§ 11. Разработка горных пород землеройно-транспортными машинами

К землеройно-транспортным машинам относятся колесные скре­перы и бульдозеры. В процессе работы эти машины производят послойную выемку породы, ее транспортирование и разгрузку в отвал.

Колесные скреперы состоят из ковша, ходовой части, сцепного устройства и механизма управления. Они предназначены для послойной выемки, транспортирования и укладки в отвал рых­лых и легко разрыхляемых горных пород.

Колесные скреперы подразделяются на прицепные, полуприцеп­ные и самоходные. Прицепные скреперы двухосные, работают в прицепе с гусеничным или колесным тягачом. Полуприцепные скре­перы обычно одноосные, в качестве передней опоры у них исполь­зуется тягач. Самоходные скреперы имеют колесный или гусенич­ный ход. Наибольшее распространение на карьерах получили по­луприцепные и самоходные скреперы на колесном ходу с емкостью ковша 10÷25 м³ (табл.III.10), имеющие скорость передвижения до 50÷70 км/ч при порожнем пробеге и до 20÷30 км/ч с грузом.Емкость современных скреперов увеличивается по мере роста мощности тракторов и колесных тягачей. В европейской практике геометрическая емкость ковша скрепера обычно не превышает 10 ÷ 15 м³. В США на крупных гидротехнических строительствах с большими объемами земляных работ применяют скреперы с ковшами емкостью 15 ÷ 30 м³ при мощности колесного тягача до 515 квт (700 л. с). Емкость сдвоенных ковшей у некоторых скреперных агрегатов достигает 109 м³ при мощности тягача 880 квт (1200 л. с.) (два дизеля па 440 квт).

Цикл работы колесного скрепера (рис. III.22) состоит из сле­дующих операций: заполнения ковша в забое породой, перемеще­ния ее к месту выгрузки, разгрузки и возврата назад в забой. Пpизаполнении ковша породой он опускается на забой и передняя стенка поднимается. При движении скрепера вперед нож ковша врезается в породу, и срезая стружку толщиной 0,1÷0,3 м, напол­няется породой. Наполненный ковш поднимают и транспортируют на отвал к месту разгрузки. На отвале ковш несколько опускают, оставляя необходимый зазор между почвой и ковшом, и перемеща­ют вперед по ковшу заднюю стенку, которая выталкивает породу из ковша. Освобожденный от породы ковш поднимают в транс­портное положение, и скрепер возвращается в забой, после чего цикл работы повторяют.

Рис.III.22.Схема операций рабочего цикла самоходного скрепера:

а, б, в – заполнение ковша, транспорт, разгрузка;

г – принудительная загрузка ковша

Таблица III.10

Техническая характеристика колесных скреперов

Параметры	Прицепные			Полуприцепные				Самоходные
	ДЗ-72	ДЗ-1495	ДЗ-79		ДЗ-87-1	ДЗ-74	ДЗ-11П		ДЗ-13Б	ДЗ-155	ДЗ-107-1
Базовый трактор (тягач)	Т-130.МГ-2	К-701	Т-330		Т-150К	К-702	МоАЗ-546П		БелАЗ-7422	БелАЗ-7316	Опитний тягач
Мощность двигателя, кВт	118	125	243		121,5	150	159		265	2×265	2×405
Грузоподъемность, т	16	18,5	27		9	16	15		27	27	50,4
Вместимость ковша, м3	9	9	15		4,5	8	8		15	20	25
Ширина/глубина резания, м	2,65/0,2	2,83/0,15	3,01/0,3		2,4/0,15	2,7/0,2	2,72/0,3		3,12/0,2	3,42/0,24	3,82/0,4
База скрепера, мм	6300	6350	8000		6330	6600	6900		8300	8400	10800
Колея колес, мм -передних -задних	1600 2200	1600 2250	2200 2400		1435 2870	2115 2050	2330 2150		2490 2360	2530 2560	2825 2825
Дорожный просвет, мм	510	500	560		400	500	450		600	500	850
Скорость (не более), км/час	10,5	33	16,4		10,5	33	40		45	50	50
Габариты, мм: - длина - ширина - высота	9150 3150 2600	9350 3150 2800	11600 3560 3800		12730 2925 2840	13700 3178 3580	11010 3242 3250		12800 3600 3800	130003 3810 3950	16410 4450 4400
Масса скрепера без трактора, т	10	9,8	18,6		4,4	9,5	10		17	21	30
Масса скрепера с трактором, т	25,2	23,3	53,3		23,0	24	20		37	40	66

Рис. III.23. Способ выемки горных пород колесными скреперами

При работе мощных скреперов в плотных породах усилий одно­го тягача иногда бывает недостаточно для наполнения ковша, тог­да используют трактор-толкач, который в момент загрузки толкает скрепер сзади. Один трактор-толкач обслуживает на месте за­грузки 3÷4 скрепера, что позволяет на 15-20% увеличить их про­изводительность При работе в слабых породах к одному трактору- тягачу иногда можно прицепить два скрепера.

Различают два основных способа выемки горных пород колес­ными скреперами: горизонтальными слоями с заполнением ковша скрепера на горизонтальном участке (рис. III.23,а) и наклонными слоями с заполнением ковша на наклонном участке при движении скрепера под уклон или на подъем (рис. III.23,б).

При первом способе выемки вскрышные уступы отрабатывают отдельными участками. Фронт вскрышных работ подвигается пе­риодически, по мере отработки на полную глубину каждого участ­ка. Отвалы также формируют отдельными участками и отсыпают равномерными слоями по всей ширине отвального участка.

При втором способе фронт работ подвигается непрерывно, что создает лучшие условия для равномерного ведения добычных ра­бот.

