книги из ГПНТБ / Совершенствование горных работ на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината

Для установления влияния емкости поезда на производительность экскаваторов последняя определена при неизменной длине тупика (рис. 69). Изменение коэффициента обеспеченности забоя порожня­ ком в тех же условиях показано на рис. 70.

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что производительность экскаваторов быстро возрастает при увеличе­ нии емкости составов от минимальной до 250—350 м3 для ЭКГ-4,6

иЭКГ-8 (6 ),до 300—400 м3 для ЭКГ-8 Ии до 350—450 м3 для ЭКГ-12,5,

Рис. 68. Изменение сменной производительности экскаваторов в зависимости от длины тупика и емкости состава

а коэффициент обеспеченности забоя порожняком для разных экскаваторов достигает удовлетворительной величины при емкости состава от 250 до 450 м3.

При дальнейшем увеличении емкости состава наблюдается более медленный рост производительности экскаваторов и коэффициента обеспеченности.

На основании расчетов рекомендуются следующие соотношения емкости поездов и мощности экскаваторов (табл. 71).

При существующей организации работы экскаваторов с погруз­ кой на ж.-д. транспорт, экскаватор после каждого прохода в тупик возвращается в исходное положение для начала новой заходки. Время возвращения экскаватора совмещается с переукладкой пути. Экскаватор не всегда возвращается на всю длину тупика. Он может некоторое время работать в пределах того или иного блока, но в те­ чение года, как правило, общий путь передвижения экскаватора в тупик равен пути, пройденному в обратном направлении. Чем больше протяженность тупика, тем больше времени требуется на путепереукладочные работы и возвращение экскаватора. Поэтому годовая производительность экскаватора также зависит от

181

Рис. 69. Изменение сменной производительности экска­ ваторов в зависимости от емкости поезда при неизмен­ ной длине тупика Ьп = 1500 м:

1 — ЭКГ-4,6; 2 — ЭКГ-8(6); 3 — ЭКГ-8И; 4 — ЭКГ-12,5

Рис. 70. Изменение коэффициента обеспеченности забоя порожняком в зависимости от емкости состава при неизменной длине тупика L„ = 1500 м:

1 — ЭКГ-4,6; 2 — ЭКГ-8(6); з — ЭКГ-8И; 4 — ЭКГ-12,5

протяженности забойного тупика. Для установления влияния Ln на годовую производительность экскаваторов разных марок можно воспользоваться формулой

где N — плановое число смен работы экскаватора в год без учета прекращения работ по погрузке во время переукладки забойного пути; для расчета принято равным 870 сменам; Эср см — среднесменная производительность экскаватора, м3/смену; определена при средне­ взвешенном расстоянии транспортирования; t — время отработки заходки по всей длине забойного тупика, смен; можно определить по формуле

Изменение годовой производительности экскаваторов разных марок в зависимости от длины забойного тупика приведено на рис. 71. По экстремальным участкам кривых установлены максимальные производительности экскаваторов и соответствующие им протяжен­ ности тупиков (табл. 72).

При тупиковой схеме развития забойных путей простои экскава­ торов, связанные с ожиданием обмена поездов, неустранимы. Поэтому

183

наиболее действенной мерой сокращения простоев экскаваторов следует считать повышение коэффициента обеспеченности забоя по­ рожняком, фактическое значение к0 (см. табл. 64) не превышает 0,57. По номограмме (см. рис. 63) с учетом условий карьера можно установить, что наиболее приемлемые значения находятся в преде­ лах 0,65—0,70.

3год,w* »3

Рис. 71. Изменение годовой производительности экскаваторов в зависимости от длины тупика:

1 — ЭКГ-4,6; 2 — ЭКГ-8(6); 3 — ЭКГ-8И; 4 — ЭКГ-12,5

Оптимальную протяженность забойного тупика исходя из усло­ вия рационального обеспечения забоя порожняком можно определить по формуле

Расчеты по формуле с учетом протяженности съездов от обменных пунктов до начала забойных тупиков, равных на карьере в среднем 500 м, показывает, что рациональная длина тупиков равна: для ЭКГ-4,6 - 1900 м, ЭКГ-8 (6 ) - 1800 м, ЭКГ-8 И - 1600 м, ЭК Г-12,5- 1400 м.

Если за нижний предел принять значения длины забойного ту­ пика из условия максимальной производительности экскаваторов, а за верхний предел — значения длины тупика из условия рацио­ нальной обеспеченности забоя порожняком, то можно определить рациональную длину тупика для каждой марки экскаватора (табл.73).

