Производительность экскаваторов непрерывного действия.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒

Техническая производительность экскаваторов непрерывного действия зависит от емкости ковшей, количества разгрузок их в единицу времени, свойств горных пород и режима работы экскаватора.

Эксплуатационная производительность зависит от организации работы экскаватора, его технического состояния, системы обслуживания и транспортного обеспечения. Эти факторы учитываются коэффициентом использования экскаватора k_и. Чем выше организация работы экскаватора, лучше и качественней система обслуживания и транспортное обеспечение, тем выше коэффициент использования экскаватора.

В общем виде производительность экскаватора:

теоретическая (м³/час)

Q_tt=Е·ν;

техническая (м³/час)

Q_t= Q_tt·k_э;

эксплуатационная за смену (м³/смена)

Q_см.= Q_t·Т·k_и;

эксплуатационная за год (м³/год)

Q_год= Q_см.·n·N;

где Е – емкость ковша, м³;

ν – число разгружаемых ковшей в минуту;

t_ц – длительность рабочего цикла экскаватора, сек;

k_э – коэффициент экскавации;

k_и– коэффициент использования экскаватора в течение смены;

k_р – коэффициент разрыхления в ковше;

Т – длительность смены, час;

n – число рабочих смен за сутки;

N – число рабочих дней экскаватора в год с учетом плановых простоев на

ремонт.

Для многоковшовых экскаваторов k_э составляет от 0, 8 для суглинков до 1, 15 для супесей; для роторных – от 0, 64 для глин до 0, 85 для супесей.

k_и = 0, 8÷ 0, 9 при конвейерном транспорте; k_и = 0, 7÷ 0, 85 при ж/д транспорте; k_и = 0, 8÷ 0, 85 при автомобильном транспорте.

При расчете годовой производительности экскаватора непрерывного действия необходимо учитывать климатические зоны, в которых в период низких температур затрудняется или делается совершенно невозможной работа экскаваторов. Ориентировочно, длительность сезона можно принимать: для южных районов – с марта по декабрь (5000 часов); для районов средней полосы – с апреля по ноябрь (4500 часов); для северных районов – с мая по октябрь (4000 часов). Зимнее время используется для ремонта экскаваторов и подготовки к интенсивной экскавации в рабочий сезон.

Лекция 9

Тема: Применение бульдозеров, скреперов и одноковшовых погрузчиков.

Скрепер относится к выемочно-транспортным машинам, совмещающим процессы выемки породы, перемещение ее на расстояние 0, 2-6 км и укладки ее в отвал. Он используется в дорожном строительстве и на карьерах для разработки мягких или полускальных, предварительно разрыхленных механическим способом, пород. Скреперы выпускаются прицепные и самоходные. Преимущество скреперов заключается в их мобильности. Поэтому их применение эффективно для разработки небольших объемов горных пород или, при большой концентрации этой техники, для выполнения больших объемов работ за короткое время.

Скрепер применяется для рекультивационных работ на разрезах, т.е. для снятия плодородного слоя, а затем и планирования отвалов с нанесением на рекультивируюмую площадь плодородного слоя и т.п.

Рабочий цикл скрепера состоит из срезания слоя породы с заполнением ковша, транспортирования породы на необходимое расстояние, разгрузки ковша и возвращения в забой.

Загрузка и разгрузка ковша скрепера осуществляется свободно и принудительно. При свободной погрузке слой снимаемой породы заполняет ковш, перемещая часть загружаемой породы внутрь ковша. В этом случае около 40 % тягового усилия скрепера затрачивается на преодоление сопротивления породы в ковше. Принудительная загрузка производится с помощью скребкового погрузчика, который устанавливается вместо передней заслонки и принудительно поднимает породу в верхнюю часть ковша.

Отечественные скреперы выпускаются с емкостью ковша от 6 до 15 м³, зарубежные – от 4 до 60 м³. Ширина полосы резания 2200-2800 мм. Величина заглубления 250-400 мм. Расстояние транспортирования от 0, 2 до 6 км.

Выемка пород скрепером на наклонной площадке эффективнее вследствие движения под уклон. Эта технология применяется при проведении разрезных и глубоких (до 18 м) капитальных траншей. Угол наклона забоя устанавливается в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемых пород и изменяется от 10º до 30º. Длина наклона забоя должна соответствовать расстоянию, на котором происходит заполнение ковша. Это расстояние определяется по формуле:

l = E·k_э·(b·h),

где Е – емкость ковша, м³;

k_э – коэффициент скреперования, экскавации;

b – ширина полосы резания;

h – толщина срезаемого слоя.

Производительность колесного скрепера зависит от емкости ковша, длительности цикла, расстояния и скорости транспортирования и свойств разрабатываемых пород.

Рабочий цикл складывается из следующих операций: наполнение ковша, транспортирование горной массы до отвала, разгрузка и возвращение скрепера в забой. Наполнение ковша и его разгрузка выполняются во время движения скрепера. Скорость движения скрепера с грузом 20-30 км/час, в порожнем состоянии – 50-70 км/час, во время разгрузки скорость – 10-20 км/час.

