Файл: Хохряков, В. С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых учебник.pdf

Средняя фактическая производительность экскаваторов на угольных разрезах Урала составляет: на вскрышных работах для ЭКГ-4,6 — 1020—1360 тыс. м3/год; для ЭВГ-15 — 2850 тыс. м3/год; для ЭШ-14/75 — 3024 тыс.- м3/год, а на добычных работах для ЭКГ-4,6 — 700—1200 тыс. т угля на одну машину в год.

На железорудных карьерах производительность экскаваторов ЭКГ-4,6 составляет 1200—1380 тыс. т на одну машину в год. Годовая производительность экскаваторов ежегодно возрастает в среднем на угольных разрезах на 8%, на рудных — на 5%. Следует отметить, что максимальная годовая выработка экскаваторов значительно пре­ вышает средние показатели. .

. Основные факторы, определяющие производительность экскавато­ ров, можно разделить на конструктивные, горно-геологические и ор­ ганизационно-технические.

К первым относятся к о н с т р у к т и в н ы е п а р а м е т р ы экскаватора: размер рабочего оборудования, мощность двигателей, рабочие скорости, кинематические схемы, емкость ковша, усилия на зубьях ковша, форма ковпіа п др. Конструктивные параметры обычно не могут быть изменены непосредственно на карьере. Исклю­ чением является емкость ковша: для некоторых моделей экскавато­ ров предусмотрена возможность навески ковшей различной емкости.

К г о р н о - г е о л о г и ч е с к и м факторам относятся кре­ пость породы, качество разрыхления, обводненность пород и др. Чем мягче порода и чем лучше она разрыхлена, тем меньше времени потребуется для заполнения ковша при черпании и тем выше про­ изводительность экскаватора. Обводненность породы затрудняет передвижение экскаватора, в зимнее время способствует намерза­ нию породы на ковш экскаватора и таким образом вызывает сниже­ ние производительности. Затруднена работа экскаватора в жирных глинах, так как они плохо выгружаются и необходима периодиче­ ская остановка экскаватора для очистки ковша от налипшей породы. Резко снижается производительность экскаватора при наличии круп­ ных (негабаритных) кусков в скальных породах, а также при необ­ ходимости раздельной выемки полезного ископаемого.

Влияние физико-механических свойств пород на производитель­ ность экскаватора сказывается также через коэффициент наполнения ковша экскаватора. Однако величина этого коэффициента зависит не только от свойств пород, но и от емкости и формы ковша, квалифи­ кации машиниста экскаватора и других факторов.

К о р г а н и з а ц и о н н о - т е х н и ч е с к и м ф а к т о р а м относятся размеры забоя,' вид транспорта, организация работ на уступе и в карьере, квалификация машиниста экскаватора и др.

Влияние размеров забоя на продолжительность цикла экскава­ тора было рассмотрено выше. Здесь лишь кратко отметим, что нор­ мально высота забоя механических лопат должна быть не ниже высоты напорного вала. При малой высоте забоя для заполнения ковша экскаватора требуется производить два-три черпания, что увеличивает продолжительность цикла. От ширины забоя зависит

60

продолжительность поворота экскаватора, поэтому чем меньше (до известного предела) ширина забоя, тем меньше средний угол пово­ рота экскаватора и меньше продолжительность цикла.

Продолжительность цикла экскаватора в значительной мере за­ висит от квалификации машиниста экскаватора. Лучшие машинисты, совмещая отдельные операции цикла и соблюдая определенную пос­ ледовательность в разработке забоя, добиваются значительного сни­ жения продолжительности цикла и увеличения производительности экскаватора.

От организации работ зависит использование сменного и годового времени. При организации работы по технологическим графикам простои экскаватора сводятся до минимума, благодаря чему значи­ тельно увеличивается его производительность. Снижение простоев экокаватора ЭКГ-4,6 в течение смены на 0,5 ч позволяет повысить его производительность приблизительно на 60—100 тыс. м3 в год.

Вид транспорта является важнейшим фактором, определяющим продолжительность цикла экскаватора и его использование во вре­ мени, а следовательно, его производительность.

При экскаваторной погрузке в средства транспорта подвижной состав должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать удары кусков породы; емкость кузова транспортных средств должна быть не менее чем в 4—5 раз больше емкости ковша экскаватора; схема развития путей на уступе и в карьере должна обеспечивать мини­ мальное время обмена груженых транспортных составов порожними.

Установлено, что при соотношении емкости кузова транспортных средств и емкости ковша экскаватора меньше 4—5 требуется тща­ тельная и точная установка ковша экскаватора над центром кузова, что увеличивает длительность разгрузки. Так, продолжительность цикла экскаватора ЭКГ-4,6 в одних и тех же условиях при погрузке породы в автосамосвалы МАЗ-525 составляет 27 сек, а в автосамо­ свалы МАЗ-205 — 50 сек.

При погрузке на ленточный конвейер емкость забойных бункеров должна быть не менее 1,5-кратиой емкости ковша экскаватора.

