Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции ОРМ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
1.7 Mб
Скачать

Производительность одноковшовых экскаваторов

Техническая производительность драглайнов и мехлопат зависит от вместимости ковша, длительности цикла и свойств разрабатываемых горных пород, которые влияют на длительность операций черпания и наполне­ния ковша.

Рабочий цикл экскаватора складывается из опера­ций: черпания, выведения ковша из забоя, поворота ковша к месту разгрузки, подъема или опускания ков­ша на уровень разгрузки, разгрузки, возвращения ков­ша в забой и установки его для черпания.

Операции выведения ковша из забоя и установки его на уровень разгрузки выполняются во время поворота ковша к месту разгрузки. Во время поворота экскава­тора в забой выполняется операция опускания ковша к месту начала черпания.

Продолжительность рабочего цикла (с) одноковшового экскаватора при условии совмещения операций складывается из времени черпания tч, времени поворо­та к месту разгрузки и обратно в забой tп и времени разгрузки ковша tР:

. (4)

Время черпания зависит от свойств массива или гор­ной массы, состава по крупности, степени разрыхления и режима черпания. Разработка забоя начинается, как правило, со стороны, расположенной ближе к вырабо­танному пространству. Черпание в массиве мягких по­род производится стружками шириной, равной части ширины ковша В. Этим увеличивается эффективность использования экскаватора для уменьшения времени черпания. В момент черпания во взорванной горной мас­се с большим захватом следует использовать гравита­ционное сползание горной массы для самонагружения.

Для увеличения разрыхления горной массы в забое во время обмена транспортных сосудов обычно произ­водится дополнительное рыхление ее ковшом с откры­тым днищем.

При экскавации плохо взорванной горной массы увеличивается время черпания и снижается степень ис­пользования ковша, кроме того, требуются дополни­тельные затраты времени на выемку и укладку позади экскаватора негабаритных кусков. Увеличивается вре­мя черпания и общее время на экскавацию при разра­ботке сложных забоев, т. е. сложенных разными сорта­ми руд или руды и породы.

Поворот экскаватора к месту разгрузки и обратно в забой обычно выполняется на максимальных скоро­стях. Сокращение времени поворота возможно только при уменьшении угла поворота.

Эксплуатационная производительность экскаватора в течение смены зависит от времени простоев, необхо­димых на мелкий ремонт, смазку и очистку ковша. Гидравлические экскаваторы практически не требуют времени на смазку вследствие специфичности конструк­ции и отсутствия канатов.

Эксплуатационная производительность экскаваторов зависит от организации транспортного обслуживания.

Расчетные формулы производительности одноковшо­вых экскаваторов представляются в следующем виде:

теоретической (м3/ч)

; (5)

технической (м3/ч)

; (6)

эксплуатационной соответственно за смену (м3/смену) и за год (м3/год):

; , (7)

где Е — вместимость ковша, м3;  — число рабочих циклов; в час (=3600/tц); tц — длительность рабочего цикла экскаватора, с; kэ — коэффициент экскавации (kэ=kн/kр); kн, kр — коэффициенты соответственно напол­нения ковша и разрыхления породы в ковше; Т — дли­тельность смены, ч; n — число рабочих смен в сутки; N — число рабочих дней экскаватора в году с учетом плановых простоев на ремонт.

Коэффициент наполнения ковша механической ло­паты kн составляет:

в легких влажных песках и суглинках …………………………………………..

1 - 1,1

в песчано-глинистых породах средней плотности 0,6—0,8 в плотных песчано-глинистых породах с галькой и валунами …………………………….

0,6 - 0,7

во взорванных скальных породах ………………………………………………...

0,6 - 0,75

в плохо взорванных скальных породах …………………………………….........

0,4 - 0,6

Коэффициент наполнения ковша драглайнов в мяг­ких влажных песках составляет 0,5—1,1, в песчано-глинистых породах средней плотности — 0,4-0,7. Коэффициент разрыхления породы в ковше изменя­ется для мягких пород от 1,2 до 1,4, для скальных — от 1,4 до 1,6.

