دراگلین(dragline):

از جمله ماشین آلاتی هست که برای باربرداری و انتقال بار مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا موادی که دراگلین جابجا می کند در سطح ایستاد آن قرار دارد در این حالت بخصوص در مواردی که سطح زیرین مرطوب و امکان حرکت کامیون وجود ندارد با دراگلین می توان مواد را بارگیری و در محل دیگر دپو کرد.

بیل های مکانیکی نوع دراگلین با شاول دارای این تفاوت است که جام آن روی شاسی (بازو) نصب نشده بلکه به کمک جام جابجا می شود. به کمک بازوی بلند دراگلین و به دلیل اینکه کابل انعطاف پذیر است تحرک ماشین برای بارگیری زیاد است. گذشته از این به دلیل اینکه قطعات متحرک کم وزن است انرژی ویژه این ماشین کمتر از شاول است البته این وسیله در مواردی که سنگ و خاک سخت باشد کاربرد ندارد و کار با آن به مواردی محدود می شود که مواد مورد بارگیری نرم یا دانه ای باشد.

نوعی دراگلین ساخته شده که جام آن در محلبارگیری باز می شود و سپس با فرمان راننده دو نیمه جام به هم نزدیک و بسته می شود. و بدین وسیله بارگیری انجام می شود. این گونه جام ها که کلامشل نام دارند برای بارگیری دانه های بسیار ریز و گل و لای کاربرد دارد.

مزیت دراگلین  نسبت به شاولدر این است که دراگلین شعاع عمل بیشتری دارد و توانایی باربرداری در سطح و عمق را دارا است ولی به لحاظ اینکه دراگلین با کابل هدایت می شود کنترل جام آن مشکل است.

انواع دراگلین:

1-دراگلین هایی که بر واگن سوارند

2-دراگلین هایی که بر کامیون سوارند

3-دراگلین های نوع چرخ زنجیری

4-دراگلین های راه رونده

از دراگلین نوع اول و دوم در عملیات نسبتا کوچک استفاده می شود.از دراگلین چرخ زنجیری در محل هایی که زمین سست است و انواع دیگر قادر به کارگیری نیستند مورد استفاده قرار می گیرد. دراگلین راه رونده با داشتن پایه لولهقطور و بازوی بسیار قوی دارای پایداری کافی برای کارهای بزرگ و زمان طولانی است.

وسیله حرکت در بعضی انواع دراگلین های راه رونده در هر طرف از قاب.صفحه گردنده. بازو و کفش تشکیل شده است. قاب دارای شکل مثلثی شکل است و در قسمت بالا به یک بازو متصل شده است. بازو به یکستون مفصل شده است. قاب در قسمت وسط حول محوری که بر سطح صفحه گردنده و عمود بر آن نصب شده می چرخد.با حرکت صفحه گردنده قاب بصورت خارج از مرکز حول محور مذکور می چرخد.قسمت پایین قاب به یک بازو مفصل شده و سر دیگر این بازو به کفشک مفصل شده است. با حرکت صفحه گردنده که حول محور محرکه مخصوص انجام می گیرد قاب به سمت پایین یا بالا حرکت می کند.

سیکل بارگیری دراگلین:

اولین عمل برای انجام بادگیری بوسیله دراگلین قرار گرفتن صندوق بر روی توده معدنی و نفوذ در مواد است در مرحله دوم صندوقه به کمک کابل کششی به سمت جلو حرکت کرده و پر می شود.و پس از پر شدن در حالیکه از نیروی کششی تدریجا کاسته می شود و به نیروی بالابری افزوده می شود.در نتیجه صندوق با سرعت کنترل شده به سمت بالا حرکت می نماید تا به ارتفاع مورد نظر برسد.

لازم به ذکر است که عمل چرخش بازو و صندوقه در حالیکه صندوقه زمین را پاک می کند آغاز شده و با بالا رفتن تدریجی صندوقه این چرخش ادامه یافته و هنگامی که صندوقه به ارتفاع مورد نظر رسید خاتمه می یابد.

