Lastningssystem i brytningsfront för kontinuerliga berg fl öden underjord
BO FORSMAN
Avdelningen för Bergteknik
HÖGSKOLAN I LULEA
LULEÅ UNIVERSITY, SWEDEN
av BO FORSMAN
AKADEMISK AVHANDLING
som med vederbörligt tillstånd a v
T e k n i s k a Fakultetsnämnden v i d Högskolan i Luleå för avläggande a v t e k n o l o g i e d o k t o r s e x a m e n kommer a t t o f f e n t l i g e n försvaras å
Högskolan i Luleå, s a l F 3 4 1 ( g u l a h u s e t ) f r e d a g e n d e n 17 december 1982 k l 1 0 . 0 0
D e p t o f M i n i n g and U n d e r g r o u n d C o n s t r u c t i o n U n i v e r s i t y o f Luleå, Sweden
( i n S w e d i s h ) '
ABSTRACT
T h e r e i s a demand i n m i n i n g f o r more i n v e s t m e n t s i n c o n - t i n u o u s l o a d i n g m e t h o d s i n o r d e r t o a c h i e v e h i g h e r p r o -
d u c t i v i t y a n d l o w e r c o s t s . The c r e a t i o n o f a b e t t e r e n v i r o n - ment i s a n o t h e r m a j o r g o a l w h i c h c o u l d be a t t a i n e d b y u s i n g r e m o t e o r a u t o m a t i c c o n t r o l o f t h e c o n t i n u o u s l y w o r k i n g m a c h i n e s .
The l o a d i n g a n d t r a n s p o r t a t i o n o f o r e i s an i m p o r t a n t p a r t o f u n d e r g r o u n d m i n i n g . A f t e r b l a s t i n g t h e o r e must u s u a l l y be moved t o a c h u t e c o n n e c t e d w i t h t h e m a i n l e v e l w h e r e
i t i s t r a n s p o r t e d b y t r a i n o r t r u c k t o c r u s h e r a n d h o i s t . T h i s t h e s i s d e a l s w i t h t h e f i r s t l i n k i n t h i s c h a i n , i . e . l o a d i n g a n d t r a n s p o r t a t i o n o f o r e f r o m t h e f a c e t o t h e c h u t e i n h a r d r o c k c o n d i t i o n s ( i n S w e d e n ) .
The b l a s t e d o r e i s r e l a t i v e l y c o a r s e a n d h a r d t o h a n d l e i n a c o n t i n u o u s p r o c e s s . The d e v e l o p m e n t so f a r h a s t h e r e - f o r e b e e n d i r e c t e d t o w a r d s t h e l a t e r s t e p s o f t h e p r o c e s s w h e r e t h e o r e h a s b e e n c r u s h e d t o a more c o n v e n i e n t s i z e . Today t h e r e a r e many a p p l i c a t i o n s o f t h i s , e . g . c o n v e y i n g and h o i s t i n g o f c r u s h e d o r e .
A t p r e s e n t t h e r e i s no c o n t i n u o u s t e c h n i q u e f o r l o a d i n g and t r a n s p o r t a t i o n o f o r e f r o m t h e f a c e . T h i s t h e s i s p r e s e n t s a new t e c h n i q u e f o r c o n t i n u o u s l o a d i n g a n d t r a n s - p o r t a t i o n o f o r e f r o m t h e f a c e u n d e r g r o u n d , w h i c h h a s
t e c h n i q u e c o n s i s t s o f a d e v e l o p e d d i g g i n g arm l o a d e r t o - g e t h e r w i t h a b e l t c o n v e y o r . The t e c h n i q u e h a s b e e n c h o s e n c o m p r e h e n s i v e l y u s i n g s y s t e m a t i c s f o r e v a l u a t i o n , m o d e l t e s t s w i t h t h e o r y f o r m u l a t i o n , s p e c i f i c a t i o n o f t e c h n i c a l and e n v i r o n m e n t a l demands and p l a n n i n g o f t h e new t e c h - n i q u e i n a p r o d u c t i o n s y s t e m i n c l u d i n g a t e c h n i c a l and e c o n o m i c s y s t e m a n a l y s i s .
The t h e s i s shows t h a t t h e s y s t e m d i g g i n g arm l o a d e r - b e l t c o n v e y o r has g o o d p o s s i b i l i t i e s t o meet t h e t e c h n i c a l and e n v i r o n m e n t a l demands. E c o n o m i c a l l y t h e c o n t i n u o u s s y s t e m i s b e t t e r t h a n t h e LHD i n s u b l e v e l c a v i n g b u t n o t as g o o d as t h e LHD u s e d i n t h e " c o n c i n u o u s " l a y - o u t . The d i g g i n g arm l o a d e r - b e l t c o n v e y o r s y s t e m has a g o o d p o t e n t i a l f o r f u t u r e r e m o t e o r a u t o m a t i c c o n t r o l .
Key w o r d s : C o a r s e o r e , c o n t i n u o u s l o a d i n g , c o n t i n u o u s s y s t e m s , c o n v e y o r , c o n v e y o r b e l t , d i g g i n g arm l o a d e r , h a r d r o c k , m i n i n g , o r e l o a d i n g , u n d e r g r o u n d .
t e r a s för b r y t n i n g s f r o n t u n d e r j o r d , v i l k e t b e s i t t e r
t e k n i s k a , e k o n o m i s k a o c h miljömässiga möjligheter, s p e c i e l l t i f r a m t i d a s y s t e m med fjärrmanövrering/automatisering.
S y s t e m e t består av u t v e c k l a d k r a f s l a s t a r e i k o m b i n a t i o n med bandtransportör. F r a m t a g n i n g o c h värdering av den n y a t e k n i k e n är utförd i n y a l l s i d i g f o r m , o m f a t t a n d e s y s t e m a t i k för v a l a v n y t e k n i k (teknikvärdering), m o d e l l s t u d i e r med t e o r i b i l d n i n g för k o n t r o l l a v d e n n y a t e k n i k e n , t e k n i s k a o c h miljömässiga k r a v s p e c i f i k a t i o n e r samt p r o j e k t e r i n g av n y a t e k n i k e n i e t t h e l t p r o d u k t i o n s s y s t e m med t e k n i s k o c h e k o n o m i s k s y s t e m a n a l y s .
Denna a v h a n d l i n g b a s e r a s på a r b e t e n , som påbörjades v i d i n s t i t u t i o n e n för B e r g t e k n i k , KTH, S t o c k h o l m 1966 o c h som h a r fullföljts v i d Högskolan i Luleå. På KTH o m f a t t a d e m i n f o r s k n i n g v i d s i d a n a v u n d e r v i s n i n g e n b l a n d a n n a t u t - l a s t n i n g av b e r g såväl genom fältstudier som genom m o d e l l - försök u n d e r l e d n i n g a v S v e n - G u n n a r B e r g d a h l . Då j a g 1974 f l y t t a d e t i l l a v d e l n i n g e n för B e r g t e k n i k , Högskolan i Luleå v a r d e t n a t u r l i g t a t t i n r i k t a m i n a d o k t o r a n d s t u d i e r på b e r g l a s t n i n g med t r a n s p o r t .
V i d Högskolan i Luleå h a r m i n f o r s k n i n g underlättats av g o d a medhjälpare. Tomas From h a r b i d r a g i t i a r b e t e t b e - träffande t e k n i k u t f o r m n i n g av u t r u s t n i n g för s k o p l a s t n i n g samt kartläggning a v bandtransportörers e g e n s k a p e r o c h
användningsområden. Modellförsök med s k o p l a s t n i n g h a r genom- förts av T o r e Granström o c h S o n i a M i r a n d a , medan B i r g e r J o h a n s s o n som e x a m e n s a r b e t e k o n s t r u e r a t o c h b y g g t k r a f s - l a s t a r m o d e l l e n samt även utfört en d e l modellförsök. Komp- l e t t e r a n d e modellförsök h a r utförts av Pan Chang L i a n g . U t s k r i f t av a v h a n d l i n g o c h d e l r a p p o r t e r h a r g j o r t s a v S o l v e i g E n g b l o m , E v a L a m b e r t s s o n o c h L i s b e t h Öqvist.
En r e f e r e n s g r u p p bestående av A r t h u r F a l c k , K e n t L i n d k v i s t , T e o d o r L u n d m a r k , I n g e m a r M a r k l u n d , Pål O h l s s o n o c h R o l f S v a l a h a r b i d r a g i t med s y n p u n k t e r på t e k n i k v a l o c h t e k n i k - värdering. P e r - E r i k L i n d v a l l h a r v i d s i d a n av r e f e r e n s g r u p - p e n tillhandahållit p r o j e k t e r i n g s u n d e r l a g .
M i n h a n d l e d a r e Gunnar A l m g r e n h a r fortlöpande g e t t s y n p u n k - t e r o c h råd beträffande a r b e t e t s i n r i k t n i n g o c h a v h a n d - l i n g e n s utförande. STU s l u t l i g e n h a r möjliggjort a v h a n d l i n - g e n genom p r o j e k t f i n a n s i e r i n g u n d e r t i d e n 1 9 7 5 - 1 9 8 2 .
A l l a o v a n nämnda, samt övriga som b i d r a g i t , t a c k a r j a g hjärtligt.
