4.2. Параметры технологической схемы разработки мягких и скальных пород экскаватором механическая лопата с погрузкой в автомобильный транспорт

Расчет параметров забоя технологических схем заключается в определении: высоты уступа, ширины заходки, углов откоса уступа и параметров места расположения экскаватора.

При разработке мягких пород с целью исключения образования нависей и козырьков высота уступа не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора:

, (4.1)

где Н_У – высота уступа, м; H_ЧМ – максимальная высота черпания экскаватора (табл. 4.5–4.6), м.

Высота уступа в мягких породах может быть принята равной мощности рыхлых отложений (Н_У=h₀).

При разработке скальных пород высота уступа в массиве:

, (4.2)

Выемка взорванной породы механической лопаты с погрузкой в автомобильный транспорт производится на всю ширину развала (рис. 4.1).

Ширина экскаваторной заходки, м:

, (4.3)

где R_ЧУ – радиус черпания на горизонте установки экскаватора (табл. 4.5–4.6).

Высота развала (h_Р), м:

. (4.4)

Углы откосов уступа принимаются в следующих пределах:

• в массиве мягких пород

рабочий =35–45; устойчивый _У=30–35;

• в массиве коренных пород

рабочий =75; устойчивый _У=60.

Рис. 4.1. Технологическая схема выемки взорванной породы механической лопатой с погрузкой в автотранспорт

4.3. Параметры рабочей площадки

При расчёте ширины рабочей площадки необходимо исходить из того, чтобы её ширина была минимальной. Чем меньше ширина рабочей площадки, тем больше угол откоса рабочего борта и меньше текущий коэффициент вскрыши, а это, в свою очередь, приводит к снижению себестоимости добычи единицы полезного ископаемого. Ниже рассмотрен расчёт ширины рабочей площадки при разработке рыхлых и скальных пород с применением автомобильного транспорта (рис. 4.2, а, б).

С применением на карьере на вскрышных работах автомобильного транспорта ширину рабочей площадки определяют следующим образом, м:

• по мягким породам

; (4.5)

• по взорванным породам

, (4.6)

где m – расстояние от границы развала до транспортной полосы (табл. 4.1), м; Т_П – ширина транспортной полосы (табл. 4.1), м; П_Э – ширина полосы для размещения вспомогательного оборудования, м; b_П – берма безопасности (формула (3.18)), м.

Таблица 4.1

Параметры для определения ширины рабочей площадки

Грузоподъёмность транспорта, т	Элементы рабочей площадки, м
	m	ТП	ПЭ
27–130	1,0	7,0	6,0
180–320	1,5	8,0	6,0

Различают паспортную, техническую и эксплуатационную производительность экскаватора. В свою очередь эксплуатационная производительность может быть сменной, суточной, месячной и годовой.

Рис. 4.2. Схема ширины рабочей площадки: а – по мягким

породам, б – по взорванным породам

4.4. Производительность экскаваторов механических лопат

Паспортная производительность экскаватора определяется только конструктивными параметрами машин, м³/ч:

, (4.7)

где Е  вместимость ковша экскаватора (табл. 4.5–4.6), м³; t_ЦП  паспортная продолжительность цикла экскаватора (табл. 4.5–4.6), с.

Технической производительностью является наибольшая возможная часовая производительность экскаватора при непрерывной работе в конкретных горно-геологических условиях, м³/ч:

, (4.8)

где k_Э  коэффициент экскавации (табл. 4.3); k_З  коэффициент влияния параметров забоя (k_З=0,8–0,9); t_Ц  продолжительность цикла экскаватора в горно-геологических условиях, с.

Коэффициент экскавации (табл. 4.3):

, (4.9)

где k_Н  коэффициент наполнения ковша; k_Р  коэффициент разрыхления породы в ковше.

Таблица 4.3

Коэффициент разрыхления горной породы и экскавации

Временное сопротивление сжатию СЖ, МПа	Коэффициент разрыхления горной породы kР	Плотность горной массы в целике П, т/м3	Коэффициент экскавации kЭ
до 40	1,35	2,3-2,45	0,91
40-60	1,35	2,4-2,5	0,84
60-80	1,4	2,43-2,52	0,70
80-100	1,4	2,45-2,55	0,60
более 100	1,45-1,47	2,5-2,6	0,56

Примечание. Для расчёта производительности экскаватора на добычных работах значение коэффициент экскавации (k_Э) принимают при _СЖ  40 МПа.

Время цикла экскаватора в горно-геологических условиях при погрузке взорванной породы в автотранспорт рассчитывают по эмпирической формуле, с:

, (4.10)

где k_ – коэффициент корректировки цикла (табл. 4.4).

Таблица 4.4

Коэффициент корректировки цикла k_

Параметры	Угол поворота экскаватора, град
	45	60	75	90	120	150	180
k	0,79	0,86	0,93	1,0	1,13	1,26	1,4

Сменная эксплуатационная производительность характеризует объем работы, который выполняет экскаватор за смену с учетом времени на технические, технологические и организационные перерывы, м³/см.

, (4.11)

где Т_СМ  продолжительность смены (Т_СМ=8), ч; k_ИЭ  коэффициент использования экскаватора в течение смены (k_ИЭ=0,600,85).

Суточная производительность экскаватора, м³/сут:

, (4.12)

где n_СМ  количество смен работы экскаватора в течение суток (n_СМ=3).

Месячная производительность экскаватора, м³/мес.:

, (4.13)

где n_М  количество рабочих дней экскаватора в течение месяца (n_М=21).

Годовая производительность экскаватора, м³/год:

, (4.14)

где n_Г  количество рабочих дней экскаватора в году (n_Г=252).

Количество экскаваторов (рабочий парк):

, (4.15)

где V_ВГ  годовой объем вскрышных пород, м³/г.

Количество экскаваторов (инвентарный парк):

, (4.16)

где f_РЭ  коэффициент резерва экскаваторного парка (f_РЭ=1,21,4).

Литература: [6, с. 8892].