Техническая производительность скрепера зависит от свойств разрабатываемых пород, емкости ковша, продолжительности его наполнения и разгрузки, расстояния и скорости транспортирова­ния:

м³/час (III. 19)

где Е- геометрическая емкость ковша, м³; Т_ц- продолжитель­ность рабочего цикла, мин;k_н- коэффициент наполнения ковша (0,7÷1,2); k_р- коэффициент разрыхления пород в ковше (1,1 ÷ 1,4).

Продолжительность цикла

, мин, (III,20)

где t_з- продолжительность загрузки ковша (1,0÷1,5), мин, t_Г — продолжительность грузового хода, мин; t_р — продолжитель­ность разгрузки ковша (0,5÷1,0), мин, t_п- продолжительность порожнякового хода, мин; t_В— продолжительность вспомогатель­ных операций - поворотов и переключений передач (1,0÷1,5), мин.

Продолжительность рабочего цикла зависит главным образом от расстояния транспортирования и скорости движения скрепера.

Эксплуатационная производительность скрепера

, м/см(III 21)

где Т- продолжительность смены, ч; η — коэффициент использо­вания скрепера во времени (0,7÷0,85).

При наиболее распространенном расстоянии транспортирования 200-300м сменная производительность скрепера с ковшом емко­стью 15м³ составляет 400÷600м³. С увеличением расстояния транспортирования производительность колесных скреперов значи­тельно снижается. Поэтому скреперы с гусеничными тягачами обычно применяют при расстоянии транспортирования не более 0,3÷0,5км, с колесными тягачами - не более 1÷1,5км. Мощные быстроходные скреперы с ковшом емкостью 10÷15м³ и более мо­гут рационально использоваться при расстоянии транспортирова­ния до 3÷4 км

Колесные скреперы широко применяют на открытых горных работах для зачистки кровли пласта, понижения высоты вскрыш­ного уступа, проходки траншей, планировки площадок и дорог, а также для выполнения основных вскрышных работ на карьерах. Они выгодно отличаются от других машин простотой и надежно­стью конструкции, небольшой стоимостью и низкими эксплуатаци­онными расходами. К основным недостаткам скреперов относятся сезонность их работы, непригодность для работы в породах с боль­шим количеством валунов, значительное снижение производитель­ности при увеличении расстояния транспортирования.

Бульдозер представляет собой трактор или колесный тягач с укрепленным впереди отвалом. Он, как и колесный скрепер, про­изводит выемку, транспортирование и размещение породы в отвал. Однако, в отличие от скрепера, бульдозер может работать как в мягких, так и в разрыхленных взрывом скальных горных породах.

На карьерах бульдозеры широко применяют для планировки рабочих площадок, отвалов, дорог, для совместной работы с экс­каватором или скрепером, для зачистки кровли пласта и выполне­ния различных строительных работ. При разработке россыпных месторождений бульдозеры успешно применяют на вскрышных и добычных работах.

Бульдозеры подразделяют на неповоротные и поворотные. У первых отвал, укрепленный перпендикулярно к продольной оси машины, может только подниматься или опускаться в вертикальной плоскости, у вторых отвал может изменять положение как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, что позволяет перемещать срезаемую породу в сторону от направления движения бульдозера.

Бульдозеры имеют, как правило, гидравлическое управление отвалом - отвал заглубляется с помощью гид­равлических систем.

На карьерах наибольшее распространение получили гусеничные неповоротные бульдозеры (табл. III.11). Они обладают хорошей проходимостью, конструктивно просты и надежны в работе. В по­следнее время все шире начинают применять колесные бульдозеры, имеющие большую маневренностьи скорость перемещения. Их це­лесообразно

применять при большой разбросанности участков работ с небольшими объемами.

Производительность бульдозеров зависит главным образом от мощности машин, размеров отвала, свойств разрабатываемых пород и дальности транспортирования. С увеличением дальности транспортирования производительность бульдозеров резко снижается. Так, сменная производительность бульдозера Д-385 при дальности транспортирования 10м составляет 2000÷2200 м³, а при увеличении ее до 30м снижается до 500÷700м³. Для современных бульдозеров экономически выгодная дальность транспортирования не превышает 100 м. С увеличением мощности бульдозеров это расстояние может быть увеличено.

Таблица III.11

Техническая характеристика бульдозеров

Показатели	Гусеничные					Пневмоколесные
	ДЭТ-250 М2Б1Р1	ДЭТ-320 Б132	Т-25.01	Т-35.01	Т-50.01	МоАЗ-40486		БелАЗ-7823
Тяговый класс, кН	250	250	250	350	500	150		250
Мощность двигателя, кВт	237	258	279	353	550	261		312
Максимальная скорость движения,км\час	15,2	15,7	12,6	11,9	12	50		32
Тип бульдозерного отвала - высота	полусферический					поворотный		полусферический
Геометрическая емкость отвала, м3	10,5	10,5	11,9	18,5	25,5	8,5		10,5
Ширина отвала, мм	4250	4250	4320	4710	5520	4340		4900
Высота отвала, мм	1850	1850	1890	2210	2315	1400		1470
Максимальная высота подъема отвала, мм	1400	1225	1290	1600	1600	725		1500
Тип рыхлительного оборудования	однозубовый	трехзубовый	трехзубовый/однозубовый			Не имеет
Максимальное заглубление зуба рыхлителя, мм	1300	1545	900/1150	900/1540	1150/1760
Масса бульдозера с трактором, т	41,34	41,34	47,6	61,5	93,5	36,7		50
Предприятие изготовитель	ОАО «ЧТЗ-Уралтрактор»		ОАО «Промтрактор»			Могилевский автозавод, Белоруссия	Белорусский автозавод