Пермский государственный технический университет

Кафедра МСА

Реферат

по Технологическим процессам и производствам

Тема реферата: «Драги»

                                                                                      Выполнил: студент гр. АТПП-06

                                                                                                       Новикова Е.В.

                                                                                      Проверил: преподаватель кафедры МСА

                                                                                                       Поносова Л. В.

                                       
Пермь 2009

Содержание

Содержание. 2

Введение. 3

Общие сведения. 4

Техническая характеристика и конструкция многочерпаковых драг 6

Автоматизация драг 13

Заключение. Электропривод и электрооборудование драг 14

Список используемой литературы.. 15
Введение


Драги применяются для разработки месторождений золота, платины, касситерита, алмазов, ильменита, песка, гравия и дру­гих полезных ископаемых. Драгами преимущественно разраба­тываются обводненные россыпные месторождения, расположен­ные в руслах рек, озерах, морях и океанах. Имеется опыт разработки драгами маловодных и даже безводных континен­тальных россыпных месторождений, расположенных на терра­сах. В этом случае используется искусственное водоснабжение и создаются специальные водоемы. Дражный способ разработки россыпных месторождений является эффективным. Часто зат­раты на добычу 1 м³ горной массы при дражном способе яв­ляются более низкими, чем при других способах. Кроме того, дражный способ менее энергоемкий по сравнению с экскаватор­ным и гидравлическим способами. Так, расход электроэнергии на 1 м³ горной массы при дражном способе колеблется в преде­лах 1,8—3,5 кВт. Поэтому стоит вопрос об автоматизации и возможной модернизации драг.
Общие сведения

Драга — плавающий горнодобычной агрегат, оснащенный землечерпательным (землесосным), обогатительным и другим оборудованием, обеспечивающим комплексную механизацию ос­новного технологического процесса добычи, обогащения полез­ного ископаемого и удаления пустых пород.

Драги предназначены для разработки обводненных место­рождений полезных ископаемых и извлечения ценных компо­нентов (золота, платины, олова, алмазов и др.). Применяются драги преимущественно на аллювиальных, элювиальных — де­лювиальных, прибрежно-морских и глубинно-морских россып­ных и осадочных месторождениях за исключением валунистых, крепко сцементированных горными породами и вязкими гли­нами.

   Драги подразделяются на два класса: континенталь­ные (для разработки материковых месторождений), мон­тирующиеся, как правило, на плоскодонном понтоне (судне), и морские (для разработки месторождений прибрежной зоны и в глубинной части акватории крупных озер, морей и океанов), монтирующиеся на килевых са­моходных или буксируемых судах, обеспечивающих их эксплуатацию при штормовом волнении.

В зависимости от особенностей конструктивного ис­полнения драги могут классифицироваться по следующим признакам:

• виду энергии, используемой приводными механиз­мами, — электрические, дизель-электрические, дизельные и паровые;

•  возможной глубине выемки (черпания) пород ниже уровня воды в разрезе — малой глубины (до 6 м), средней  (до 18 м), глубокой (до 50 м)  и сверхглубокой (свыше 50 м);

•  роду драгирующего аппарата — многочерпаковые с прерывистой черпаковой цепью (с холостым зве­ном); то же, со сплошной черпаковой цепью; с грейферным ковшом; с ковшом драглайна; с роторным колесом;

• вместимости черпака — малолитражные (до 100 л),     среднелитражные     (100-250     л)     и крупнолитражные (свыше 250 л);

• способу передвижения (маневрирования) — канатно-свайные, канатно-якорные.

В современной практике разработки россыпных мес­торождений наибольшее распространение получили мно­гочерпаковые драги с черпаками вместимостью 50-600 л и предельной глубиной черпания до 50 м.
Техническая  характеристика  и   конструкции многочерпаковых  драг

Многочерпаковая драга состоит из рабочего, обогати­тельно-сортировочного и отвалообразующего оборудования, понтона, металлоконструкций надстройки, механизмов передвижения и маневрирования, систем жиз­необеспечения — тепло- и водоснабжения, систем управления и автоматического контроля.

