Файл: Давыдов В.В. Вскрышные работы на угольных карьерах в зимнее время.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
Скорость |
охлаждения пропорциональна ра-зности температур |
Га — Гя. в. |
Считая переменную Гп функцией аргумента t, полу |
чаем скорость изменения этой функции
” ~~ dt
ИЛИ
dr^K^-T^dt,
где Ка — коэффициент пропорциональности.
Чтобы разделить переменные, делим обе части уравнения на Гп — Гн. в и получаем
K„dt —----- .
п7ГИ — 1г 11. в
Интегрируя, получаем Гп-Гв.в = с-Л',
где е — основание натуральных логарифмов; с — произвольная постоянная.
Пользуясь этой формулой, возможно определить, какую тем пературу будет иметь порода через время t после начала охлаж дения при определенных значениях температур породы вначале охлаждения и наружного воздуха.
Глава HI
ПРОИЗВОДСТВО ДОБЫЧИ УГЛЯ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ
Наибольшие трудности возникают при добыче бурых углей, которые отличаются большой влажностью. На украинских карь ерах влажность бурых углей достигает 50—55%. Рабочая влаж ность каменных углей не превышает 10%, поэтому прочность и разработка их в зимнее время будут мало отличаться от летних.
Физические свойства мерзлого бурого угля резко отличаются от некоторых промерзших вскрышных пород, например, суглин ков и глин. Промерзшие глины и суглинки, имея повышенную крепость и твердость, сохраняют значительную вязкость. Мерз лый бурый уголь при повышенной крепости становится довольно хрупким. Это оказывает некоторое влияние на режимы произ водства вскрышных работ и добычи угля с применением много ковшовых и роторных экскаваторов. Вскрышные работы в ГДР, как правило, в зимнее время не производятся, а в Украинской ССР сильно ограничиваются, добыча же угля производится круглый год. Вскрышные работы на этих карьерах производятся только в случае, когда нет достаточных запасов угля, готовых
квыемке.
Внастоящее время добыча бурого угля многоковшовыми и роторными экскаваторами зимой на территории Советского Сою за производится на карьерах Украины и Башкирии.
Опыт работы экскаваторов непрерывного действия при до быче угля на украинских карьерах, в частности на Юрковском, дает возможность сделать некоторые выводы о их работе в зим нее время.
Юрковский буроугольный карьер проектной мощностью 1 млн. г угля в год, находящийся в Черкасской области Украин ской ССР, введен в эксплуатацию в 1952 году. Минимальная температура наблюдается >в этом районе в феврале. Первые заморозки наступают в ноябре. Продолжительность зимы сос тавляет около 120 дней. Снежный покров достигает 30 см, глу-
36
бина 'промерзания— 1,1 м. Среднегодовая сумма осадков равна
550 мм.
Угольный пласт залегает горизонтально на глубине от 7,15 до 55 м от поверхности земли. Средняя глубина залегания со ставляет 41 м. Мощность угольного пласта в среднем равна 7,8 м. Вскрышные породы представлены лессовидными грунта ми, суглинками и песками.
Месторождение до его освоения было сильно обводнено. Имеется три горизонта грунтовых вод: подугольный, межуголь ный и надугольный. В настоящее время уровень грунтовых вод
вграницах карьерного поля находится ниже почвы пласта.
Втабл. 15 показаны объемы вскрышных работ и добыча
угля за 1956—1958 гг.
|
Таблица |
15 |
|
Г оды |
Вскрыша на транспортно |
Добыча угля, |
|
отвальный мост, млн. м3 |
тыс. |
т |
|
1956 |
6799 |
1674,0 |
|
1957 |
8214 |
1925,0 |
|
1958 |
8296 |
2060,0 |
|
Верхний слой угля промерзает примерно на 30 см, поэтому зачистка кровли пласта роторными экскаваторами становится невозможной, в связи с чем, кроме экскаваторов, необходимо дополнительно применять на зачистке бульдозеры и тракторы с рыхлителями.
При глубине промерзания угля до 30 см разработка, хотя и в замедленном темпе, многоковшовыми и роторными экска ваторами возможна. При глубине промерзания угля более 30 см разработка угля роторными экскаваторами невозможна без предварительного рыхления.
Самым выгодным для разрушения мерзлой корки роторными экскаваторами является положение роторного колеса на глу бине, равной половине его высоты, т. е. ось колеса должна находиться на одном уровне с этой коркой. В этом случае каса тельные усилия зубьев колеса направлены перпендикулярно мерзлой корке угля и работают на излом.
Многоковшовым экскаватором РС-300 возможно разрабаты вать уголь с глубиной промерзания до 60 см, без предваритель ного рыхления. Можно было бы предварительно разрушать мерз лую корку угля рыхлителем, но он часто вырывает крупные глы бы, что .затрудняет черпание угля и ухудшает состояние желез нодорожных путей. Крупные мерзлые глыбы часто не вмещаются
вчерпаки, и нарушают плавное движение черпаковой цепи. Целесообразно при первом ходе экскаватора снять мерзлую
корку и небольшой слой талого угля. Для этого рама ставится в положение с таким углом черпания, чтобы усилия режущей ча
37
сти черпаков были направлены на подрыв и измельчение мерзлой корки при замедленном ходе экскаватора.
