книги / Открытые горные работы
..pdfками. Площадка, на которой расположено оборудование, предназначенное для разработки (буровые станки, экскаваторы, транспортные средства и т.п.), называется рабочей площадкой. Ширина рабочих площадок Шр.п обычно составляет 40–70 м.
Добычной уступ имеет те же самые элементы, что и вскрышной (рис. 4.2).
Уступ обычно разрабатывают последовательно параллельными полосами – заходками шириной А = 10 20 м, иногда более. Торец заходки называется забоем (рис. 4.3). Непосредственно в забое осуществляется выемка породы или полезного ископаемого, в результате чего забой перемещается и отрабатывается заходка.
Рис. 4.1. Вскрышной уступ: 1 – верхняя площадка уступа; 2 – нижняя площадка уступа; 3 – откос уступа; 4 – верхняя бровка уступа; 5 – нижняя бровка уступа; Ну – высота уступа;– угол откоса уступа; Шр.п – ширина рабочей площадки
21
Рис. 4.2. Добычной уступ: 1 – полезное ископаемое; 2 – вскрышные породы; Ну – высота уступа; – угол
откоса уступа; Шр.п – ширина рабочей площадки
Рис. 4.3. Забой экскаватора в мягких породах:
1 – ось экскаватора; А – ширина заходки экскаватора
22
Угол наклона уступа к горизонтальной плоскости называется углом откоса уступа. Угол откоса рабочих уступов обычно равен 65–80° (получается при построении), а нерабочих – 45–60° (выбирается произвольно).
В соответствии с указанной в задании моделью одноковшового гусеничного экскаватора по табл. 4.1, 4.2 устанавливаются численные значения его основных технологических параметров, в соответствии с которыми определяются параметры забоев экскаватора при выемке мягких пород из массива и предварительно взорванных полускальных и скальных пород.
Таблица 4.1
Технические характеристики карьерных экскаваторов вместимостью ковша до 12 м3
Параметры |
ЭКГ-5А |
ЭКГ-5Д |
ЭКГ-5У |
ЭКГ-8Ус |
ЭКХ-8У |
ЭКГ-10 |
ЭКГ-12 |
ЭКГ-12Ус |
ЭКГ-12В |
ЭКГ-12К |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вместимость основного |
5,2 |
5,2 |
5 |
8 |
8 |
10 |
12 |
12,5 |
12 |
12 |
ковша, м3 |
||||||||||
Максимальныйрадиус |
9,0 |
9,0 |
14,5 |
13,5 |
21 |
12,6 |
14,3 |
17,8 |
14,3 |
14 |
черпания на уровне стоя- |
||||||||||
ния Rч.у, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальныйрадиус |
14,5 |
14,0 |
23,7 |
19,8 |
34,0 |
18,4 |
21 |
28 |
21 |
19 |
черпания Rчмах., м |
||||||||||
Максимальныйрадиус |
12,6512,65 |
22,1 |
17,9 |
31,6 |
16,3 |
18,5 |
25,8 |
18,5 |
17 |
|
разгрузкиRрмах, м |
||||||||||
Высотаразгрузки при |
5,0 |
5,0 |
9,4 |
7,7 |
13,2 |
5,7 |
7,3 |
9,58 |
7,3 |
7,8 |
максимальном радиусе |
||||||||||
разгрузки Нр, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная высота |
10,3 |
10,3 |
22,2 |
17,6 |
28,5 |
13,5 |
15 |
20,7 |
15 |
15 |
черпания Нчмах, м |
||||||||||
Радиусразгрузки при |
11,8 |
11,8 |
21,2 |
17 |
30,7 |
15,4 |
17,4 |
25,0 |
17,4 |
16,3 |
максимальнойвысоте |
||||||||||
разгрузкиRр, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная высота |
6,7 |
6,7 |
17,5 |
12,5 |
24 |
8,6 |
10 |
15,8 |
10 |
10 |
разгрузки Нрмах, м |
23
Окончание табл. 4.1
Параметры |
ЭКГ-5А |
ЭКГ-5Д |
ЭКГ-5У |
ЭКГ-8Ус |
ЭКХ-8У |
ЭКГ-10 |
ЭКГ-12 |
ЭКГ-12Ус |
ЭКГ-12В |
