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

По способу черпания различают экскаваторы верхнего и нижнего черпания, а также комбинированные экскаваторы с двумя черпако­ выми рамами для одновременного верхнего и нижнего черпания.

Черпаковая рама может быть жесткой или шарнирной. Первая применяется для валовой, вторая — для раздельной выемки.У

Рис. 21. Схема цепного многочерпакового экскаватора с нижним черпанием:

1 — черпаковая рама; 2 — бесконечная черпаковая цепь; 3— верхний барабан; 4 — планирующее звено черпаковой цепи; 5 — подвижной противовес; 6 — тросыдля подвески стрелы стягами; 7— тяги для подвешивания рамы к стреле; 8 — тросдля управления планирующим звеном; 9 — стрела; 10 — разгрузочные люки; 11 — проезды под экскаватором; 12 — кран-укосинадлямонтажа и ремонта экскаватора

У большинства денных экскаваторов черпаковые рамы снабжены планирующими звеньями для планировки площадок уступов (см.

рис. 21).

Многочерпаковые экскаваторы могут быть полноповоротными и неповоротными. У полноповоротных экскаваторов в отличие от непо­ воротных верхняя часть с черпаковой рамой поворачиваетсяна360°, что дает возможность разрабатывать ими последовательно с одной

64

рабочей площадки два уступа: один — верхним, а другой — ниж­ ним черпанием.

Экскаваторы выпускают на железнодорожном, гусеничном и шагающем ходу. Гусеничный ход имеют обычно малые модели. Мощ­ ные цепные экскаваторы, применяемые для работы с фронтальным черпанием, главным образом с транспортно-отвальными мостами, чаще всего изготовляют на рельсовом ходу.

Рельсовые пути могут состоять из трех, пяти, семи и восьми ниток рельсов (включая откаточные пути). Обычно рельсовые пути

.В зависимости от этого экскаваторы называют одноили двухпор­ тальными.

Погрузка экскавируемого материала в располагаемые под пор­ талом вагоны обычно производится при непрерывном движении экскаватора вдоль фронта забоя.

Цепные многочерпаковые экскаваторы на гусеничном ходу, а так­ же некоторые экскаваторы на рельсовом ходу имеют боковую раз­ грузку через конвейер, расположенный на специальной поворотной разгрузочной консоли длиной до 65 м. Угол поворота разгрузочной консоли (в плане) достигает 110—130°.

Теоретическая производительность экскаваторов рассматривае­ мого типа составляет от 800 до .10 000 м3 в час.

§ 2. Схемы работы и размеры забоев многочерпаковых цепных экскаваторов

Различают две схемы отработки уступа: выемку чс откоса уступа узкими (0,1—0,2 м) и широкими (6—8 м) заходками и выемку с торца уступа широкими (20—30 м) заходками.

Форма ц размеры забоя определяются размером и профилем черпаковых рам, направлением черпания, характером экскавации (валовая или раздельная).

При работе цепиых многочерпаковых экскаваторов на рельсовом ходу с погрузкой породы на транспортно-отвальные мосты или на же­ лезнодорожный транспорт схема отработки забоя зависит от того, как осуществляется перемещение экскаватора и рельсовых путей в поперечном направлении — прерывно или непрерывно.

Рис. 23. Схема разработки уступа шпрокпмп заходкамп пеповортным многочерпаковым цепным экскаватором нпжнего черпания на рельсовом ходу:

I— положение черпаковой рамы в начале выемки заходки; II — то же, при окончании вы­ емки заходки

При выемке с откоса уступа узкими заходками ширина заходок равна ширине стружки. После отработки каждой заходки железно­ дорожные пути и вместе с ними экскаватор перемещают на 10—20 см. Для передвижки рельсового пути применяются путепередвигатели непрерывного действия, обычно встроенные в экскаватор.

При выемке с откоса уступа широкими заходками перед началом работы экскаватор устанавливают на расстоянии 5 = 6 -г 8 м от верхней бровки уступа. При этом черпаковая рама находится в гори­ зонтальном положении (рис. 23). Затем рама опускается, экскаватор передвигается по рельсовым путям и срезает первую клинообразную стружку. После снятия стружки по всей длине уступа черпаковую раму вновь опускают на небольшую величину, и при обратном ходе экскаватора срезается вторая стружка. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет отработана заходка шириной S и пока пла­ нирующее звено не будет установлено горизонтально. После этого рельсовые пути передвигают на расстояние S и начинают отработку новой заходки.

66

В новых конструкциях цепных экскаваторов черпаковая рама может перемещаться на толщину снимаемой стружки при одном и том же положении экскаватора. После того как рама переместится

Рис. 24. Схема отработки уступа цепным миогочерпаковым экскаватором на гусеничном ходу

на длину планирующего звена (5—6 м), экскаватор передвигают

вновую заходку. На такой же шаг передвигают рельсовые пути. Цепные многочерпаковые экскаваторы на гусеничном ходу рабо­

тают обычно с погрузкой на ленточные конвейеры. Перемещение

Рпс. 25. Схема раздельной выемкп сложного пласта пол­ ноповоротным миогочерпаковым экскаватором

фронта работ в этом случае параллельное, а разработка ведется, как правило, широкими заходками. Экскаваторы могут быть распо­ ложены как с откоса уступа, так и с торца уступа.