Luleå 1 9 8 2 - 1 1 - 0 1
Bo F o r s m a n
SUMMARY 6
1 . ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV METODER OCH
UTRUSTNINGAR 9 1.1 Spårbundna o c h spårfria s y s t e m 9
1.2 L a s t m a s k i n e r 10 1.2.1 H j u l l a s t a r e 10 1.2.2 K r a f s l a s t a r e 13 1.3 Överföring av b e r g t i l l t r a n s p o r t e n h e t 16
1.4 Transportörkonstruktioner 17 1.4.1 Standardtransportör 17
1.4.2 C a b l e B e l t 21 1.4.3 Bandvagntransportör 23
1.4.4 K I S 25 1.4.5 S e r p e n t i x 26
1.4.6 Kedjetransportör 26
1.5 För-krossning 27 1.5.1 F e e d e r - B r e a k e r 27 1.5.2 H o r i s o n t e l l käftkross 29
1.5.3 Lågbyggd käftkross 30 1.6 S k r o t d e t e k t e r i n g o c h s k r o t a v s k i l j n i n g 32
1.7 E n e r g i f o r m e r 36 1.8 P r i n c i p e r för fjärrmanövrering o c h
a u t o m a t i s e r i n g 38
1.8.1 T r u c k a r 38 1.8.2 L a s t m a s k i n e r 39
1.8.3 L a s t m a s k i n e r s rörelsemönster 42
2. BERGEGENSKAPER V I D LASTNING 44
2.1 B e r g e g e n s k a p e r 44 2.1.1 S t y c k e f a l l 45 2.1.2 P a c k n i n g s g r a d 48
2.1.3 Form 52 2.1.4 F u k t h a l t 53
2.3.1 Skopförsök v i d KTH 57 2.3.2 Skopförsök v i d LuH 65 2.3.3 B r o t t e o r i för k r o s s a t b e r g 72
2.3.4 V i b r e r i n g a v s k o p a n 72 2.4 Pålastning på transportör 74
3. MASKINENS PLATS I GRUVSYSTEMET 78 3.1 1985 års n y s t a r t a d e g r u v a 78
3.1.1 S k i v r a s g r u v a n 80 3.1.2 B l o c k r a s g r u v a n 8 1 3.1.3 Igensättningsgruvan 82 3.1.4 Tänkbara l a s t m a s k i n e r 83 3.1.5 Tänkbara t r a n s p o r t u t r u s t n i n g a r 84
3.2 G r u v l a y o u t för transportörer 85
3.2.1 S k i v r a s b r y t n i n g 85 3.2.2 B l o c k r a s b r y t n i n g 88 3.2.3 S k i v p a l l b r y t n i n g 90 3.2.4 Igensättningsbrytning 92 3.2.5 Rum- o c h p e l a r b r y t n i n g 94
3.2.6 Nya m e t o d e r 94
4. SYSTEMATIK FÖR VAL AV NYA LAST-/TRANSPORT-
SYSTEM 96 4.1 T i d i g a r e tillämpad s y s t e m a t i k 96
4.1.1 Miljöfaktorer h o s 75 besvärliga a r b e t e n 96
4.1.2 E g e n s k a p e r h o s h y d r a u l f y l l 97 4.1.3 S y s t e m a n a l y s i n o m v a t t e n t e k n i k 98
4.1.4 S l u t s a t s 99 4.2 F a k t o r i n d e l n i n g 100
4.3 Faktorvärdering 102 4.3.1 Miljöfaktorer 102 4.3.2 O l y c k s f a k t o r e r 103 4.3.3 E r g o n o m i f a k t o r e r 104 4.3.4 T e k n i k f a k t o r e r 104 4.3.5 E k o n o m i f a k t o r e r 105 4.3.6 V a l d a l a s t - o c h t r a n s p o r t a l t e r n a t i v 106
4.4 R e s u l t a t a v f a k t o r a n a l y s 107
4.4.1 L a s t n i n g 1 1 1 4.4.2 T r a n s p o r t 113 4.5 V a l a v i n t r e s s a n t a s t e m a s k i n k o m b i n a t i o n 114
5 . 1 .1 S k a l f a k t o r e r 121
5 . 1 . 2 B e r g m a t e r i a l 124
5 . 1 .3 L a s t m o d e l l 127
5. 1 .4 Försöksmetodik 130
5 . 1 . 5 R e s u l t a t 1 3 1
5 . 2 T e k n i s k k r a v s p e c i f i k a t i o n 141
5. 2 .1 S t y c k e f a l l , f o r m 1 4 1
5. 2 . 2 S e l e k t i v l a s t n i n g 145
5. 2 .3 L a y o u t a n p a s s n i n g 147
5. 2 .4 S a m l a d berghög 147
5. 2 ,5 Vägbana 148
5 . 2 .6 O r t d i m e n s i o n 148
5. 2 .7 V e n t i l a t i o n 149
5 . 2 .8 S t y r n i n g 150
5 . 2 .9 F l e x i b i l i t e t 151
5 . 3 Miljömässig k r a v s p e c i f i k a t i o n o c h värdering 152 5. 3 .1 L u f t k v a l i t e t , k l i m a t 152
5. 3 .2 B u l l e r , v i b r a t i o n e r 153
5 . 3 .3 H y t t u t f o r m n i n g 154
5 . 3 .4 O l y c k s f a l 1 s r i s k e r 156
5 . 3 . 5 Underhåll 156
5. 3 .6 Arbetsinnehåll 156
5 . 3 .7 Förarmiljö h o s k r a f s l a s t a r e 157
5. 3 .8 Förarmiljö h o s LHD 159
5. 3 .9 Förarmiljö h o s u t v e c k l a d k r a f s l a s t a r e 162
5 . 4 S l u t s a t s e r 162
6. PROJEKTERING (SYSTEMANALYS) AV GRUVSYSTEM MED KRAFSLASTARE - BANDTRANSPORTÖR MED
JÄMFÖRELSEOBJEKT 163 6.1 S y s t e m s t u d i e r N o r r a A l l i a n s e n , M a l m b e r g e t 164
6.1.1 G e o l o g i s k a förutsättningar 167 6.2 S t o r s k a l i g r u m s b r y t n i n g ( k o n t i n u e r l i g t
s y s t e m ) 169 6.2.1 B r y t n i n g s m e t o d 169
6.2.2 T i l l r e d n i n g 173 6.2.3 B o r r n i n g o sprängning 176
6.2.4 U t l a s t n i n g 178 6.2.5 T i dp 1-aner 179 6.2.6 E k o n o m i 182 6.2.7 U t v e c k l i n g s b e h o v 189
6.3.3 E k o n o m i 194 6.3.4 U t v e c k l i n g s b e h o v 195
6.4 Systemjämförelse med s p e c i e l l a a n s a t s e r
för k o n t i n u e r l i g t s y s t e m 196 6.4.1 Malmförluster o c h gråbergsinblandning 197
6.4.2 Insättande a v h j u l l a s t a r e i d e t k o n t i n u e r l i g a
s y s t e m e t s l a y o u t 198 6.4.3 F l e r a l a s t m a s k i n e r p e r b r y t n i n g s r u m 2 0 1
6.4.4 F l e r s k i f t s d r i f t genom d e l a u t o m a t i s e r i n g 204
7. POTENTIAL FÖR FJÄRRMANÖVRERING/AUTOMATI-
SERING AV KRAFSLASTARE-BANDTRANSPORTÖR 209
8. RESULTAT 2 1 1
LITTERATUR 213
BILAGOR
I n o m b e r g t e k n i k e n f i n n s såväl i n o m l a n d e t som u t o m l a n d s t r e n d e r m o t e n ökad s a t s n i n g på k o n t i n u e r l i g a m e t o d e r för a t t uppnå högre p r o d u k t i v i t e t e r o c h lägre k o s t n a d e r , väsent- l i g t för d e n hårt k o n k u r r e n s u t s a t t a g r u v - o c h b e r g a n -
läggningsindustrin. K o n t i n u e r l i g a p r o c e s s e r g e r nämligen i allmänhet högre k a p a c i t e t e r o c h e t t bättre u t n y t t j a n d e av de a l l t mer kapitalkrävande m a s k i n e r n a o c h anlägg- n i n g a r n a .
E t t a n n a t v i k t i g t mål är a t t förbättra arbetsmiljön, v i l k e t med k o n t i n u e r l i g a m e t o d e r lättare t o r d e k u n n a genomföras, s p e c i e l l t med hjälp a v fjärrmanövrering o c h a u t o m a t i s e r i n g . Operatören k a n då g e s n y a miljövänligare a r b e t s u p p g i f t e r samt p l a c e r a s i bättre arbetsmiljöer.
D e t t a a r b e t e b e h a n d l a r en väsentlig d e l a v b e r g b r y t n i n g e n u n d e r j o r d , nämligen b e r g e t s l a s t n i n g o c h t r a n s p o r t v i d b r y t n i n g s f r o n t e n , med i n r i k t n i n g mot s v e n s k a förhållanden, d v s hårt b e r g . B e r g e t föreligger då lössprängt från f a s t k l y f t o c h s k a l l l a s t a s o c h t r a n s p o r t e r a s t i l l nästa p r o c e s s - s t e g , o f t a e t t störtschakt i k o m b i n a t i o n med u t f r a k t s n i - våer. På utfraktsnivåerna f r a k t a s b e r g e t med t ex tåg e l l e r b e r g t r u c k t i l l c e n t r a l a krossningsanläggningar o c h u p p f o r d - r i n g s s c h a k t , som t r a n s p o r t e r a r b e r g e t u p p i d a g e n . D e t t a a r b e t e b e h a n d l a r alltså första p r o c e s s t e g e t , d v s l a s t - n i n g e n o c h t r a n s p o r t e n a v b e r g e t från b r y t n i n g s f r o n t t i l l ovannämna störtschakt.
D e t n y s s l o s s b r u t n a hårda b e r g e t är r e l a t i v t g r o v s t y c k i g t o c h svårhanterbart för e n k o n t i n u e r l i g p r o c e s s o c h också för fjärrmanövrering o c h a u t o m a t i s e r i n g . T e k n i k u t v e c k l i n g e n h a r därför h i t t i l l s i n r i k t a t s mot s e n a r e p r o c e s s t e g , o f t a s t e f t e r krossanläggningarna, då b e r g e t h a r e t t jämnt o c h
f i n t s t y c k e f a l l . I d e s s a p r o c e s s t e g föreligger i d a g många tillämpningar av k o n t i n u e r l i g a m e t o d e r , k o m b i n e r a d e med fjärrmanövrering o c h a u t o m a t i s e r i n g , e x e m p e l v i s b e r g e t s t r a n s p o r t med bandtransportörer o c h b e r g s p e l i u p p f o r d r i n g s - anläggningar.
För n y s s b r u t e t o c h g r o v s t y c k i g t hårt b e r g v i d b r y t n i n g s - f r o n t e n föreligger däremot i d a g i n g e n " k o n t i n u e r l i g " t e k - n i k . D e t t a a r b e t e g e r förslag t i l l en k o n t i n u e r l i g m e t o d
för en sådan h a n t e r i n g , b a s e r a d på e n u t v e c k l a d k r a f s l a s - t a r e i k o m b i n a t i o n med en bandtransportör, v i l k e t s y s t e m h a r e n g o d p o t e n t i a l för fjärrmanövrering o c h a u t o m a t i s e - . r i n g .