При этом нужно |
следить, чтобы зубья черпаков |
врезались |
в мерзлую корку на |
незначительную глубину, иначе |
возможен |
порыв цепи и поломка зубьев, Во время второй заходки экскаватор продвигается с макси
мальной скоростью. Необходимо при этом оставлять за экска ватором слой рыхлого угля по всему откосу на 30—40 см, что защищает пласт от промерзания.
Когда угольный уступ разрабатывается одной заходкой, то мерзлый слой не дает возможности снимать толстую стружку и замедляет движение экскаватора. Поэтому черпаки должны загружаться постепенно на всем пути их движения, от нижней до верхней бровок уступа.
Добыча угля’ в зимний период роторными и многоковшовыми машинами может производиться и на восточных месторождениях, хотя глубина промерзания угольных и вскрышных уступов, про должительность зимнего периода и низкие температуры на этих карьерах значительно больше, чем на Украинских. Для облег чения работы машин в этих условиях необходимо:
содержать резервные добычные машины; обращать особое внимание на работы по осушению поля карь
ера, а водоотлив из пространства между нижним угольным усту пом и подошвой внутреннего отвала должен производиться бес перебойно, ввиду того что скопление льда в этих местах может привести к сильному обводнению подошвы отвала и при наступ лении оттепели к образованию оползней;
ограничивать длину фронта работы экскаватора;
производить |
передвижку железнодорожных путей чаще, чем |
в летнее время; |
' |
угол откоса |
уступа должен составлять не более 40—45°. |
В этом случае часть разрыхленного угля будет задерживаться на откосе и образовывать изоляционный слой;
для облегчения выемки мерзлого угля производить армировку черпаков зубьями из марганцовистой стали;
для разрыхления мерзлой корки производить до экскавации буровзрывные работы;
производить опрыскивание раствором химических солей или посыпку порошком внутренних поверхностей ковшей и направ ляющих желобов экскаваторов;
сократить время погрузки и по возможности время пробега до места разгрузки вагонов, а также производить опрыскивание внутренних поверхностей (днища и стенки) раствором химиче ских солей;
очищать от примерзших кусков и производить орошение гу сениц экскаваторов раствором неочищенной соли.
Глава IV
ВЛИЯНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РОТОРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
Роторные экскаваторы имеют значительные преимущества перед остальными, их конструктивный вес меньше, а скорость резания выше, чем у цепных многоковшовых; кроме того, с по мощью этих экскаваторов можно производить селективную вы емку. Вследствие этого они находят все большее распростра нение.
Создание транспортера, при помощи которого представляется возможным перемещать породу и уголь под углом более 35°, даст возможность строить экскаваторы с нижним черпанием ниже уровня стоянки экскаватора. Это еще больше расширит область их применения. Рабочий процесс разработки грунта роторным экскаватором осуществляется непрерывно.
Теоретическая производительность |
роторного экскаватора |
|
определяется по формуле |
|
|
Qe-m-60 |
,, |
|
т=--------- , |
мл час, |
|
1000/ |
' |
|
где е — емкость черпака экскаватора, |
л\ |
|
т — число ссыпаний в минуту; . /—коэффициент разрыхления породы.
Оценка работы экскаватора производится путем сравнения теоретической и фактической производительности.
Фактическая производительность экскаватора будет равна
Q$ =“ М3/час,
где т] — коэффициент использования экскаватора.
Время полезной работы экскаватора .зимой будет меньше, чем летом и поэтому коэффициент использования экскаватора, опре деляемый отношением чистого времени работы экскаватора к
39
календарному в часах, будет ниже. Коэффициент использования по мощности в зимнее время будет также ниже.
На рис. 7 показан роторный экскаватор, а на рис. 8 — транс портно-отвальный мост со встроенным ротором.
Влияние емкости черпаков и числа ссыпаний на производи тельность экскаватора. Как видно из формулы для определения производительности роторного экскаватора, основными фактора-
Рис. 7. Роторный экскаватор
ми, влияющими на его производительность, являются емкость ковша и число ссыпаний в единицу времени. Черпак роторного колёоа имеет определенный объем, и эта величина играет боль-
Рис. 8. Транспортно-отвальный мост со встроенным ротором
шую роль в производительности экскаватора. Размер черпака роторного колеса должен определяться с учетом теоретической производительности экскаватора и условия, чтобы при каждом срезе стружка могла помещаться в черпаке.
Исходя из этого положения, толщина стружки определяется
сучетом длины и объема черпака.
Втабл. 16 приведены данные, показывающие зависимость
производительности экскаватора от емкости черпаков. В этой же таблице показана производительность экскаватора с емкостью черпаков 1000 и 630 л, причем в первом случае число их рав но 10, а во втором— 12.
40