هرگاه زمان چرخش زیاد و ارتفاع تخلیه کم باشد صندوقه پر را در ارتفاع مورد نظر تا رسیدن به محل تخلیه را نگه می دارند وقتیکه صندوقه به نقطه تخلیه می رسد عمل چرخش کند و متوقف می شود.در این حالت نیروی کششی روی صندوقه آزاد شده و صندوقه تخلیه می شود.پس از تخلیه ماشین حرکت عکس انجام داده و به وضعیت بارگیری بر می گردد.

تعیین قابلیت بارگیری دراگلین:

P = C * H * Ff * Fs * E

P – توان بارگیری

C – ظرفیت صندوقه(متر مکعب)

H – زمان کار سالانه برنامه ریزی شده

Ff – فاکتور پرشوندگی

Fs – فاکتور تورم

E – ضریب صندوقه با توجه به جدول زیر است

بولدوزر(Bulldozer):

وسیله ای است قوی که جلوی آن یک تیغه فولادی نصب شده است. این وسیله در معادن بویژه معادن روباز کاربرد زیادی دارد. بولدوزر که اغلب با موتور دیزل کار می کند دارای قدرت های متفاوتی است که قدرت آن به300 اسب بخار هم می رسد. بولدوزر روی چرخ لاستیکی یا زنجیری حرکت می کند. بولدوزرهایی که در معدن کار می کنند به لحاظ شرایط سخت کف زمین و عبور از شیب های تند چرخ زنجیری دارند.

بجلو راندن یا هول دادن مواد توسط این دستگاه نباید طولانی باشد زیرا این مواد جهت حمل و نقل اقتصادی نیست به عبارت دیگر کار آن کندن سنگ و خاک از زمین همراه جابجایی در فاصله کوتاه است نه باربری.

تیغه جلوی بولدوزر بوسیله یک یا دو بازوی هیدرولیکی یا بوسیله کابل بالا و پایین می شود.این بازوهای هیدرولیکی نیز عاملی برای فشار و انتقال مواد هستند.تیغه ممکن است بوسیله یک بازوی هیدرولیکی که در سمت چپ ماشین قرار دارد کج شده و تا 25 درجه نسبت به یک محور عرضی زاویه پیدا کند

با بستن یک یا چند چنگال به قسمت عقب عقب بولدوزر که به ناخن یا ریپر موسوم است، می توان  قلوه های بزرگ سنگی را از زمین بیرون آورد

موارد کاربرد:

1-راندن سنگ و بلوک روی وسیله نقلیه

2-جمع کردن سنگ آتشباری شده و پراکنده

3-جابجایی خاک ها و پخش خاک روی بستر

4-کندن زمین

5-پر کردن گودال

انواع تیغه های بولدوزر:

1-تیغه لبه مستقیم     2-تیغه U شکل مستقیم     3- تیغهu شکل

1-تیغه لبه مستقیم: در این نوع، لبه برش تیغه مستقیم است و فقط ممکن است در انتهای دو طرف یک زاویه کوچک داشته باشد. از نظر فیزیکی این تیغه نسبت به دو نوع دیگر کوچکتر است، اما بخاطر امکان کار در عملیات مختلف بیشتر از انواع دیگربکار گرفته می شود .

2-تیغه U  شکل مستقیم: از نظر فیزیکی از انواع لبه مستقیم بزرگتر است و از انواع لبه U شکل کوچکتر می باشد این تیغه کمی حالت تقعر دارد.

3- تیغه U شکل این تیغه جام مانند بوده و لبه تیغه آن بشکل Uمی باشد. این تیغه از نظر فیزیکی بزرگترین بوده و برای جابجایی توده های سنگی و خاکی برای مسافت نسبتا زیاد قابل استفاده است.

محاسبه توان عملیاتی بولدوزر:

توان عملیاتی بولدوزرها را در موقع جابجا کردن مواد در سطح افقی بطریق زیر محاسبه می کنیم.