A r b e t e t består av följande a v s n i t t :
Översiktlig b e s k r i v n i n g a v m e t o d e r o c h u t r u s t n i n g a r ( k a p 1 )
P r e s e n t a t i o n av b e f i n t l i g a spårbundna o c h spårfria s y s t e m , l a s t m a s k i n e r , överföring a v b e r g t i l l t r a n s p o r t e n h e t , för- k r o s s n i n g , s k r o t d e t e k t e r i n g o c h s k r o t a v s k i l j n i n g , e n e r g i - f o r m e r samt p r i n c i p e r för fjärrmanövrering o c h a u t o m a t i - s e r i n g .
R e d o v i s n i n g e n b a s e r a s på l i t t e r a t u r s t u d i e r , studiebesök o c h fältstudier. U r v a l h a r s k e t t med hänsyn t i l l ämnesom- rådet k o n t i n u e r l i g t e k n i k o c h fjärrmanövrering/automatise- r i n g . S y n p u n k t e r g e s på t e k n i s k a möjligheter.
B e r g e g e n s k a p e r v i d l a s t n i n g ( k a p 2 )
S t y c k e f a l l , s t y c k e f o r m , p a c k n i n g s g r a d m m samt s a m b a n d e t s k o p u t f o r m n i n g - b e r g e g e n s k a p e r b e s k r i v s .
M a t e r i a l e t b a s e r a s på l i t t e r a t u r s t u d i e r o c h fältstudier samt e g n a modellförsök med s k o p l a s t n i n g .
M a s k i n e n s p l a t s i g r u v s y s t e m e t ( k a p 3 )
T e k n i k p r o g n o s e r genomförs för 1985 års g r u v a med s y s t e m - förslag för lastmaskin-transportör v i d s k i l d a b r y t -
n i n g s m e t o d e r . P r o g n o s e r n a a v s e r s v e n s k a förhållanden.
T e k n i k p r o g n o s e r n a b a s e r a s på l i t t e r a t u r s t u d i e r o c h idé- i n v e n t e r i n g b l a n d b e r g t e k n i k e r . Systemförslagen b a s e r a s på l i t t e r a t u r s t u d i e r o c h e g n a a n s a t s e r .
S y s t e m a t i k för v a l av n y a l a s t - o c h t r a n s p o r t s y s t e m ( k a p 4 )
En n y s y s t e m a t i k för v a l av l a s t - o c h t r a n s p o r t s y s t e m p r e s e n t e r a s b a s e r a d på t e k n i s k a möjligheter, e k o n o m i o c h arbetsmiljöaspekter ("teknikvärdering"). S y s t e m a t i k e n a n - vänds för a n a l y s av l a s t - o c h t r a n s p o r t s y s t e r n o c h för u r v a l av en n y i n t r e s s a n t k o m b i n a t i o n för v i d a r e s t u d i e r .
S y s t e m a t i k e n b a s e r a s på l i t t e r a t u r s t u d i e r , i n t e r v j u e r o c h e g n a förslag. Som i n t r e s s a n t a s t e l a s t - o c h t r a n s p o r t s y s t e m väljs e l d r i v e n k r a f s l a s t a r e i k o m b i n a t i o n med b a n d t r a n s - Pörtör.
E l d r i v e n k r a f s l a s t a r e s l a s t t e k n i k o c h arbetsmiljö ( k a p 5 )
K r a f s l a s t a r e n s k a p a c i t e t prövas i m o d e l l s t u d i e r ( s k a l a 1:5) beträffande lämpliga d i m e n s i o n e r (grävarmar, t r a n s - portör) o c h a r b e t s h a s t i g h e t för v a l t g r o v t s t y c k e f a l l . T e o r i b i l d n i n g utförs för d i m e n s i o n e r i n g a v k r a f s l a s t a r e n K r a v s p e c i f i k a t i o n e r för t e k n i k o c h arbetsmiljö anges för
n y t t j a n d e i d r i f t s k a l a .
M o d e l l s t u d i e r n a b a s e r a s på l i t t e r a t u r s t u d i e r o c h en n y - k o n s t r u e r a d m o d e l l r i g g . K r a v s p e c i f i k a t i o n e r n a beträffande t e k n i k o c h arbetsmiljö utgår från fältstudier, e r f a r e n h e t s - värden o c h s k y d d s n o r m e r .
P r o j e k t e r i n g av g r u v s y s t e m med krafslastare-bandtransportör ( k a p 6 )
Den n y a m a s k i n k o m b i n a t i o n e n k r a f s l a s t a r e - bandtransportör p r o j e k t e r a s i brytningsområdet N o r r a A l l i a n s e n 600-800 m i M a l m b e r g s g r u v a n med n y s t o r s k a l i g , a n p a s s a d b r y t n i n g s - t e k n i k ( r u m s b r y t n i n g med grovhål). D e t n y a g r u v s y s t e m e t
( " k o n t i n u e r l i g a s y s t e m e t " ) a n a l y s e r a s t e k n i s k t o c h e k o - n o m i s k t samt jämförs med s t o r s k a l i g s k i v r a s b r y t n i n g med h j u l l a s t a r e . S p e c i a l s t u d i e r utföres med h j u l l a s t a r e ersät-
t a n d e k r a f s l a s t a r e - bandtransportör i d e t n y a g r u v s y s t e m e t s l a y o u t . E k o n o m i o c h k a p a c i t e t b e l y s e s i d e t k o n t i n u e r l i g a s y s t e m e t med f l e r m a s k i n s d r i f t r e s p f l e r s k i f t s d r i f t genom d e l a u t o m a t i s e r i n g .
P r o j e k t e r i n g e n av de n y a s y s t e m e n b a s e r a s på idéinventering från b e r g t e k n i k e r samt med tillgång t i l l k o s t n a d s d a t a från LKAB .
P o t e n t i a l för fjärrmanövrering/automatisering av k r a f s - l a s t a r e - bandtransportör (Kap 7 )
Översiktlig r e d o v i s n i n g av t e k n i s k a möjligheter för fjärr- manövrering/ a u t o m a t i s e r i n g .
R e s u l t a t (Kap 8 )
K o n t i n u e r l i g l a s t n i n g o c h t r a n s p o r t h a r i n t r e s s a n t a möjlig- h e t e r för hårt b e r g i b r y t n i n g s f r o n t både med hänsyn t i l l e k o n o m i o c h arbetsmiljö.
K r a f s l a s t a r e i k o m b i n a t i o n med bandtransportör h a r v a l t s b l a n d e t t f l e r t a l m a s k i n e n h e t e r som d e t m e s t i n t r e s s a n t a s y s t e m e t för k o n t i n u e r l i g l a s t n i n g o c h t r a n s p o r t . U r v a l e t är b a s e r a t på en n y m e t o d i k d v s f a k t o r a n a l y s med r a n g - o r d n i n g s m a t r i s e r , som a l l s i d i g t t a r hänsyn t i l l t e k n i k , e k o n o m i o c h arbetsmiljö.
K r a f s l a s t a r e n h a r prövats med f y s i k a l i s k a modellförsök ( s k a l a 1:5) beträffande lämpliga d i m e n s i o n e r o c h a r b e t s - h a s t i g h e t . K r a f s l a s t a r e n beräknas k u n n a uppnå k a p a c i t e t s - målet 8 0 0 0 t o n / 1 8 h , a n p a s s a d t i l l g r o v t b e r g o c h f r a m t i d a b r y t n i n g s s y s t e m . De f y s i k a l i s k a modellförsöken h a r s p e c i e l l t b e a k t a t s a m s p e l e t m e l l a n b e r g m a t e r i a l o c h l a s t m a s k i n . I m o d e l l s t u d i e r n a h a r ingått t e o r i b i l d n i n g för k r a f s l a s t a r e n s d i m e n s i o n e r i n g .
K r a v s p e c i f i k a t i o n e r för f u l l s k a l e d r i f t h a r v i s a t goda möjligheter för krafslastare-bandtransportör a t t u p p f y l l a t e k n i s k a k r a v ( s p e c i e l l t o r t d i m e n s i o n e r , vägbana, s t y r n i n g , v e n t i l a t i o n s t e k n i k ) o c h miljökrav ( s p e c i e l l t förarmiljö, o l y c k s f a l l s r i s k e r ) .
P r o j e k t e r i n g e n d v s prövningen av k r a f s l a s t a r e - b a n d t r a n - sportör i e t t h e l t p r o d u k t i o n s s y s t e m N o r r a A l l i a n s e n , Malm- b e r g s g r u v a n , h a r v i s a t a t t d e t k o n t i n u e r l i g a s y s t e m e t är e k o n o m i s k t överlägset jämförelseobjektet f r a m t i d a s t o r s k a l i g s k i v r a s b r y t n i n g med h j u l l a s t a r e . S p e c i a l s t u d i e r v i s a r a t t d e t k o n t i n u e r l i g a s y s t e m e t h a r särskilda förutsättningar med hänsyh t i l l k a p a c i t e t o c h e k o n o m i för f l e r m a s k i n s d r i f t
samt för f l e r s k i f t s d r i f t genom d e l a u t o m a t i s e r i n g . E n m a s k i n s - d r i f t i e t t brytningsområde är d o c k från e k o n o m i s k s y n p u n k t underlägset h j u l l a s t a r e .
K o m b i n a t i o n e n krafslastare-bandtransportör är på g r u n d av g o d t e k n i k p o t e n t i a l s p e c i e l l t i n t r e s s a n t i f r a m t i d a p r o d u k t i o n s s y s t e m med fjärrmanövrering/automatisering.
M e t o d i k e n a t t välja o c h värdera ny t e k n i k bör h a e t t v i d a r e i n t r e s s e för l a s t / t r a n s p o r t u t v e c k l i n g d v s n y t t j a n d e av f a k t o r a n a l y s för första u r v a l e t , f y s i k a l i s k a m o d e l l e r för a n a l y s av s a m s p e l e t m e l l a n b e r g m a t e r i a l o c h l a s t m a s k i n i n k l t e o r i b i l d n i n g samt s y s t e m a n a l y s e r med n y a t e k n i k e n i n s a t t i h e l a p r o d u k t i o n s s y s t e m .