При расчетах соотношение емкости кузова и ковша принимается по наименьшему из двух значений., определяемых по формулам

где re«, пк — число ковшей экскаватора, необходимых для загрузки кузова соответственно по его емкости и грузоподъемности; Ѵк — емкость кузова, м3; Кр э коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора; К р к — коэффициент разрыхления породы в кузове автосамосвала или вагона; принимается (0,85^-0,95) АГр э; Fn — объем породы в ковше экскаватора, м3; QK— грузоподъемность

61

кузова; т; у — объемная масса породы или полезного ископаемого, т/м3; Qn — масса породы в ковше экскаватора, т.

Использование экскаватора во времени помимо прочих факторов определяется коэффициентом влияния транспорта, значение кото­ рого в одних и тех же условиях для различных видов транспорта различно.

При железнодорожном транспорте время па обмен груженого состава на порожний в среднем равно 15—30 мил и редко меньше. Поэтому коэффициент влияния железнодорожного транспорта соста­ вляет

где tnor — время погрузки состава (30—50 мин); to6 — время обмена состава (15—30 міш).

При автомобильном н конвейерном транспорте этот коэффициент близок к единице.

Значительного уменьшения времени на обмен состава н тем самым увеличения производительности экскаватора можно достигнуть при организации кольцевого движения поездов или приближении обмен­ ного пункта к экскаваторным забоям.

Качество рыхления породы взрыванием, определяющее в значи­ тельной степени производительность экскаватора, зависит не только от физико-механических свойств пород, по и от способа ведения и организации буровзрывных работ. Оценка качества взрыва произво­ дится по крупности разрыхленного материала.

Куски породы должны быть такпх размеров, чтобы они свободно могли помещаться в ковше экскаватора и проходить через приемное отверстие дробилки пли бункера. Этому условию удовлетворяют куски с линейными размерами

а = 0,8р^Е, м

пли

а = 0,86, м,

где Е — емкость ковша экскаватора, м3; Ъ — меньшая сторона при­ емного отверстия бункера или дробилки, м.

При добыче угля одноковшовыми экскаваторами с погрузкой через бункер на ленточные конвейеры размеры кусков угля не долиты превышать 500 мм.

Куски породы или полезного ископаемого, размеры которых пре­ вышают допустимые, называются негабаритом. При большом выходе негабарита затрудняется черпание горной массы в забое и затрачи­ вается много времени на разборку забоя и складирование кусков породы позади экскаватора.

Таким образом, на производительность экскаватора оказывают влияние разнообразные факторы. Учет и правильный их анализ позволяют выявить резервы и пути повышения производительности экскаватора.

62

Г л а в а II

ГОРНЫЕ РАБОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ МНОГОЧЕРПАКОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

§ 1. Технологические параметры многочерпаковых цепных экскаваторов

Мыогочерпаковые экскаваторы — это машины непрерывного дей­ ствия. Собственно экскаватор является головной машиной комплекса, в значительной мере определяющей эффективность работы связан­ ного с ним оборудования. Перемещение породы внутри экскаватора осуществляется конвейером.

По сравнению с одноковшовыми многочерпаковые экскаваторы более экономичны: расход энергии на экскавацию меньше, а произ­ водительность труда значительно выше. Преимущества многочерпа­ ковых экскаваторов особенно сильно проявляются на карьерах большой производственной мощности.

Многочерпаковые экскаваторы имеют значительно большую про­ изводительность, чем самые большие одноковшовые экскаваторы. Однако область применения многочерпаковых экскаваторов ограни­ ченна. Они могут работать в основном только в мягких породах и в теплое время года. В последнее время создаются многочерпако­ вые экскаваторы с повышенными усилиями резания, приспособлен­ ные для разработки крепких углей иполускальныхпород в районах Сибири и Казахстана.

Миогочерпаковые экскаваторы применяют на вскрышных и до­ бычных работах на марганцевых карьерах (Никопольский марганце­ вый бассейн), железорудных (Керченский железорудный бассейн), буроугольных (месторождения Правобережной Украины, Ермолаевское), при добыче нерудных полезных ископаемых и строительных материалов.

Большое распространение миогочерпаковые экскаваторы полу­ чили в ГДР и ФРГ. Их применяют также в ЧССР, США, Австралии и других странах.

По конструкции рабочего оборудования многочерпаковые экска­ ваторы делятся на цепные и роторные.

Цепные миогочерпаковые экскаваторы имеют рабочий орган — черпаковую раму, которая служит для направления цепи с черпаками. Рама одним концом шарнирно закреплена на кор­ пусе, а другой ее конец подвешен к укосине на полиспастах (рис. 21).

Выемка породы в забое производится черпаками, находящимися во время работы иа нижней ветви черпаковой цепи, прижимаемой к забою весом рамы. Емкость черпаков от 250 до 4500 л. Нагружен­ ные черпаки поднимают породу к верхнему барабану, огибая кото­ рый они разгружают ее в бункер (рис. 22), откуда порода поступает в вагоны или на специальный разгрузочный конвейер.

63