На рис. 24 показан способ разработки уступа с торца заходки нолиоповоротным миогочерпаковым цепным экскаватором на гусе­ ничном ходу при верхнем черпании. Черпаковая рама устанавли­ вается под углом, соответствующим углу откоса забоя, а нижнее планирующее звено находится в горизонтальном положении (рис. 24,

положение I). При работе верхняя часть экскаватора поворачи­ вается. После выемки каждой стружки экскаватор подвигается вперед на расстояние, равное толщине стружки. Стружки имеют серповидную форму. После отработки части заходки шириной S a последующая часть шириной Sb может быть отработана параллель­ ными стружками (рис. 24, положение II). При этой схеме ширина заходкп составляет 20—30 м.

Высота или глубина черпания у многочерпаковых экскаваторов определяется длиной черпаковой рамы и углом ее наклона и колеб­ лется для различных типов экскаваторов от 5 до 40 м.

Величина угла наклона рамы определяется крепостью и устой­ чивостью разрабатываемых пород п обычно не превышает 45°.

Высота уступа принимается не больше высоты или глубины чер­ пания, а угол откоса уступа — не более угла естественного откоса.

Многочерпаковые цепные экскаваторы с многошарнирными ра­ мами позволяют осуществлять раздельную выемку пластов слож­ ного строения (рпс. 25). Особенно эффективна раздельная выемка сложных пластов полноповоротными экскаваторами с многошарннрной выдвижной рамой.

§ 3. Технологические параметры роторных экскаваторов

Роторные экскаваторы (рис. 26) имеют рабочий орган в виде роторного колеса с черпаками, установленного на конце стрелы. Прп вращении ротора черпаки срезают в забое стружку породы и передают ее па конвейер, расположенный па стреле экскаватора сбоку от роторного колеса. Порода, перемещаемая стреловым кон­ вейером, перегружается на разгрузочный конвейер, а с него — в транспортные средства.

Число черпаков на роторе — от 6 до 12. Днища черпаков могут быть жесткими или гибкими. Первые применяются для сыпучих грунтов, вторые (цепные или кольчужные) — для вязких и л и п к и х пород. Емкость черпаков — от 300—800 до 4000—8000 л. Режущая кромка черпака снабжена четырьмя — шестью зубьями, которые армированы твердыми сплавами.

По величине удельного усилия резания различают экскаваторы с обычным усилием резания (до 60—80 кгс на 1 см режущей кромки черпака, или до 5—6 кгс/см2) и с повышенным усилием резания (от 90—100 до 180—190 кгс па 1 см режущей кромки, или от 8—9 до 15—18 кгс/см2). К первой группе относится большинство ротор­ ных экскаваторов отечественного и зарубежного производства, используемых для экскавации мягких пород и руд и бурого угля. Экскаваторы с повышенным усилием резания используются для экскавации каменного угля и полускальных, а также мерзлых

пород.

Ведутся работы по созданию экскаваторов с более высокими уси­ лиями резания (до 200—220"кгс на 1 см режущей кромки черпака и более).

68

Роторные колеса по своей конструкции делятся на камерные и бескамерные. В роторных колесах с камерами для каждого черпака нельзя достичь высокой скорости резания, так как затруднена быст­ рая выгрузка породы из каждой камеры. В настоящее время все больше применяют бескамерные колеса, при которых выше ско­ рость вращения роторного колеса и больше производительность экскаватора. Скорость вращения камерного роторного колеса у крупных экскаваторов составляет 2,5 м/сек, бескамерного — 4,5—6 м/сек. Диаметры роторных колес составляют от 2,5 до

18м.

Роторные стрелы могут быть невыдвижнымн и выдвижными.

Экскаваторы с невыдвижными стрелами, имея автоматическую регу­ лировку скоростей поворота роторной стрелы, обеспечивают практи­ чески равную производительность и при одинаковых параметрах на 20—25% легче экскаваторов с выдвижной стрелой. Однако при низкой несущей способности грунтов на добычных работах более эффективны экскаваторы с выдвижными стрелами. Максимальный ход выдвижения ротора современных экскаваторов составляет 20— 31 м.

По способу разработки забоя различают экскаваторы верхнего черпания (с глубиной копания ниже уровня стояния машины не более Ѵг диаметра ротора) и нижнего черпания. Максимальная высота черпания, определяющая высоту разрабатываемого уступа, достигает при верхнем черпании 45 м и более. Максимальная глу­ бина нижнего черпания роторных экскаваторов составляет 20 м.

Роторные экскаваторы могут быть неповоротными и поворотными. Неповоротиые работают в комплексе с транспортно-отвальными мостами и оснащаются колесным железнодорожным ходом. Поворот­ ные экскаваторы имеют гусеничный ход. Для малых-и средних моде­ лей при массе машины до 500—600 т применяют обычно двухгусеинчыые тележки. Мощные экскаваторы устанавливают на более сложные по конструкции многогусеничные ходовые устройства с трехили четырехточечпой опорной системой.

Удельное давление гусениц на почву при малых экскаваторах составляет 0,5—0,8, средних 0,8—1,2 и больших 1,2—3 кгс/см2.

В Советском Союзе для роторных экскаваторов успешно применен новый тип ходового оборудования — шагающе-рельсовый. По срав­ нению с гусеничным ходом он позволяет повысить проходимость машины, улучшить ее маневренность благодаря возможности пово­ рота на месте на любой угол, уменьшить затраты энергии на передви­ жение машины, обеспечить более плавное перемещение машины по лыжам при большой долговечности ходового устройства.

Технологическими параметрами роторных экскаваторов, опре­ деляющими размеры забоев и схемы работы, являются: диаметр роторного колеса, высота и глубина черпания, наибольший радиус черпания, шаг телескопичпости стрелы ротора, радиус и угол пово­ рота разгрузочной консоли, наибольшая и наименьшая высота разгрузки. Значения этих параметров приведены в табл. 5.

70