7.5. Виймально-навантажувальні роботи на кар’єрах

7.5. 1. Виймально-навантажувальне обладнання.

В якості виймально-навантажувального обладнання на кар’єрах (рис. 7.4) найчастіше використовують:

• екскаватори типу механічна лопата (а, б) на гусеничному ходу;

• екскаватори драглайни з крокуючою ходовою частиною (в);

• роторні екскаватори (г);

• ланцюгові багатоковшові екскаватори (д);

– скрепери, бульдозери, навантажувачі, грейфери (рис. 7.4, з, и, ж, е).

Ковшові екскаватори типу «механічна лопата» поділяють на будівельні (будівельного типу – ЕС), кар’єрні (ЕКГ), розкривні (ЕВГ) і кар’єрно-будівельні (ЕКГС). Робочими параметрами для них є ємність ковша Е, радіуси черпання R_ч і розвантаження R_р, висота черпання Н_ч і розвантаження Н_р, зусилля різання. Ці екскаватори на гусеничному ходу, мають жорсткий зв'язок ковша з стрілою екскаватора, а отже і велике зусилля різання. Розкривні екскаватори (ЕВГ) мають більші радіуси черпання і розвантаження, ніж кар'єрні (ЕКГ).

Рис. 7.4. Схеми розташування у вибої виймально-навантажувальних машин: а – прямої механічної лопати; б – зворотної механічної лопати; в – драглайна; г – роторного екскаватора; д – ланцюгового багатоковшового екскаватора; е – грейфера; ж – навантажувача; з – колісного скрепера; і – бульдозера; к – шнекобурової машини

Екскаватори типу драглайн мають (рис.7.4, в) гнучкий зв'язок ковша зі стрілою екскаватора (канат), великий радіус розвантаження і крокуючу ходову частину. Ємність ковша 4…100 м³.

Роторні і багатоковшові ланцюгові екскаватори (рис.7.4, г, д) мають найбільшу продуктивність: перші – на гусеничному ходу, другі – переміщуються по залізничних коліях.

Скрепери, бульдозери, навантажувачі, грейфери (рис. 7.4, з, и, ж, е) використовуються для відвальних, складських робіт, для зачистки поверхні корисної копалини після виймання вище розташованих пустих порід та для інших допоміжних робіт.

7.5.2. Технологія виконання виймально-навантажувальних робіт, принцип розрахунку продуктивності машин.

Відробку горизонтів-уступів екскаваторами в кар’єрі здійснюють окремими смугами-панелями уздовж фронту робіт. Виймання гірської маси може проводитись смугами прямо з незайманого масиву або ж з розвалу. При відробці масиву порід смугу відробляють однією заходкою, а при відробці розвалу – двома поздовжніми заходками (рис. 7.3, а, б) або однією (рис. 7.3, в), коли ширина смуги виймання відповідає ширині заходки екскаватора. Після відробки кожної панелі транспортні комунікації переносять.

Панель може поділятися також на частини, кожна з яких виймається окремим екскаватором. Ці частини панелі називають блоками. Схема розташування виймально-навантажувального і транспортного обладнання на уступах залежить від конструкції машин, висоти уступу. Зокрема, на рис. 7.4 наведено верхнє черпання і нижнє навантаження (а, г) та нижнє черпання і верхнє навантаження (б, в, д).

Пусту породу при проведенні розкривних робіт можуть навантажувати в транспортні засоби (автосамоскиди, залізничні вагони, на конвеєри) і відправляти у зовнішні відвали або перекидати безпосередньо екскаваторами чи транспортно-відвальними мостами у внутрішні відвали на звільнену від корисної копалини площу.

В залежності від конструкції машин їх робота може бути безперервною (роторні, багатоковшові ланцюгові екскаватори, шнеко-бурові машини) або ж періодичною, циклічною (усі інші машини, які вказані на рис. 7.4).

Паспортну (теоретичну) продуктивність машин циклічної дії визначають для певних стандартних умов: заданої висоти вибою, кута повороту 90˚ та ін. за наступними формулами:

• для машин циклічної дії:

Q_т =(3600∕ Т_ц)·Е, м³/годину; (7.1)

• для машин безперервної дії:

Q_т =60∙E· п_т, м³/годину, (7.2)

де Е – розрахункова ємність робочого органу (ковша), м³; п_т – теоретичне число розвантажень ковшів за хвилину; Т_ц – теоретична тривалість робочого циклу машини, яка визначається як сума витрат часу на зачерпування гірничої маси, поворот ковша до місця розвантаження, розвантаження та поворот ковша до вибою, с.

Технічна продуктивність визначається для порід в масиві з урахуванням коефіцієнта екскавації к_е та коефіцієнта вибою к_в, який залежить від параметрів вибою, умов розвантаження (у відвал чи у транспортний засіб).

Q_тех = Q_t к_е к_в, м³/годину. (7.3)

Величина коефіцієнта екскавації, у свою чергу, визначається з виразу

к_е =к_н/к_р, (7.4)

де к_н – коефіцієнт наповнення ковша, залежить від налипання породи, положення екскаватора і вибою, кваліфікації машиніста та ін.; к_р – коефіцієнт розпушення породи, залежить від літологічного типу породи, її структури.

Експлуатаційна продуктивність машини приймається за більш значний відрізок часу Т_р: за зміну, за добу, за місяць або за рік і залежить від типу транспортного обладнання, схеми його розташування і характеризується коефіцієнтом використання екскаватора у часі η:

Q_е= Q_тех Т_р η, м³/зміну (добу) . (7.5)