Производительность колесного скрепера:

теоретическая (м³/час)

Q_tt=Е·ν;

техническая (м³/час)

Q_t= Q_tt·k_с;

эксплуатационная за смену (м³/смена)

Q_см.= Q_t·Т·k_и;

эксплуатационная за год (м³/год)

Q_год= Q_см.·n·N;

где Е – емкость ковша, м³;

ν – количество рабочих циклов в час (ν =3600/t_ц);

t_ц – длительность рабочего цикла скрепера, сек;

k_с– коэффициент скрепирования (экскавации) (k_с= k_н/ k_р);

k_н – коэффициент наполнения (0, 6÷ 1, 25);

k_и– коэффициент использования скрепера в течение смены (0, 7÷ 0, 8);

k_р – коэффициент разрыхления в ковше (1, 1÷ 1, 7);

Т – длительность смены, час;

n – число рабочих смен за сутки;

N – число рабочих дней скрепера в год.

Среднегодовая производительность скрепера 5-7, 5 тыс. м³ на 1 м³ емкости ковша.

Бульдозеры для разработки горных пород применяются на карьерах на основных работах по планированию горных пород на отвалах, на рекультивационных и вспомогательных работах, зачистке пласта полезного ископаемого перед выемкой, планировки поверхности забоя и очистке дорог от просыпей и т.д.

Для производства вскрышных и добычных работ бульдозеры применяются при разработке россыпей, на карьерах строительных материалов, т.е. в тех случаях, когда объем вскрышных работ не велик, а длина транспортирования составляет 80-100 м.

Выпускаются бульдозеры, отличающиеся мощностью двигателя, конструкцией и способом крепления отвала (поворотный и неповоротный), на гусеничном или на колесном ходу. Поворотный отвал может устанавливаться под углом до 60º к оси движения бульдозера. Такой бульдозер называется англозер.

Отечественные бульдозеры: Т-170, Т-2501, Т-35 и т.д.

Зарубежные – Сатерсиммер, Команду, Либхер и др.

Технология разработки горных пород бульдозером заключается в снятии стружки толщиной 0, 3-0, 5 м на горизонтальной или наклонной (до 30º ) поверхности.

Операции рабочего цикла: снятие стружки, набор породы перед отвалом, перемещение с грузом и холостой ход.

Объем породы перед отвалом зависит от мощности бульдозера, изменяется от 2 до 15 м³ и определяется по формуле:

где B – ширина отвала;

h – высота отвала;

α – угол откоса породы перед отвалом 35º -60º.

Производительность бульдозера определяется по формулам:

теоретическая (м³/час)

Q_tt=V·ν;

техническая (м³/час)

Q_t= Q_tt·k_п;

эксплуатационная за смену (м³/смена)

Q_см.= Q_t·Т·k_и;

эксплуатационная за год (м³/год)

Q_год= Q_см.·n·N;

где V – объем ковша, м³;

ν – количество рабочих циклов в час;

k_п– коэффициент производительности (k_п= k_у/ k_р);

k_у– коэффициент, учитывающий влияние уклона поверхности забоя;

k_и– коэффициент использования бульдозера в течение смены (0, 8÷ 0, 9);

k_р – коэффициент разрыхления породы (1, 2÷ 1, 4);

Т – длительность смены, час;

n – число рабочих смен за сутки;

N – число рабочих дней бульдозера в год.

При работе на подъеме 5, 10, 15 % k_у принимается, соответственно, 0, 67; 0, 5; 0, 4.

При работе под уклон 5, 10, 15, 20 % k_у принимается, соответственно, 1, 33; 1, 94; 2, 25; 2, 68.

Техническая производительность, м²/час, бульдозера на планировочных работах при рекультивации им в забое определяется по формуле:

Q=(B-b)·v·k,

где b – ширина перекрытия полос при планировании поверхности, м;

v – рабочая скорость движения бульдозера при планировки, 0, 3-1 м/сек.;

k – коэффициент, учитывающий развороты бульдозера или холостой ход.

Одноковшовый колесный погрузчик представляют собой самоходную мобильную и маневренную погрузочно-транспортную машину, оборудованную навесным рабочим органом – ковшом, шарнирно закрепленном на конце стрелы и разгружающимся вперед (отсюда название фронтальный).

Отечественные погрузчики на базе БелАЗов.

Зарубежные: Катерниммер, Команду, Дреста, Либхер и т.д.

Преимущество колесных погрузчиков:

1. Высокая скорость передвижения;

2. Небольшие габариты и большая маневренность;

3. Независимость производительности от высоты забоя (невысокие развалы);

4. Универсальность применения при зачистке подошвы забоя и уборке негабаритов;

5. Сменное рабочее оборудование (ковш, отвал и т.д.).

Современные погрузчики с емкостью ковшей до 20 м³ предназначены для работы с автосамосвалами грузоподъемностью до 200 тонн, а с усиленным рабочим оборудованием – до 350 тонн.

Основной критерий оценки эффективности погрузчиков – их производительность, которая определяется геометрической емкостью ковша V_п, коэффициентом его наполнения k_н, продолжительностью рабочего цикла t_ц, коэффициент разрыхления породы в ковше k_р, плотностью разрабатываемых пород ν, видами выполняемой работы и транспорта.