ЭКГ-12К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиус вращения кузова |
5,25 |
6,7 |
7,78 |
7,78 |
10,02 |
7,78 |
9,3 |
10 |
9,3 |
– |
|
Rк, м |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Продолжительность |
23 |
23 |
30 |
28 |
35 |
26 |
27 |
32 |
28 |
26 |
|
цикла, с |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рабочая масса экскава- |
196 |
196 |
386 |
405 |
725 |
395 |
600 |
721 |
670 |
460 |
|
тора, т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.2
Технические характеристики карьерных экскаваторов вместимостью ковша от 15 до 50 м3
Параметры |
ЭКГ-15 |
ЭКГ-18Р |
ЭКГ-20К |
ЭКГ-32Р |
ЭКГ-35К |
ЭКГ-50Р |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Вместимость основногоковша, м3 |
15 |
18 |
20 |
32 |
35 |
50 |
|
Максимальныйрадиус черпания |
15,6 |
15 |
15 |
16 |
16 |
16,5 |
|
на уровне стоянияRч.у, м |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Максимальныйрадиус черпания |
22,6 |
22 |
22 |
23 |
23 |
24 |
|
Rчмах, м |
|||||||
Максимальныйрадиус разгрузки |
20,0 |
19,5 |
19,5 |
20,5 |
20,5 |
21,5 |
|
Rрмах, м |
|||||||
Высота разгрузки примаксималь- |
7,6 |
7,7 |
7,5 |
7,7 |
7,7 |
7,9 |
|
ном радиусеразгрузки Нр, м |
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная высота черпания |
15,8 |
15,5 |
15,5 |
16 |
16 |
16,5 |
|
Нчмах, м |
|||||||
Радиус разгрузки примаксималь- |
19,5 |
18,8 |
18,8 |
19,7 |
19,7 |
20,7 |
|
ной высоте разгрузкиRр, м |
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная высота разгрузки |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
Нрмах, м |
|||||||
Радиус вращения кузова Rк, м |
10 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Продолжительность цикла, с |
28 |
27 |
27 |
31 |
31 |
32 |
|
Рабочая масса экскаватора, т |
700 |
700 |
700 |
950 |
950 |
1400 |
24
При выемке пород мехлопатой торцовым забоем с нижней погрузкой (рис. 4.4, а) высота уступа (м) рассчитывается в соответствии с формулой:
Ну Нчmax. |
(4.1) |
Рис. 4.4. Выемка мягких пород торцовым забоем мехлопатой
снижней погрузкой: а – поперечное сечение уступа; б – план;
в– схема копания (b – ширина стружки, t – толщина стружки)
25
При выемке пород торцовым забоем с нижней погрузкой (см. рис. 4.5, а) ширина нормальной заходки (м) рассчитывается по формуле:
А = (1,5 1,7) Rч.у. |
(4.2) |
Рис. 4.5. Пример построения схемы выемочно-погрузочных работ
26
При выемке пород торцовым забоем с верхней погрузкой высота уступа (м)
Ну = Hрmax – (hв + l),
где hв – высота вагона и верхнего строения пути, м, при расчетах можно принимать в пределах от 3,5 до 4,1 м; l – безопасный зазор между открытым днищем ковша и кузовом транспортного средства, м, принимается в пределах от 0,5 до 0,7 м.
При выемке пород торцовым забоем с верхней погрузкой ширина заходки
А= (1,5 1,7)Rч.у.
4.2.Практическая часть
Взависимости от параметров экскаватора необходимо рассчитать параметры забоев экскаватора (формулы (4.1) и (4.2)).
Всоответствии с полученными значениями следует изобразить схему выемочно-погрузочных работ (выемка ведется торцовым забоем) в масштабе 1:500 с указанием всех необходимых размеров. Пример построения приведен на рис. 4.5.