Черпаки 1 (рис. 29.1), огибая нижний барабан 2, за­черпывают песок и, пройдя по черпаковой раме 3, разгружаются при обходе верхнего приводного барабана 4. Выгружающийся из черпаков песок падает в завалоч­ный люк 5 и из него — в бочку 6. Часть песка, просыпающаяся в зазор между черпаками и загрузочным люком, попадает на подчерпаковый уловитель 7.

Бочка 6 (бутара) представляет собой стальной ци­линдр с перфорированными стенками, в котором попада­ющий в нее песок перемещается слева направо. Мелкие фракции песка (эфели) проваливаются через отверстия вниз и попадают на поперечные шлюзы 8. Более крупные фракции (гали) через галечный лоток 9 выходят из бочки, попадают на ленточный конвейер 10 и далее поступают в отвал. Мелкие фракции песка проходят через обогати­тельные шлюзы, где от породы отделяется полезное иско­паемое, и по хвостовым эфельным колодам 11 стекают в отвал.

Все оборудование драги смонтировано на понтоне 12. Черпаковая рама на канатах подвешена к передней мачте 13, а отвальный конвейер — к задней. Во время работы драга непрерывно перемещается (маневрирует) для по­ддержания контакта черпаков с забоем.

Маневрирование драги осуществляется с помощью двух свай 14 и лебедок 15. Правая лебедка, навивая канат 16, конец которого закреплен на берегу, поворачиваетдрагу вокруг опущенной правой сваи (левая свая поднята) из положения / в положение //. Во время поворота черпаковая цепь отрабатывает часть забоя (АОВ). В по­ложении // опускается левая свая и поднимается правая. С помощью каната 17 драга поворачивается в обратном направлении. При этом происходит не только поворот, но и перемещение драги вперед (подшагивание) и отработка новой части забоя.

Рис. 29.1. Конструктивная схема многочерпаковой драги
Рабочее оборудование (драгирующий аппарат) состо­ит из черпаковой рамы с подчерпаковыми роликами, черпаковой цепи, рамного подъемника и главного привода. Принципиальное устройство и действие этих уз-

лов не отличаются от аналогичных узлов цепного много­ковшового экскаватора. Главное отличие — в большей прочности всех элементов драгирующего аппарата, обус­ловленной тем, что черпающий аппарат драги должен разрушать (зачищать) коренные породы и подстилающие пески.

Черпаковая рама представляет собой массивную стальную балку 1 (рис. 29.2) сварной или клепаной конструкции, состоящую из пяти—девяти секций, массой и размерами удобных для транспортирования. Нижние концевые отливки рамы служат опорами для нижнего черпакового барабана 2, а также местом крепления носо­вых маневровых канатов и тяг 3 подвеса. В верхней части рамы прикреплены литые наконечники, на которых рама вращается в подшипниках верхнего черпакового барабана 4. На верхнем поясе черпаковой рамы на расстоянии 15-25 м устанавливаются подчерпаковые ролики 5. Они вы­полняются в виде цилиндра диаметром 300-400 мм. Ма­териал рамы— низколегированная сталь 10ХСНД. Снизу к раме крепится барабан 18 (см. рис. 29.1) для поддержки цепи.

Черпаковая цепь состоит из цельнолитых черпаков (см. рис. 29.2), изготавливаемых из марганцовистой стали 110Г13Л. Черпаки снабжены съемными козырьками, от­литыми из той же стали и соединяющимися с черпаками посредством заклепочного или сварного соединения (по­следнее более распространено).

Черпаковые цепи драг бывают прерывистыми и сплошными. В прерывистой цепи черпаки 8 соединяются между собой планками (см. рис. 29.2). Такие цепи применяются на малых драгах. В сплошной цепи черпаки проушинами соединяются непосредственно один с другим посредством пальцев, изготовляемых из стали 38ХНЗМ. Натяжение черпаковой цепи осуществляется механизмом 6 (рис. 29.2).


        Приводные барабаны (верхние) бывают чаще всего пяти- или шестигранными. По поверхностям, соприкасающимся с черпаками, они армируются сменны­ми износостойкими накладками. Нижние барабаны быва­ют многогранными или круглыми.