P = 2/3S * D

P- توان عملیاتی دستگاه (متر مکعب)

D- عرض تیغه (m)

S- سطح مقطع توده خاکی را که در جلو تیغه جابجا می شود (متر مربع)

معمولا در سنگ و خاک نرم، سطح مقطععرضی خاک جلوی بولدوزر (S) را میتوان سطح مثلث قائم الزاویه ای فرض کرد که ضلع افقی آن 1.6 برابر ارتفاع تیغه (H1.6) و ضلع قائم آن را 1.1 برابر ارتفاع تیغه (H1.1) باشد بنابرین مقدار S برابرخواهد شد با:

(S = 1/2(1.1H * 1.6H

بنابرین مقدار P برابر است با:

P = 0.5H^2 * D

لودر معدنی:

لودر های معمولی در کارهای ساختمانی و یا در معادن روباز با تولید پایین عنوان بار کننده اصلی در کمنار بولدوزر کار می کنند یا به عنوان بار کننده فرعیدر معادن بزرگ در کنار اسکاواتورها کار بارگیری انجام میدهد.بسیاری از معادن روباز با عمر کوتاه برای بارگیری با لودرهای معمولی تجهیز شده اند.

لودر های معمولی در موقع بارگیری دارای قدرت کندن نسبتا کمی هستند. بهمین دلیل بیشتر برای بارگیری موادی بکار گرفته می شوند که خوب شکسته و خرد شده اند.علت اینکه لودر های معدنی دارای قدرت نفوذ و کندن کمی هستند این است که صندوق این لودر ها دارای عرض زیاد است.و این بدان جهت است که صندوق بتواند(بخصوص در انواع چرخ لاستیکی) حفاظتی برای چرخ های آن باشد البته با حرکت وضربه هایی که بوسیله صندوق انجام می شود می توان به نیروی نفوذ افزود اما به هر حال از این نظر با اسکاواتور ها قابل مقایسه نیستند.

موارد کاربرد لودرهای معدنی:

1-تمیز کردن و اماده سازی جبهه کار

2-کندن و بارگیری مواد معدنی یا مواد باطله سست بعنوان بارکننده اصلی

3-بارگیری مواد معدنی یا باطله بصورت ماشین کمکی برای اسکاواتور

4-عملیات ساختمان و نگهدااری جاده ها

5-اختن بندها و سدها

6-تغییر مکان لوله آب رسانی

7-جابجا کردن پمپ ها

8-جابجا کردن کابل های برق

مقایسه لودر های چرخ لاستیکی و زنجیری:

1-سرعت چرخ لاستیکی در مقایسه باچرخ زنجیری بیشتر است

2-لودر های چرخ لاستیکی علاوه بر بارگیری بار را تا مصافتی نیز حمل می کنن

3-هزینه نگهداری لودر های چرخ لاستیکی در مقایسه با زنجیری کمتر است

4-با توجه به سطح نسبتا زیاد چرخ زنجیری فشار وارد بر سطح بوسیله لودرهای چرخ زنجیری کمتر بوده بدین ترتیب در زمین های سست کاربرد دارد

5-لودر های چرخ زنجیری در مقایسه با چرخ لاستیکی قابلیت نفوذ بیشتری دارند

6-لودر های چرخ زنجیری به محل بیشتری برای مانور احتیاج دارند.

محاسبه تولید واقعی لودر:

برای محاسبه تولید واقعی لودر می توان از رابطه زیر استفاده کرد.

Apph=pph*Ff*Fs*Je

Apph- تولید واقعی در ساعت

Pph- تولید نظری دز ساعت

Ff- فاکتور پر شوندگی

Fs- فاکتور تورم

Je- کارایی عملیات

جهت محاسبه تولید نظری می توان از رابطه زیر استفاده کرد:

Pph = Npph * TBC

Npph- تعداد دفعاتی که لودر در ساعت با جام بارگیری می کند

TBC- ظرفیت نظری جام لودر

برای محاسبه Npph  خواهیم داشت

Npph = 60/Ct

Ct – زمان یک سیکل بارگیری لودربر حسب دقیقه از رابطه زیربدست میاید:

Ct =Ft + Vt

Ft =Mt + Dt + Lt

Vt =Tf + Te

Ft – زمان ثابت بارگیری

Vt – زمان متغیر بارگیری

Mt – زمان مانور لودر

Dt – تاخیر هایی که لودر به هنگام بارگیری،گردش وچرخش و در حال تخلیه مواد به کامیون دارد

Lt – مدت زمان بارگیری

Tf – مدت زمانی که لودر نیاز داردتا پس از بارگیری سینه کار را ترک و با دنده عقب به عقب برگشته و پس از قرار گرفتن در مقابل کامیونم(عمود بر صندوقه کامیون) با دنده جلوتخلیه به سمت صندوق کامیون پیش رود.

