Параметры драглайнов и технология разработки забоев

Основными технологическими параметрами драглай­нов являются вместимость ковша, габариты, масса, удель­ное давление на грунт, преодолеваемый уклон, а также рабочие параметры, т. е. высота Н_ч и глубина черпа­ния I_ч, радиусы черпания R_ч — максимальный с забросом ковша R_{ч max}, на уровне стояния R_ч.у., разгрузки R_р, высота разгрузки Н_р и радиус вращения кабины R_к (рис.1).

В основном драглайны на карьерах используются для производства вскрышных работ с перевалкой вскрыши в выработанное пространство и проведения траншей при строительстве карьера. В первом случае экскаватор работает в торцевом забое, во втором — в тупиковом с расположением вскрыши на одном или двух бортах траншеи. В исключительных случаях экска­ваторы малых моделей применяют для погрузки горной массы в транспортные средства.

Рисунок 1 – Рабочие параметры драглайна

Наибольшая производительность драглайна обеспе­чивается в торцевом забое с нижним черпанием (рис.2) при минимальном угле поворота экскаватора от места черпания к месту разгрузки.

Рисунок 2 - Схемы торцевых забоев драглайна: а — с нижним черпанием;

б — с верхним черпанием; в — с нижним и верх­ним черпанием

Высота уступа h устанавливается по глубине черпания с учетом расположения драглайна на его кровле за пределами призмы обрушения при угле наклона плоскости забоя к горизонту в пределах 30—60°.

Ширина заходки В (м) определяется радиусом черпания с учетом угла разворота драглайна (₁ и ₂) от оси перемещения не более 45°:

. (1)

Разработка забоя с нижним черпанием производит­ся сначала горизонтальными слоями сверху вниз.

В зависимости от величины шага перемещения драг­лайна г каждый слой вынимается в несколько этапов длиной, соответствующей расстоянию, на котором пол­ностью наполняется ковш. Отработка каждого этапа в слое начинается с откоса уступа, расположенного бли­же к отвалу. После отработки слоев на полную высо­ту забоя выемка оставшейся в забое породы производится наклонными слоями.

Верхнее черпание возможно только драглайнами с ковшами емкостью более 10 м³. Высота уступа прини­мается не более h=0,8H_Р, чтобы исключить задевание ковша за уступ при поворотах драглайна. Угол накло­на плоскости забоя для предотвращения скольжения ковша составляет 20—25°.

Верхнее черпание менее производительно вследствие меньшей степени наполнения ковша, особенно при вы­соте уступа от 0,4 до 0,8H_Р.

При разработке горных пород драглайном с пере­валкой вскрыши в выработанное пространство возмож­но применение технологии с нижним и верхним черпа­нием поочередно с целью максимальной отработки-мощности вскрыши без переэкскавации.

При определении параметров этой технологии учитываются горнотехнические факторы: высота добычного уступа h, углы откоса отвалов , добычного уступа , угол внутреннего трения пород уступа , определяю­щий берму безопасности с, расстояние между нижней бровкой добычного уступа и отвалом с₁, величина транспортной полосы b, а также диаметр базы экска­ватора D.

В этом случае высота нижнего подуступа h_н (м) может быть определена из выражения

. (2)

Высоту верхнего подуступа можно определить исхо­дя из равенства емкости отвала на единицу простира­ния (Н_оВ) объему экскавируемой породы (h_н+h_в)Вk_р, где k_Р — коэффициент разрыхления породы в отвале:

. (3)

Рисунок 3 - Схемы тупикового забоя драглайна с расположением от­валов на двух бортах траншеи (а) и одном борту ее (б)

При проведении траншей драглайн в зависимости от его рабочих параметров и параметров траншеи рас­полагается по оси забоя (рис.3, а) или ближе к одному из ее бортов (рис.3, б). Отвалы в первом случае могут располагаться на обоих бортах траншеи.

Режим работы на некоторых крупных экскаваторах полуавтоматизирован. В систему управления экскава­тором включается электронное устройство, которое пос­ле выполнения машинистом операции черпания подает команды управления операциями подъема ковша из за­боя, поворота экскаватора к месту разгрузки и пово­рота обратно в забой в оптимальном режиме при кон­троле выполнения их машинистом. Эта система стаби­лизирует работу экскаватора, сокращает цикл экскава­ции, обеспечивает его высокую производительность.

Канатная подвеска ковша используется в башенных экскаваторах (рис. 4), которые применяются для раз­работки небольших сильнообводненных месторождений. Одна из башен такого экскаватора располагается на отвале пустых пород, другая — на кровле вскрышной толщи. Он последовательно производится экскавацию вскрыши с перемещением ее в отвал и добычу полез­ного ископаемого с погрузкой его в средства транс­порта.

Рисунок 4 - Схема башенного экскаватора