Лекция ОГР. Общая характеристика отраслей по добыче полезных ископаемых, в т ч. угольной, горнорудной, нефтяной и газовой промышленности. Структура запасов и добычи минерального сырья в мире, России

• Название: Общая характеристика отраслей по добыче полезных ископаемых, в т ч. угольной, горнорудной, нефтяной и газовой промышленности. Структура запасов и добычи минерального сырья в мире, России
• Анкор: Лекция ОГР
• Дата: 25.02.2022
• Размер: 7.58 Mb.
• Имя файла: Lektsii_1-3.docx
• Тип: Лекция; #373703
• страница: 7 из 14

3.2. Рабочие параметры и забои одноковшовых экскаваторов

Из числа одноковшовых экскаваторов. выполняющих выемочно-погрузочные работы (рис. 3.1) наибольшее распространение на открытых горных работах получили прямая механическая лопата и драглайн.

Прямая механическая лопата (рис. 3.2) базируется, как правило, на гусеничном ходу и имеет электрическое силовое оборудование. Ее рабочее оборудование составляют ковш, рукоять и стрела.

Конструкция и прочность рабочего оборудования механических лопат позволяют работать им в самых неблагоприятных условиях. Поэтому они являются наиболее универсальными экскаваторами и незаменимыми при погрузке крепких пород после их буровзрывного рыхления



Рис 3.2. Рабочие параметры механической лопаты
Размерами ковша, длиной стрелы и рукояти определяются параметры рабочего оборудования механической лопаты которыми являются (рис. 3.2):

• 
  радиус черпания - горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до режущей кромки ковша при черпании;
  
• 
  максимальный радиус соответствует максимально выдвинутой в горизонтальном направлении рукояти;
  
• 
  высота черпания - вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до режущей кромки ковша;
  
• 
  максимальная высота черпания соответствует высоте режущей кромки ковша при максимально поднятой рукояти;
  
• 
  радиус разгрузки - горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до центра ковша в момент разгрузки горной массы;
  
• 
  максимальный радиус разгрузки соответствует горизонтальному положению максимально выдвинутой рукояти при разгрузке;
  
• 
  высота разгрузки - вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до нижней кромки днища открытого ковша при разгрузке;
  
• 
  максимальная высота разгрузки соответствует максимально поднятому ковшу при разгрузке.
  

Для механической лопаты различают следующие типы за боев: тупиковый (траншейный), торцовый (боковой) и фронтальный (рис. 3.3).

Забой является площадью отделения горной массы от массива (навала) и рабочим местом экскаватора. Параметры и форма забоя зависят от параметров экскаваторов и характеристик горной массы.



Рис. 3.3. Типы за6оев механической лопаты

а – тупиковый; 6 – торцевой; в – фронтальный.
Тупиковый забой применяется при проведении траншей в основном при использовании конвейерного и автомобильного транспорта. При работе на железнодорожном транспорте на экскаваторе применяется, как правило, верхняя погрузка.

Торцовый забой обеспечивает высокую производительность экскаватора за счет небольшого среднего угла (не более 90°) поворота и удобной подачей транспортных средств под погрузку, а также минимальными простоями при перемещении транспортных коммуникаций.

Фронтальные забои применяются редко, так как угол поворота экскаватора составляет 120 - 140° и из-за малой ширины заходки возникает необходимость более частого наращивания и перемещения транспортных коммуникаций, что значительно снижает производительность экскаватора.

При валовой выемке мягких пород механической лопатой с нижней погрузкой (рис.3.4) зависимость размеров забоя от рабочих параметров экскаватора устанавливается на основе требований правил эксплуатации и условий безопасности выемочно-погрузочных работ.



Рис. 3.4 Формы и размеры забоя уступа при валовой выемке мягких пород механической лопатой: с нижней (а) и верхней (б) погрузкой
Согласно этим требованиям ширина забоя (заходки):

(3.1)

₁ - угол поворота экскаватора от оси его хода в сторону целика уступа, град.;

₂ - угол поворота экскаватора от оси его хода в сторону выработанною пространства карьера, град.

В соответствии с опытом работы механических лопат в мягких породах с нижней погрузкой и рекомендациями правил технической эксплуатации, максимальные значения указанных углов принимаются:

Тогда максимальная ширина забоя (заходки) при работе механической лопаты в данном случае:

(3.2)

Высота забоя, равная высоте уступа h при работе механических лопат в мягких породах с нижней погрузкой в соответствии с правилами выемочно-погрузочных работ принимается не более максимальной высота черпания экскаватора:

(3.3)

При валовой выемке мягких пород механическими лопатами с верхней погрузкой (рис. 3.46) взаимосвязь размеров забоя уступа с размерами рабочего оборудования экскаватора находится в несколько иной технологической зависимости.

Ширина забоя (заходки) уступа также как и при нижней погрузке составляет:                                      (3.4)

Однако, практически максимальные значения углов поворота экскаватора в данном случае принимаются , а ₁ менее 90°, что зависит от конструкции экскаватора и крепости разрабатываемых пород, т е. от величины угла откоса рабочего уступа.

