8.2.2 Выемочно-погрузочные работы при открытом способе отработки

Выемка и погрузка горных пород - отделение от массива мягкой или предварительно разрыхленной крепкой породы с последующей погрузкой в средства транспорта или непосредст­венно в отвал. В качестве основных средств механизации ис­пользуются экскаваторы, в этом случае выемка и погрузка сли­ваются в один процесс - выемочно-погрузочные работы.

Экскаватор - самоходная машина цикличного или непре­рывного действия. Они могут быть одноковшовые и многоков­шовые. Экскаваторы цикличного действия (одноковшовые) по­следовательно выполняют операции копания и перемещения горной массы в ковше, поворачиваясь вокруг своей оси. Мно­гоковшовые экскаваторы непрерывного действия (цепные, ро­торные) производят выемку и погрузку горной массы в резуль­тате перемещения ковшей по круговой траектории.

Важнейшие типы одноковшовых экскаваторов - прямая и обратная механическая лопата и драглайн (рисунок 38).

а - прямая лопата; б - обратная лопата; в - драглайн

Рисунок 38 - Одноковшовые экскаваторы

У механической лопаты ковш жестко скрепляется с руко­ятью. У драглайна ковш подвешивается к стреле на стальном канате. Из экскаваторов с жесткой связью наиболее широко при­меняются экскаваторы карьерные гусеничные ЭКГ-4,6Б 5А), ЭКГ-8и, ЭКГ-12,5, ЭКГ-20, а также гидравлические (прямая и обратная лопаты) ЭГ-8, ЭГ-12 и ЭГ-20. Особенность гидравли­ческих экскаваторов - использование гидропривода рабочего оборудования, поворотной платформы и механизма хода. Гид­ропривод обеспечивает одновременную подвижность стрелы, рукояти и ковша, большее усилие копания.

Экскаваторы вскрышные гусеничные ЭВГ) типа ЭВГ-35/65, ЭВГ-15/40, ЭВГ-100/100 имеют стрелу и рукоять увеличенной длины и предназначены в основном для непосредственного пе­ремещения породы в отвал. Передвижение всех экскаваторов осуществляется за счет гусеничного хода.

Из экскаваторов с канатной связью широкое применение имеют драглайны. Драглайны - шагающие экскаваторы типа ЭШ-10/60, ЭШ-15/90, ЭШ-100/100 - используются на карьерах для перевалки пород вскрыши в выработанное пространство, из забоев, расположенных как ниже, так и выше горизонта ус­тановки экскаватора. Выпускаются шагающие драглайны с ковшом вместимостью от 4 до 120 м³ и длиной стрелы до 125 м.

Важнейшими типами многоковшовых экскаваторов явля­ются цепные и роторные (рисунок 39).

Рисунок 39 - Цепной (а) и роторный {б) экскаваторы

Цепные многоковшовые экскаваторы имеют рабочий орган - ковшовую раму, которая служит для направления цепи с ковшами. Рама одним концом шарнирно закреплена на корпу­се, а другой ее конец подвешен на укосине и полиспастах. Вы­емка породы в забое производится ковшами, которые прижи­маются к забою весом рамы. Емкость ковшей изменяется от 250 до 4500 л. Производительность экскаваторов составляет от 800 до 10 000 м³/ч. Передвижение осуществляется за счет железно­дорожного, гусеничного или шагающего хода.

Роторные экскаваторы типа ЭР-25, ЭР-100 и другие имеют рабочий орган в виде роторного колеса диаметром от 2,5 до 18 м с ковшами, установленными на конце стрелы. Число ковшей на роторе изменяется от 6 до 12, а емкость ковшей от 300-800 до 4000-8000 л. Экскаваторы бывают небольшой (до 630 м³/ч), средней (630-2500 м³/ч), большой производитель­ности (2500-5000 м³/ч), сверхмощ­ные - производительностью свыше 5000 м³/ч. Один из мощных совре­менных экскаваторов – ЭРГ-1600 40/10-31 производительностью до 4500 м³/ч, или 100 тыс. м³/сут.

Марка модели имеет следующие обозначения: 1600 - ем­кость ковша, л; 40 - высота черпания, м; 10 - глубина черпа­ния, м; 31 - ход выдвижения стрелы, м. Диаметр роторного колеса 11,5 м, на котором находятся 10 ковшей.

Главным для многоковшовых и роторных экскаваторов яв­ляется то, что их работа основана на поточности всего ком­плекса производственных процессов выемки, транспортирова­ния, разгрузки и отвалообразования. Применение этих машин возможно только на рыхлых или сыпучих породах и лишь в те­плое время года.

На карьерах с годовым объемом работ до 3 млн. т и рас­стоянием транспортирования 0,3-0,5 км в качестве основного выемочно-погрузочного оборудования используются колесные скреперы и одноковшовые погрузчики. Тягачом скрепера могут быть трактор К-700, автомобили типа МАЗ или БелАЗ. Вмести­мость ковша скрепера составляет 6-15 м³, а у мощных - от 15 до 40 м³. Производительность скреперов с ковшом вместимо­стью 15 м³ составляет от 250 до 400 м³/ч.

Одноковшовый погрузчик представляет собой колесное само­ходное шасси с опускающейся стрелой, на конце которой шарнирно закреплен ковш. Современные погрузчики типа ПГ-10, ПГ-15, ПГ-25 имеют ковш вместимостью соответственно 6; 7,5 и 14,25 м³.

Рисунок 40 - Схема работы погрузчика

Основной схемой работы погрузчика на рабочей площадке является челноковая (рисунок 40). По этой схеме погрузчик 1 после за­грузки ковша отъезжает задним ходом на расстояние 6-10 м, до­статочное для подъезда автосамосвала 2, который устанавливают под ковш погрузчика. После разгрузки ковша автосамосвал отъез­жает, освобождая погрузчику проезд к забою для наполнения ков­ша. Сменная производительность погрузчиков достигает 4000 т.