Основные технологические процессы на разрезе "Томусинский" (стр. 12 из 22)
По признаку конструктивной связи ковша со стрелой различают одноковшовые экскаваторы с жесткой связью (прямая мехлопата, обратная мехлопата, гидравлический экскаватор) и одноковшовые экскаваторы с гибкой связью (драглайн, грейфер).
Многоковшовые экскаваторы разделяются на цепные (с ковшами, укрепленными на бесконечные цепи), скребково-ковшовыми со скребковым рабочим органом и ковшовой цепью для черпания горной массы и перемещения ее к месту разгрузке, фрезерно-ковшовые с фрезерным рабочим органом и ковшовой цепью, роторные, у которых рабочим органом является роторное колесо с ковшами для черпания горной массы.
По типу ходового оборудования одноковшовые экскаваторы разделяются на гусеничные, пневмоколесные, шагающие, плавучие, а многоковшовые – на гусеничной, шагающе-рельсовые, рельсо-гусеничные и на железнодорожном ходу.
В зависимости от силового оборудования как одноковшовые, так и многоковшовые экскаваторы бывают электрические, дизель-электрические и дизель-гидравлические. На карьерах в основном применяются электрические экскаваторы.
Прямые мехлопаты, благодаря жесткой связи стрелы с ковшом, развивают большие усилия черпания (до 3500 Н/см) и характеризуются большой прочностью рабочего оборудования. Они выпускаются различных типоразмеров с ковшовой вместимостью 0,25-0,35 м3 (и более) и применяются при разработке мягких и разрыхленных полускальных и скальных пород. По объемам выполнения работ на карьерах прямые мехлопаты занимают доминирующее положение. Применяются они как при погрузке пород в транспортные средства, так и при перевалке пород в выработанное пространство. Основной недостаток мехлопат – прерывность (цикличность) рабочего процесса. На экскавацию (черпание) затрачивают только 20-30% времени цикла. В последнее время как на зарубежных, так и на отечественных карьерах получают применение гидравлические экскаваторы, имеющие определенные преимущества перед механическими лопатами.
Драглайны благодаря гибкой подвески рабочего органа, обеспечивают перемещение горной массы на большее расстояние, чем мехлопаты. Однако они развивают меньшие усилия черпания, чем мехлопаты. На карьерах драглайны используются в основном для выемке и перевалки в выработанное пространство мягких и разрыхленных полускальных пород. Более мощные драглайны с ковшом вместимостью 10 м3и более применяются для разработки хорошо разрыхленных скальных пород. Драглайны используются также для возведения насыпей, проведения траншей, канав, зачистки полезных ископаемых и выполнения других работ. Небольшие и средние драглайны с ковшом вместимостью < 10 м3иногда используется для погрузки горной массы в транспортные средства.
Цепные многоковшовые экскаваторы используются для выемки мягких и плотных пород в условиях мягкого климата. Непрерывность выемки и безударность разгрузки позволяют применять их в комплексе с ленточными конвейерами и облегченными вагонами (с более низким коэффициентом тары). Удельная производительность цепных многоковшовых экскаваторов (на 1т их массы) на 25-30% выше, чем у одноковшовых экскаваторов. Недостатком многоковшовых экскаваторов является большой износ направляющих устройств и черепковой цепи. При этом увеличивается энергоемкость экскавации. К недостаткам следует отнести и небольшие усилия черпания (до 600Н/см).
Роторные экскаваторы по сравнению с цепными обеспечивают снижение массы экскаваторы на единицу производительности примерно в 1,2-1,4 раза за счет разделения функций выемки и транспортирования горной массы к месту разгрузки. Большие усилия черпания (до 1800Н/см) позволяют экскавировать плотные и мерзлые горные породы и угли. Роторные экскаваторы эффективно используются для раздельной выемки. Процесс экскавации роторного экскаватора более легко подается автоматизации.
5.2.1 Технологические параметры мехлопат и драглайнов
В зависимости от назначения и конструктивных особенностей одноковшовые экскаваторы разделяются на пять типов: экскаваторы строительные гусеничные и пневмоколесные с ковшом вместимостью 0,1 d 2,5 м (тип ЭС), экскаваторы карьерно-строителъные гусеничные с ковшом вместимостью 1,25-8 м (тип ЭКСГ), экскаваторы карьерные гусеничные с ковшом вместимостью 2-20 м (тип ЭКГ), экскаватора вскрышные гусеничные с ковшом вместимостью 4-100 м (тип ЭВГ) N шагающие драглайны с ковшом вместимостью 4-120 м (тип ЭШ).