После построения схемы выемочно-погрузочных работ
вмасштабе 1:500 необходимо изобразить план выемочно-погрузоч- ных работ в масштабе 1:5000 с указанием размеров в миллиметрах.
4.3.Контрольные вопросы
1.Расшифруйте название экскаватора ЭКГ-10.
2.Перечислите достоинства работы торцовым забоем.
3.Перечислите основные параметры забоев карьерных экскаваторов.
4.Дайте определение выемочно-погрузочным работам.
5.Что нужно учитывать при определении ширины рабочей площадки уступа?
27
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
5.1. Теоретическая часть
Цель данной работы состоит в освоении методики расчета производительности экскаваторов и выборе графика работы предприятия.
Выработка экскаватора за единицу времени называется его производительностью. Она определяется по объему горной мас-
сы в плотном теле, реже – по количеству горной массы и измеряется за час, смену, сутки, месяц и год (м3/ч, т/ч, м3/смену и т.д.).
Теоретическая паспортная производительность экска-
ватора (м3/ч) рассчитывается по формуле:
Qп = 60Еnц, |
(5.1) |
где Е – вместимость ковша экскаватора по технической характеристике экскаватора, м3; nц – конструктивно-расчетное число циклов в минуту,
nц = 60/tц, |
(5.2) |
где tц – теоретическая (паспортная) длительность цикла экскаватора (принимается по технической характеристике экскаватора), с.
Техническая производительность экскаватора Qт – это максимально возможная производительность экскаватора данной модели в конкретных условиях его работы.
При расчете технической производительности необходимо учитывать, что фактическая длительность цикла tцф будет больше теоретической:
tцф = (1,2 1,3) tц. |
(5.3) |
28
Тогда техническая производительность экскаватора (м3/ч) рассчитывается по формуле:
Q |
|
3600Еkн.к k |
|
|
3600Е k |
k |
|
, |
(5.4) |
|
т |
|
tцфkр.к |
т.в |
|
tцф |
э |
|
т.в |
|
|
где kн.к – коэффициент наполнения ковша; kр.к – коэффициент разрыхления породы в ковше; kэ – коэффициент экскавации (kэ = kн.к /kр.к); kт.в – коэффициент, учитывающий технологию выемки породы.
Значения kн.к, kр.к, kт.в следует принимать из табл. 5.1, 5.2, 5.3 в зависимости от вместимости ковша экскаватора и диаметра куска [2] (в случае отсутствия необходимой вместимости ковша экскаватора необходимо интерполировать).
Средний диаметр куска dср горной породы рассчитывается в зависимости от вместимости ковша экскаватора:
dср = (0,2 0,4)3 Е. |
(5.5) |
Таблица 5.1
Средние значения коэффициента разрыхления пород в ковше при выемке разрушенных пород одноковшовыми экскаваторами
Вместимость |
|
Значенияkр.к присреднем диаметре куска dср, см |
|
||||||||
ковша |
10 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
105 |