Коэффициент использования экскаватора в течение смены

, (8)

где tр — чистое время работы экскаватора в течение смены, ч.

При работе экскаватора непосредственно в отвал kи=0,80,95, при работе с авто- или конвейерным транспортом kи=0,750,8, с железнодорожным kи= 0,50,6.

Средняя фактическая производительность экскава­торов на вскрыше составляет: ЭКГ-4,6—1,36 млн. м3/год, ЭВГ-15 —2,85 млн. м3/год, ЭШ-14/75 —3 млн. м3/год; производительность ЭКГ-4,6 на добыче в сред­нем составляет 1,2 млн. т/год.

Совершенствование организации работ и методов экскавации на карьерах позволяет увеличивать годо­вую производительность экскаваторов на 5—8%.

Литература: 1 осн. 104-114; 2 осн. 94-114; 3 осн. 151-190

Контрольные вопросы:

1. Опишите область применения, достоинства и недостатки драглайнов;

2. Параметры драглайнов и технология разработки забоев;

3. Производительность одноковшовых экскаваторов;

4. Опишите виды забоев драглайнов и последовательность выемки породы.

Лекция 6. Технология выемки и погрузки многоковшовыми экскаваторами.

Роторные экскаваторы являются самыми производи­тельными машинами, их производительность достигает 12 тыс. м3/ч. Они предназначены для разработки мяг­ких, а при повышенных удельных усилиях резания (8,3—13,7 Н/см) — плотных пород и углей. Рабочий орган экскаватора представляет собой стрелу с роторным колесом диаметром от 2,5 до 21,6 м с ков­шами различной емкости — до 6,3 м3 с жестким и гиб­ким днищем. Принцип работы заключается в снятии стружки ковшами роторного колеса при его вращении и перемещении в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При докритической скорости вра­щения роторного колеса (до 5 м/с) порода при дости­жении ковшом верхнего сектора под действием собственного веса скатывается на конвейер стрелы, распо­ложенной сбоку роторного колеса, а с него через пере­грузочное устройство — на конвейер погрузочной кон­соли. При сверхкритической скорости вращения роторного колеса, когда центробежные силы затрудняют гравита­ционную разгрузку ковшей, конструкцией колеса предусматривается принудительная разгрузка.

Экскаваторы больших моделей для уменьшения по­тери времени на передвижку в забое имеют выдвижную стрелу, которая обеспечивает отработку забоя на 20— 31 м с одного положения. Экскаваторы с жестко за­крепленной стрелой после отработки забоя на величи­ну радиуса колеса, обеспечивающего эффективное на­полнение ковшей при экскавации, должны перемещать­ся на это расстояние к забою для проведения следую­щего цикла.

Экскаваторы малых и средних моделей имеют двухгусеничный ход, мощные экскаваторы имеют сложные по конструкции многогусеничные ходовые устройства с трех- или четырехточечной опорной системой или шагающе-рельсовый ход. Роторные экскаваторы, предна­значенные для работы в комплексе с транспортно-отвальным мостом, выпускаются на рельсовом ходу. Ряд экскаваторов производства ЧР имеет шагающий ход.

Работа роторных экскаваторов предусматривается в основном с конвейерным транспортом или с отвалообразователем.

Рисунок 1 – Технологические параметры роторного экскаватора

Основное производство в мире роторных экскавато­ров сосредоточено в СНГ, ЧР и ФРГ. Ряд экскаваторов, выпускаемых в СНГ, имеет производи­тельность от 500 до 11200 м3/ч, в ФРГ от 690 до 11000 м3/ч, в ЧР — от 1250 до 10000 м3/ч с нор­мальным и повышенным усилием резания. В ФРГ наряду с традиционной канатной гидравлической системой управления стрелой выпускаются полностью гидрофицированные экскаваторы для добычных работ.

Параметры роторных экскаваторов и технология разработки забоев зависят от горнотехнических условий карьера, вида транспорта в комплексе и его конструктивных параметров.