Строительные экскаваторы характеризуются универсальностью оборудования и большой маневренностью. Они оборудованы дизельным или дизель-электрическим приводом и имеют гусеничный или пневмоколесный ход. Используются преимущественно на земляных работах I строительстве. На открытых разработках строительные экскаваторы применяются на небольших карьерах по добыче глины, песка, гравия и других строительных горных пород (производительность до 2 млн. м горной массы в год). На крупных карьерах их иногда используют, при раздельной выемки полезного ископаемого и вскрышных пород или полезного ископаемогоразличных сортов, а также для вспомогательных работ.
Экскаваторы карьерно-строительного типа являются промежуточными между строительными и карьерными. Они в основном найдут применение при выполнении больших объемов земляных работ в строительстве.
Карьерные экскаваторы являются основным одноковшовым погрузочным оборудованием на открытых разработках. Они имеют рабочее оборудование прямой мехлопаты с ковшом вместимостью 2-20 м, гусеничный ход, многомоторный электрический привод. Карьерные экскаваторы изготовляются из высокопрочных материалов, обеспечивающих их надежную работу в любых климатических условиях при разработке тяжелых скальных пород.
У вскрышных экскаваторов стрела и рукоять имеют увеличенную длину. Они предназначены в основном для перемещения породы в отпал. Экскаваторы с ковшом вместимостью до 15 м применяются для погрузки горной массы в транспортные средства, расположенные выше горизонта установки экскаватора.
Шагающие драглайны в нашей стране выпускаются с ковшом вместимостью 4-100 м и стрелой длиной до 125 м. Они предназначены для разработки забоев, расположенных как ниже, так и выше горизонта установки экскаватора и для перевалки породы в выработанное пространство. Шагающий ход обеспечивает перемещение драглайна по насыпной породе. Давление драглайна на основание при работе около 0,1 МПа, а при шагании около 0,2 МПа.
Основными технологическими параметрами одноковшовых экскаваторов являются рабочие параметры, вместимость ковша, габариты, масса, преодолеваемый уклон, давление на основание.
Рабочими параметрами мехлопат являются радиус и высота черпания и разгрузки, зависящие от длины рукояти и стрелы, угла наклона стрелы и размеров экскаватора.
РадиусRч черпания- горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до режущей кромки ковша при черпании. Максимальный радиус Rчmax черпания соответствует максимально выдвинутой в горизонтальном положении рукояти (рис. 5.3.). Минимальный радиус Rчminчерпания соответствует подтянутой к гусенице рукояти с ковшом на горизонте установки экскаватора. Радиус Rч.у. черпания на горизонте установки экскаватора - максимальный радиус черпания на горизонте установки экскаватора.
Высота Нч черпания -вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до режущей кромки ковша при черпани. Максимальная высота Нч.max черпания соответствует максимально поднятой рукояти. Различают высоту Нч черпания при максимальном радиусе черпания, а также максимальную глубину Нк черпания ниже горизонта установки экскаватора.
Радиус Rч разгрузки - горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до центра ковша при выгрузке из него горной массы. Максимальный радиус Rр.maxразгрузки соответствует максимально выдвинутой горизонтально расположенной рукояти при разгрузке.
Высота Нр разгрузки - вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до нижней кромки днища открытого ковша при разгрузке. Максимальная высота Нр.max разгрузки соответствует максимально поднятому ковшу при разгрузке.
Радиус черпания и радиус разгрузки соответствуют определенным значения Rч и Нр. Максимальные значения радиусов черпания и разгрузки не совпадают с максимальными значениями высоты черпания и разгрузки.
Рабочие параметры экскаватора ограничивают сферу его действия и определяют размеры забоя.
Габариты экскаватора определяются радиусом RK вращения кузова и высотой Нэ экскаватора (см. рис. 5.3). Радиус вращения кузова определяет возможное положение экскаватора в забое и ширину проводимых траншей. Высота экскаватора соответствует вертикальному расстоянию от горизонта установки экскаватора до верхнего края наиболее выступающей вверх несъемной его части.
Рисунок 5.3 - Рабочие параметры мехлопаты.
Она определяет возможность прохода экскаватора под препятствием (перекрытие, эстакада, ЛЭП и др.) при снятом или опущенном в транспорте положение рабочего оборудования.
Мехлопаты массой до 1000т преодолевают подъем до 12°, а мехлопаты с большей массой-до 7°.
Основные технологические параметры карьерных и вскрышных мехлопат приведены в табл.5.1.
Мехлопата устанавливается на рабочей площадке уступа и по мере отработки заходки перемещается вперед. Рабочий цикл мехлопаты включает следующие основные операции: черпание (наполнение коп ша), поворот к месту разгрузки, разгрузку породы из ковша и поворот забой. Выдвижение и опускание ковша для разгрузки совмещаются с поворотом экскаватора. На повороты экскаватора затрачивается при мерно 55-60% времени цикла. Поэтому при уменьшении угла поворота экскаватора продолжительность его цикла уменьшается, а техническая производительность возрастает.