Главный привод предназначен для приведения в дви­жение черпаковой цепи при работе драги. Конструктивно двуплечий главный привод современных драг состоит ли-бо из планетарного привода с кулачковым предохранительным устройством 7 (рис. 29.2), либо из двух или четырех сблокированных и синхронно работающих электродвигателей, установленных симметрично с каждой стороны вала верхнего черпакового барабана, с которым они могут быть соединены посредством клиноременных, редукторных или открытых зубчатых передач.

Эластичная клиноременная передача создает плав­ность работы привода и обеспечивает смягчение и гаше­ние динамических нагрузок, воспринимаемых приводом при работе драги на тяжелых породах за счет

проскальзывания ремней на барабанах при стопорении ковшовой цепи, что предопределило ее широкое применение во многих приводных устройствах современных драг.

Принцип действия и конструкция обогатительного оборудования изучаются в специальных курсах и в дан­ном учебнике не рассматриваются.

Отвалообразующее оборудование состоит из сбросных лотков для удаления пустых пород в забортное пространство и конвейерного отвалообразователя (ста­кера) . Последний часто устанавливается в тонкостенной несущей трубе большого диаметра. Внутри такой трубы размещаются ходовые трапы и площадки для ремонта.

Металлоконструкция включает в себя главные фермы (суперструктуру), переднюю и заднюю мачты и надпалубную надстройку.

Понтон 9 (см. рис. 29.2) представляет собой металли­ческое плоскодонное судно сварной или клепаной конструкции, предназначенное для поддержания драги в плавучем состоянии и размещения на нем оборудования.

Для предохранения углов пантона от ударов о борта забоя и удобства маневрирования драги со стороны носо­вой части, с боков и кормовой части у днища понтона делаются скосы.

Трюм понтона делится водонепроницаемыми переборками на отсеки. В трюме размещаются аварийные насосы, компрессоры и другое вспомогательное оборудование.

Условие плавания понтона определяется равенством

где т_д — масса драги, т; у₀ — плотность воды т/м³ (обычно принимается 1 т/м³, хотя загрязненная вода, в которой плавает драга, может иметь у₀ = 1,05+1,1 т/м³); V
— водоизмещение (м³), определяемое зависимостью У=РН,

здесь Р — площадь грузовой водяной линии, м², к — осадка понтона, м.

Запас плавучести определяется полной высотой пон­тона, которая должна быть больше его осадки на высоту надводного борта: #=1,4 м.

Обе сваи (рабочая и вспомогательная) драги устанав­ливаются в направляющих (свайных) опорах на корме понтона. Сваи имеют прямоугольное поперечное сечение и изготовляются из стальных листов и профильного проката, соединяемых заклепками, болтами или сваркой. Нижний конец сваи имеет наконечник для лучшего погружения в почву, а на верхнем конце имеются блоки для подъема сваи. Свая погружается обычно не в почву россыпи, а в эфельно-галечный отвал, вследствие чего ее длина меньше глубины черпания драги и не бывает более 25 м.

Производительность драги по породе определяется так же, как производительность многоковшового экска­ватора. Производительность по полезному ископаемому зависит от его процентного содержания в породе и коэф­фициента извлечения.

Число часов работы драги в сутки принимается в лет­ний период равным 20-22 ч, а в зимний — 16-18 ч, что соответствует коэффициентам использования времени соответственно 0,92-0,84 и 0,75-0,7.

Продолжительность дражного сезона в зависимости от климатических условий, длительности ремонта и организации работы колеблется от 250 до 333 сут. Теку­щие ремонты драги приурочиваются к ее вынужденным простоям при генеральной очистке обогатительных шлю­зов, переноске береговых канатов и других работах, а капитальный ремонт проводится зимой, когда драга не работает.

Общая численность обслуживающего персонала боль­шой драги при работе в три смены составляет 55-65 чел.

Техническая характеристика многочерпаковых электрических драг с канатно-свайным механизмом ма­неврирования приведена в табл. 29.1.

