụi trường, giảm chi phớ xỳc búc - vận tải đến 2-3 lần so với cụng nghệ truyền thống.
Chương 2
Những đặc điểm kỹ thuật và cỏc sơ đồ cụng nghệ của mỏy xới