شاول نوعي از مجموعه بيل مكانيكي است كه براي بارگيري سنگهاي سخت (واستثنائاً خاك ها) و اغلب در فضاي باز (معادن روباز) مورد استفاده قرار مي گيرد
شاول ها در استخراج هاي سطحي به روش نواري و كواري مورد استفاده قرار مي گيرند. در روش نواري روباره برداشته شده و در يك بخش استخراج شده قبلي مجاور ريخته مي شود و ماده معدني زير روباره بوسيله ماشين ديگري بارگيري شده و به قسمت ديگري برده مي شود.
شاول ها توانايي كندن و بارگيري مواد واقع در سطح ايستايي ماشين يا بالاتر از آن را دارند.
انواع شاول:
شاول استاندارد –
در معدنكاري سطحي و براي اهداف عام بكار مي رود. از آنها براي بارگيري انواع كانسنگ ها و باطله استفاده مي شود. ظرفيت آنها معمولاٌ بين 7 تا 40 متر مكعب مي باشد.
شاول هاي دكل بلند
داراي دكل بلندتر و جام كوچكتر هستند و كاربردهاي خاص دارند. اندازه صندوقه (جام) اين شاول ها حدود 25 درصد از انواع استاندارد كوچكتر است و دكل آنها بسته به اندازه جام انتخاب شده 35 درصد و گاهي بيش از آن بلندتر است. شاول هاي دكل بلند ، با صندوقه تا 1.5 متر مكعب نيز ساخته شده اند
باركننده هاي زغالي
مشابه شاول هاي استاندارد مي باشند ولي بيل آنها حدود 75 درصد بزرگتراز انواع استاندارد مشابه است.
ظرفيت اين باركننده ها تا 100 متر مكعب نيز مي رسد.
ساختمان شاول ها
شاول ها از سه قسمت اصلي تشكيل شده اند كه عبارتند از :
الف ) شاسي اصلي
اين بخش پائين ترين قسمت ساختمان شاول را تشكيل مي دهد و از دو بخش ارابه و شاسي ثابت تشكيل شده است
ارابه (يا وسيله حركت) : معمولاٌ چرخ زنجيري بوده و توسط آن مي توان ماشين را جابجا كرد. دليل استفاده از چرخ هاي زنجيري براي جلوگيري از فرو رفتن شاول در زمين مي باشد. وجود سطح تماس بيشتر چرخهاي زنجيري با زمين ، باعث كمتر شدن فشار وارده بروي سطح (مخصوصاً زمينهاي خاكي و نرم) مي شود.
البته شاول هايي با چرخ لاستيكي نيز وجود دارند كه در مواقعي از آنها استفاده مي گردد كه مقدار بارگيري نسبتاً كم است و شاول به حركت و جابجايي زيادي نياز دارد
سازه ثابت اصلي دستگاهي است كه روي ارابه قرار گرفته و بخش هاي ديگري روي آن قرار مي گيرند.
ب) شاسي متحرك
اين شاسي بر روي محور قائمي كه روي شاسي ثابت قرار گرفته سوار شده و مي تواند حول محور تا 360 درجه دوران كند. كليه وسايل و تجهيزات بارگيري بر روي اين شاسي قرار دارند.
ج) تجهيزات بارگيري
اين تجهيزات شامل دكل ، بازوي جام ، جام و ماشين آلات مي شود كه همه بر روي شاسي متحرك سوار مي شوند
د) دكل
يكي از بخش هاي كليدي شاول مي باشد و ميله اي است كه به شاسي متصل بوده و به طرف جلوي ماشين زاويه دارد. در قسمت بالاي دكل قرقره شياردار وجود دارد كه كابل بالابري صندوقه از روي آن عبور مي كند
اتصال دكل به بدنه شاسي بصورت لولايي بوده و دكل مي تواند در جهت بالا و پايين حركت نمايد و بوسيله كابل هاي مخصوص در موقعيت مورد نظر ثابت نگاه داشته شود
ه) بازوي جام
از يك طرف به جام متصل بوده و از طرف ديگر به دكل لولا شده است. در زير بازو دندانه هايي وجود دارد كه امكان حركت بازو به جلو و عقب را فراهم مي آورد ، كه اين حركت مبناي نفوذ در سينه كار است.
بازوي صندوقه همچنين مي تواند حول محور اتصال خود به دكل به طرف بالا و پايين حركت نمايد كه اين كار با تغيير طول كابل بالابري انجام مي گيرد.
