книги из ГПНТБ / Горное дело учеб. пособие для горных техникумов

Т а б л и ц а 17

Техническая характеристика механических лопат

К основным технологическим параметрам одноковшовых экска­ ваторов относятся: рабочие параметры, вес, габариты, преодолева­ емый уклон.

Возможность примеиения одноковшовых экскаваторов в различ­ ных условиях открытой разработки, а также форма и размеры забоя определяются рабочими параметрами экскаваторов, к которым относятся: емкость ковша, радиус черпания, высота и глубина черпання, радиус и высота разгрузки. Последние зависят от длины стрелы и рукояти, угла наклона стрелы, а также положения забоя и пункта разгрузки (табл. 17).

максимальный радиус черпания В_ч тоах, соответствующий макси­ мально выдвинутой рукояти, и радиус черпания на горизонте уста­ новки і? ч . у , соответствующий максимальному радиусу черпания на горизонте установки экскаватора;

в ы с о т а ч е р п а н и я Нч — вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до режущей кромки ковша; макси­

от оси вращения экскаватора до середины ковша при разгрузке;

горизонта установки экскаватора до нижней кромки открытого днища ковша; максимальная высота разгрузки Нр. т а х соответствует максимально поднятой рукояти;

г л у б и н а ч е р п а н и я 1іч — вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до режущей кромки ковша при черпании ниже горизонта установки; максимальная глубина черпа­ ния соответствует максимально опущенному ковшу.

черпания и разгрузки, высота и глубина черпания, высота разгрузки (рис. 117). У драглайнов различают радиус черпания без заброса

Рис. 117. Рабочие параметры драглайна.

Глубина черпания Нч — вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до дна разрабатываемой выработки; разли­ чают глубину черпания при боковом и тупиковом расположении драглайна в забое; в первом случае глубина черпания меньше, чем

ствующие . изменения рабочих параметров драглайна. Так, при уменьшении угла наклона стрелы радиус и глубина черпания дра­ глайна увеличиваются, но при этом, как правило, необходимо умень­ шить емкость ковша драглайна.

§ 4. Технология разработки горных пород механическими

лопатами

Прямые механические лопаты устанавливают на подошве уступа и отрабатывают его последовательными заходками, забои которых расположены с торца уступа выше горизонта установки экскава-

тора. Во время работы механическая лопата черпает породу из забоя снизу вверх и по мере отработки заходки перемещается вперед.

Рабочий цикл механической лопаты состоит из следующих основ­ ных операций: наполнения ковша в забое, вывода ковша из забоя, поворота к месту разгрузки, установки ковша над местом разгрузки, разгрузки, поворота к забою, втягивания рукоятки, опускания ковша к основанию забоя. Для сокращения продолжительности рабочего цикла некоторые операции совмещают во времени: вывод ковша из забоя и установка его над местом разгрузки совмещают с поворо­ том; обратный поворот экскаватора в забой совмещают с втягиванием рукояти и опусканием ковша.

Ковш наполняют с подошвы уступа, при этом порода постепенно

'разгрузка в отвал или в транспортные средства. Наи­

большее время затрачивается при разгрузке в транспортные сосуды небольшой емкости, когда требуется точная наводка ковша над центром кузова. Минимальное время требуется для разгрузки породы в отвал.

При нормальных условиях работы значительную часть времени рабочего цикла (до 50—60%) занимает поворот экскаватора. При уменьшении угла поворота продолжительность цикла может быть значительно сокращена.

Забой механической лопаты имеет криволинейную форму. Раз­ личают следующие виды забоев механической лопаты (рис. 118): боковой (а), тупиковый (б) и фронтальный (в). Согласно ПТЭ, нор­ мальным для механической лопаты является боковой забой. При работе в боковом забое обеспечивается наибольшая производитель­ ность, поскольку в этом случае угол поворота экскаватора обычно не превышает 90° и значительно упрощается подача транспортных сосудов под погрузку. Тупиковые забои обычно применяют при про­ ходке траншей, а также при разработке месторождений сложного строения и отработке тупиков карьерного поля. Фронтальные забои применяют в исключительных случаях, когда невозможно произво­ дить выемку пород боковым забоем.

В свою очередь, в боковом забое различают схему с боковой раз­ грузкой в отвал (рис. 119, а), с боковой разгрузкой в транспортные

средства, расположенные на горизонте установки экскаватора (рис. 119, б), с боковой разгрузкой в транспортные средства, располо­

в транспортные средства (рис. 119, д), с размещением породы на бор­ тах траншеи (рис. 119, е).

Рис. 119. Основные схемы работы механических лопат.

Схему работы с боковой разгрузкой в отвал применяют при пере­ валке вскрышных пород в выработанное пространство карьера. При этом достигается наиболее высокая производительность, так как экскаватор не связан с транспортом, что исключает простои при обмене груженых транспортных сосудов на порожние, и необходи­ мость точной наводки ковша над местом его разгрузки.

Схема работы -с боковой разгрузкой в транспортные средства на горизонте установки экскаватора наиболее распространена на карье­ рах. Производительность экскаватора при этой схеме ниже, чем при работе с разгрузкой в отвал, но выше, чем при всех остальных схемах.

Верхнюю погрузку применяют при наличии экскаваторов с удли­ ненным рабочим оборудованием. При верхней погрузке производи­ тельность экскаваторов в связи с большими затратами времени на установку ковша над кузовом транспортного сосуда на 20—30% меньше, чем при нижней, но зато значительно упрощается работа транспорта.

