5 Индивидуальное задание. Схемы отработки уступа гидравлическим экскаватором типа обратная лопата Komatsu pc1250-7

Гидравлический экскаватор - самоходная выемочно-погрузочная машина, у которой все виды рабочих органов (основное или сменное рабочее оборудование) шарнирно связаны с полноповоротной или частично поворотной платформой и перемещаются с помощью гидроцилиндров. В горной промышленности применяются на открытых разработках месторождений полезных ископаемых для выемки и погрузки в транспорт. Гидроцилиндры экскаваторов приводятся в действие насосами высокого давления (10-40 МПа).

Гидравлические экскаваторы прямые и обратные лопаты оборудуют фронтально опрокидывающимися ковшами. Достоинства гидравлического экскаватора - способность машины развивать высокие усилия копания при внедрении ковша в породу на уровне стоянки экскаватора, возможность поворота ковша при зачерпывании породы и его разгрузке. При этом существенно сокращается цикл копания, улучшается заполняемость ковша, обеспечивается селективная выемка полезных ископаемых. Вместимость ковша гидравлического экскаватора по сравнению с мехлопатами при одинаковой массе машин в 1,8-2 раза выше, расход электроэнергии ниже на 20-30%.

Кинематическая схема работы экскаватора Komatsu PC 1250 изображена на рисунке 1, а в таблице 6 приведены его технические характеристики.

Произведем расчет параметров работы экскаватора Komatsu PC 1250 с нижним и верхним черпанием.

Для верхнего черпания параметры системы разработки составят:

Высота уступов Н_у определяется из условий требований техники безопасности и должна удовлетворять условию:

Н_у < Н_ч ^.1.5≤Н_{ч max} м, (54)

где Н_ч - высота черпания экскаватора.

13 < 13.5^.1.5 = 20,25 м≤ 13,5, принимаем высоту уступа 13 м.

Ширина рабочей площадки составит

Ширина заходки по целику при автотранспорте определяется по формуле:

(55)

R_ч.у.- радиус черпания (копания) используемого экскаватора.

Для определения ширины транспортной полосы применяем неравенство:

(56)

- радиус разворота автотранспорта.

Условия выполняются поэтому нет необходимости для увеличения ширины рабочей площадки для размещения автотранспорта.

Призма обрушения составит:

Таким образом для отработки уступа в одну заходку с верхним черпанием ширина рабочей площадки составит 26м.

Для нижнего черпания параметры системы разработки составят:

Высота уступа Н_у определяется из условий требований техники безопасности и должна удовлетворять условию:

Н_у < Н_ч ^.1.5≤Н_{ч max} м, (57)

где Н_ч – глубина черпания экскаватора.

7 < 7,9^.1.5 = 10,8 м≤7,9, принимаем высоту уступа 7 м.

Определяем ширину рабочей площадки по формуле:

(58)

где А_зах - ширина заходки, м;

С – безопасное расстояние от нижней бровки уступа до транспортной

полосы,С = 2 – 3, м;

Z – ширина призмы обрушения, м.

т.к рассмтривается отработка уступа с нижним черпанием , то ширина транспортной полосы не учитывается

Ширина экскаваторной заходки при нижнем черпании для гидравлических экскаваторов (А_э) определяется по формуле:

, м (59)

где – максимальный радиус разгрузки экскаватора, м;

– ширина автосамосвала, м;

– безопасный зазор между нижней бровкой уступа и автосамосвалом

(принимается не менее 1,0 м);

– высота уступа, м;

– угол откоса рабочего уступа (принят 55 град);

 – максимальный радиус черпания экскаватора.

Ширину призмы обрушения определяем по формуле:

(60)

где - высота уступа,

α- угол наклона уступа;

α_у- устойчивый угол наклона уступа ;

Таким образом для отработки уступа в одну заходку с нижним черпанием ширина рабочей площадки составит 11,3 м.

Таблица 6 – Технические характеристики экскаватора Komatsu PC 1250

Наименование показателей	Komatsu PC 1250
Емкость ковша, м3	6,2
Наибольшая высота копания, м	13,0
Наибольшая глубина копания, м	7,9
Наибольший радиус копания, м	14,1
Наибольшая высота выгрузки, м	8,5

Рисунок 1 – Кинематическая схема работы экскаватора

Рисунок 2 – Схема к определению ширины заходки

так же не мало важным параметром при отработки уступа является производительность выемочно-погрузочной машины цикличного действия. На опыте производства доказано что при отработки уступа верхним и нижним черпанием разница во времени на экскавацию составляет порядка 20%. Т.о. произведем расчет производительности.