و) جام ياصندوقه يا بيل
كه به انتهاي بازو متصل بوده و در تماس مستقيم با سينه كار قرار مي گيرد. لبه جام به ناخن هاي قابل تعويض مجهز است كه موجب سهولت نفوذ مي گردد. در زير جام دريچه اي وجود دارد كه در موقع قرار گرفتن بيل در موقعيت تخليه به كمك كابل مخصوص باز شده و موا داخل آن تخليه مي شود.
بديهي است كه بين هر يك از بخشهاي ماشين هماهنگي قدرت و ظرفيت وجود دارد ، بعنوان نمونه جنس و وزن جام بستگي به نوع ماده مورد كار دارد.
براي كار در زغال جام ها سبكتر بوده و فرم و لبه ناخن هاي آنها نيز متناسب اين كار ساخته مي شود
بطور كلي عمليات شاول شامل حركات ذيل مي باشد :
• نفوذ كردن در سينه كار و پركردن صندوقه بوسيله بازوي جام (crowding)
• بالا آوردن صندوقه و جدا كردن آن از سينه كار (hoisting)
• دور زدن به محل تخليه (swining)
• تخليه صندوقه بوسيله بازكردن دريچه بيل (dumping)
• چرخش مجدد بطرف سينه كار جهت شروع چرخه بعدي (swining)
• در صورت نياز حركت به محل بارگيري جديد بوسيله چرخ زنجيري (propelling)
شاول هاي قديمي مكانيكي و شاول هاي جديد با نيروي هيدروليكي كار مي كنند شاول های معمولا از پایین به بالا. (يعني از كف به بالا) بار برمي دارند ولي شاولهايي نيز ساخته شده اند كه بار را از بالا به پائين برداشت ميکنند شاولهاي معادن بزرگ با ظرفيت جام تا 30 متر مكعب كار ميكنند
شاول مي تواند بار را بداخل سنگ شكن اوليه كه معمولاٌ سنگ شكني منقول است بريزد ، سپس توسط نوار كه معمولاً تغييرات آن بسادگي امكانپذير است مواد از معدن جابجا مي شونداين بحث مربوط به طراحي معدن مي باشد
سيستم محركه شاول:
دو روش اصلي براي تامين قدرت مورد نياز شاول ها وجود دارد
شاولهاي كوچكتر ، تا ظرفيت حدود 10 متر مكعب ، داراي موتور ديزلي هستند.
ماشينهاي بزرگتر كه از نيروي الكتريسيته براي تامين محركه مورد نياز خود استفاده مي كنند. (اين قدرت مي تواند از طريق كابل دنبايه و برق سه فاز AC تامين شده يا سيستم محركه شاول ديزل الكتريك باشد
موتورهاي ديزلي قابليت تحرك بيشتري را براي ماشين بوجود مي آورند ولي عمر عملياتي آنها نسبت به انواع الكتريكي كمتر است. در عوض موتورهاي الكتريكي نياز به نگهداري و تعمير كمتر داشته ، عمر عملياتي آنها بيشتر است ، ولي فاقد تحرك كافي هستند. (ضمناً بدليل وجود كابل در اين نوع ، مشكلات نگهداري و تعميرات (نت) و انتقال كابلها به مكان ديگر در هنگام تغيير محل شاول وجود دارد.
به علت اينكه كابلها معمولاً طولاني و سنگين مي باشند ، براي حمل آنها معمولاً از لودر استفاده مي گردد كه گاهاً باعث آسيب ديدگي كابلها مي گردد ، از طرف ديگر بدليل عبور و مرور وسايل و پراكنده بودن كابلها بر روي زمين باز هم احتمال آسيب ديدگي كابل وجود دارد
سيستم هاي حركتي اصلي كه نيازمند قدرت محركه هستند شامل موارد ذيل مي باشند:
سيستم بالابري
سيستم نفوذ در سينه كار
سيستم حركت دوراني
سيستم حركت انتقالي
در اكثر ماشنها براي هر سيستم حركتي يك موتور محركه مستقل وجود دارد
استفاده از شاولها (اكسكاواتورهاي كابلي) :
براي كمينه كردن هزينه بارگيري ظرفيت شاول بايد با ظرفيت كاميوني كه با آن كارمي كند هماهنگ باشد. بعنوان يك قاعده تجربي كاميون بايد با 4 تا 5 صندوقه شاول پر شود.
بعنوان مثال اگر كاميوني در حدود 150 تن را در نظر بگيريم ، با توجه به چگالي مواد ، شاولهايي با بيلهاي 20 تا 30 متر مكعبي براي اين چنين كاميونهايي مناسب هستند.
