Открытый способ для экскаватора

Порядок работы

Порядок работы

Экскаватор работает в забое в комплексе с другими машинами, поэтому следует помнить, что высокопроизводительная работа экскаватора может быть достигнута при четкой организации транспорта, буровых машин и вспомогательных механизмов.

Экскаватор в забое необходимо располагать так, чтобы черпанье производилось в пределах 2/3 длины рукояти, а выгрузка в транспорт осуществлялась без дополнительного выдвижения рукояти, с наименьшим углом поворота платформы. Во избежание перегрузок гусеничных рам, экскаватор должен устанавливаться натяжной осью в сторону забоя. При работе в слабых грунтах необходимо экскаватор устанавливать на деревянные щиты.

В начале копания ковш устанавливается на уровне стоянки экскаватора и разрабатывается забой снизу вверх.

При черпании необходимо плавно заглублять ковш в грунт, используя напор так, чтобы получить стружку, обеспечивающую наилучшее заполнение ковша при наименьшей затрате времени. Заполненный ковш следует сразу же перемещать на выгрузку в транспортные средства или отвал. Перемещение недостаточно заполненного ковша на выгрузку следует избегать; целесообразнее в этом случае заполнить ковш за два черпания.

При работе в глинистых грунтах для уменьшения налипания глины на ковш следует снимать более тонкую стружку, которая лучше разрыхляется, а также систематически очищать ковш от налипшего грунта.

Для сокращения времени погрузки грунта в транспортные средства в первую очередь следует производить разработку забоя ближе к транспорту, а в период отсутствия транспорта производить перекидку грунта из более удаленной части забоя и сортировку грунта по габаритам.

Разгруженный ковш возвращается в исходное положение и забирает грунт рядом с первым проходом. Процесс повторяется, пока ковш не обойдет весь забои впереди и с 5о-ков. Затем разрабатывается второй слон грунта и т. д. По мере разработки грунта забои перемещается вдоль уступа.

При образовании нависей и «козырьков» породы выше максимальной высоты черпания экскаватора, при угрозе обрушения или сползания уступа, экскаватор должен быть немедленно выведен из забоя на безопасное расстояние и приняты меры по приведению забоя в безопасное состояние. Обрушение «козырьков», нависей производить в соответствии с «Правилами технической эксплуатации для предприятий, разрабатывающих месторождения открытым способом».

Для очистки образовавшихся около железнодорожных путей «кос» экскаватор должен быть отогнан назад ближе к железнодорожным путям, грунт «косы» убран прямым черпанием, после чего экскаватор возвращается в исходное положение.

Запрещается при черпании грунта совмещать операции напора и поворота, допускать удары ковшом о гусеницы и грунт.

Мастерство машиниста включает в себя комплекс навыков и приемов работы, при которых отсутствуют удары и перегрузки механизмов.

Квалифицированный машинист за время цикла совершает минимальное число манипуляций командоконтроллерами, правильно устанавливает машину относительно забоя и транспортных средств, что исключает лишние движения рабочего оборудования при копании и погрузке.

Источник

Разновидности способов разработки россыпей экскаваторными способами

Выемку и перемещение песков и торфов производят экскаваторами и транспортным оборудованием, изготовляемым для открытых горных работ. На россыпях наиболее распространены одноковшовые, а в последнее время и роторные экскаваторы, которые используют в сочетании с различным транспортом или без него, перемещая породы к месту разгрузки непосредственно экскаватором. Пески промывают в особых стационарных установках или передвижных мойках, перемещающихся вслед за забоем экскаватора. Тип экскаватора, транспорта и промывной установки оказывает большое влияние на технологию разработки россыпи. Поэтому в зависимости от типа применяемого оборудования следует различать отдельные разновидности экскаваторных способов разработки, которые отличаются друг от друга как технологией разработки, так и производительностью труда и себестоимостью добычи. Применительно к одноковшовым экскаваторам по этому признаку следует различать два основных способа разработки — экскаваторный транспортный способ разработки и экскаваторный бестранспортный способ разработки. Кроме того, имеется смешанный способ разработки с транспортной добычей и бестранспортной вскрышей.

На рис. 41, а изображен экскаваторный транспортный способ, при котором перемещение песков от забоя на промывку, а торфов в отвал производят автосамосвалами, ленточными конвейерами или гидравлическим транспортом. При такой технологии разработки используют высокопроизводительные экскаваторы с небольшим радиусом разгрузки, имеются широкие возможности выбора места для расположения отвалов торфов, а на стационарных промывных установках можно применять любое обогатительное оборудование, в том числе и сложное, приспособленное для извлечения наиболее мелкозернистых минералов небольшого удельного веса. Однако при этом способе себестоимость добычных и вскрышных работ высока, поскольку перевозка песков и торфов на россыпях обходится дорого. Поэтому на россыпях экскаваторный транспортный способ распространен мало.