Для верхнего черпания производительность экскаватора составит:

Эксплуатационная производительность вскрышного экскаватора определяется по формуле

м³/час (61)

где Е – емкость ковша, м³

- коэффициент заполнения ковша 0,9;

- коэффициент разрыхления горной массы;

, время цикла, сек;

- коэффициент использования оборудования во времени, 0,7-0,8.

Определяем сменную производительность вскрышного экскаватора по формуле:

, м³/см. (62)

где - продолжительность смены, 8 час;

Определяем суточную производительность экскаватора

, м³/сут. (63)

где - количество смен, 3 см.

Определяем месячную производительность экскаватора

, м³/мес (64)

где - количество рабочих дней по вскрыше, 28 дней.

Определяем годовую производительность экскаватора

, м³/год. (65)

Для нижнего черпания производительность экскаватора составит:

Эксплуатационная производительность вскрышного экскаватора определяется по формуле

м³/час (66)

где Е – емкость ковша, м³

- коэффициент заполнения ковша 0,9;

- коэффициент разрыхления горной массы;

, время цикла, сек;

- коэффициент использования оборудования во времени, 0,7-0,8.

Определяем сменную производительность вскрышного экскаватора по формуле:

, м³/см. (67)

где - продолжительность смены, 8 час;

Определяем суточную производительность экскаватора

, м³/сут. (68)

где - количество смен, 3 см.

Определяем месячную производительность экскаватора

, м³/мес (69)

где - количество рабочих дней по вскрыше, 28 дней.

Определяем годовую производительность экскаватора

, м³/год. (70)

Полученные данные сводим в таблицу 7

Таблица 7 – Производительность экскаваторов

Вид работ	Время цикла	Высота уступа	Ширина площадки	Производительность, м3
				суточная	месячная	годовая
Верхнее черпание	30	13	26	639	429408	5152896
Нижнее черпание	26	7	11,3	663	445536	5346432

6 Охрана окружающей среды

6.1 Охрана атмосферы

В процессе производства вскрышных, добычных и отвальных работ на разрезе в атмосферу будут поступать взвешенные вещества и вредные газы.

Постоянно действующими источниками пылевыделения будут являться: выемочно-погрузочные, буровые, транспортные работы, ветровая эрозия (сдувание пыли с обнаженных поверхностей отвалов и бортов выработанного пространства разреза), дефилирующие поверхности отвалов, пункт перегрузки породы, склады угля, дробильно-сортировочные комплексы, а также движение автотранспорта по технологическим дорогам (пыль из-под колес и сдувание с кузова) и железнодорожного транспорта (сдувание с вагонов).

Источниками выделения вредных газов является работа машин и меха-низмов с дизельными двигателями, а также маневровые работы локомотивов. В состав вредных газов входят: азота диоксид, серы диоксид, оксид углерода, сажа, углеводороды.

Источниками периодического действия на разрезе является производство массовых взрывов, в результате чего образуется пылегазовое облако, содержащее вредные вещества: пыль породную, диоксид азота, оксид углерода.

При проведении ремонта оборудования на поле разреза (производство сварочных работ) в атмосферу будут выделяться: железа оксид, соединения марганца, фтористые соединения, сварочный аэрозоль.

Для сокращения выбросов в атмосферу взвешенных веществ преду-сматривается полив водой технологических автодорог и поверхности взрываемого блока в теплое время года. Эффективность пылеподавле-ния 80 % и 50 % соответственно. Для пылеподавления используется вода из отстойника карьерных вод.

Контроль за количеством вредных веществ, содержащихся в вы-бросах предприятий в пределах санитарно-защитных зон, производится по графику,

согласованному с органами санитарно-эпидемиологической службы, местными органами Государственного комитета РФ по экологии и природным ресурсам и утвержденному главным инженером.

В разрезе отбор проб для определения запыленности атмосферы должен проводиться не реже одного раза в год.

Основными вредными веществами, содержащимися в выбросах пред-приятий и подлежащими обязательному определению, являются: пыль, сернистый ангидрид, окись углерода, двуокись азота.

Контроль за состоянием атмосферного воздуха и санитарно-гигиеническим состоянием рабочей зоны разреза будет осуществляться по договору с районной санитарно-профилактической лабораторией.