SUMMARY
T h e r e i s a demand i n m i n i n g f o r more i n v e s t m e n t s i n c o n - t i n u o u s l o a d i n g m e t h o d s i n o r d e r t o a c h i e v e h i g h e r p r o -
d u c t i v i t y and l o w e r c o s t s . The c r e a t i o n o f a b e t t e r e n v i r o n - ment i s a n o t h e r m a j o r g o a l w h i c h c o u l d be a t t a i n e d by u s i n g r e m o t e o r a u t o m a t i c c o n t r o l o f t h e c o n t i n u o u s l y w o r k i n g m a c h i n e s .
The l o a d i n g and t r a n s p o r t a t i o n o f o r e i s an i m p o r t a n t p a r t o f u n d e r g r o u n d m i n i n g . A f t e r b l a s t i n g , t h e o r e m u s t u s u a l l y be moved t o a c h u t e c o n n e c t e d w i t h t h e m a i n l e v e l w h e r e
i t i s t r a n s p o r t e d by t r a i n o r t r u c k t o c r u s h e r and h o i s t . T h i s t h e s i s d e a l s w i t h t h e f i r s t l i n k i n t h i s c h a i n , i . e . l o a d i n g and t r a n s p o r t a t i o n o f o r e f r o m t h e f a c e t o t h e c h u t e i n h a r d r o c k c o n d i t i o n s ( i n S w e d e n ) .
The b l a s t e d o r e i s r e l a t i v e l y c o a r s e and h a r d t o h a n d l e i n a c o n t i n u o u s p r o c e s s . The d e v e l o p m e n t so f a r has t h e r e - f o r e b e e n d i r e c t e d t o w a r d s t h e l a t e r s t e p s o f t h e p r o c e s s w h e r e t h e o r e h a s b e e n c r u s h e d t o a more c o n v e n i e n t s i z e . Today t h e r e a r e many a p p l i c a t i o n s o f t h i s , e.g. c o n v e y i n g and h o i s t i n g o f c r u s h e d o r e .
A t p r e s e n t t h e r e i s no c o n t i n u o u s t e c h n i q u e f o r l o a d i n g and t r a n s p o r t a t i o n o f o r e f r o m t h e f a c e . T h i s t h e s i s p r o - p o s e s a c o n t i n u o u s m e t h o d u s i n g a d e v e l o p e d d i g g i n g arm
l o a d e r c o m b i n e d w i t h a b e l t c o n v e y o r i n a s y s t e m w i t h p o t e n - t i a l f o r r e m o t e and a u t o m a t i c c o n t r o l .
The d i g g i n g arm l o a d e r - b e l t c o n v e y o r s y s t e m was c h o s e n
• u s i n g a new m e t h o d o f s e l e c t i n g t e c h n i q u e a c c o r d i n g t o a c o m p r e h e n s i v e s p e c i f i c a t i o n o f demands. The e v a l u a t i o n o f t h e t e c h n i q u e i s b a s e d p a r t l y on m o d e l t e s t s o f t h e c o n n e c t i o n b e t w e e n o r e and m a c h i n e p a r a m e t e r s , p a r t l y on a t e c h n i c a l and e c o n o m i c p r o j e c t i o n o f a m i n i n g s y s t e m f o r t h e N o r r a A l l i a n s e n o r e b o d y a t M a l m b e r g e t . The e n v i r o n - ment i s a l s o t a k e n i n t o c o n s i d e r a t i o n .
D e s c r i p t i o n o f m e t h o d s and e q u i p m e n t ( C h a p . 1)
R a i l b o u n d a n d t r a c k l e s s s y s t e m s , l o a d i n g e q u i p m e n t , t r a n s - f e r o f o r e t o t h e t r a n s p o r t e q u i p m e n t , p r e c r u s h i n g , d e t e c - t i o n a n d s e p a r a t i o n o f t r a m p i r o n , e n e r g y a n d p r i n c i p l e s f o r r e m o t e and a u t o m a t i c c o n t r o l .
The d e s c r i p t i o n i s b a s e d on a r e v i e w o f t h e l i t e r a t u r e t o g e t h e r w i t h f i e l d v i s i t s and - s t u d i e s and i s a d a p t e d t o t h e s p h e r e o f c o n t i n u o u s t e c h n i q u e and r e m o t e c o n t r o l and a u t o m a t i o n . T e c h n i c a l p o s s i b i l i t i e s a r e c o n s i d e r e d .
Ore p r o p e r t i e s i n l o a d i n g (Chap. 2 )
F r a g m e n t a t i o n , s h a p e , p a c k i n g a n d t h e c o n n e c t i o n b e t w e e n b u c k e t s h a p e and o r e p r o p e r t i e s a r e d e s c r i b e d .
The m a t e r i a l i s b a s e d on a r e v i e w o f t h e l i t e r a t u r e , on f i e l d s t u d i e s and on m o d e l s t u d i e s o f b u c k e t l o a d i n g .
The m i n i n g s y s t e m a n d t h e e q u i p m e n t ( C h a p . 3 )
A p r o g n o s i s f o r t h e h a r d r o c k m i n e o f 1985 w i t h p r o p o s a l s f o r l o a d e r - c o n v e y o r i n d i f f e r e n t m i n i n g m e t h o d s .
The p r o g n o s i s i s b a s e d on s t u d y o f t h e l i t e r a t u r e , and on an i n v e n t o r y o f m i n i n g e n g i n e e r s ' i d e a s . The p r o p o s a l s d e r i v e f r o m a r e v i e w o f t h e l i t e r a t u r e and my own e x p e r i - m e n t s .
A m e t h o d f o r s e l e c t i n g new l o a d i n g - and t r a n s p o r t s y s t e m s (Chap. 4 )
A p r o p o s a l f o r t h e s e l e c t i o n o f new l o a d i n g - and t r a n s p o r t s y s t e m s b a s e d on t e c h n i c a l , e c o n o m i c a l and e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s .
The m e t h o d i s b a s e d on s t u d i e s o f t h e l i t e r a t u r e , on i n t e r - v i e w s and on my own s u g g e s t i o n s and s h o u l d be u s e f u l f o r s e l e c t i n g t e c h n i q u e s i n g e n e r a l .
Use o f t h e m e t h o d has r e s u l t e c o n t r o l l e d o r a u t o m a t i c d i g g i l o a d i n g and b e l t c o n v e y o r s o r p o r t a t i o n . The w o r k on f u t u r e d i g g i n g arm l o a d e r s and b e l t
d i n t h e s e l e c t i o n o f r e m o t e n g arm l o a d e r s o r LHD1 s f o r
a u t o m a t i c t r o l l e y s f o r t r a n s - n e e d s was c o n c e n t r a t e d on c o n v e y o r s .
L o a d i n g t e c h n i q u e and e n v i r o n m e n t o f t h e d i g g i n g arm l o a d e r (Chap. 5)
A n a l y s i s o f t h e l o a d i n g p r o p e r t i e s o f d i g g i n g arm l o a d e r s f o r d i f f e r e n t t y p e s o f o r e , and t h e i r e r g o n o m i c s .
The a n a l y s i s i s b a s e d on f i e l d s t u d i e s and on m o d e l t e s t s e x a m i n i n g t h e c o n n e c t i o n b e t w e e n o r e and m a c h i n e p a r a m e t e r s .
P r o j e c t i o n o f a m i n i n g s y s t e m w i t h d i g g i n g arm l o a d e r and b e l t c o n v e y o r (Chap. 6)
A new m a c h i n e c o m b i n a t i o n i s p r o j e c t e d f o r t h e o r e b o d y o f N o r r a A l l i a n s e n , and i s c o m p a r e d w i t h a c o n v e n t i o n a l s y s t e m u s i n g LHD's.
The p r o j e c t i o n i s b a s e d on an i n v e n t o r y o f m i n i n g e n g i n e e r s i d e a s . The c o s t d a t a f o r t h e c o m p a r i s o n w e r e p r o v i d e d by LKAB .
P o t e n t i a l f o r r e m o t e c o n t r o l l e d / a u t o m a t i c d i g g i n g arm l o a d e r s - b e l t c o n v e y o r s (Chap. 7)
T e c h n i c a l p o s s i b i l i t i e s f o r r e m o t e c o n t r o l and a u t o m a t i o n o f t h e l o a d i n g e q u i p m e n t .
1 . ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV METODER OCH UTRUSTNINGAR
R e d o v i s n i n g e n b a s e r a s på l i t t e r a t u r s t u d i e r , studiebesök o c h fältstudier. U r v a l h a r s k e t t med hänsyn t i l l ämnes- området K o n t i n u e r l i g t e k n i k samt fjärrmanövrering-automati- s e r i n g med i n r i k t n i n g g r o v t , hårt b e r g .
1.1 Spårbundna o c h spårfria s y s t e m
Fördelarna med spårbundna s y s t e m är a t t en l i t e n o r t a r e a u t n y t t j a s väl p g a a t t m i n d r e frimått krävs än för spår- f r i a s y s t e m . V i d a r e är d e t r e l a t i v t lätt a t t åstadkomma fjärrstyrning o c h a u t o m a t i s e r i n g e f t e r s o m e n d a s t h a s t i g h e t s r e g l e r i n g krävs. Den s t o r a n a c k d e l e n är d e t o m f a t t a n d e
m a n u e l l a a r b e t e som krävs för läggning o c h underhåll a v spår. D e t t a h a r g j o r t a t t användning a v spårbundna s y s t e m i brytningsområden s t a r k t m i n s k a t s e d a n 6 0 - t a l e t , e f t e r s o m i n v e s t e r i n g a r n a b l i r tämligen s t o r a för e t t s y s t e m med k o r t livslängd o c h ständiga k r a v på ändringar. Någon åter- gång t i l l spårbundna u t r u s t n i n g a r är i n t e a t t vänta i b r y t - ningsområdena.
