5.2.3. Технология проведения канав экскаваторами

Открытые горно-разведочные выработки проводятся одноковшовыми универсальными экскаваторами и экскаваторами непрерывного действия. Экскаваторы классифицируются по следующим признакам:

• циклического и непрерывного действия;

• по конструкции рабочего органа – цепные многоковшовые, цепные скребковые, роторные многоковшовые и роторные бесковшовые;

• по характеру перемещения рабочего органа – продольного, поперечного и радиального копания;

• по конструкции ходового устройства – гусеничные, пневмоколесные, железнодорожные, шагающие, плавучие;

• по силовому оборудованию – дизельные, электрические, комбинированные (дизель-гидравлические, дизель-электрические);

• по назначению – строительные малой мощности с ковшом вместимостью 0,06 – 1,75 м³; средней мощности – 2 – 3 м³; большой мощности – 3,25 − 6 м³ и карьерные малой мощности с ковшом вместимостью 2 – 3,2 м³, средней мощности – 4 – 8 м³, большой мощности – 12,5 – 20 м³ и сверхмощные – 20 м³; вскрышные;

• по напорному механизму – с реечным и канатным напорным механизмом.

К технико-эксплуатационным параметрам одноковшовых экскаваторов относятся: скорость передвижения, величина давления на грунт, наибольший преодолеваемый угол подъема пути, глубина и радиус копания, высота выгрузки и время выполнения операций рабочего цикла.

Структура индексации серийно выпускаемых экскаваторов отражает их конструктивные особенности и некоторые основные параметры (рис. ). К примеру, ЭО4121БХЛ: Э – экскаватор, О – одноковшовый; цифры обозначают: 4 – четвертая размерная группа, 1 – на гусеничном ходовом устройстве, 2 − с жесткой подвеской рабочего оборудования, 1 – первая модель. Буквенное обозначение БХЛ: Б – вторая модернизация, ХЛ – северное исполнение.

Технические и эксплуатационные качества одноковшовых экскаваторов позволяют использовать их на равнинных участках и слабогористой местности при сооружении канав в породах I–IV категорий по буримости.

Рис. . Структура индексации одноковшовых экскаваторов

Техническая характеристика одноковшовых экскаваторов приведена в табл.  .

Для проходки геологоразведочных канав и траншей наиболее удобны универсальные строительные экскаваторы с емкостью ковша от 0,06 до 1 м³.

Траншейные экскаваторы представляют собой самоходные землеройные машины непрерывного действия с цепным или роторным рабочим оборудованием на гусеничном или пневмоколесном ходу. Они предназначены в основном для разработки пород III категории с каменистыми включениями до 10 – 15% по объему и размером не более 200 мм. Применение этих экскаваторов возможно в районах с равнинной местностью.

Производительность выемочных машин является одним из важнейших технико-экономических показателей открытых горных работ. Различают паспортную (теоретическую), техническую, эффективную и эксплуатационную производительность машин.

Паспортная производительность Q_п зависит от конструктивных особенностей машин и определяется по формуле

Q_п = q n_п,

где q – расчетная емкость экскавирующего органа (чаще всего ковша), м³; n_п – конструктивно-расчетное число разгрузок экскавирующего органа (или ряда их) в час.

При циклической работе машин n_п = 3600/Т_ц n, тогда

Q_п= (3600/T_ц n) q,

где Т_ц·n – паспортная продолжительность рабочего цикла машины, с.

Паспортная производительность служит для сравнения отдельных видов и типоразмеров выемочных машин между собой.

Техническая производительность рассчитывается по формуле

Q_т= (3600/T_ц n) К_э К_т.в,

где Т_ц – минимальная продолжительность рабочего никла выемочной машины в конкретных горно-технических условиях, с; К_т.в – коэффициент влияния технологии выемки, учитывает время вспомогательных операций; К_э – коэффициент экскавации (для прочных плотных пород К_э = 0,55, для песка и легких супесей К_э= 0,95, для уплотненных легких пород, гравия К_э = 0,75).

Техническая производительность показывает эффективность применения данной выемочной машины в конкретных горно-технических условиях.

