9.8 Забои драглайнов

Работа драглайна по бестранспортной схеме предопределяет его работув узком забое, ширина которого определяется не паспортными характеристиками экскаватора, а горно-геологическими условиями. Основные рабочие параметры драглайнов: Rч – радиус черпания; Rр – радиус разгрузки, м, определяется длиной стрелы и углом её наклона; Rч.з.- радиус черпания с забросом ковша (дальность заброса зависит от модели драглайна и машиниста экскаватора и достигает 1/4 длины стрелы); Rч.у.- радиус черпания на уровне установки драглайна; Нч – глубина черпания Нр –высота разгрузки Rк –радиус вращения кузова; Нэ –высота верхней стойки кузова; Нк – высота кузова.

Наклон стрелы драглайна составляет 20 - 35˚. Ход мощных драглайнов шагающий, у малых моделей – гусеничный. Преодолеваемый ими уклон до 7˚. Удельное давление на грунт 0,1 – 0,2 мПа.

Основной тип забоя драглайна – торцевой.

Возможные параметры забоя зависят от места расположения драглайна и способа черпания.

9.9. Выемка с перевалкой пород в выработанное пространство.

Драглайн может быть установлен на кровле пласта (выемка только верхним черпанием); на промежуточной площадке вскрышного уступа, на верхней площадке на временном отвале.

При выемке и перевалки вскрышных пород в выработанное пространство драглайн может быть установлен (рис. 21.4): на кровле пласта (выемка только верхним черпанием); на промежуточной площадке вскрышного уступа (разработка с одной точки стояния нижнего и верхнего подуступов соответственно нижним и верхним черпанием); на верхней площадке вскрышного уступа (выемка только нижним черпанием); на временном отвале.

Во всех случаях приемная способность отвальной заходки (высота отвала) ограничивается радиусом разгрузки драглайна, а не ее высотой. Поэтому для увеличения возможной высоты вскрышного уступа драглайн стремятся установить возможно ближе к выработанному пространству. Для первых трех схем радиус разгрузки Rр условно можно разделить на две части, перекрывающие забойную сторону Rр.з и отвальную Rр.о.

9.10. Производительность драглайнов

При определении технической производительности драглайна минимальная фактическая длительность черпания, как и у мехлопат, зависит от сопротивления породы копанию, которое определяет скорость движения ковша и допустимую толщину спрушек, регулируемую изменением длины разгрузочного каната и места крепления тяговых цепей. Паспортная, техническая и эффективная производительность драглайнов определяется по методикам, аналогичным для мехлоапт (см. 20.2).

Паспортная производительность Qп соответствует выемке расчетной по экскавируемости породы (таблица 21.1) при угле поворота драглайна 135°, роазгрузке в отвал и паспортной глубине черпания.

Таблица 21.1 Показатели, характеризующие паспортную производительность драглайна

Показатели Емкость ковша экскаватора, м3

4 -6 10 - 12 20 - 30 50 - 100

Продолжительность черпания

(наполнения ковша) tч.п c

Продолжительность поворота tпр.

п (угол поворота 135°), с

Продолжительность рабочего 15 -18 30 – 42 45 – 60 1 – 1.32 3 – 3.5 4 – 4.5 0.95 – 0.9 0.92 4.8 – 5.2 0.85 – 0.75 0.92 5.5 – 6 0.7 – 0.6

цикла Тц.п, с Конструктивно-расчетное число циклов в минуту nп Паспортный показатель трудности экскавации пород Пэ.п Коэффициент влияния типоразмера драглайна Ктр

При определении технической производительности драглайна минимальная фактическая длительность черпания, как и у мехлпат, зависит от сопротивления породы копанию (см. формулу 20.11); которое определяет скорость движения ковша и допустимую толщину стружек, регулируемую изменением длины разгрузочного каната и места крепления тяговых цепей. Паспортные производительность черпания tч.п и показатели трудности экскавации Пэ.п драглайнов приведены в таблице 21.1. Действительный показатель трудности экскавации породы драглайном Пэ.д = Пэ Кв Ктр (см. таблицу 13.2 и 21.1).