экскаватора, м3 |
|||||||||||
4 |
1,35 |
1,4 |
1,53 |
1,65 |
1,82 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
6 |
1,34 |
1,38 |
1,48 |
1,6 |
1,75 |
1,86 |
– |
– |
– |
– |
– |
8 |
1,33 |
1,36 |
1,43 |
1,53 |
1,65 |
1,78 |
1,9 |
– |
– |
– |
– |
10 |
1,32 |
1,35 |
1,42 |
1,5 |
1,6 |
1,72 |
1,83 |
1,91 |
– |
– |
|
12,5 |
1,31 |
1,34 |
1,4 |
1,46 |
1,55 |
1,66 |
1,77 |
1,86 |
1,95 |
– |
– |
15 |
1,31 |
1,33 |
1,39 |
1,44 |
1,52 |
1,63 |
1,74 |
1,82 |
1,92 |
1,99 |
– |
20 |
1,3 |
1,32 |
1,37 |
1,42 |
1,49 |
1,58 |
1,68 |
1,78 |
1,86 |
1,93 |
1,99 |
25 |
1,3 |
1,32 |
1,35 |
1,4 |
1,46 |
1,54 |
1,64 |
1,74 |
1,82 |
1,89 |
1,95 |
35 |
1,3 |
1,31 |
1,33 |
139 |
1,43 |
1,5 |
1,58 |
1,66 |
1,74 |
1,81 |
1,87 |
40 |
1,3 |
1,31 |
1,33 |
1,38 |
1,42 |
1,48 |
1,55 |
1,62 |
1,71 |
1,78 |
1,84 |
50 |
1,3 |
1,31 |
1,33 |
1,37 |
1,41 |
1,46 |
1,52 |
1,58 |
1,66 |
1,74 |
1,79 |
80 |
1,3 |
1,31 |
1,32 |
1,34 |
1,38 |
1,41 |
1,45 |
1,5 |
1,56 |
1,62 |
1,69 |
29
Таблица 5.2
Средние значения коэффициента наполнения ковша мехлопат и при выемке разрушенных пород
Вместимость |
|
Значенияkн.к при среднем диаметре кускаdср, см |
|
|||||||
ковша |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
105 |
экскаватора, м3 |
||||||||||
4 |
1,15 |
1,08 |
0,93 |
0,72 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
6 |
1,17 |
1,12 |
1 |
0,82 |
0,6 |
– |
– |
– |
– |
– |
8 |
1,18 |
1,15 |
1,08 |
0,92 |
0,73 |
0,53 |
– |
– |
– |
– |
10 |
1,18 |
1,15 |
1,08 |
0,98 |
0,63 |
0,47 |
0,32 |
– |
– |
– |
12,5 |
1,18 |
1,16 |
1,09 |
1 |
0,88 |
0,72 |
0,55 |
0,38 |
– |
– |
15 |
1,18 |
1,16 |
1,08 |
1,03 |
0,95 |
0,8 |
0,68 |
0,52 |
0,36 |
– |
20 |
1,19 |
1,17 |
1,1 |
1,06 |
1 |
0,9 |
0,8 |
0,65 |
0,52 |
0,4 |
25 |
1,19 |
1,17 |
1,12 |
1,09 |
1,04 |
0,97 |
0,87 |
0,76 |
0,65 |
0,53 |
35 |
1,2 |
1,18 |
1,15 |
1,12 |
1,08 |
1,03 |
0,97 |
0,87 |
0,78 |
0,7 |
40 |
1,2 |
1,18 |
1,16 |
1,14 |
1,1 |
1,05 |
1,01 |
0,93 |
0,84 |
0,76 |
50 |
1,2 |
1,18 |
1,17 |
1,15 |
1,12 |
1,08 |
1,03 |
0,97 |
0,88 |
0,8 |
80 |
1,2 |
1,17 |
1,17 |
1,15 |
1,13 |
1,11 |
1,1 |
1,0 |
0,9 |
0,9 |
|
|
|
Таблица 5.3 |
Расчетные значения коэффициента kт.в |
|||
|
|
|
|
Тип |
Значения коэффициентаkт.вприсреднем диаметре куска dcp, см |
||
экскаватора |
менее 35 |
35–60 |
более 60 |
ЭКГ-5 |
0,93 |
0,73 |
0,63 |
ЭКГ-8, ЭКГ-10 |
0,93 |
0,78 |
0,68 |
ЭКГ-12 |
0,93 |
0,83 |
0,73 |
ЭКГ-15 |
0,93 |
0,85 |
0,75 |
ЭКГ-20, ЭКГ-32 |
0,95 |
0,87 |
0,78 |
Эксплуатационная (сменная) производительность экскава-
тора (м3/смену) определяется по формуле: |
|
Qcм = Qт Тсм kи.э, |
(5.6) |
где Тсм – продолжительность смены, ч; kи.э – коэффициент использования экскаватора на полезной работе.
30