Практическое занятие № 4 Тема: «Технологические схемы выемочно-погрузочных работ»

Цель работы: ознакомиться с технологическими схемами выемочно-погрузочных работ одноковшовыми экскаваторами и научиться выполнять расчет их производительности и количества.

1. Общие сведения

Выемочно-погрузочные работы представляют собой процесс отделения породы от целика или предварительно разрушенного массива коренных пород. Для выполнения этого процесса в основном используются одноковшовые экскаваторы цикличного действия.

По признаку конструктивной связи ковша со стрелой различают одноковшовые экскаваторы с жесткой связью (прямая механическая лопата (рис. 4.1), обратная гидравлическая лопата(рис. 4.2)) и с гибкой связью - драглайны (шагающие экскаваторы) (рис. 4.3).

В настоящее время основной парк экскаваторов на открытых горных работах составляют прямые и обратные механические лопаты (мехлопаты). Прямые и обратные мехлопаты благодаря жёсткой связи стрелы с ковшом развивают большие усилия черпания. Они выпускаются различных типоразмеров с емкостью ковша до 30 м и более, применяются при разработке как мягких, так и разрыхленных скальных и полускальных пород.

Рис. 4.1 - Прямая мехлопата ЭКГ-5А

Рис 4.2 - Обратная мехлопата

Рис. 4.3 - Шагающий экскаватор ЭШ 5/45

2. Параметры мехлопат

К рабочим параметрам относятся (рис. 4.4).

Максимальный радиус черпания Rч.мах - горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до режущей кромки ковша при его максимальном вылете.

Радиус черпания на горизонте установки Rчу - максимальный радиус черпания на горизонте установки экскаватора.

Высота черпания Нч - вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до режущей кромки ковша при Rч.мах.

Рис. 4.4 - Рабочие параметры мехлопаты

Глубина копания Нк - вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до режущей кромки зубьев ковша при нижнем черпании.

Радиус разгрузки Rр - горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до середины ковша в момент разгрузки.

Высота разгрузки Нр - вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до нижней кромки открытого днища ковша при разгрузке.

К габаритным размерам, используемым при определении параметров экскаваторного забоя, относят радиус вращения кузова экскаватора Rк.

Рабочие параметры мехлопат приведены в Приложении 5.

Типовые схемы экскаваторных забоев

Часть массива, которую может отработать экскаватор с одного положения, изменяя радиус черпания от минимального до максимального, является зоной черпания. Фактически отрабатываемая с одного положения зона черпания называется забойным блоком. К призабойному пространству относятся площадка установки экскаватора и зона разгрузки, ограниченная максимальным и минимальным радиусами разгрузки экскаватора.

Различают следующие основные типы забоев: торцевой и траншейный (тупиковый).

Торцевой забой обеспечивает максимальную производительность экскаватора, что объясняется небольшим средним углом поворота на разгрузку (не более 90°) и удобной подачей транспортных средств под погрузку.

Схема торцевого забоя по мягким и плотным породам показана на рис. 4.5.а. При работе по данной схеме ширина нормальной заходки ограничивается радиусом черпания экскаватора на уровне стояния. Различают внутреннюю и внешнюю части торцевого забоя. Ширину внешней части принимают из условия нормального заполнения ковша без выталкивания породы из забоя. Это достижимо, если угол поворота экскаватора не превышает 45°; при этом Ɩ2= (0,5-0,7)Rчу.

Ширина нормальной заходки А = (1,5÷1,7)R_чу.

Схема торцевого забоя для разработки взорванной породы на автотранспорт показана на рис. 4.5.б

Рис. 4.5 - Схемы торцевых забоев мехлопаты при погрузке горной массы в автотранспорт на уровне стояния:

а - отработка мягких и плотных пород;

б - отработка развала взорванной породы

При автомобильном транспорте жесткая взаимосвязь между элементами забоя и положением транспортных коммуникаций на уступе отсутствует. Поэтому выемка взорванной породы мехлопатой производится широкой поперечной заходкой торцевым забоем.

Траншейный (тупиковый) забой применяется при проведении траншей. Схема траншейного забоя приведена на рис. 4.6.

При построении схем забоев необходимо обозначать два угла откоса уступа: а_р - рабочий угол уступа, градус., а_у - угол долговременной устойчивости. Величина этих углов зависит от физико-механических свойств пород. В массиве мягких и плотных пород: рабочий угол а_р^м = 60°, устойчивый а_у^м = 45°; в массиве коренных пород: рабочий угол а _р^ск = 60 ÷ 75°, устойчивый а _у^ск = 55 ÷ 65°.

Рис. 4.6 - Схема траншейного (тупикового) забоя мехлопаты