På utfraktsnivåer är s i t u a t i o n e n a n n o r l u n d a . Livslängden av nivån är i r e g e l a v s t o r l e k s o r d n i n g e n 10 år o c h l a s t - n i n g s - o c h tömningslägena är f a s t a . Här lämpar s i g o f t a e t t spårbundet t r a n s p o r t s y s t e m , även om t r u c k t r a n s p o r t h a r v a l t s i v i s s a f a l l . U n d e r de s e n a s t e 15 åren h a r en snabb u t v e c k l i n g s k e t t a v u t r u s t n i n g a r för fjärrstyrning o c h a u t o m a t i s e r i n g av spårbunden t r a f i k , o c h såväl e n k l a som m y c k e t a v a n c e r a d e s y s t e m f i n n s n u i d r i f t .
Spårfria s y s t e m h a r fördelen a v s t o r f l e x i b i l i t e t u n d e r förutsättning a t t energitillförsel i n t e behöves ske med k a b e l , s l a n g e d. Övergången t i l l spårfria u t r u s t n i n g a r h a r medfört en k r a f t i g t ökad användning a v d i e s e l m o t o r e r ,
v i l k e t i s i n t u r h a r medfört ökade k r a v på v e n t i l a t i o n . En n a c k d e l med spårfria u t r u s t n i n g a r är större k r a v på frimått, v i l k e t gör a t t o r t a r e a n u t n y t t j a s sämre än v i d spårbunden u t r u s t n i n g . Fjärrstyrning o c h a u t o m a t i s e r i n g k o m p l i c e r a s också a v a t t såväl s t y r n i n g som h a s t i g h e t s r e g l e - r i n g k r ä v s .
1.2 L a s t m a s k i n e r
De i särklass v a n l i g a s t e l a s t m a s k i n e r n a v i d m o d e r n u n d e r - j o r d s d r i f t r e d o v i s a s n e d a n , nämligen h j u l l a s t a r e för d i s - k o n t i n u e r l i g l a s t n i n g o c h k r a f s l a s t a r e för k o n t i n u e r l i g
l a s t n i n g .
1.2.1 H j u l l a s t a r e ( d i s k o n t i n u e r l i g l a s t n i n g )
Den d o m i n e r a n d e l a s t m a s k i n e n i d a g e n s g r u v a är d e n d i e s e l - d r i v n a h j u l l a s t a r e n e l l e r L H D - m a s k i n e n ( L o a d - H a u l - D u m p ) , f i g 1 . 1 . Den f y l l e r s k o p a n framme i b r y t n i n g s f r o n t e n o c h bär b e r g e t t i l l störtschakt ( e l l e r b e r g t r u c k ) på e t t a v - stånd ( e k o n o m i s k t ) a v u p p t i l l c a 200 m. M a s k i n e n b e s k r i v e s e j närmare, enär d e n får a n s e s v a r a känd. I stället r e d o - v i s a s s y n p u n k t e r på a t t öka d e s s l a s t k a p a c i t e t , som också klarlägger möjligheter o c h begränsningar.
F i g 1.1 L H D - m a s k i n
L H D - m a s k i n e r n a s låga o c h s m a l a f o r m är a n p a s s a d t i l l k r a v e n från de u t r y m m e n man h a r u n d e r j o r d . Längden medför en
förbättrad viktfördelning m e l l a n a x l a r n a o c h tillåter en ökning a v s k o p s t o r l e k e n jämfört med o v a n j o r d s m a s k i n e r . Den r i n g a b r e d d e n tillåter s m a l a r e s k o p a , som g e r bättre
inträngningsförmåga v i d begränsad inträngningskraft.
Inträngningskraften ökar s n a b b a r e än s k o p b r e d d e n v i d ökande m a s k i n s t o r l e k . I t a b e l l 1.1 jämförs h j u l l a s t a r e av o l i k a s t o r l e k . D e t a n t a g e s a t t f r i k t i o n s k o e f f i c i e n t e n m e l l a n m a r k o c h däck \i = 0,5.
T a b e l l 1.1 D a t a för h j u l l a s t a r e /Forsman e t a l 1 9 7 9 /
M a s k i n Skopa t
B r e d d m
M o t o r kW
V i k t t
D r a g - k r a f t
kN
I n t r k r a f t s k o p b r e d d
N/mm
C a t 980B 8 3,20 191 23 ,4 115 36
? o r o 350 7 2 ,44 136 22,5 110 45
Wagner ST5B 7 2 , 14 132 21 ,3 104 49
Wagner ST8 11 2 ,49 165 27 , 7 136 55
T o r o 500 12 2,60 204 3 1 ,2 153 59
GHH LF 15 15 3,10 272 48 ,0 235 76
Högre k a p a c i t e t e r t o r d e uppnås genom ökning av inträngnings- k r a f t e n p e r mm s k o p b r e d d . D e t t a k a n åstadkommas på f l e r a sätt:
- ökad m a s k i n v i k t
- ökad f r i k t i o n m e l l a n mark o c h däck - m i n s k a d s k o p b r e d d .
En ökning a v m a s k i n v i k t e n innebär också e n ökning av m o t o r - s t y r k a n , v i l k e t är m i n d r e önskvärt då d e t t a b i d r a r t i l l b l a ökade a v g a s p r o b l e m .
Största möjliga f r i k t i o n m e l l a n mark o c h däck är a l l t i d önskvärd. Däcktypen måste väljas e f t e r u n d e r l a g e t s e g e n - s k a p e r . D e t f i n n s många v a r i a n t e r av däck med mönster a v o l i k a s l a g , släta, a v s e d d a för k e d j o r o c h med påvulkade fästen för m e t a l l p l a t t o r . Släta däck u p p g e s ge större i n - trängningskraf t genom större f r i k t i o n på våta u n d e r l a g o c h v i d l a s t n i n g av m a t e r i a l med s t o r f i n a n d e l . K e d j o r o c h m e t a l l p l a t t o r .ökar f r i k t i o n e n o c h s k y d d a r däcken från skärskador. V i d försök i en s v e n s k g r u v a f a n n man a t t
k e d j o r m i n s k a d e s k o p f y l l n a d s t i d e n med 50 %, a n t a l e t o m t a g h a l v e r a d e s medan t r a n s p o r t h a s t i g h e t e n m i n s k a d e med 8 %.
M a s k i n e n s viktfördelning h a r också b e t y d e l s e för f r i k t i o n s - k r a f t e n . F r a m h j u l e n b e l a s t a s nämligen av s k o p a n s rörelser i berghögen u n d e r l a s t n i n g e n . D e t t a u t n y t t j a s av en d e l förare för a t t öka inträngningen.
Vägbanans b e s k a f f e n h e t avgör f r i k t i o n s k o e f f i c i e n t e n s s t o r - l e k . En hård, t o r r y t a g e r hög f r i k t i o n , medan en lös, våt y t a g e r låg f r i k t i o n . G r o p a r o c h ojämnheter m i n s k a r
också f r i k t i o n e n . De k a n medföra a t t e t t e l l e r två h j u l förlorar k o n t a k t med u n d e r l a g e t u n d e r grävmomentet. D e t t a g e r s t o r a påkänningar på m a s k i n e n o c h ökar s l i t a g e t , l i k s o m ojämnheter i körbanan överhuvudtaget.
M i n s t a möjliga s k o p b r e d d e n är l i k a med m a s k i n e n s e g e n b r e d d . De f l e s t a u n d e r j o r d s m a s k i n e r l i g g e r r e d a n på d e t t a gräns- värde, o c h en y t t e r l i g a r e m i n s k n i n g a/ s k o p b r e d d e n kräver alltså även o m k o n s t r u k t i o n a v m a s k i n e n .
Den n o r m a l a d r i f t f o r m e n för h j u l l a s t a r e är d i e s e l d r i f t . N y l i g e n h a r e m e l l e r t i d i n t r o d u c e r a t s e l d r i v n a h j u l l a s t a r e med släpkabel o c h de f i n n s i d a g för m a s k i n e r med max 11 t s k o p a . U t v e c k l i n g e n går d o c k mot e l d r i f t även av större m a s k i n e r .
1.2.2 K r a f s l a s t a r e ( K o n t i n u e r l i g l a s t n i n g )
K r a f s l a s t a r e k a l l a s en t y p a v l a s t m a s k i n som a n g r i p e r b e r g - högen från y t a n (uppifrån e l l e r från s i d a n ) . Med hjälp av grävarmar, v a r s utförande k a n v a r i e r a , d r a s b e r g e t i n t i l l en transportör o c h f r a k t a s av d e n n a t i l l e t t t r a n s p o r t f o r d o n e l l e r en annan transportör.
K r a f s l a s t a r e n är u p p b y g g d a v t r e h u v u d d e l a r : u n d e r r e d e , transportör o c h grävaggregat.
U n d e r r e d e t som bär upp övriga d e l a r är rälsgående, b a n d - b u r e t e l l e r g u m m i h j u l b u r e t . B a n d - r e s p g u m m i h j u l b u r n a l a s t - a r e är n a t u r l i g t v i s mer f l e x i b l a än rälsgående, som i s i n t u r h a r fördelar i trånga u t r y m m e n . Om l a s t a r e n o f t a b e - höver f l y t t a s längre sträckor är d e n g u m m i h j u l b u r n a v a r i a n t en s n a b b a r e än den b a n d b u r n a . U n d e r r e d e t innehåller även m o t o r e r , h y d r a u l a g g r e g a t o c h utrymme med manöverpanel för operatören.
Transportören är f o r m a d som en ränna i v a r s b o t t e n löper en kedjetransportör. Den är rörligt upphängd i u n d e r r e d e t för a t t avlastningshöjden s k a k u n n a v a r i e r a s o c h a n p a s s a s t i l l t r a n s p o r t f o r d o n e t s flakhöjd.
Grävaggregatet v a r i e r a r i utförande b e r o e n d e på t y p av
k r a f s l a s t a r e . Två n u v u d t y p e r k a n nämnas, nämligen J o y l o a d e r o c h Häggloader.