При экскаваторном бестранспортном способе разработки применяют передвижные мойки. На рис. 41, б изображена разработка россыпи с плавучей мойкой. Мойку спускают в затопленный водой разрез. Экскаватор с большим радиусом разгрузки располагают на борту разреза, им производят выемку песков из-под воды и подают их в бункер мойки. Торфа отсыпают в отвалы на борта разреза или в выработанное пространство. По мере передвижения экскаватора мойку передвигают вслед за ним. Поэтому перевозка песков и торфов отсутствует, упрощается технология разработки россыпи и значительно снижается себестоимость вскрышных и добычных работ. Бестранспортный способ разработки применяют тогда, когда для промывки песков необходима не особенно сложная обогатительная аппаратура и передвижка моек не требует больших затрат.

На рис. 4 изображен способ разработки россыпи экскаваторами с бестранспортной вскрышей и транспортной добычей. Вскрышные работы производят экскаватором, который имеет большой радиус разгрузки с непосредственной укладкой торфов в отвал, поэтому на вскрышных работах отсутствует дорогостоящая перевозка торфов. На добыче используют экскаваторы с небольшим радиусом разгрузки. Пески грузят в транспортные средства и доставляют их к стационарным промывным установкам. Из разреза вывозят только пески, объем которых в несколько раз меньше объема торфов. Таким образом, данному способу свойственны особенности как экскаваторного бестранспортного, так и транспортного способа разработки. При экскаваторных способах разработки требуются относительно небольшие удельные капиталовложения на приобретение оборудования.

Источник

5.5. Проектирование забоев и проходок для экскаваторов с прямой лопатой

Прямая ло­пата режет грунт при движении ковша снизу вверх. При этом, помимо усилия резания, действующего по направлению касательной к траектории, необходимо также напорное усилие, благодаря которому зубья или режущая кромка ковша внедряются в грунт на нужную глубину нормально к траектории. В машинах с канатным приводом напорное усилие создается выдвижением рукояти, с гидравлическим приводом — увеличением наклона стрелы под действием гид­роцилиндров. В целом процесс отделения грунта от массива, включающий, по­мимо резания, перемещение грунта относительно рабочего органа и впереди него, что сопровождается преодолением дополнительных сопротивлений, назы­вают копанием (экскавацией).

При копании ковш движется по сложной траектории, срезая стружку переменного сечения (рис.5.6). В начале процесса копания ковш обычно находится в нижней части забоя. При этом, чтобы обеспечить заглубление, создают близкое к наибольшему напорное усилие. По мере подъема оно уменьшается и, когда рукоять занимает приблизительно горизонтальное положение, становится близким к нулю. Толщина стружки и усилие резания в этот момент достигают максимума. Поворота рукояти в вертикальной плоскости примерно до высоты Н_п напорного вала обычно бывает достаточно, чтобы произошло наполнение ковша. Но при необходимости можно продолжать копание с дальней­шим увеличением угла поворота рукояти вплоть до достижения его конструк­тивно возможной величины. Высота расположения кромки режущего контура ковша над уровнем стоянки экскаватора, т. е, проекция рабочей части траек­тории на вертикаль, называется при этом наибольшей высотой копания Н_кн, а высота расположения нижней кромки откинутого днища ковша — наиболь­шей высотой разгрузки Н_рн.

В обычных грунтах для наполнения ковша необходима меньшая длина стружки — высота копания составляет (0,5 — 0,6) Н_н, а в мягких (0,3 — 0,4) Н_н по условиям наполнения ковша е «шапкой — за одно рабочее движение рукояти. Для экскаваторов с ковшами 0,5—2,5 м 3 , применяемых на массовых земляных работах в железнодорожном строительстве, наименьшая высота в грунтах I—II групп трудности разработки лежит в границах 2—3 м, в грунтах Ш группы — 3,5—4,5 м, в грунтах IV группы — 5—6м. При меньших высотах забоя за одно движение ковша экскаватора с канатным приводом не происходит полного его наполнения и производительность экскаватора сни­жается. Гидравлические экскаваторы, в особенности при наличии механизма поворота ковша на рукояти, такого недостатка практически не имеют.

