Технология проведения канав экскаваторами

Открытые горно-разведочные выработки проводятся одноковшовыми универсальными экскаваторами и экскаваторами непрерывного действия. Экскаваторы классифицируются по следующим признакам:

– циклического и непрерывного действия;

– по конструкции рабочего органа – цепные многоковшовые, цепные скребковые, роторные многоковшовые и роторные бесковшовые;

– по характеру перемещения рабочего органа – продольного, поперечного и радиального копания;

– по конструкции ходового устройства – гусеничные, пневмоколесные, железнодорожные, шагающие, плавучие;

– по силовому оборудованию – дизельные, электрические, комбинированные (дизель-гидравлические, дизель-электрические);

– по назначению – строительные малой мощности с ковшом вместимостью 0,06 – 1,75 м³; средней мощности – 2 – 3 м³; большой мощности – 3,25 − 6 м³ и карьерные малой мощности с ковшом вместимостью 2 – 3,2 м³, средней мощности – 4 – 8 м³, большой мощности – 12,5 – 20 м³ и сверхмощные – 20 м³; вскрышные;

– по напорному механизму – с реечным и канатным напорным механизмом.

Ктехнико-эксплуатационным параметрам одноковшовых экскаваторов относятся: скорость передвижения, величина давления на грунт, наибольший преодолеваемый угол подъема пути, глубина и радиус копания, высота выгрузки и время выполнения операций рабочего цикла.

Структура индексации серийно выпускаемых экскаваторов отражает их конструктивные особенности и некоторые основные параметры (рис. 51). К примеру, ЭО4121БХЛ: Э – экскаватор, О – одноковшовый; цифры обозначают: 4 – четвертаяразмерная группа, 1 – на гусеничном ходовом устройстве, 2 − с жесткой подвеской рабочего оборудования, 1 – первая модель. Буквенное обозначение БХЛ: Б – вторая модернизация, ХЛ – северное исполнение.

Технические и эксплуатационные качества одноковшовых экскаваторов позволяют использовать их на равнинных участках и слабогористой местности при сооружении канав в породах I–IV категорий по буримости.

Рис. 51. Структура индексации одноковшовых экскаваторов

Техническая характеристика одноковшовых экскаваторов приведена в табл. 40.

Для проходки геологоразведочных канав и траншей наиболее удобны универсальные строительные экскаваторы с емкостью ковша от 0,06 до 1 м³.

Траншейные экскаваторы представляют собой самоходные землеройные машины непрерывного действия с цепным или роторным рабочим оборудованием на гусеничном или пневмоколесном ходу. Они предназначены в основном для разработки пород III категории с каменистыми включениями до 10 – 15% по объему и размером не более 200 мм. Применение этих экскаваторов возможно в районах с равнинной местностью. В настоящее время, при сооружении разведочных канав в незначительном количестве, применяют траншейные экскаваторы ЭТЦ-252А, ЭТЦ-208В (рис. 52).

Цепные экскаваторы ЭТЦ имеют гусеничное ходовое устройство, а роторные типа ЭТР смонтированы на базе трактора Т-130.1.Г. Рабочий орган ЭТЦ-252А скребкового типа, на замкнутой цепи которого закреплен 21 скребок, а на ЭТЦ-208В – 38 специальных скребков. Размеры канавы при проведении их экскаватором ЭТЦ-252А – глубина от 2,5 до 3,5 м, ширина по дну от 0,8 до 1,0; при проведении экскаватором ЭТЦ-2086 – глубина 2 м и ширина 0,6 м.

При проведении канав роторным и экскаваторами типа ЭТР глубина канав 2 − 2,2 м, ширина 0,85–1,5 м. Рабочим органом является ротор со сменными зубьями диаметром 3,5–3,8 м.

При одинаковой вместимости ковшей траншейные экскаваторы роторного типа по производительности почти в 2 раза превосходят экскаваторы цепного типа.

Рис. 52. Цепной траншейный экскаватор:

1 – замкнутая цепь с ковшами; 2 – гусеничное ходовое устройство;

3 – поперечный транспортер; 4 – опорная рама

Сооружение разведочных канав и траншей может производиться лобовым или боковым забоем. Лобовым является забой, при котором ось передвижения экскаватора находится в пределах контура выработки. Иногда при сооружении канав в неустойчивых породах или с большим объемом выемки применяют боковой забой, при котором ось передвижения экскаватора находится за пределами контура канавы, как правило, параллельно оси выработки.

Производительность выемочных машин является одним из важнейших технико-экономических показателей открытых горных работ. Различают паспортную (теоретическую), техническую, эффективную и эксплуатационную производительность машин.

Паспортная производительность Q_п зависит от конструктивных особенностей машин и определяется по формуле

Q _п = q n _п,

где q – расчетная емкость экскавирующего органа (чаще всего ковша), м³; n _п – конструктивно-расчетное число разгрузок экскавирующего органа (или ряда их) в час.

При циклической работе машин n _п = 3600/ Т _ц n, тогда

Q _п = (3600/ T _ц n) q,

где Т _ц· n – паспортная продолжительность рабочего цикла машины, с.