J o y l o a d e r , f i g 1.2, h a r e t t grävaggregat som består a v två g r i p a r m a r l a g r a d e på m i t t e n i t a p p a r , som är e x c e n t - r i s k t m o n t e r a d e i r o t e r a n d e s k i v o r . A r m a r n a är b a k t i l l u t f o r m a d e som g e j d e r , i v i l k a t a p p a r n a k a n g l i d a . T a p p a r n a är fästade i l a s t b o r d e t . Genom d e n n a a n o r d n i n g kommer
a r m a r n a a t t b e s k r i v a e n griprörelse. De svänger u t åt s i - d o r n a , framåt i n i berghögen, i n m o t l a s t b o r d e t o c h bakåt.
G o d s e t makas på d e t t a sätt u p p på transportören o c h v i d a r e t i l l t r a n s p o r t f o r d o n e t . L a s t a r t y p e n , som u r s p r u n g l i g e n k o n s t r u e r a d e s för k o l l a s t n i n g h a r använts för m a l m l a s t n i n g v i d LKAB, K i r u n a med g o t t r e s u l t a t .
F i g 1.2 J o y l o a d e r
Häggloadern, f i g 1.3, h a r e t t grävaggregat som består av fångarmar o c h grävarmar. När m a s k i n e n rör s i g framåt s k j u t s g o d s e t framåt a v fångarmarna o c h h e l a o r t b r e d d e n b l i r r e n - s a d . Grävarmarna är rörliga uppåt-nedåt, utåt-inåt o c h i s i d l e d 9 0 ° . De a r b e t a r n o r m a l t s y n k r o n t o c h m a t a r g o d s e t upp på transportören, med de k a n även manövreras i n d i v i - d u e l l t . L a s t a r e n h a r h i t t i l l s använts h u v u d s a k l i g e n för t u n n e l d r i v n i n g som t ex i B o l m e n - p r o j e k t e t som o m f a t t a r 60 km t u n n l a r med 7,5 m a r e a , men d e n k a n också n y t t j a s för p r o d u k t i o n s l a s t n i n g v i d g r u v b r y t n i n g .
F i g 1.3 Häggloader
Den n o r m a l a e n e r g i f o r m e n för k r a f s l a s t a r e n är e l d r i f t men även t r y c k l u f t d r i f t förekommer. Jämfört med h j u l l a s t a r e är d e n i n s t a l l e r a d e e f f e k t e n måttlig. Häggloader t ex krä- v e r e n d a s t 37 kW medan o l i k a t y p e r a v J o y l o a d e r kräver d r y g t 100 kW. Då k r a f s l a s t a r e n är e n r e l a t i v t stationär m a s k i n uppstår n o r m a l t i n g a p r o b l e m med e n släpande k a b e l . V i d förflyttning över längre avstånd k a n m a s k i n e n b o g s e r a s .
K r a f s l a s t a r e n u p p v i s a r m y c k e t hög öskapacitet som t ex 3
för Häggloader c a 3 m / m i n ( v i ) o c h för J o y l o a d e r c a 4
4 m / m i n ( v i ) . Långtidskapaciteten b l i r n a t u r l i g t v i s lägre men d e t b e r o r t i l l största d e l e n på a t t l a s t a r e n får vänta p å t r a n s p o r t f o r d o n e n . En t y p i s k s k i f t e f f e k t v i d l a s t n i n g
a v järnmalm i två t r a n s p o r t f o r d o n med 20 t o n s k a p a c i t e t o c h 120 m e n k e l körsträcka är c a 2000 t för J o y l o a d e r . K a p a c i t e t e n är n a t u r l i g t v i s b e r o e n d e a v s t y c k e f a l l e t . D e t bör h a e n jämn fördelning a v g r o v t o c h f i n t för bästa l a s t - n i n g s r e s u l t a t . Då k a n de grövre s t y c k e n a d r a s med på en bädd a v f i n a r e m a t e r i a l uppför transportören.
S k i v f o r m i g t b e r g är besvärligt a t t l a s t a om s t y c k e n a är så s t o r a a t t grävarmarna i n t e når om dem. Grävarmarna h a r svårt a t t få fäste på de p l a n a y t o r n a .
K r a f s l a s t a r n a s e g e n s k a p e r v i d b e r g l a s t n i n g a n a l y s e r a s när- mare i k a p 5.
K r a f s l a s t a r n a p a s s a r bäst v i d b r y t n i n g s m e t o d e r med m e r a stationära l a s t p l a t s e r . V i d t ex igensättningsbrytning medför d e n s a l v v i s a f r a m r y c k n i n g e n a t t transportavstånden m e l l a n p r o d u k t i o n s p u n k t e r n a b l i r för s t o r a för k r a f s l a s t a r - n a s begränsade h a s t i g h e t . L a s t n i n g v i d o r t d r i v n i n g o c h uppåtgående r a m p d r i v n i n g k l a r a r k r a f s l a s t a r n a däremot b r a . Om transportvägarna m e l l a n l a s t p l a t s e r n a är m y c k e t k r o k i g a , k a n m a s k i n e r n a s längd ställa t i l l p r o b l e m v i d förflyttning.
1.3 Överföring av b e r g t i l l t r a n s p o r t e n h e t
V i d l a s t n i n g t i l l s e p a r a t t r a n s p o r t f o r d o n , v i l k e t v a n l i g e n används i berganläggningar men även i g r u v o r , förekommer o l i k a sätt a t t överföra b e r g e t . V i d större a r e o r a n - vänder man v a n l i g e n h j u l l a s t a r e , som l a s t a r d i r e k t t i l l t r u c k . I g r u v o r h a r man v a n l i g e n e j så s t o r a u t r y m m e n a t t d e t t a förfarande k a n tillämpas i n o r m a l o r t u t a n l a s t p l a t - s e r n a måste a r r a n g e r a s på särskilt sätt, t ex i f o r m av n i s c h e r med e x t r a b r e d d o c h takhöjd.
E t t a n n a t sätt a t t överföra b e r g e t t i l l t r a n s p o r t v a g n e n är v i a en transportör. D e t t a s y s t e m används v i d k r a f s - l a s t a r e . En transportör h a r fördelen a t t den lämnar av b e r g e t på e t t s k o n s a m t sätt, v i l k e t r e d u c e r a r s l i t a g e t på t r a n s p o r t f o r d o n e t . D e s s u t o m b l i r den t o t a l a höjden m i n d r e v i l k e t är en s t o r fördel v i d små a r e o r . En t r a n s p o r - tör g e r också e t t k o n t i n u e r l i g t flöde o c h s t o r k a p a c i t e t med måttliga d i m e n s i o n e r på transportören. E r g o n o m i s k t s e t t är en k r a f s l a s t a r e med transportör gynnsam då den h a r e t t l u g n t o c h k o n t i n u e r l i g t arbetssätt. Dess f u n k t i o n s - sätt är också e n k e l t o c h lämpar s i g väl för fjärrstyrning.
Från k o s t n a d s s y n p u n k t h a r e m e l l e r t i d d e n n a m a s k i n t y p n a c k - d e l e n a t t e t t s t o r t a n t a l d e t a l j e r är i k o n t a k t med d e t l a s t a d e b e r g e t o c h därmed u t s a t t a för s l i t a g e .
.1.4 Transportörkonstruktioner
R e d o v i s n i n g e n är i n r i k t a d mot k o n t i n u e r l i g t r a n s p o r t d v s transportörer o c h b e a k t a r s p e c i e l l t möjligheter a t t t r a n s - p o r t e r a g r o v t b e r g .
1.4.1 Standardtransportör
De d e l a r av en bandtransportör, som främst påverkas v i d t r a n s p o r t av g r o v t b e r g är b a n d o c h rullställ. B a n d s l i t a g e o c h a n d r a b a n d s k a d o r ökar k r a f t i g t v i d ökad g r o v l e k på g o d s e t .
D e t som begränsar en v a n l i g transportörs möjligheter a t t k l a r a g r o v t m a t e r i a l är de stötar som uppstår m e l l a n s k u t o c h r u l l a r . V i d d e s s a stötar kläms b a n d e t m e l l a n s k u t o c h r u l l a r , v a r v i d k r o s s k a d o r k a n uppkomma. B a n d k o s t n a d e n utgör 30-40 % a v t o t a l a transportörkostnaden. Även r u l l a r n a s l i t s k r a f t i g t p g a d e s s a stötar.
Vävband med e g e n s k a p e r lämpliga även för g r o v t gods är de s k EP-banden. De h a r p o l y e s t e r i v a r p e n o c h p o l y a m i d i väften,vilket g e r g o d a e g e n s k a p e r även v i d t r a n s p o r t av g r o v t b e r g .
För t r a n s p o r t a v s k a r p k a n t i g t , g r o v s t y c k i g t gods k a n även användas stålkordband. A r m e r i n g med polyamidtrådar tvärs b a n d r i k t n i n g e n m i n s k a r r i s k e n för k l y v s k a d o r .
Bärrullarnas f u n k t i o n är a t t bära o c h s t y r a b a n d e t . I r e g e l p l a c e r a s r u l l a r n a i ställ med t r e r u l l a r i v a r j e där s i d o - r u l l a r n a l u t a s för a t t ge b a n d e t en trågform, a v p a s s a d t i l l d e n t r a n s p o r t e r a d e p r o d u k t e n o c h önskad k a p a c i t e t . För t r e d e l a d e rullställ förekommer trågningsvinklar på upp t i l l 45° o c h för f e m d e l a d e 60°.
Bärrullarna fästs k o n v e n t i o n e l l t i e t t s t y v t m o n t e r a t r u l l - ställ men även a n d r a k o n s t r u k t i o n e r f i n n s , som t ex g i r l a n d - rullstället, f i g 1.4. D e t t a h a r f u n n i t s t o r avsättning i E u r o p a . D e t f o r m a r s i g e f t e r l a s t e n o c h g e r hög k a p a - c i t e t , m j u k a r e gång, motståndsförmåga mot stötar o c h s l a g samt g o d b a n d i n r i k t n i n g .
F i g 1.4 Girlandrullställ
Bärrulldelningen är b e r o e n d e av b a n d v i k t , l a s t o c h b a n d - spänning. För a t t b a n d e t s nedböjning m e l l a n r u l l a r n a i n t e s k a b l i för s t o r o c h den tilltänkta k u p n i n g s v i n k e l n i n t e ändras, e r f o r d r a s en m i n d r e bärrulldelning för t r a n s p o r t av m a t e r i a l med hög v o l y m v i k t än för m a t e r i a l med låg v o l y m - v i k t . Bärrulldelningen är även b e r o e n d e av bandspänningen på så sätt a t t j u högre bandspänningen är d e s t o större
d e l n i n g k a n man tillåta.