Для установления оптимальной длины тупика К. В. Виницкий предложил методику [32], основанную на установлении минимума затрат, непосредственно зависящих от протяженности тупика. Количественное влияние протяженности тупика на суммарные за­ траты, отнесенные к 1 м3 горной массы представлено на графике

184

(рис. 72). Характер кривых графика показывает, что стоимость раз­ работки 1 м3 горной массы является экстремальной в зависимости от протяженности тупика. Учитывая относительно пологий характер

ким основным требованиям, как обеспечение высокой производитель­ ности, рациональной обеспеченности забоев порожняком и минималь­ ной стоимости разработки 1 м3 горной массы.

Сократить длину забойного тупика, приходящегося на один экскаватор, можно путем установки на уступе при одном ж.-д. пути двух экскаваторов. Но при этом производительность экскава­ торов уменьшается на 1 0 —2 0 %, а укладка второго пути и устройство разминовок значительно увеличивают эксплуатационные расходы

[7].

Выполненные расчеты показывают, что при работе экскаваторов в пределах рекомендуемой длины забойных тупиков можно обеспе­ чить повышение коэффициента обеспеченности забоев порожняком

185

до 0,65—0,7, что позволит повысить производительность экскавато­ ров по сравнению с достигнутой в среднем на 8 —1 0 %.

Рациональная ширина экскаваторной заходки. Производитель­ ность экскаваторов цикличного действия можно повысить путем сокращения времени рабочего цикла, которое кроме конструктивных особенностей экскаватора в первую очередь зависит от величины среднего рабочего угла поворота экскаватора от места загрузки ковша в забое к месту выгрузки в думпкар. При погрузке затрачи­ вается до 60—70% времени от общей продолжительности рабочего цикла на повороты к месту разгрузки и возвращение ковша в забой [89]. Сократить время, затрачиваемое на повороты, можно уменьше­ нием среднего угла поворота, величина которого зависит от ширины экскаваторной заходки.

В ряде работ [41, 30, 31, 90, 111] рассматриваются возможные пути повышения производительности экскаваторов типа «прямая лопата» путем выбора рациональных размеров забоя и наиболее це­ лесообразного расположения экскаватора. Предложено ряд аналити­ ческих и графических методов определения параметров забоя для экскаваторов с ковшами различной емкости, производящих разра­ ботку и погрузку пород, не требующих предварительного разрыхле­ ния взрывом, как правило, в автосамосвалы.

В работе [45] отмечается, что для выбора ширины заходки экскаватора еще нет установившейся методики, в ней даны основные направления хода расчета ширины заходки при экскавации взор­ ванной горной массы на различные виды транспорта. Автор приходит к выводу, что увеличение ширины заходки в пределах полутора ра­ диусов черпания экскаватора на уровне стояния при неизменном расположении транспортных путей приводит к уменьшению среднего угла поворота за счет изменения расположения центра тяжести за­ боя до 30%. При этом продолжительность цикла сокращается на 1 1 ,2 %, что обеспечивает повышение производительности экскаватора на, такую же величину.

Пути получения минимального среднего угла поворота за счет расположения экскаватора в забое, имеющего меньшую ширину относительно возможной по рабочим размерам экскаватора, рассма­ триваются в работе [89]. Ось рабочего хода экскаватора может иметь несколько положений, ограничивающихся радиусом вращения кузова экскаватора. Изменение положений оси хода в допустимых пределах влияет на форму забоя, расположение центра тяжести и величину среднего угла поворота. Анализируя способ определе­ ния расположения оси рабочего хода экскаватора по ширине забоя, предлагаемые в работах [4, 31, 61], автор отмечает неправомерные допущения и предлагает свой метод аналитического определения величины смещения оси рабочего хода экскаватора относительно произвольно выбранного для получения минимального значения среднего угла поворота.

Во всех рассмотренных выше методах основное значение при определении рационального расположения экскаватора и ширины

186

ваторной заходки по развалу взорванной горной массы при разра­ ботке скальных пород. Авторами экспериментальным путем уста­ новлены корреляционные зависимости производительности экскава­ торов от ширины заходки при погрузке на автомобильный и ж.-д. транспорт (рис. 73). В работе приведены данные, характеризующие производительности экска­

массы, образующуюся при разрушении массива взрывными ра­ ботами.

Как отмечалось выше, при производстве взрывных работ на не­ убранную горную массу поперечное сечение забоя имеет более ком­ пактную форму, при которой обеспечиваются лучшие условия для экскавации. При взрывании на подобранный забой аналогичный объем горной массы распределяется на большей площади и форма поперечного сечения забоя при упрощении может рассматриваться как остроугольный треугольник и хорошее наполнение ковша в низ­ кой части забоя не достигается за одно черпание. Часть горной массы, расположенной у ж.-д. пути, при вычерпывании сталкивается в его сторону и усложняет условия погрузки.