Te – مدت زمانی که لودر نیاز دارد تا پس از تخلیه مواد به داخل کامیون، محل کامیون را با دنده عقب ترک و پس از قرار گرفتن در مقابل سینه کار با دنده جلو به منظور بارگیری به سمت سینه کار پیش رود.

ظرفیت لودر های معمولی:

ظرفیت صندوق لودر های معمولی که در حال حاضر در معدن مشغول بکار می باشند 20 یارد مکعب و یا 2/15 متر مکعب است.مکزیمم ظرفیتی که تاکنون که بیشتر مورد استفاده قرار گرفته 15 یارد مکعب و یا 10 متر مکعب می باشد.

اسکریپر (Scrapers):

اسکریپرها به دو دسته موتور دار و بدون موتور تقسیم میشوند.اغلب اسکریپرها دارای یک محور بوده و قسمت دیگر اسکریپرو وزن بار توسط ترتکتور حمل می شود. بعضی اسکریپرها توسط ترتکتورهای چرخ لاستیکی یا زنجیری کشیده میشوند وبعضی دیگر قسمتی از یک تراکتور،اسکریپر را تشکیل می دهد.اسکریپرهایی که دو محور دارند توسط تراکتورهای زنجیر دار کشیده می شوند زیرا اینگونه تراکتورها نمی توانند بار قائم را تحمل کنند و بنابرین نمی توانند اسکریپر یک محوری را بکشند.

تیغه های برنده:

تیغه های بلند اسکریپرها از قطعات تیز متعددی تشکیل می یابند که به انتهای جلویی جام (مغزن بار گیر) پیچ شده اند. در سیستم استینگر قسمت وسطی تیغه بیش از قسمتهای کناری بیرون آمده است. در سیستم برشی طراز تمام قسمت های تیغه به یک اندازه امتداد یافته اند. سیستم استینگر بیشتر بکار می رود چون ایجاد نیروی نفوذ کننده و برشی بیشتر مینماید. بعضی مواقع به دلیل فوق از تیغه های منحنی استفاده می شود. سیستم تیغه طراز وقتی بکار می رود که امکان شکستن تیغه وجود دارد و همچنین از این سیستم برتی برای تمیز کاری آخر کار استفاده می شود. تیغه های دندانه دار هم برای  کارهای سنگین تر موجودند. اسکریپرها دارای بالابر، معمولا دارای دندانه اضافی هستند که به انتهای تیغه تیغه عادی متصل شده است.

تولید اسکریپر:

مانند اغلب ماشین آلات خاکبرداری،تولید اسکریپر با تخمین بار متوسطاسکریپر در هر سیکل کار و ضرب آن در تعداد سیک های انجام شده در واحد زمان محاسبه می شود. برای تعیین تعداد سیکل های انجام شده در واحد زمان مدت زمان هر سیکل باید تخمین زده شود.

زمان بارگیری عبارت است از زمان لازم جهت بارگیری اسکریپر می باشد. زمان شتاب دهی به اسکریپر مدت زمانی است که تراکتور پس از پایان عملیات بارگیری اسکریپر در تماس با اسکریپر باقی می ماند تا با فشار به آن به اسکریپر کمک کند تا شتاب لازم جهت خروج از منطقه حفاری کسب کند. زمان برگشت، مدت زمان لازم برای بر گشت تراکتور به منطقه شروع بارگیری می باشد. زمان انتقال مدت زمان لازم برای ترتکتور کمکی جهت ایجاد تماس با اسکریپر و آغاز یک سیکل بارگیری جدید می باشد.

محاسبه میزان تولید در اسکریپر:از رابطه زیر به دست میاید

APPH = PPH *Ff * Fs

Ff – فاکتور پر شوندگی

Fs – فاکتور تورم

APPH – متوسط تولید در ساعت

PPH – تولید نظری در ساعت و از رابطه زیر بدست میاید:

PPH =NPPH * Bc

Bc – ظرفیت جام اسکریپر بر حسب متر مکعب یا تن

NPPH – تعداد دفعاتی که اسکریپر در ساعت قادر به بارگیری است و از رابطه زیر بدست میاید.