Основными технологическими параметрами ротор­ных экскаваторов являются (рис.1): высота черпания Нч, глубина черпания Iч, радиус черпания максималь­ный Rmax, радиус черпания минимальный Rmin, величи­на выдвижения стрелы l, радиус разгрузки RР, высота разгрузки максимальная Нр max, высота разгрузки ми­нимальная Нр min, диаметр роторного колеса D.

Высота отрабатываемых подуступов выше и ниже уровня стояния экскаватора определяется конструктив­ными возможностями экскаватора. Они ограничиваются максимально допустимым углом наклона стрелы: при верхнем черпании 27°, при нижнем — 18°. Эти величины указываются в его технической характеристике. Максимальная высота верхнего черпания современ­ных карьерных роторных экскаваторов — 53,5 м, нижнего — 25 м. Наиболее высокая производительность экс­каватора при максимальной высоте уступа достигается за счет сокращения времени на передвижку экскаватора.

Рисунок 2 - Технологические схемы забоев роторных экскаваторов

Работа роторного экскаватора с верхним и нижним черпанием без изменения направления вращения ро­торного колеса (рис.2, а и б) позволяет сократить время на передвижку экскаватора и повысить его про­изводительность.

Ширина заходки роторного экскаватора зависит от схемы его работы. При отработке горизонтов торцевым забоем без перегружателя ширина заходки В (м) оп­ределяется минимальным радиусом черпания Rmin и рабочим углом поворота экскаватора  (рис.2, в):

, (1)

где =90° — для экскаватора с поворотной стрелой; =135° — для экскаватора с поворотным корпусом.

При большой ширине заходки повышается эффек­тивность работы экскаватора за счет уменьшения за­трат времени в работе экскаватора на передвижку, что при большой производительности (5—12 тыс. м3/ч) имеет существенное значение. Кроме того, увеличение ширины заходки сокращает затраты и время на пере­движку конвейера. С этой целью используют техноло­гическую схему работы роторного экскаватора с пере­гружателем (рис.2, г), позволяющую удвоить или ут­роить ширину отрабатываемой полосы по фронту, или последовательно осуществляют верхнюю и нижнюю отработку горизонта (рис.2, д). Однако переход с верх­него черпания на нижнее требует перестройки роторно­го колеса.

Роторные экскаваторы, работающие в комплексе с транспортно-отвальными мостами на рельсовом ходу, отрабатывают массив фронтальной заходкой горизон­тальными слоями на глубину 0,5—0,75 диаметра ротор­ного колеса (рис.2, е) или блоками (рис.2, ж), пе­риодически передвигаясь по фронту на ширину за­боя (м):

. (2)

Для производительности роторного, экскаватора важное значение имеет порядок разработки забоя. Ро­торное колесо при перемещении стрелы в горизонталь­ной плоскости экскавирует горную породу стружками толщиной l=0,30,5 м и высотой (0,4–0,7)D.

Стружка в плане у экскаватора с невыдвижной стрелой имеет серповидную форму, а у экскаватора с выдвижной стрелой — концентрическую. Вследствие того, что толщина стружки постоянна почти по всему периметру, производительность экскаватора во втором случае выше.

Последовательность снятия горизонтальных стружек в цикле разработки забоя с одного положения экскаватора может быть различной:

сверху вниз, затем экскаватор переме­щается к забою или выдвигается стрела и цикл повто­ряется. Эта схема применяется при разработке плотных горных пород;

слоями в горизонтальной плоскости на полную вели­чину выдвижения стрелы при разработке плотных пород;

сверху вниз, но с увеличенной до (0.5—0,7)D глу­биной захвата роторным колесом при раз­работке рыхлых горных пород;

комбинированная, в которой плотные прослойки снимаются стружками в горизонтальной пло­скости, а рыхлые — сверху вниз с увеличенной глуби­ной захвата роторным колесом.

Угол откоса поверхности, забоя у экскаватора с не­выдвижной стрелой больше, чем у экскаватора с вы­движной стрелой.

Режим работы роторного экскаватора на мощных машинах автоматизирован, он заключается в изменении скорости вращения роторного колеса, подачи и скоро­сти поворота стрелы.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]