Хронометражные наблюдения за работой экскаваторов разных: марок при изменяющейся ширине заходки и средней продолжитель­ ности рабочего цикла приведены ниже.

187

Средние значения продолжительности цикла получены при ши­ рине заходки 15 и 20 м соответственно для экскаваторов ЭКГ-4,6 и

ния затрат, отнесенных на 1 м3 горной массы (см. рис. 74). Принимая во внимание, что отклонение точности расчетов может достигать 5%, определены производитель­ ность экскаваторов и затраты, отличающиеся на величину точности расчетов от максимальной производительности и минимальных за­ трат. Области, отражающие точность расчетов, на рис. 74 ограничены

188

прямыми линиями и заштрихованы. Совмещенные участки областей максимальной производительности и минимума затрат определяют интервалы рациональной величины ширины заходки. Из графиков следует, что рациональная ширина заходки для экскаваторов, ра­ ботающих с ж.-д. транспортом, в условиях Кальмакырского карьера равна: для экскаваторов ЭКГ-4,6 — 14 — 16,5 м, для экскаваторов ЭКГ-8 (6 ) — 18 м. Определение затрат, на основании которых по­ строены графики, произведены для случая, когда взрывание произ­ водилось на неподобранный забой. В случае работы экскаватора но первой ленте при взрывании на подобранный забой производитель­ ность экскаватора ниже, а затраты на экскавацию и переукладку пути, как показывают расчеты, почти в 2 раза превышают затраты при отработке заходки, ведущейся по второй ленте по развалу, образующемуся при взрывании на неподобранный забой. При этом затраты постоянно снижаются с увеличением ширины заходки. Поэтому при отработке первой ленты при взрывании без оставления подпорной стенки ширину заходки следует выбирать с учетом наилучшего использования параметров экскаваторов. Работа экс­ каваторов в условиях рекомендуемых рациональных величин ши­ рины заходки позволит повысить производительность экскаваторов. Как показывают расчеты, производительность экскаваторов ЭКГ-4,6 при этом может возрасти на 6,5%, а экскаваторов ЭКГ-8 (6 ) — на 12%. Затраты на экскавацию и транспорт 1 м3 горной массы умень­ шаются при работе экскаватора ЭКГ-4,6 на 0,1 коп. и экскаватора ЭКГ-8 (6 ) — на 0,4 коп.

Рациональная длина отвальных тупиков и производительность экскаваторов на отсыпке отвалов. Наиболее эффективная работа экскаваторов на отсыпке отвалов достигается при соответствии их производительности пропускной способности отвального тупика.

Возможную эксплуатационную производительность отвальных экскаваторов для условий карьера можно определить по формуле

цикла; по данным хронометражных наблюдений, для ЭКГ-8 (6 ) — 32 с, для ЭКГ-4,6 — 28 с; ^ — коэффициент наполнения ковша; 1; /ср — коэффициент разрыхления, 1,5; Т — продолжительность смены ( 8 ч); Т„р — время на прием и сдачу смены, смазку экскаватора и крепежный ремонт ( 1 ч); кп — коэффициент, учитывающий передви­ жения экскаватора, подготовку площади, перенос кабеля, кп = 0,85.

Возможная сменная производительность экскаваторов равна для экскаваторов ЭКГ-8 (6 ) 3060 м3/смену, ЭКГ-4,6 2540 м3/смену. Провозная способность отвальных тупиков определяется по формуле

j'Tqn

М°

toН- ^раз

189

где / ' — коэффициент, учитывающий неравномерность подачи соста­ вов (рекомендуется принимать равным 0,9); Т' — время работы от­ вала в смену (7 ч); qn — емкость состава вскрышных поездов (296 м3);

тельность интервала при обмене поездов (0,072 ч); Ln — длина по­ стоянных подъездных путей, км; Ьр — длина рабочей части отвала, км; vn — скорость движения поездов по постоянным путям, 25 км/ч; vB— скорость движения поездов по временным путям (15 км/ч); LOB — длина временных подъездных путей.

Значения входящих в расчетные формулы величин взяты по дан­ ным карьера Кальмакыр. Определенная расчетом провозная способ­

Возможная длина отвального тупика из условия равенства про­ изводительности экскаватора и провозной способности тупика опре­ деляется по формуле

Для экскаватора ЭКГ-8 (6 ) возможная длина тупика составляет 2,5 км, а для экскаватора ЭКГ-4,6 — 3,3 км. Следовательно, провоз­ ная способность тупиков не ограничивает производительности экс­ каваторов и даже имеется возможность увеличения протяженности тупиков.

190