9.1 Технологические параметры механических лопат.

Механические лопаты подразделяются на три основных типа: С – строительные, К – карьерные, В – вскрышные. /Универсальные экскаваторы строительного типа с ковшами емкостью 0,5 –2 м3, дизельным или дизель-электрическим приводом, на гусеничном ходу применяются для выемки песчаных, мягких и мелко разрушенных пород на карьерах производственной мощностью 0,5 – 2,0 *106 м3/год по горной массе, а также на более крупных карьерах при раздельной выемке маломощных залежей. Погрузка в основном нижняя. Высота уступа до 6 – 8 метров.

Карьерные механические лопаты с электрическим многодвигательным приводом , на гусеничном ходу применяются для выемки мягких и разрушенных пород любой кусковатости. Ёмкость ковшей 2 – 20 м3 (до 25 м3). Высота разрабатываемого уступа 6 – 20 метров. Применяются на карьерах любой производственной мощности. Наиболее распространена нижняя погрузка.

Основные технологические параметры механических лопат: емкость ковша; рабочие параметры; габариты; преодолеваемый уклон; масса; удельное давление на грунт.

К рабочим параметрам относятся:

Радиус и высота черпания и разгрузки, которые зависят от длины рукояти и стрелы, угла наклона последней, а также от положения мест черпания и разгрузки.

Радиус черпания Rч –горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до режущей кромки ковша при черпании.

Различают Rч . max – при максимально выдвинутой горизонтальной рукояти; Rч. min – при подтянутой к гусенице рукояти с ковшом на горизонте установки экскаватора; Rч . у. – радиус черпания на уровне установки – максимальный радиус на уровне установки экскаватора.

Высота черпания Нч –вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до режущей кромки ковша при черпании. Максимальная высота черпания соответствует максимально поднятой рукояти. Различают высоту Нччерпания при максимальном радиусе черпания, а также максимальную глубину Нкчерпания ниже горизонта установки экскаватора.

Радиус разгрузки Rр – горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до центра ковша при выгрузке из него горной массы. Максимальный радиус Rр max разгрузки соответствует максимально выдвинутой горизонтально расположенной рукояти при разгрузке.

Высота разгрузки Нр – вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до нижней кромки днища открытого ковша при погрузке. Максимальная высота разгрузки Нр max соответствует максимально поднятому ковшу при погрузке.

Габариты экскаватора определяются радиусом вращения задней части кузова Rк, высотой экскаватора Нэ – вертикальным расстоянием от горизонта установки экскаватора до верхнего края наиболее выступающей вверх несъемной его части, высотой кузова экскаватора Нк.

9.2 Выемка мягких пород карьерными мехлопатами

Наиболее рациональна выемка торцевым забоем при сквозной заходке, так как средний угол поворота экскаватора часто не превышает 90°, наиболее удобна подача транспортных сосудов под погрузку, минимальные простои из-за наращивания и перемещения транспортных коммуникаций.

При выемке фронтальным забоем средний угол поворота экскаватора возрастает до 110 - 140° и, кроме того, необходимы часты передвижки его из-за малой ширины забоя. Все это существенно снижает производительность экскаватора. Поэтому фронтальный забой применяют часто только при раздельной выемке мехлопатами в комплексе с автотранспортом.

Отличительной особенностью выемки мягких пород: постоянство высоты забоя, относительно легкие условия экскавации (по условиям копания, динамическим нагрузкам, ввиду отсутствия негабаритных кусков) и возможность применения ковшей увеличенной емкости.

Профиль забоя в мягких и плотных породах соответствует траектории движения ковша и имеет угол откоса 70 - 80°. Толщина срезаемых стружек составляет 0.2 – 1 м. При крутых траекториях, передвижках экскаватора по мере подвигания забоя на толщину одной-двух стружек (до 1 – 1.5 м – это длина забойного блока Р) и выборе определенного соотношения скоростей напора и подъема достигается рациональный режим черпания, исключающий трения лобовой стенки ковша о породу.

Высота забоя в мягких породах не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора во избежание образования нависей и козырьков. В сыпучих породах допускается увеличение высоты забоя до безопасного предела в зависимости от конкретных условий. Минимальная высота забоя, обеспечивающая наполнение ковша экскаватора за одно черпание, составляет не менее 2/3 высоты напорного вала экскаватора.

Положение экскаватора относительно забоя и ширина заходки определяются экскавируемостью породы и видом применяемого транспорта.

Часть массива, которую может отработать экскаватор с одного положения, изменяя радиус черпания от минимального до максимального, является зоной черпания. Фактически отрабатываемая с одного положения зона черпания называется забойным блоком. К призабойному пространству относятся площадка установки экскаватора и зона разгрузки, ограниченная максимальным и минимальным радиусами разгрузки экскаватора (см. рис. 18.1).

При железнодорожном транспорте могут применяться продольные и диагональные нормальные и узкие заходки. Продольные заходки одновременно являются и панелями. Обычно применяют нормальные заходки для сокращения числа переукладок забойного пути. Ширина нормальной заходки ограничивается радиусом черпания экскаватора на уровне стояния. Различают внутреннюю и внешнюю части торцевого забоя (заходки). Ширина внутренней части (рис. 18.2) ℓ1 Rч.у. Ширина внешней части ℓ2 принимают из условия нормального заполнения ковша без выталкивания породы из забоя. Это достижимо, если угол поворота экскаватора в сторону выработанного пространства не превышает 45°; при этом ℓ2 = 0.7 Rч.у. Ширина нормальной заходки Ан = 1.7Rч.у. Удаленную часть забоя часто отрабатывают с круговым поворотом экскаватора или с предварительной переэкскавацией породы в ближайшую часть забоя в период ожидания составов. При автомобильном транспорте применяют продольные заходки – панели или поперечные заходки. По ширине заходки могут быть нормальными (Ан = 1.7Rч.у), узкими (Ау < Ан) и широкими (Аш > Ан). Для подъезда автомашин может быть использовано выработанное пространство сбоку или позади экскаватора. Поскольку перенос и устройство забойных автодорог не требует больших затрат, а средний угол поворота экскаватора уменьшается и техническая производительность его увеличивается при сокращении ширины внутренней части забоя ℓ1, часто применяют узкие заходки шириной Ау = (0.7—1)Rч.у и двухстороннюю погрузку автосамосвалов.