Паспортная производительность служит для сравнения отдельных видов и типоразмеров выемочных машин между собой.

Техническая производительность рассчитывается по формуле

Q _т = (3600/ T _ц n) К_э К _т.в,

где Т _ц – минимальная продолжительность рабочего никла выемочной машины в конкретных горно-технических условиях, с; К _т.в – коэффициент влияния технологии выемки, учитывает время вспомогательных операций; К _э – коэффициент экскавации (для прочных плотных пород К _э = 0,55, для песка и легких супесей К _э= 0,95, для уплотненных легких пород, гравия К _э = 0,75).

Техническая производительность показывает эффективность применения данной выемочной машины в конкретных горно-технических условиях.

Эксплуатационная производительность находится по формуле

Q _э = Q _Т К _и,

где К _и= 0,55 – 0,9 – коэффициент использования экскаватора во времени.

Сменную эксплуатационную производительность можно определить по формуле для одноковшовых экскаваторов

где Q_{э −} сменная производительность экскаватора, м³/ч; q _к – емкость ковша, м³; Т _с – продолжительность рабочей смены, ч; t _ц – время рабочего цикла экскаватора, мин; К _н − коэффициент наполнения ковша (табл. 41); К _р – коэффициент разрыхления породы.

Коэффициент разрыхления для слабых пород равен 1,25, средней крепости − 1,50 и крепких – 1,75. Коэффициент использования экскаватора во времени колеблется при погрузке горной массы в транспорт от 0,7 до 0,80, при погрузке в отвал от − 0,80 до 0,90.

Эксплуатационная производительность характеризует организационную работу на предприятии. Высокая эффективность сооружения открытых геологоразведочных выработок экскаваторами достигается при рациональных формах организации труда и соответствии условий производства работ эксплуатационным и техническим возможностям этих машин.

В Кавалеровской экспедиции ПГО "Приморгеология'' для сооружения разведочных канав в породах I – IV категорий глубиной до 4 м использовался одноковшовый экскаватор Э-304В. В условиях залесенной местности с продольным уклоном до 15^о производительность экскаватора составила 132 м³/смену, стоимость 1 м³ – 0,35 руб. (в ценах 1980 г.), годовая выработка превысила 20 тыс. м. Высокие технико-экономические показатели были достигнуты при сооружении канав траншейными экскаваторами в условиях Центрального и Южного Казахстана. В Целиноградской геологоразведочной экспедиции при сооружении выработок глубиной до 3 м в породах I – IV категорий экскаваторами ЭТУ-354 производительность труда составила 72 м³/чел./смену, а стоимость 1 м³ – 0,42 руб. (в ценах 1980 г.). В Чатыркульской геологоразведочной партии производительность труда при сооружении канав экскаватором ЭТУ-354 составила 80 м³/чел./смену, а стоимость 1 м³ – 0,32 руб.

В поисково-съемочной партии Южно-Казахстанского управления при сооружении канав длиной 500–1000 м в породах III – IV категорий на глубину до 2 м экскаватором ЭТР-161 средняя производительность составила 200 м³/чел./смену, а стоимость 1 м³ – 0,45 руб.

Выбор типа экскаватора определяется технико-организационными, горно-геологическими и экономическими условиями.

К технико-организационным условиям относятся следующие факторы: условия стоянки в холодный период времени, уровень квалификации персонала при работе, ремонте и наладке узлов экскаваторов, наличие специальной оснастки, соотношение между объемами работ на объекте и на отдельных участках, разобщенность этих участков и удаленность их от баз партий и экспедиций, состояние дорог, сезон проведения работ, сложность перебазировки машин и др.

При проведении разведочных траншей на россыпях с крупнообъемным или валовым опробованием должна быть возможность погрузки песков в автосамосвалы или другие транспортные средства как из отвалов, так и при проведении выработок.

Из горно-геологических условий основным и определяющим является критерий трудности их разработки экскаватором, характеризуемый удельным сопротивлением копанию, и рельеф. Производительность экскаваторов находится в прямой зависимости от содержания валунно-галечных включений или размеров

Таблица 41

Порода	Значения Кн	Порода	Значения Кн
Песок, гравий, сухие щебень и хорошо взорванная порода	0,95–1,02	Глина влажная	1,30–1,50
Песок и гравий влажные	1,15–1,23	Глина тяжелая	1,0–1,10
Суглинок сухой	1,05–1,12	Глина влажная	1,25–1,40
Суглинок влажный	1,20–1,32	Плохо взорванная порода, скала	0,75–0,90
Глина средняя	1,08–1,18

кусков предварительно разрушенной породы (с использованием взрыва или др.), липкости грунта.

Экономические условия определяются высокой стоимостью экскаваторов. Экономически оправдано их применение при достаточно большом объеме работ. Экскаваторы 2-го и 3-го типоразмеров экономически целесообразно использовать при объеме работ до 20, 3-го и 4-го типоразмеров – до 60 и 4-го и 5-го типоразмеров − до 70 – 100 тыс. м³/мес.