  



                                 Автоматизации драг

Комплексная автоматизация драг предусматривает:

а) совмест­ное регулирование скоростей черпания и бокового движения при работе в породах различной крепости;

б) опускание черпаковой рамы на заданную толщину стружки в зависимости от категории разрабатываемого грунта;

в) периодическое изменение направления бокового движения с учетом возможных остановок драги в углах забоя для тщательной их зачистки;

г) оптимальный уход (подшагавание) драги по истечении цикла;

д) последовательность пуска меха­низмов единого технологического комплекса драги;

е) управление процессом обогащения (исключение завалов бочки, ав­торегулирование консистенции пульпы и пр.).

Одновременно с авто­матизацией черпакового и маневрового аппаратов должно быть так­же автоматизировано и обогатительное оборудование драги.

Автоматизация обогатительного оборудования должна предусматривать:

а) последовательность пуска приводов черпающего и маневрового аппаратов, бочки и галичнсго конвейера;

б) поддержание оптимальной консистенции пульпы.

Автоматизация обогащения осуществляется таким образом, чтобы при увеличении погрузки (количество грунта в бочке увеличивалось) количество воды, поступающее в осадочные машины, и наоборот. В результате режим осадочных машин будет оптимальным, а извлечение полезно­го ископаемого максимальным.
          

Заключение

Электропривод и электрооборудование драг

Объединение в одной машине горного, обогатительного и от­вального оборудования обусловливает высокую энергоемкость и насыщенность драги электрооборудованием. Так, например, па драге с черпаками емкостью 600 л установлено 350 электродви­гателей общей мощностью 7200 кВт.

Силовое электрооборудование драги включает приводы: черпаковой цепи, лебедок носовых канатов, барабанного гро­хота (бочки), маневровой лебедки, гал-ечного конвейера, цент­робежных насосов.

  Производительность драги в основном определяется рабо­тоспособностью механизмов, обеспечивающих работу черпаю­щего устройства — привода черпаковой цепи и привода лебедок носовых канатов. Черпаковая цепь осуществляет разрушение и выемку горной породы, а лебедки носовых канатов, поворачи­вая драгу вокруг сваи, осуществляют боковую подачу драги. За счет боковой подачи производится заполнение черпаков по­родой и создается нагрузка на двигатели черпаковой цепи.

Приводы черпаковой цепи и лебедки носовых канатов рабо­тают в тяжелых условиях со значительными кратковременными перегрузками, приводящими иногда к их полной остановке.

  Основными требованиями, предъявляемыми к электроприво­дам   черпаковой   цепи   и   лебедок   носовых   канатов,   являются: обеспечение максимальной производительности драги; возможность регулирования скорости  при изменении сопро­тивления грунта копанию; создание  системой  экскаваторной  характеристики  привода; обеспечение плавности пуска двигателей. Работа  черпаковой цепи отличается значительной  неравно­мерностью и  часто  сопровождается  резкими толчками  и  уда­рами. Режим работы привода длительный с нагрузками, изме­няющимися в широких пределах.

  Характер изменения нагрузки привода лебедок носовых ка­натов соответствует изменению нагрузки главного привода. Колебания нагрузки сглаживаются за счет боковых канатов. В зависимости от характера разрабатываемого грунта нагрузка изменяется в широких пределах.

Наибольшее применение получил привод с асинхронными двигателями. К недостаткам этого привода следует отнести громоздкость и высокую степень аварийности релейно-контактной системы управления, невозможность регулирования скоро­сти в широком диапазоне, большие пусковые токи, значитель­ные потери электроэнергии при пуске и регулировании скоро­сти движения.

  Более совершенным является привод постоянного тока, ра­ботающий по системе Г—Д.

Список используемой литературы

1.  Л.Г.Живов «Привод и автоматика подъемных машин»

2. Г.А.Нурок «Процессы и технологиягидромеханизации открыхых горных работ»

3. Б.П.Белых «Электропривод и электрификация горных машин»

4.  Ю.Д. Глухарев «Электрооборудование горных работ и комплексов»

5. Р.Ю. Подерни «Горные машины и комплексы»

6. В.И. Солод «Горные машины»

7. М.С. Саврохин «Горные машины и комплексы открытых горных работ»

8. В.И. Щуцкий «Электрификация горных работ икомплексов»

9. М.Г.Новожилов «Открытые горные работы»