Основные виды выемочного оборудования и их технологическая характеристика. Выемочно-разгр. и выемочно-трансп. машины. Машины

1. Основные виды выемочного оборудования и их технологическая характеристика. Выемочно-разгр. и выемочно-трансп. машины. Машины цикличного и непрерывного действия. Типы забоев и заходок при использовании различных видов выемочных машин.

Карьерные выемочные машины по принципу действия разделяются на оборудование цикличного и непрерывного действия, а по функциональному признаку – на выемочно-погрузочные и выемочно-транспортирующие машины.

К выемочно-погр. машинам относятся все экскаваторы, а к выемочно-трансп. – скреперы и бульдозеры. Одноковшовые погрузчики в зависимости от выполняемых работ относятся к выемочно-разгр. или к выемочно-трансп. машинам.

Выемочно-погр. машины с жестким закреплением рабочего органа: прямые мехлопаты, обратные мехлопаты, струги, цепные экскаваторы, роторные экскаваторы, роторно-гребковые машины, обвало-погрузочные машины, шнекобуровые машины, буровые комбайны.

Выемочно-погр. машины с гибкой подвеской рабочего органа: драглайны, канатные скреперы, башенные экскаваторы, грейферы.

К оборудованию цикличного действия относятся одноковшовые экскаваторы и выемочно-трансп. машины, а к оборудованию непрерывного действия – многоковшовые экскаваторы, различного рада гребковые машины и др.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ВИДОВ ВЫЕМОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Выемка и погрузка, как правило, производятся одной маши­ной или одним комплексом машин. В практике открытых гор­ных работ используют различные виды выемочного оборудова­ния с широким диапазоном технологических качеств.

Удельный вес затрат на выемочно-погрузочные работы в об­щих затратах на открытую разработку составляет 15—40%.

Карьерные выемочные машины по принципу действия разделяются на оборудование цикличного и непрерывного действия, а по функциональному признаку — на выемочно-по-грузочные и выемочно-транспортирующие машины.

К выемочно-погрузочным машинам относятся все экскава­торы, а к выемочно-транспортирующим — скреперы и бульдо­зеры. Одноковшовые погрузчики в зависимости от выполняемых функций относятся к выемочно-погрузочным или выемочно-транспортирующим машинам.

К оборудованию цикличного действия относятся одноковшо­вые экскаваторы (лопаты, драглайны) и выемочно-транспорти­рующие машины, а к оборудованию непрерывного действия — многоковшовые экскаваторы (роторные цепные), различного рода гребковые машины и др.

Техническая возможность и эффективность использования того или иного вида выемочного оборудования определяются, в первую очередь, экскавируемостью пород, а также типом разрабатываемых месторождений, способом выемки (валовый или раздельный), механизацией смежных процессов (подготовка породы к выемке и транспортирование), климатическими условиями и другими факторами. Колесные скреперы экономичны при выемке мягких и механически разрыхленных плотных и полускальных пород (П_э<3) при дальности транспортирования до 2—3 км. В на­стоящее время они применяются при разработке строительных горных пород и россыпей, а также на вспомогательных работах. Большегрузные скреперы могут успешно применяться на вскрышных работах и в мощных карьерах, особенно в период строительства. Недостатки скреперов: сезонность выемки мяг­ких пород, сравнительно небольшой срок службы, резкое сни­жение производительности с увеличением длины транспортиро­вания, кусковатости (более 40 см) и обводненности (более 10—15%) экскавируемых пород.

Бульдозеры, характеризующиеся мобильностью, манев­ренностью, высокой проходимостью и простотой конструкции, широко используются на вспомогательных работах. В качестве выемочных машин применяются при разработке россыпей, строительных горных пород и сложноструктурных залежей. Эф­фективность бульдозерной выемки ограничивается экскавируе­мостью пород (П_э<5 при мощности бульдозеров до 180 кВт) и расстоянием перемещения 100—200 м.

Одноковшовые погрузчики имеют высокую мобиль­ность, небольшие размеры, меньшую металлоемкость на 1 м³ емкости ковша и в 1,5—2 раза меньшую стоимость по сравне­нию с экскаваторами той же производительности. Погрузчики с грузоподъемностью ковша до 40 т эффективны при выемке мягких и разрушенных пород (П<5) и их перемещении на расстояние до 80—700 м на карьерах производственной мощно­стью 1—5 млн. т/год.

Прямые механические лопаты верхнего черпания характеризуются высоким усилием копания (до 0,3—0,5 МПа), большим числом типоразмеров (емкость ковша Е = 0,25-100 м³и более) и прочностью рабочего оборудования. Это обусловливает возможность эффективного применения их для выемки мягких, плотных и разрушенных пород (П_э<8) с по­следующей погрузкой в транспортные средства в различных горных, климатических и гидрогеологических условиях. В сто­порном режиме прямыми мехлопатами можно вести выемку пород практически любой экскавируемости. Основной недостаток мехлопат —прерывность (цикличность) рабочего процесса: на собственно экскавацию (черпание) затрачивается лишь 20— 30 % общего времени цикла. Увеличение же мощности экскава­тора ведет к резкому росту его массы. Этот недостаток менее характерен для лопат с гидравлическим приводом, созданных в настоящее время.

Драглайны благодаря гибкой подвеске рабочего органа обеспечивают большую дальность перемещения породы. Это позволяет эффективно использовать мощные драглайны для выемки и перевалки мягких и разрушенных пород (П_э<б) в выработанное пространство, возведения насыпей, проведения траншей. Нижнее черпание позволяет разрабатывать драглай­нами обводненные породы и подводные участки. Широко при­меняются драглайны для вторичной перевалки пород на отва­лах, а также на вспомогательных работах (зачистка, проведе­ние канав и др.). Поскольку напорное усилие у драглайнов отсутствует, эффективность выемки разрушенных пород (по кусковатости и связности) зависит от массы и емкости их ков­шей. При увеличении емкости с 6 до 15 м³область применения драглайнов по экскавируемости пород расширяется с П_э= 4 до П_Э= 6.

Цепные многоковшовые экскаваторы используют для выемки мягких и плотных пород (П_Э<3). Вследствие этого выемка сезонная даже в районах с мягким климатом. Достоин­ства: высокая удельная производительность на 1 т массы экскаватора (на 20—30 % выше, чем у одноковшовых), боль­шая высота уступа, непрерывность и безударность загрузки транспортных средств, что позволяет снизить коэффициент тары вагонов, а также широко применять высокопроизводитель­ные ленточные конвейеры. Недостатки: использование рабо­чего органа для перемещения породы по забою до пункта раз­грузки, что обусловливает большой износ направляющих уст­ройств и ковшовой цепи, увеличивает энергоемкость процесса и снижает развиваемое усилие копания.

У роторных экскаваторов разделение функций вы­емки и транспортирования породы снижает по сравнению с цепными массу экскаватора на единицу производительности, позволяет увеличить усилие копания до 1,0—2,1 МПа и умень­шить расход электроэнергии. Повышенные усилия копания и широкий диапазон регулирования толщины стружки позволяют экскавировать плотные и слабые мерзлые породы (П_э<10). Эффективно осуществляется роторными экскаваторами раз­дельная выемка. Недостатки: сезонность работы при нормаль­ных усилиях копания, большие динамические колебания ротор­ной стрелы у крупных моделей, затрудненность борьбы с на­липанием на рабочий орган и конвейерные ленты экскавируемых влажных и вязких глин.