При выемке сыпучих разрушенных пород (Кр > 1.4) время черпания (с) может быть определено по эмпирической формуле

tч 450 d2ср/Е + Е/(0.9Е + 0.6), (21.9) где dср – средний размер куска взорванной породы, м; Е – емкость ковша драглайна, м3.

Минимальная фактическая продолжительность (с) одностороннего поворота драглайна

tп.о ( 0.5 + 2.5/Е) , (21.10) где - угол поворота драглайна на разгрузку, градус.

Средний угол поворота определяется конкретной схемой работы драглайна и изменяется от 45 - 75° при проведении траншей с двухсторонней отсыпкой до 170° при выемке продольным забоем.

При полном совмещении операций поворота на разгрузку и подъема ковша (tп.о tпод) общая продолжительность поворотов драглайна tп = 2tп.о и может быть определена по формуле (20.14). При малом угле поворота драглайна время подъема ковша на разгрузку tпод превышает время поворота экскаватора. В этом случае продолжительность цикла драглайна

Тц = tч + tпод + tп.о + tр (21.11)

Время подъема ковша драглайна на разгрузку (с) t (0.35 + 5) Н/ . (21.12)

Высота подъема ковша Нпод определяется максимальной высотой разгрузки драглайна Нр. max высотой забоя Нз углом его откоса аз (аз 30°), а также длиной участка черпания ℓч:

Нпод = Нр. max + Нз - ℓч sina3. (21.13)

Максимальная длина участка черпания (всего забоя)

ℓч.max Lс cos /cos - ℓц (21.14) где Lс и ℓц – соответственно длина стрелы и тяговых цепей драглайна, м; - угол наклона стрелы драглайна, градус.

Действительная длина черпания драглайна определяется по формуле, аналогичной (20.16); ширина стружки чаще всего равна ширине ковша. В разрушенных породах

ℓч (5 + 100 . (21.15)

9.11. Вспомогательные работы по водоотлову и водопонижению , искусственному укреплению грунтов и ограждению выемок от грунтовых и поверхностных вод, устройству крепления котлованов и траншей. К трудоемким вспомогательным работам при выемке одноковшовыми экскаваторами относятся: планировка трассы экскаватора и выравнивание подошвы уступов, очистка ковшей и ходовой части экскаваторов от намерзшей и налипшей породы, обеспечение проходимости экскаватора, зачистка кровли залежи от просыпей и недобора вскрыши, оборка откоса уступа, перемещение кабеля вслед за движущимся экскаватором, доставка запасных частей, мелкий ремонт и смазка машин. На вспомогательных работах задалживается до 20 – 30% рабочих, занятых на выемке, а простои из-за них достигают 10 – 12% общих простоев.

Очистка ковшей производится в основном механическим способом с помощью специальных скребков, отбойных молотков и т. д. Для работы в глинистых породах днище и заднюю стенку ковша драглайнов изготавливают из свободно висящих цепей и делают дополнительны откидные задние стенки; при этом производительность в зимний период увеличивается на 12 – 15%. Для очистки используется и местный нагрев пламенем, а также электрообогрев наружных стенок ковша. Расход электроэнергии для ковшей емкостью 4 – 8 м3 составляет 70 – 180 МДж/сут. Потребная мощность нагревательных элементов 8 – 10 кВт.

Для обеспечения проходимости экскаваторов при недостаточной несущей способности мягких пород обычно устраивают деревянные настилы (их укладывают поперек хода отдельно под каждую гусеницу) или используют металлические щиты переносимые экскаватором с помощью канатных петель. Щиты перекрывают всю ширину хода (7 2 м) или только ширину одной гусеницы (2.5 1.5 м). В сильнообводненных породах применение щитов оказывается недостаточным и на рабочую площадку подсыпают взорванную породу. Рядом с путями (дорогой) сооружают экскаваторный приямок, куда разгружают сухую взорванную породу, привозимую с других уступов. Обводненную породу впереди экскаватора вычерпывают на глубину до 1 м, образовавшуюся выемку заполняют взорванной породой из приямка, утрамбовывают ее напорным движением ковша и затем сверху укладывают щиты, на которые наезжает экскаватор.