Следовательно, максимальная ширина забоя (заходки) уступа при верхней погрузке механическими лопатами:

(3.5)

Высота забоя или соответственно высота уступа, в случае верхней погрузки породы механическими лопатами устанавливается из условия:

(3.6)

- высота транспортного сосуда с учетом зазора между ним и ковшом экскаватора с открытым днищем, м.

Возможные схемы выемочно-погрузочных работ зависят от принятого вида транспорта. При использовании железнодорожного транспорта применяются следующие схемы

Схема 1. Взорванную горную породу грузят за один проход экскаватора Взрывные работы производятся перед укладкой железнодорожного пути или после его укладки Ширина заходки по целику и шаг передвижки пути выбираются так. чтобы пути не были завалены породой при взрыве (рис 3.5(1)а). При этом ширина развала В (м) определяется:



Рис. 3.5(1). Схемы к определению ширины развала породы после взрыва:

а - отработка за один проход экскаватора; б - отработка за два прохода экскаватора

Схема 2. Взорванную породу отгружают за два прохода экскаватора. После отработки первой заходки пути перекладывают в новое положение, которое служит для отгрузки горной массы при втором проходе и первом при проходе следующей заходки (рис 3.5(1)б).

В случае многорядного взрывания скальных пород ширина развала составляет 50-70 м, который отрабатывается несколькими заходками. Пути перед взрывом убираются за пределы предполагаемого развала или выносятся за пределы взрываемого блока.

При многорядном расположении скважин на уступе, что присуще современной практике открытых работ, условие выгодности погрузочно-транспортных работ нарушается, ибо при любой высоте уступа ширина развала разрыхленной породы будет очевидно такой, при которой необходимо более двух заходов экскаватора для полной ее выемки.

В таком случае высота уступа или забоя по целику принимается только из условия безопасности. При этом ширина заходки или забоя экскаватора по целику теряет свой обычный технологический смысл. Здесь имеет место лишь ширина заходки по развалу порода, определяемая как по мягким породам.

При выемке разрыхленных пород механической лопатой с верхней погрузкой в любые средства транспорта развал порода после взрыва уступа в любом случае должен быть выгружен за один проход экскаватора. В данном случае ширина этого развала не должна превышать ширину заходки экскаватора по разрыхленной породе, определяемой также, как и по мягким породам. Тогда соответствующая ей высота уступа ограничивается высотой и радиусом разгрузки экскаватора.

Драглайн используются в основном для разработки забоев, расположенных как ниже, так и выше горизонта установки экскаватора, для перевалки породы в выработанное пространство, а также для погрузки непосредственно в транспортное средство (рис. 3.6).

Драглайны малой мощности базируется на гусеничном ходу; при большой мощности он имеет шагающий ход, обеспечивающий наименьшее давление на грунт Силовое оборудование драглайнов в основном электрическое.

Рабочим оборудованием драглайна являются ковш и стрела, которая является основой тягового и подъемного канатов. Вследствие гибкой (канатной) связи ковша со стрелой драглайны менее универсальны, чем механические лопаты. Их применяют для разработки любых пород, но при выемке крепких пород требуется более тщательное их буровзрывное рыхление.



Рис 3.6. Общий вид и рабочие параметры драглайна
Размерами ковша и длиной стрелы определяются рабочие параметры драглайна, которыми являются:

радиус черпания - горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до режущей кромки ковша при черпании; различают радиус черпания без учета заброса ковша и с учетом его заброса

глубина черпания - расстояние по вертикали от уровня стояния экскаватора до подошвы разрабатываемого уступа;

радиус разгрузки - расстояние по горизонтали от оси вращения экскаватора до середины ковша при разгрузке;

высота разгрузки - вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до нижней кромки ковша при его разгрузке

Наклон стрелы драглайна составляет 20-35⁰ и может изменяться с соответствующим изменением рабочих параметров. Угол наклона стрелы уменьшают для увеличения глубины и радиуса черпания драглайна.

Операции рабочего цикла драглайна выполняются в следующей последовательности заброс ковша в забой, установка ковша в рабочее положение, черпание, выведение ковша из забоя. поворот к месту разгрузки, разгрузка, поворот к забою.

Применение драглайнов наиболее благоприятно при разработке мягких пород. Разработка драглайнами грудных пород возможна при достаточно тщательном их рыхлении.

Драглайн так же, как и механическая лопата, обычно черпает породу из забоя уступа с горца заходки.

Основные схемы работы торцевым и тупиковым забоями покатаны на рис. 3.7.



Рис. 3.7 Основные схемы работы драглайна в забое:

торцевой забой:а - с разгрузкой в отвал или транспортные средства; б - с разгрузкой в отвал при установке на промежуточной горизонте; в - с разгрузкой в отвал при установке на почве уступа;

тупиковый забой: г - с разгрузкой на борт или транспортные средства

Высота забоя при отработке нижним черпанием определяется возможной (по техническим условиям) глубиной черпания, углом откоса забоя и условиями разгрузки ковша. Профиль забоя драглайна обычно имеет прямолинейную или слегка вогнутую форму, при этом угол откоса забоя в рыхлых породах составляет 35-45° (рис. 3.8).


Рис. 3.8. Схема к определению ширины заходки драглайна
Максимальная ширина заходки драглайна определяется