För s t o r nedböjning m e l l a n bärrullarna, över 1-2 % av r u l l - d e l n i n g e n , förorsakar onödiga böjpåkänningar i b a n d e t . D e t ökar s l i t a g e t på övre täckplattan genom a t t laststrän- g e n rör s i g på b a n d e t , o c h även e f f e k t b e h o v e t ökar.
D e t h a r v a r i t en t r e n d a t t öka d e l n i n g e n för a t t m i n s k a i n v e s t e r i n g s k o s t n a d e r n a . Ökat avstånd k a n åstadkommas genom förstärkning av b a n d k a n t e r n a så a t t de b l i r s t y v a r e .
V i d beräkning o c h k o n s t r u k t i o n av bärkonstruktion t i l l en transportör måste man t a hänsyn t i l l följande, o f t a g a n s k a b e t y d a n d e påkänningar.
- H o r i s o n t a l k r a f t e r från spänningar i b a n d e t , särskilt de spänningar som uppstår v i d s t a r t av f u l l a s t a t b a n d . - V e r t i k a l a k r a f t e r från t y n g d e n a v rullställ, b a n d ,
t r a n s p o r t m a t e r i a l samt m o t v i k t e n då d e n n a är upphängd i transportörkonstruktionen.
- Stötar o c h svängningar v i d t r a n s p o r t a v g r o v t gods i samband med pålastning o c h förflyttning av bärrullarna.
En transportör som s k a användas nära b r y t n i n g s f r o n t e n bör v a r a m y c k e t f l e x i b e l , så v i d a man i n t e k a n o r d n a en b r y t - n i n g s l a y o u t som medger f a s t a r e förläggning.
En transportör som är m y c k e t lättbyggd men t i l l s v i d a r e f i n n s med max 1200 mm b a n d b r e d d h a r u t v e c k l a t s av Dowty Meco o c h v i s a s i f i g u r 1.5. Transportören b y g g s upp a v
r a m m o d u l e r , som är m y c k e t lätta a t t h a n t e r a . Bärrullställen är fjädrande o c h a n p a s s a r trågningsvinkeln e f t e r b e l a s t - n i n g e n , f i g 1.6.
F i g 1.5 Rammodul för bandtransportör
Trågningsvinkel 27° Trågningsvinkel 35°
F i g 1.6 Trågning u t a n r e s p med l a s t
U t v e c k l i n g a v d r i v s y s t e m e t k a n också underlätta k o n s t r u k - t i o n e n a v f l e x i b l a transportörer. Intermediär ( d e l a d ) d r i v - n i n g , d v s d r i v k r a f t e n m a t a s i n på transportören i f l e r a m i n d r e e n h e t e r , m i n s k a r b e h o v e t a v f l e r t r a n s p o r t s y s t e m o c h o m l a s t n i n g s s t a t i o n e r .
K a p a c i t e t e n h o s en bandtransportör för b e r g m a t e r i a l med
" n o r m a l " styckefallsfördelning k a n a n g e s e n l i g t f o r m e l n :
k k
I = 3600
v
(0.9B - 0.05) ( 1 . 1 )
där
3 I = k a p a c i t e t e n (m / s ) B = b a n d b r e d d e n (m)
v = b a n d h a s t i g h e t e n ( m / s )
kg= r e d u k t i o n s f a k t o r för b a n d som a r b e t a r i s t i g n i n g k.= k o n s t a n t , som b e r o r på trågningsvinkeln
( k o c h k bestäms u r f i g u r 1.7 r e s p f i g u r 1.8)
20 30 s t i g n i n g s v i n k e l
F i g 1.7 R e d u k t i o n s f a k t o r n k som f u n k t i o n av s t i g n i n g s - v i n k e l n
F i g 1.8 K o n s t a n t e n som f u n k t i o n a v trångningsvinkeln v i d t r e d e l a d e rullställ
( F o r m e l n för I samt f i g u r e r n a 1.7 r e s p 1.8 h a r k o n s t r u e r a t s utgående från tabellvärden i " T r a n s p o r t b a n d " , T r e l l e b o r g 1 9 7 6 )
En bandtransportör a r b e t a r k o n t i n u e r l i g t o c h får därigenom hög k a p a c i t e t . En bandtransportör, som s k a k u n n a t r a n s p o r -
t e r a g r o v t b e r g o c h därför måste ha s t o r b r e d d får a u t o m a - t i s k t m y c k e t hög k a p a c i t e t . En h o r i s o n t e l l transportör med t ex 2 m b a n d b r e d d o c h 1 m/s b a n d h a s t i g h e t får v i d
tvåskiftsdrift o c h 75 % tillgänglighet en k a p a c i t e t på c a 14 Mt m a g n e t i t m a l m p e r år.
1.4.2 Cab l e _ B e l t
Utmärkande för C a b l e B e l t , f i g u r 1.9, är a t t b a n d e t v i l a r på två p a r a l l e l l a l i n o r v i l k a i s i n t u r bärs upp av stöd- h j u l . L i n o r n a l i g g e r i påvulkade spår o c h d r a g k r a f t e n över- förs från l i n o r n a t i l l b a n d e t genom f r i k t i o n . D r a g k r a f t e n påförs l i n o r n a v i a ändrullar på v a n l i g t sätt. De två f u n k - t i o n e r n a för d r i v n i n g o c h t r a n s p o r t är alltså s e p a r e r a d e .
F i g 1.9 C a b l e B e l t - k o ' n s t r u k t i o n
B a n d e t är p l a n t då d e t är t o m t men k u p a r s i g v i d pålastning av m a t e r i a l . H u r m y c k e t b a n d e t s k a l l k u p a bestäms av på tvären i n l a g d a r i b b o r av fjäderstål i b a n d e t . Avståndet m e l l a n r i b b o r n a är c a 75 mm.
D r i v l i n o r n a är i n n e s l u t n a i p s n i t t . De k o n s t r u e r a s med en längden h o s l i n o r n a är 3-7 år
l a s t o c h h a r cirkulärt tvär- säkerhetsfaktor på 1:3. L i v s -
e l l e r c a 25 Mt b e r g .
Stödhjulen är a v a l u m i n i u m o c h p o l y u r e t a n ; de är av e n k e l k o n s t r u k t i o n o c h k a n lätt b y t a s u t . Avståndet m e l l a n r u l l - ställen är n o r m a l t 5-7 m.
M a t e r i a l e t t r a n s p o r t e r a s m y c k e t l u g n t på C a b l e B e l t p g a a t t b a n d e t (materialbäraren) i n t e kommer i k o n t a k t med stödkonstruktioner e l l e r r u l l a r . D e t t a är särskilt g y n n s a m t v i d g r o v s t y c k i g t g o d s . V i d pålastning bör d o c k en bädd
av f i n t m a t e r i a l först läggas på b a n d e t för a t t m i n s k a s l i t a g e t . Även e t t a c c e l e r a t i o n s b a n d a v 3-4 m längd k a n användas för a t t m i n s k a s l i t a g e t då g r o v s t y c k i g t m a t e r i a l
Genom a t t b a n d e t är s t y r t i s i d l e d förekommer i n g e t s p i l l . I n t e h e l l e r u n d e r r e t u r p a r t e n uppstår spillhögar e f t e r s o m b a n d e t i n t e löper över några v a l s a r .
M a x i m a l a t r a n s p o r t k a p a c i t e t e n för C a b l e B e l t är 3000 t / h , m a x i m a l a b r e d d e n är 1.5 m o c h m a x i m a l a h a s t i g h e t e n är 4.5 m/s. V i l l man h a ökad k a p a c i t e t är d e t b i l l i g a r e a t t
i n s t a l l e r a två b a n d än a t t öka d i m e n s i o n e r n a . B a n d e t k a n k l a r a t r a n s p o r t i l u t n i n g 1:3 (19.5°). T r a n s p o r t h a s t i g - h e t e r n a ökar med införande av n y a m a t e r i a l i k o n s t r u k t i o - n e n . E k o n o m i s k t är C a b l e B e l t jämförbar med k o n v e n t i o n e l l a b a n d v i a transportsträckor över 2 km.
R a d i e n på h o r i s o n t e l l a k u r v o r bestäms a v spänningen i b a n d e t . E x e m p e l f i n n s på r a d i e r n e d t i l l 900 m. T a c k v a r e d e n låga spänningen i b a n d e t k a n d e t r e p a r e r a s m e k a n i s k t med klämmor. Om b a n d e t r e v u l k a n i s e r a s k l a r a s r e p a r a t i o n e n på 6-8 t i m m a r .
I s l u t e t a v 7 0 - t a l e t i n t r o d u c e r a d e s v a r i a n t e n CB3 C o n v e y o r . Den är s t a n d a r d i s e r a d t i l l två m o d e l l e r . H a s t i g h e t e n l i g g e r på 2.5-6 m/s o c h k a p a c i t e t e n är max 5000 t / h . D r i v n i n g e n
l e v e r e r a s i s t e g om upp t i l l 500 kW för s i n g e l e l l e r m u l t i - d r i f t . D r i v e n h e t e r n a h a r måtten längd: 6m, b r e d d : 2.5 m o c h höjd 1.5 m.
1.4.3 Bandvagntransportör
I S o v j e t h a r n a n k o n s t r u e r a t en transportör för g r o v t b e r g , en s k bandvagntransportör. Den består a v en n o r m a l b a n d - transportör u t a n rullställ, som stöds av e t t a n t a l tråg- f o r m a d e , rälsgående v a g n a r som följer med b a n d e t genom
f r i k t i o n , f i g u r 1.10. I pålastningsläget används stötrullar som h o s en n o r m a l transportör.