NPPH = 60/Cts

Cts – زمان یک سیکل عملیات با اسکریپرکه شامل زمان ثابت ومتغیر است

Cts = Ft + Ct

 Ft = SLT + Mt + Dt

Vt = HD/V1 + HD/V2

Ft – زمان ثابت بر حسب دقیقه

SLT – زمان بارگیری با اسکریپر بر حسب دقیقه با توجه به تجربیات بدست آمده با انواع اسکریپرها بین 2/1 تا یک دقیقه متغیر است

Dt,Mt – زمان مانور و تاخیر بر حسب دقیقه بر اساس تجربیات بدست آمده حدود یک دقیقه است

Vt – زمان متغیر بر حسب دقیقه

شاول (Shovel):

شاول نوعی از مجموعه بیل مکانیکی است که برای بارگیری سنگهای سخت و(استثنائاخاکها) و اغلب در فضای بازمعادن روباز مورد استفاده قرار می گیرد. بدلیل عدم محدودیت در فضا بر خلاف معادن زیر زمینی ،می توان برای افزایش بارگیری از ماشین های بزرگتر بهره گرفت. ساختمان شاول مانند سایر لودرها و ماشین های مشابه عبارت است از موتور،شاسی،بازو وجام.بدیهی است که بین هر یک از بخشهای ماشین،هماهنگی قدرت و ظرفیت وجود دارد. شاول و ماشینهای مشابه،به کمک موتور دیزل، نیروی برق یا یک واحد مشترک دیزل ژنراتور که روی شاول تعبیه شده است ،کار می کند.

کار شاول بارگیری و حرکت به طرف نقطه دلخواه است. شاول ها معمولاروی چرخ زنجیری حرکت می کنند زیرا وزن شان آن زیاد استکه برای تقلیل فشار ویژه به کف زمین که گاهی نرم یل خاکی است، در سطح بیشتری قرار گیرد. شاخص توان بارگیری شاول ها ظرفیت جام آنهاست حجم جام شاول بین چند صد لیتر تا چندین متر مکعب است. هر چه ظرفیت جام بیشتر باشد،وزن و ابعاد و قدرت موتور آن بیشتر می شود.

شاول های قدیمی مکانیکی و شاول های جدید هیدرولیکی کار می کنند.

شاول ها معمولا از پایین به بالا بار را بر می دارند ولی شاول هایی ساخته شده که بار را از بالا به پایین بر می دارند.

شاول می تواند با چرخ لاستیکی نیزساخته شود اینها درمواردی که مقدار بارگیری نسبتا کم است وشاول نیاز به جابجایی زیاد داشته باشد کاربرد دارند.

انواع شاول:

1- شاول استاندارد: در معدنکاری سطحی و برای اهداف عام بکار میکار می رود.ازآنها برای بارگیری انواع کانسنگ ها و باطله استفاده می شود. ظرفیت آنها معمولا بین 7 تا40 متر مکعب می باشد.

2- شاول های دکل بلند: دارای دکل بلندتر و جام کوچکتر هستند و کاربردهای خاص دارند.اندازه صندوقه این شاولها حدود 25 درصد از انواع استاندارد کوچکتر است و دکل آنها بسته بسته به اندازه جام انتخاب شده 35درصد وگاهی بیش از آن بلندتر است شاولهای دکل بلند، با صندوقه تا 1.5 متر مکعب نیز ساخته شده اند.

3- بارکننده های زغالی: مشابه شاولهای استاندارد می باشند ولی بیل آنها حدود 75 درصداز انواع استاندارد مشابه است.ظرفیت این بار کننده ها تا 100 متر مکعب نیز می رسد.