بايد توجه داشت كه ظرفيت واقعي صندوقه با ظرفيت اسمي آن يكسان نيست و معمولاً با ضرب كردن ظرفيت اسمي جام در يك ضريب كه به ضريب بيل DF (Deeper Factor) موسوم است ، ظرفيت واقعي بيل بدست مي آيد. مقدار ضريب بيل بسته به نوع ماده و شرايط كاري مي تواند از حدود 40 درصد تا بيش از 100 درصد تغيير كند
بطور تجربي اين ضريب به شرح ذيل مي باشد
- براي مواد با قابليت كنده شدن آسان 85 تا 120 درصد
- براي مواد با قابليت كنده شدن متوسط 80 تا 90 درصد
- براي مواد با حفاري سخت 70 تا 80 درصد
- براي سنگ 40 تا 60 درصد
زمان چرخه شاول :
عامل مهم در كارايي شاول زمان چرخه آن است. اين زمان از زمانهاي لازم براي عملياتهاي زير تشكيل شده است
نفوذ در سينه كار و پر كردن صندوقه بالابري جام
گردش بطرف باربر و گردش بطرف سينه كار
زمان چرخه به زاويه چرخش ، اندازه شاول و مهارت كاربر بستگي دارد و معمولاً از حدود 25 ثانيه تا بيش از يك دقيقه متغيير است
بيشترين زمان چرخه به گردش شاول بطرف باربر و بازگشت بطرف سينه كار اختصاص دارد (حدود 60 درصد) و در نتيجه نحوه قرار گيري كاميون در كنار شاول از اهميت بالايي برخوردار است.
در آرايشهاي معمولي كاميون در كنار شاول و در سمت چپ ان قرار مي گيرد ، گاهي براي تسريع در كار ، وسيله باربر در صورت مناسب بودن شرايط در هر دو طرف شاول قرار مي گيرد تا زمان مانور كاهش يابد ، زاويه گردش شاول در اين حالتها حدود 90 درجه مي باشد
با توجه به طولاني تر بودن زمان چرخه كاميون ، معمولاٌ يك شاول به چند كاميون سرويس مي دهد
یک سیکل کامل باربری در باطله حدود 25/13 دقیقه به طول می انجامد.
سیکل بارگیری و باربری در معدن، آخرین مرحله از عملیات (بدون در نظر گرفتن کارخانه کانه آرایی) تولید است. بنابراین بدون اجرای این مرحله، عملیات تولید ناقص خواهد بود. این مرحله، پس از آتشباری لازم الاجراست و طی آن سنگ های خرد و شکسته شده از محل معدن به سنگ شکن یا دپوهای ماده معدنی و باطله منتقل می شود.
مزاياي شاول:
- هدايت جام ساده است
- از پائين به بالا و بالعكس بارگيري مي كند
- تخليه بدون جابجايي شاسي مي باشد و فقط با حركت دوراني دكل و اتاقك صورت مي گيرد
- سنگ را عملاٌ با ابعاد بزرگ مي پذيرد
- در برابر ديوارهاي سنگي بدليل بزرگي جثه و استحكام مقاومت دارد
- درسطوح (كف هاي) سست نيز استقرار مي يابد
معايب شاول :
- هزينه خريد آن زياد است.
- حداقل بار را لازم دارد تا اقتصادي كار كند.
- تعميرات آن پر هزينه است.
- به علت خصوصيات مانور كم بايد به اندازه كافي جا آماده باشد تا بارگيري صورت بگيرد
مدت كار شاول:
- مدت كار شاول 37 درصد
- تاخيرهاي طولاني (بيش از 15 دقيقه) 42 درصدكه 33 درصد آن بدي آب و هوا مي باشد
- تاخيرهاي كوتاه مدت (كمتر از 15 دقيقه) 21 درصد
گذشته از موارد فوق تاخيرها مي توانند بدلايل زير باشند
نرسيدن كاميون ، آماده سازي پس از انفجار ، استقرار كاميون ، آماده كردن محوطه ، جابجل شدن بيل ، تعمير بيل ، تسطيح راه ، برداشتن موانع (چوب و آهن آلات) و بدون راننده بودن
شاول نوعي از مجموعه بيل مكانيكي است كه براي بارگيري سنگ هاي سخت (واستثنائاً خاك ها) و اغلب در فضاي باز (معادن روباز) مورد استفاده قرار مي گيرد.
شاول ها در استخراج هاي سطحي به روش نواري و كاواكي مورد استفاده قرار مي گيرند. در روش نواري روباره برداشته شده و در يك بخش استخراج شده قبلي مجاور ريخته مي شود و ماده معدني زير روباره بوسيله ماشين ديگري بارگيري شده و به قسمت ديگري برده مي شود
شاول ها توانايي كندن و بارگيري مواد واقع در سطح ايستايي ماشين يا بالاتر از آن را دارند