В начале разработки траншеи, при так называемом зарезании экскаватора в грунтовый массив, приходится выполнять копание с заглублением по от­ношению к уровню стоянки. Возможность выполнения такой работы характе­ризуется глубиной копания ниже уровня стоянки Нко, которая колеблется для канатных экскаваторов в пределах 1,5—2,5 м, а для крупных гидравлических экскаваторов достигает 3,5—5 м. Производительность канатного экскаватора при зарезании снижается в среднем примерно втрое по сравнению с нормаль­ной. Поэтому нередко начальный участок траншеи готовят для работы экска­ваторов с помощью других машин, например бульдозеров. С их помощью разрабатывают, так называемую, пионерную траншею.

Гидравлические экскаваторы, практически не снижающие производительности при малых вы­сотах забоев, имеют в таких условиях серьезные преимущества по сравнению с канатными машинами.

Наибольшую высоту забоя при копании грунта экскаватором принимают равной наибольшей высоте копания. Если наибольшая высота значительно превышает наименьшую (в 2 раза и более) и грунт с верхней части стенки забоя не обваливается, сначала разрабатывают верхнюю, а потом нижнюю часть за­боя. В случае если массив разрыхляют взрывным способом, а экскаватор ис­пользуют для погрузки разрыхленного грунта, наибольшую высоту забоя при­нимают равной полуторному значению наибольшей высоты копания.

Все рассмотренные размеры забоя относятся к плоскости, в которой происходит перемещение рукояти в процессе одного рабочего цикла. Эта плоскость по мере отработки грунта поворачивается, поскольку экскаватор с одной сто­янки ведет копание веерообразно. Точки контура машины при ее повороте описывают в плане окружности, и расстояния до них называют радиусами. Важнейшее значение имеют 2 радиуса: радиус копания R_k — расстояние в пла­не от оси вращения поворотной платформы до наиболее удаленной точки режу­щего контура и радиус разгрузки Rр — аналогичное расстояние до центра раз­грузочного проема ковша. В паспортах экскаваторов указывают наибольший радиус копания R_кн и наибольший радиус разгрузки Rрн, определяемые при горизонтальном положении и максимальном выдвижении стрелы. В паспорте также приводят высоту разгрузки Нрн при наибольшем радиусе разгрузки. Эта высота меньше наибольшей высоты разгрузки Н_рн. Радиус Rрс при наи­большей высоте разгрузки также меньше, чем наибольший радиус разгрузки R_рн. Указывают в паспорте и радиус копания Rко на уровне стоянки экскавато­ра, или, иначе, радиус планировочной площадки, и другие параметры. Паспорт­ные характеристики экскаваторов приведены в справочниках.

Работа экскаватора с наибольшим радиусом копания и малой толщиной стружки представляет невыгодный режим нагружения силовой установки машины, поэтому она систематически не практикуется. Рабочий радиус копания R_кр обычно составляет (0.8 — 0,85) Rкн, причем экскаватор начинает копание при еще меньшем радиусе, что обеспечивает внедрение рукояти в массив при­мерно на два размера ковша за счет ее постепенного выдвижения, затем экска­ватор перемещается по фронту на величину передвижки и процесс повторяется вновь.

Рис. 5.7. Разработка фронтального (лобового) забоя

прямой лопатой с разгрузкой: а — на обе стороны; б — на одну сторону

Размер поверху симметричной траншеи при лобовом забое может быть найден с использованием теоремы Пифагора (рис. 5.7, а) по формуле:

(5.3) причем величину передвижки L_ПЭ принимают в зависимости от вместимости ковша q. С некоторыми допущениями эту величину можно определить, как

(5.4)

где q — емкость ковша экскаватора в м 3 .

Полный угол фронта экскавации при этом составляет около 160″. Средний угол поворота на разгрузку, измеряемый между лучами, соединяющими ось поворота с центрами масс разрабатываемого слоя и грунта в зоне разгрузки, не должен превышать 135 0 , что позволяет пользоваться нормами выработки машин, приводимыми в ЕНиР.

Поворот экскаватора на разгрузку является наиболее продолжительной операцией цикла и в нормальных условиях занимает почти 2/3 его общего времени. Понятно, что угол поворота следует по возможности уменьшать. Поэтому раз­работку правой и левой частей лобовой стенки симметричной траншеи ведут с поворотом в разные стороны. Автомобили подают к экскаватору тоже с разных сторон: при разработке левой части забоя — с левой, правой части — с правой (см. рис. 5.7, а). Автомобили подают на разгрузку задним ходом с разворотом в два приема и останавливают, возможно ближе к экскаватору, но так чтобы между контуром автомобиля и окружностью, описываемой хвосто­вой частью экскаватора, оставался свободный промежуток не менее 0,5м. Следовательно, для установления места остановки автомобиля необходимо знать радиус R_X окружности, в пределах которой перемещается при поворотах хвостовая часть экскаватора.