عملیات بارگیری شاول:

1-نفوذ کردن در سینه کار و پر کردن صندوقه بوسیله بازوی جام

2-بالا آوردن صندوقه و بلند کردن آن تا سینه کار

3-دور زدن به محل تخلیه

4-تخلیه بوسیله باز کردن دریچه بیل

5-چرخش مجدد بطرف سینه کارجهت شروع چرخه بعدی

6-در صورت نیاز حرکت به محل بارگیری جدید بوسیله چرخ زنجیری

 محاسبه ظرفیت شاول:

برای محاسبه ظرفیت شاول از رابطه زیر استفاده می کنیم.

ABC = TBC / Ff *Fs *Je

ABC – ظرفیت واقعی جام شاول

TBC- ظرفیت نظری جام شاول بر حسب تن یا متر مکعب

Ff- فاکتور پر شوندگی

Fs- فاکتور تورم

Je- کارایی عملیات

نحوه محاسبه ظرفیت نظری لودر:

TBC = PPY / NTCPY

PPY- تولید سالیانه بر حسب تن یا متر مکعب

NTCPY- تعداد دفعلتی که با جام شاول باید در یک سال تولید سالانه را انجام داد.

نحوه محاسبه  :NTCPY

NTCPY = Syh * 3600 / Ct

Syh – ساعت کار سالانه

Ct – زمان یک سیکل عملیاتی شاول بر حسب ثانیه

نحوه محاسبه ساعت کار سالانه:

Syh = WhPs *SPd * DPW * WPm * MPy

WhPs- تعداد ساعت کار در هر شیفت

SPd- تعداد نوبت کاری (شیفت) در روز

DPW- تعداد روزهای کار در هفته

WPm- تعداد هفته های کار در ماه

MPy- تعداد ماه در سال

 دمپر یا کامیون های معدنی:

در حال حاضر کامیون ها متداولترین وسیله حمل در معادن روباز می باشند و اولین بار در اواسط دهه 1930 در معادن روباز مورد استفاده قرار گرفت که ظرفیت آنها 15 تن بوده است. از آن تاریخ به بعد به دلیل اینکه ذخایر با عیار بالا و نزدیک در سطح زمین به تدریج استخراج و رو به کاهش نهاده اند و در شرایط فعلی غالب معادنی که به روش روباز استخراج می شوند دارای عیار کم اما حجیم و نسبت به سطح زمین فاصله دارند باعث شده که ظرفیت کامیونها افزایش افزایش یابد به نحوی که هم اکنون کامیونهایی با ظرفیت 400 تنی جهت استفاده در معادن روباز ساخته شده است. و کامیونهای با ظرفیت 200 تنی به تعداد قابل توجه در حال استفاده در معادن روباز می باشند و پیش بینی می شود کامیون هایی با ظرفیت 1000 تنی در معادن به کار گرفته میشود.

کامیون ها علاوه بر اینکه در زمینه ظرفیت توسعه پیدا کرده اند در بعضی از قسمت های دیگر نیز تکامل حاصل نموده اند به نحوی که موجب افزایش بازدهی کامیون شده اند این موارد عبارت اند از:

1- افزایش اندازه لاستیک و کیفیت آن

2- کاهش وزن موتور نسبت به وزن کل ماشین

3- استفاده از سیستم  ترمز دینامیکی

4- بکارگیری موتورهای دیزل

5- افزایش سرعت کامیون ضمن ـنکه قدرت کامیون ها نیز افزایش یافته

کامیون ها انواع متعددی دارند.در شرایطز حاظر چهار نوع از کامیون ها مورد استفاده قرار می گیرند. عبارتند از:

1-کامیون های معمولی عقب باز شو

2- کامیون های عقب باز شو از نوع تراکتور- تریلر

3- کامیون های بغل باز شو از نوع تراکتور- تریلر

4- کامیون های کف باز شو

متداول ترین نوع  کامیون های معمولی عقب بازشو دارای چرخ لاستیکی اند و قادرند همه نوع مواد را حمل کنند.

محاسبه تولید نظری کامیون در ساعت:

TPH = 60 / TCT * TC * Fs *Ff

TPH- تولید نظری کامیون بر حسب تن در ساعت

TCT- زمان یک سیکل کاری کامیون بر حسب دقیقه

TC- ظرفیت کامیون بر حسب تن

Fs- فاکتور تورم

Ff- فاکتور پر شوندگی