F i g 1.10 B a n d v a g n - transportör
Load-carrying Troughed Belt connecting Return Lower belt cross strap cars idler rail
Fördelarna g e n t e m o t k o n v e n t i o n e l l a bandtransportörer a r :
- p r a k t i s k t t a g e t i n g e t s l i t a g e på b a n d e t - i n g e n dammning
- l u t n i n g e n k a n ökas med 2-3°
- i n g e n v a t t e n a l s t r i n g från t i x o t r o p t m a t e r i a l
- genom a t t lägga d r i v n i n g e n på v a g n a r n a a v l a s t a s b a n d e t från spänningar i längdriktningen.
Den första bandvagntransportören i n s t a l l e r a d e s i K a r a t a n - g r u v a n i K a z a k h s t a n 1 9 7 0 . Den t r a n s p o r t e r a r sprängd f o s f o r - malm från d a g b r o t t e t 50 m i l u t n i n g 20° t i l l g r o v k r o s s e n .
De största s k u t e n är 1300-1500 mm. B a n d t r a n s p o r t h a r g i v i t s t o r a e k o n o m i s k a fördelar jämfört med t i d i g a r e t r u c k t r a n s - p o r t .
M a x h a s t i g h e t e n som i början v a r 1.5 m/s h a r med k o n s t r u k - t i o n e n e n l i g t f i g u r 1.10 k u n n a t höjas avsevärt.
S a l a I n t e r n a t i o n a l h a r n y l i g e n g j o r t e t t förslag på en e g e n v a r i a n t a v bandvagnstransportören. K a p i t a l k o s t n a d e n beräknas b l i 50 % högre än för en k o n v e n t i o n e l l b a n d - transportör, medan e l k o s t n a d e n för d r i f t bör b l i m i n d r e än hälften.
1.4.4 K I S
En a n n a n s o v j e t i s k s y s t e m k o n s t r u k t i o n innehåller som en d e l en böjlig transportör. " B a n d e t " består av e t t a n t a l plåtar, som l i g g e r o m l o t t , v i l k e t gör a t t transportören b l i r böjlig både h o r i s o n t e l l t o c h v e r t i k a l t . Transportören är u p p b y g g d av s e k t i o n e r som k a n böjas i förhållande t i l l v a r a n d r a med hjälp av h y d r a u l c y l i n d r a r . D r i v s y s t e m e t är intermediärt o c h k a n alltså lätt a n p a s s a s e f t e r t r a n s p o r - törens längd. Transportören k a n e n k e l t f l y t t a s t i l l a v s e d d p l a t s . Den " k r y p e r nämligen på magen" som e t t v a n l i g t l a r v - b a n d . När d e n k o m m i t på p l a t s , höjs d e n med hjälp av h y d - r a u l i s k a b e n , varpå u t t r a n s p o r t e n a v b e r g k a n s t a r t a s . D a t a för p r o t o t y p e n :
längd 73 m b r e d d 1.5 m höjd 1.2 m v i k t 35 000 k g b a n d b r e d d 1.0 m b a n d h a s t i g h e t 0.35 m/s s t y c k e s t o r l e k 0.8 m
l u t n i n g , max 10°
böjningsradie, h o r i s o n t e l l t 15 m
" , v e r t i k a l t 16 m i n m a t a d e f f e k t 30 kW
1.4.5 S e r r o e n t i x
I USA h a r man p r o v a t många k o n s t r u k t i o n e r för a t t åstad- komma k o n t i n u e r l i g u t f r a k t v i d k o l b r y t n i n g . En av d e s s a är S e r p e n t i x som är en böjbar bandtransportör, v i l k e n
hänger i en räls ( I - b a l k ) i t a k e t . Rälsen b u l t a s f a s t med k o n v e n t i o n e l l t a k b u l t . Transportören hänger i r a m a r av fyrkantsrör som bär u p p d e n s k r y g g r a d e n . V a r j e s e k t i o n av transportören är 2.4 m lång, v a r a n n a n är av böjlig
" r y g g r a d " o c h v a r a n n a n är s t e l . D e s s a s e k t i o n e r är fästade v i d v a r a n d r a med torsionsstänger genom c e n t r u m .
B a n d e t är 810 mm b r e t t o c h består av en bälgliknande k o n - s t r u k t i o n , där s e g m e n t e n är i h o p b u l t a d e o c h k o p p l a d e t i l l en d r i v k e d j a . På k a n t e n av v a r j e segment s i t t e r en gummi- k u d d e som h i n d r a r s p i l l då b a n d e t manövreras. Transportören k a n lätt ändras i längd genom tillägg e l l e r b o r t t a g n i n g av s e g m e n t . D r i v k e d j a n går r u n t k u g g h j u l i båda ändar av transportören o c h i påmatningsänden h a r k u g g h j u l e t h y d - r a u l i s k d r i v n i n g .
1.4.6 Kedjetransportör
Kedjetransportörer används h u v u d s a k l i g e n i m a s k i n e r , som t ex k r a f s l a s t a r e o c h s k y t t e l v a g n a r samt v i d f r o n t e n v i d
" L o n g - w a l 1 " - b r y t n i n g av k o l . Kedjetransportören, f i g u r
1 . 1 1 , består av en ränna i v i l k e n löper en e l l e r två k e d j o r i transportörens längdriktning. På k e d j a n ( m e l l a n k e d j o r n a ) är m o n t e r a d e m e d b r i n g a r e , som d r a r med s i g b e r g e t t i l l
avlastningsänden. H u r g r o v t s t y c k e f a l l transportören k a n k l a r a b e r o r n a t u r l i g t v i s på d e s s d i m e n s i o n e r . Den behöver i n g e n säkerhetsmarginal i s i d l e d u t a n transportörens b r e d d = b r e d d e n h o s t r a n s p o r t e r a t g o d s .
Då a l l t m a t e r i a l e t g l i d e r u t e f t e r rännan, kommer s l i t a g e t på transportören a t t b l i g a n s k a s t o r t . Som e x e m p e l på ke.d-
3
j a n s livslängd k a n a n g e s d r y g t 20 000 m ( v i ) g r a n i t .
Förkrossning a v b e r g e t v i d b r y t n i n g s f r o n t e n underlättar användningen a v bandtransportör v i d g r o v t b e r g . Då b r y t - n i n g s f r o n t e n i n t e är s t a t i s k u t a n mer e l l e r m i n d r e rörlig måste k r o s s p l a c e r a d så långt f r a m i flödet v a r a möjlig
a t t f l y t t a i t a k t med a t t b r y t n i n g e n f o r t s k r i d e r . Följande t r e " m o b i l a " k r o s s a r b e s k r i v s närmare:
- " f e e d e r - b r e a k e r "
- h o r i s o n t e l l käftkross - lågbyggd käftkross
1.5.1 F e e d e r - B r e a k e r
W R S t a m l e r C o r p h a r u t v e c k l a t en k r o s s t y p för k o l o c h lösa m i n e r a l , f i g u r 1.12. B e r g e t t i p p a s i behållaren v a r - e f t e r en kedjetransportör för i n d e t mot en r o t e r a n d e
c y l i n d e r , som är försedd med e t t a n t a l s t i f t , t a n g e n t i e l l t ,
f i g u r 1.13, o c h i s p i r a l f o r m p l a c e r a d e . S t i f t e n av hård- m e t a l l k l a r a r m i n e r a l med tryckhållfasthet upp t i l l 195 MPa.
F l y t t n i n g a v k r o s s e n k l a r a s på t r e s k i f t . I t a b e l l 1.2 jämförs d a t a för en f e e d e r - b r e a k e r med d a t a för en h o r i s o n - t e l l käftkross.
F i g 1.12
F i g 1.13 F e e d e r - B r e a k e r s k r o s s n i n g s p r i n c i p
1.5.2 H o r i s o n t e l l _ k a f t k r q s s
Genom a t t t a en v a n l i g käftkross o c h lägga den på s i d a n k a n man k r a f t i g t r e d u c e r a e r f o r d e r l i g höjd för en k r o s s - i n s t a l l a t i o n . E f t e r s o m man då i n t e får någon transporthjälp av t y n g d k r a f t e n används en kedjetransportör för a t t föra b e r g e t genom käftarna. W e s t p h a l i a Lünen t i l l v e r k a r s e d a n 1964 en h o r i s o n t e l l käftkross för k r o s s n i n g av såväl lösa som hårda m i n e r a l , f i g u r 1.14. D a t a framgår av t a b e l l 1.2.
1 i
!!
!p* jlljU Ujjtl Uggli J i _ j
fi
,——3 i
TT
Cross seclion al "A"
F i g 1.14 H o r i s o n t e l l käftkross (Westphalia-Lünen)
T a b e l l 1.2 Jämförelse m e l l a n m o b i l hammarkross r e s p h o r i s o n t e l l käftkross
J o y M o b i l e F e e d e r - B r e a k e r
BF 14A-9-10
W e s t p h a l i a Lünen
WB 1 4
längd, k r o s s (m) 5-80 5 .50
längd i n k l i n - o c h u t -
m a t n i n g (m) 9.10 1 5 .50
b r e d d (m) 3.70 3 .50
höjd (m) 2.10 1 .85
v i k t (kg) 45 000 33 000
i n m a t a d e f f e k t (kW) 162 55-132
största s k u t i n (m3) 1.0. 1 .0
b e r g e t s tryckhållfast-
h e t (max) (MPa) 195 275
k a p a c i t e t (m3/h) 500 375
1.5.3 Lågbyggd käftkross
US B u r e a u o f M i n e s g a v 1976 R a p i d e x I n c i u p p d r a g a t t d e f i - n i e r a k r a v e n o c h u p p s k a t t a m a r k n a d e n för en t r a n s p o r t a b e l u n d e r j o r d s k r o s s . Man f a n n en s t o r p o t e n t i e l l m a r k n a d för en k r o s s , som u p p f y l l d e k r a v e n e n l i g t t a b e l l 1.3.
T a b e l l 1.3 K r a v på t r a n s p o r t a b e l u n d e r j o r d s k r o s s
b r e d d 2.5 - 3.0 m
höjd 2.5 - 3.7 m
max s t y c k e f a l l i n 750 - 900 mm
max s t y c k e f a l l u t 150 - 200 mm
b e r g e t s tryckhållfasthet 210 MPa
k a p a c i t e t 100 - 300 t / h
f l y t t n i n g s t i d 1 s k i f t