При ковшах экскаваторов обычной вместимости ширина B_T изменяется в пределах от 13 до 23 м и является в общем достаточной для разворота автомо­биля в 2 приема. Однако такая ширина нужна далеко не всегда. Например, для въездной траншеи карьера она велика. Траншеи уменьшенной ширины разра­батывают с несимметричным расположением передней стенки и смещением экс­каватора вправо или влево к борту траншеи (рис. 5.7, б). Расстояние d_б до ближайшего борта определяют из условия, чтобы хвостовая часть экскаватора не задевала этого борта, для чего оставляют просвет не менее 0,5 м. Ориенти­ровочно d_б = R_х + (0,7 ÷ 0,8). Автомобиль подают задним ходом с одной стороны экскаватора и поворачивают на разгрузку в одном направлении Пол­ный угол фронта копания в таких условиях около 100°.

При невозможности разворота автомобилей в узкой траншее длиной до 50—60 м в нее заезжают задним ходом, а при большой длине в одном из бор­тов вырезают экскаватором тупиковый карман, в который автомобили заез­жают для разворота. Если необходимо лобовой проходкой получить сразу уширенную траншею, экскаватор в забое передвигают зигзагообразно. Рис. 5.8.

Рис. 5.8. Уширенная траншея лобовой проходки при зигзагообразной

передвижке экскаватора в забое

При наличии пионерной траншеи, понижающей уровень проезда транспор­та, дно следующей проходки обычно удается расположить на глубине, обеспе­чивающей нормальную высоту забоя экскаватора. Эта проходка является боковой, но уровни стоянки экскаватора и транспортных средств в ней разные. Встречается также необходимость боковых проходок при одном уровне стоянки экскаватора и путей транспорта. Так, например, отрабатывают уступы карьеров.

При боковых проходках известные неудобства всегда вызывает наличие ребра в сопряжении стенки забоя и открытого борта ранее пройденной траншеи. Здесь образуется выступающий мысок, в пределах которого, особенно в нижней части, грунт из-за недостаточного сопротивления копается плохо. Экскаватор располагают в траншее таким образом, чтобы поворот на острие мыска происходил с углом не более 45° (рис. 5.9, а).

Рис. 5.9. Схема определения размеров одноярусного

и двухъярусного забоя.

Если уровень проезда транспорта оказывается выше уровня стоянки экскаватора (рис 5.9, б), то обычно возникает необходимость в проверке условия свободной проходимости хво­стовой части у борта траншеи. Поэтому при проектировании разработок вые­мок экскаваторами основной целью является рациональное разме­щение лобовых и боковых проходок по всему разрабатываемому массиву (рис 5.9).

Наиболее часто боковые проходки осуществляются при разработке котлованов. При этом расчет и проектирование проходок производится в следующей последовательности.

1. Определяется расстояние от оси движения экскаватора до верхней кромки забоя b₁

(5.5)

где R_п — величина практического радиуса резания. Он может быть найден, как R_п = R_max — 0,1 l_п, Rмах — максимальный радиус резаная на уровне напорного вала; 1_П — величина передвижки экска­ватора равная 0,75 длины рукояти экскаватора l_p , т.е. l_п = 0,75 l_p.

2. Находим расположение оси движения экскаватора относительно нижней кромки забоя с помощью выражения

(5.6)

где r_max — максимальный радиус резания на уровне стоянки экскаватора.

Схема построения приведена на рисунке 5.10.

Рис. 5.10. Построение бокового забоя экскаватора прямая лопата

3. От оси стоянки экскаватора откладывают величины b₁ , b₂ и h₀ — высоту напорного вала экскаватора (высота подъема ковша при максимально вытянутой рукояти). Затем производим построение левой части забоя. Из точки О радиусом АО проводим дугу АВ до А 1 , где h_k — высота котлована. Из точки О₁ (план забоя) радиусом R_П очерчиваем верхнюю кромку за боя от А ’ .

4. Откладываем величину Ь₃, которая может быть определена как

где α =15 ÷ 20°; R_В — радиус выгрузки экскаватора при максимально поднятом ковше; а — ширина колеи автотранспорта.

5. Тогда ширина бокового и лобового забоя составит

Определение параметров забоя позволяет произвести разметку проходок экскаватора и определить точки его стоянок при разработке котлована, как это показано на рис. 5.11.

Рис. 5.11. План проходок экскаватора прямая лопата

Источник