Таблица

Параметры	ЭО-2621А	ЭО-3322Б ЭО-3322В	Э-5015А	ЭО-4321	МТП-71 ЭО-4221	ЭО-4121	ЭО-3311Г	ЭО-3211Г (Э-304Г)	Э-652Б
Вместимость ковша, м3	0,25–0,65	0,4–1,0	1,0–2,5	0,65–1,6	0,65–1,6	0,65–1,6	0,4–1,0	0,25–0,65	1–2,5
Привод	Гидравлический						Механический
Мощность, кВт	44	55	–	73,6	60–90	60– 90	36,8	36,8	55–60,3
Сменное рабочее оборудование	–	–	–	–	–	–	Прямая и обратная лопата, драглайн	Обратная лопата, драглайн, кран, боковой драглайн	Прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер, кран
Ходовое устройство	Пневмо–колесное	Пневмо–колесное	Гусеничное	Пневмо–колесное	Гусеничное повышенной проходимости	Гусеничное	Пневмо–колесное	Гусеничное	Гусеничное
Скорость передвижения, км/ч	19	19,5/22	1,9	19,5	1,72	2,9	1,45; 3,98; 6,46; 16,9	1,15−1,27 2,67−2,42	1,7; 3,01
Преодолеваемый уклон пути, град.	10	–	22	23	22	22	22	22	22
Число видов сменного рабочего оборудования	6	3	–	5	–	–	3	4	5
Масса экскаватора с основным оборудованием, т	5,7	14,5	11,6	19,2	22,7	22,4	12,4	12,37	21,2

Эксплуатационная производительность находится по формуле

Q_э = Q_Т К_и,

где К_и= 0,55 – 0,9 – коэффициент использования экскаватора во времени.

Сменную эксплуатационную производительность можно определить по формуле для одноковшовых экскаваторов

где Q_{э −} сменная производительность экскаватора, м³/ч; q_к – ёмкость ковша, м³; Т_с – продолжительность рабочей смены, ч; t_ц – время рабочего цикла экскаватора, мин; К_н − коэффициент наполнения ковша (табл. 41); К_р – коэффициент разрыхления породы; К_и – коэффициент использования экскаватора во времени при погрузке горной массы.

Коэффициент разрыхления для слабых пород равен 1,25, средней крепости − 1,50 и крепких – 1,75. Коэффициент использования экскаватора во времени колеблется при погрузке горной массы в транспорт от 0,7 до 0,80, при погрузке в отвал от − 0,80 до 0,90.

Эксплуатационная производительность характеризует организационную работу на предприятии. Высокая эффективность сооружения открытых геологоразведочных выработок экскаваторами достигается при рациональных формах организации труда и соответствии условий производства работ эксплуатационным и техническим возможностям этих машин.

К технико-организационным условиям относятся следующие факторы: условия стоянки в холодный период времени, уровень квалификации персонала при работе, ремонте и наладке узлов экскаваторов, наличие специальной оснастки, соотношение между объемами работ на объекте и на отдельных участках, разобщенность этих участков и удаленность их от баз партий и экспедиций, состояние дорог, сезон проведения работ, сложность перебазировки машин и др.

При проведении разведочных траншей на россыпях с крупнообъёмным или валовым опробованием должна быть возможность погрузки песков в автосамосвалы или другие транспортные средства, как из отвалов, так и при проведении выработок.

Из горно-геологических условий основным и определяющим является критерий трудности их разработки экскаватором, характеризуемый удельным сопротивлением копанию, и рельеф. Производительность экскаваторов находится в прямой зависимости от содержания валунно-галечных включений или размеров кусков предварительно разрушенной породы (с использованием взрыва или др.), липкости грунта.

Экономические условия определяются высокой стоимостью экскаваторов. Экономически оправдано их применение при достаточно большом объеме работ. Экскаваторы 2-го и 3-го типоразмеров экономически целесообразно использовать при объеме работ до 20, 3-го и 4-го типоразмеров – до 60 и 4-го и 5-го типоразмеров − до 70 – 100 тыс. м³/мес.

Таблица

Порода	Значения Кн	Порода	Значения Кн
Песок, гравий, сухие щебень и хорошо взорванная порода	0,95–1,02	Глина влажная	1,30–1,50
Песок и гравий влажные	1,15–1,23	Глина тяжелая	1,0–1,10
Суглинок сухой	1,05–1,12	Глина влажная	1,25–1,40
Суглинок влажный	1,20–1,32	Плохо взорванная порода, скала	0,75–0,90
Глина средняя	1,08–1,18