Производительность механических лопат в тупиковых забоях при верхней погрузке практически одинакова, а при нижней погрузке меньше, чем в боковых забоях. Это вызвано главным образом тем, что транспортные сосуды при нижней погрузке в тупиковых забоях устанавливают позади экскаватора, в результате чего увеличивается угол поворота экскаватора и соответственно удлиняется время рабочего цикла. При железнодорожном транспорте значительно увеличиваются вынужденные простои экскаватора при обмене груженых транспортных сосудов на порожние, а также при наращи­ вании железнодорожных путей.

Геометрические размеры забоя механической лопаты зависят от параметров экскаватора и физико-механических свойств горных пород.-

В мягких породах профиль забоя криволинейный, соответству­ ющий траектории движения ковша экскаватора. Поэтому высота забоя в мягких породах не должна превышать максимальную вы­

В сыпучих, а также в хорошо разрыхленных скальных породах профиль забоя соответствует углу естественного откоса горных пород. При разработке таких пород, когда постепенное осыпание их сни­

наполнения ковша экскаватора за одно черпание. В мягких породах минимальная высота забоя должна составлять не менее 2 /з высоты расположения напорного вала, в скальных породах — не менее высоты напорного вала экскаватора.

На карьерах СССР высота уступов обычно составляет 10—15 м. Ширина бокового забоя механической лопаты

где і ? ч . у — радиус черпания экскаватора на горизонте установки, м.

При железнодорожном транспорте для сокращения числа пере­ движек путей ширину забоев принимают наибольшей — обычно (1,5-1- 1,7)і?ч у (рис. 120, а). При этом ширину внутренней части забоя принимгшт і?ч .у , так как при большей ширине ее у подошвы уступа остается неубранная порода. Ширину внешней части забоя при­ нимают (0,5 -і- 0,7) В.ч.у из условия нормального наполнения ковша без отталкивания породы в сторону выработанного пространства карьера. При этом угол поворота экскаватора не превышает 30—45°.

При автомобильном транспорте для подъезда автомашин под погрузку может быть использовано выработанное пространство сбоку или позади экскаватора. Поэтому ширину забоя при автомобильном

и за счет этого уменьшить продолжительность рабочего цикла.

Рис. 120. Схема к определению ширины забоя механи­

ческой лопаты.

Для механических лопат с ковшами емкостью 4—5 м 3 нормальная ширина бокового забоя составляет 12—15 м, для более мощных экскаваторов 20—30 м.

Ширина тупикового забоя. механической лопаты определяется заданными его размерами или рабочими параметрами экскаватора. Максимальная ширина тупикового забоя равна 2R4. у (рис. 120, г). При большей ширине забоя экскаватор передвигается зигзагообраз­ н о или разработка производится короткими поперечными заходками.

§ 5. Технология разработки горных пород драглайнами

Драглайны устанавливаются на кровле, на промежуточном гори­ зонте и редко на подошве разрабатываемого уступа. В первом слу­ чае выемка осуществляется нижним, во втором — нижним и верхним, а в третьем — только верхним черпанием.

Рабочий цикл драглайна состоит из следующих основных опера­ ций: опускания ковша в забой, установки ковша в рабочее положе­ ние, наполнения ковша, выведения ковша из забоя, поворота к ме­ сту разгрузки, разгрузки, поворота к забою. Операции опускания ковша в забой и выведение его из забоя обычно совмещают с поворо­ том экскаватора.

Длительность черпания зависит в основном от крепости пород и способа черпания. Наименьшая продолжительность черпания до­ стигается в мягких породах при нижнем черпании.

Продолжительность поворота экскаватора зависит от места раз­ грузки, а также от того, производится разгрузка в отвал или транс­ портные сосуды. При перемещении породы в отвал ковш часто раз­ гружают на ходу, без остановки экскаватора, который делает крутой поворот на 360°. Продолжительность цикла при этом наименьшая, так как разгрузка совмещена с поворотом и происходит без остановки экскаватора для перемены направления движения.

При разгрузке в средства транспорта необходимы остановка и наводка ковша над кузовом транспортного сосуда, что значительно увеличивает длительность цикла.

Рис. 121. Основные схемы работы драглайна в боковом забое.

Забоем драглайна обычно является торец и иногда откос уступа. Нормальным для драглайна является боковой или тупиковый забой, расположенный ниже горизонта установки экскаватора.

Различают следующие основные схемы работы драглайнов:

в б о к о в о м з а б о е (рис. 121): с разгрузкой породы в от­ вал (а) или в транспортные средства при установке драглайна на кровле уступа (б); с разгрузкой породы в отвал при установке дра­ глайна на промежуточном горизонте (в) или на подошве уступа (г);

Схема работы с боковой разгрузкой в отвал наиболее распростра­ нена на карьерах. Ее применяют при перевалке вскрышных пород в выработанное пространство карьера. При этой схеме" достигается наиболее высокая производительность, так как экскаватор не свя­ зан с транспортом и работает с наиболее эффективным нижним черпа-- нием.

Боковую разгрузку в средства транспорта применяют главным образом при добычных работах в обводненных условиях, а также при выемке вскрышных пород, когда невозможна непосредственная перевалка их в выработанное пространство карьера. Производитель­ ность экскаватора при этой схеме в связи с увеличением времени