Зачистка кровли залежи производится бульдозерами, скреперами, обратными лопатами и драглайнами с ковшами емкостью 0.5 – 1 м3. Породу получаемую при зачистке, складируют у нижней бровки с целью ее погрузки при отработке следующей экскаваторной заходки; иногда для ее погрузки в транспортные средства применяют вспомогательные экскаваторы и погрузчики.

10. Выемка пород машинами непрерывного действия.

Предложенные и разрабатываемые машины имеют один рабочий орган совмещающий функции выемки и погрузки на приёмный конвейер или два рабочих органа, один из них которых является выемочным, а другой-погрузочным. По способу выемки рабочие органы разделяются на зачерпывающие (рис. 23.2, а, б, в) и нагребающие; по роду движения – на рабочие органы вращательного (роторные), возвратно-поступательного и комбинированного действия; по исполнению рабочих элементов – на ковшовые, гребковые, рычажные; по числу рабочих элементов – с одним, двумя и более ковшами или другими элементами.

Эти машины предназначены для выемки взорванных пород в условиях близким к существующим в настоящее время на карьерах (высота уступов и развала, ширина заходки и др.). Расчетная производительность наиболее мощных из этих машин достигает 1500 – 1800 т/ч.

Для разработки скальных пород слоями высотой до 5 м МГИ предложены конструкции специальных комбайнов, состоящих из буровзрывного агрегата и погрузочных устройств. Бурозарядный агрегат производит бурение (вращательное в полускальных и ударное в скальных породах) одновременно двух рядов скважин малого диаметра (50 – 70 мм) по сетке около 1 1 м, заряжание льющимся ВВ (акванит), забойку, монтаж взрывной сети и взрывание. Акванит приготовляется в кабине агрегата. Заряжание ВВ производится через буровые штанги.

10.1. Технологическая характеристика цепных экскаваторов.

Цепные экскаваторы применяется для производства вскрышных и добычных работ при разработке мягких пород с удельным сопротивлением копанию, не превышающим 0,6-0,7 МПа( песчанно-глинистые породы, бурые угли невысокой прочности и др) Самые мощные экскаваторы могут работать на выемке пород с удельным сопротивлением копания до 1,4-1,5 МПа. Но цепные экскаваторы не могут использоваться для разработки мёрзлых пород даже при небольшой глубине промерзания.

Рабочим органом цепных экскаваторов является ковшовая (направляющая) рама и цепь с ковшами. Угол наклона рамы изменяется с помощью канатной подвески. Различают цепные экскаваторы:

- по конструкции рабочего органа – многоковшовые, скребково-ковшовые и фрезерно-ковшовые;

- по способу экскавации – поперечного и продольного черпания, когда направленное движение рабочего органа соответственно перпендикулярно к направлению движения самого экскаватора и совпадает с ним;

- по конструкции ходового оборудования – на рельсовом, гусеничном и шагающем ходу;

- по виду привода – с электрическим, дизель-электрическим и дизельным приводом.

У скребково-ковшовых экскаваторов длинная скребковая цепь с врубовыми звеньями предназначена для отделения плотных пород от забоя, а короткая ковшовая цепь – для дальнейшего перемещения скатывающейся к подошве уступа породы. Эти экскаваторы используют сейчас только в единичных случаях при валовой выемке бурых углей с целью увеличения высоты уступа.

Для продления сезонной работы и увеличения высоты уступа созданы конструкции фрезерно-ковшовых экскаваторов, разрушающих породу в целике укрепленными на раме вращающимися фрезами.

Для проведения вспомогательных горных выработок (дренажных, для подземных коммуникаций и т. д.) применяются траншейные цепные экскаваторы продольного черпания (на гусеничном ходу) производительностью до 150 м3/ч. Глубина проводимых траншей изменяется от 0.5 до 2.5 – 3 м, ширина их составляет 0.8 – 1.1 м.

Наиболее распространенные на открытых горных работах получили многоковшовые цепные экскаваторы поперечного черпания средней и большой мощности (емкость ковшей 300 – 600 л и более) на рельсовом и гусеничном ходу (рис. 22.1). Малые модели используют главным образом на карьерах по добыче глин и песков.