Q_тех.=3600·V_п·k_н· ν /t_ц·h_р,

где V_п в м³; ν в т/м³.

t_ц= 87, 8-10, 65g_п+0, 52g_п²,

где g_п – грузоподъемность погрузчика.

Лекция 10

Тема: Механизация вспомогательных работ при выемке и погрузке горной массы. Маркшейдерские работы при выемке и погрузке горной массы.

Механизация вспомогательных работ.

К трудоемким вспомогательным работам при выемке и погрузке экскаваторами относятся:

1. Планировка трассы экскаватора и выравнивание подошвы уступов;

2. Очистка ковшей и ходовой части от намерзшей и налипшей породы;

3. Обеспечение проходимости экскаватора;

4. Зачистки кровли полезного ископаемого от просыпей и недобора вскрыши;

5. Оборка откоса уступа, козырьков и нависей в забое;

6. Перемещение кабеля вслед за движущемся экскаватором;

7. Доставка зап. Частей, смазка агрегатов, мелкий ремонт;

8. Подавление пыли в забое.

На вспомогательных работах используется до 30 % рабочих, занятых на выемке, а простои экскаватора достигают из-за вспомогательных работ 10-12 % от общих простоев.

Очистка ковшей производится, в основном, механическим способом и используется местный нагрев открытым огнем, а также электрообогрев наружных стенок ковша. Потребляемая мощность нагревательных элементов составляет до 20 КВт.

Для обеспечения проходимости экскаватора при недостаточной несущей способности мягких пород используют металлические щиты, которые укладываются под каждую гусеницу.

В основном, используют подсыпку трассы скальным грунтом. Обводненную и мягкую породу вынимают на глубину до 1 м, а затем производят обратную засыпку. Зачистка кровли полезного искапаемого производится бульдозерами, скреперами, гидравлическими обратными лопатами. Порода от зачистки полезного ископаемого затем отгружается на КНС или обогатительную фабрику.

Планировка трассы экскаватора и выравнивание подошвы уступа осуществляется, обычно, бульдозерами. Пороги или недоборы обуривают и взрывают. Уборка породных просыпей при погрузке мех. лопатами осуществляется отвальными плугами или лопатами-скребками, надеваемыми на зубья ковша экскаватора. Уборка просыпей лопатой-скребком в период обмена поездов производится возвратно-поступательным движением рукояти только с противоположной стороны ж/д пути. Со стороны экскаватора путь очищают пятой ковша при подтягивании рукояти ковша.

Ликвидация нависей (козырьков) в экскаваторных забоях осуществляется с помощью лопат-скребков и других приспособлений.

Перемещение отключенного высоковольтного кабеля при переключении производится на металлических санях или тележках бульдозерами, а на небольшие расстояния – при помощи специального приспособления, которое крепится на зубья ковша – самим экскаватором.

Доставка зап. частей производится на специальных платформах или автомобилях с погрузочными приспособлениями. Текущие профилактические ремонты экскаваторов выполняют непосредственно на уступе. Механизация осуществляется при применении кранов и передвижных механических мастерских. При больших ремонтах (капитальный, средний) экскаваторы перегоняются на ремонтно-монтажную площадку.

Раздел III: Перемещение карьерных грузов.

Лекция 11

Тема: Особенности работы карьерного транспорта. Грузооборот и грузопотоки карьера. Основные виды карьерного транспорта и их технологические характеристики.

Перемещение карьерных грузов является наиболее энергоемким и, следовательно, дорогим производственным процессом на карьерах. Из общих затрат на открытую разработку месторождений на долю транспорта приходится до 60 %.

Перемещению подлежат пустые породы, полезные ископаемые, материалы для производства горных работ.

По виду перевозимого груза и направлению на карьере формируются грузопотоки вскрышных и полезных ископаемых. Грузопотоки берут начало в забоях и оканчиваются на отвалах пустых пород или складах полезных ископаемых.

Перемещение на карьере отличается большой специфичностью, которая заключается:

1. В постоянстве направления перемещения грузов и относительной статичности расстояния перемещения в течение определенного периода;

2. В большой интенсивности движения;

3. В сложности трасс перемещения, как в профиле, так и в плане их нестационарности, т.е. необходимости их перемещения вслед за горными работами в карьере и на отвалах;

4. В большом различии свойств перемещаемой горной массы, характеризующихся, в скальных породах – большим диапазоном плотности, абразивностью, различной кусковатостью, а в мягких породах – влажностью, налипаемостью.

Для перемещения карьерных грузов используются виды транспорта, которые разделяются по принципу действия:

- на непрерывный – конвейерный, гидротранспорт (трубопроводы), подвесные канатные дороги;

- на прерывный (цикличный) – ж/д транспорт, автотранспорт, пневмоконтейнерный, гравитационный.

Каждый вид транспорта обладает своей специфичностью. Поэтому для его эффективного использования, в зависимости от горно-технических условий, он может применяться в грузопотоках в единственном виде или в комбинации с другими видами транспорта.

В настоящее время наибольшее количество горной массы на карьерах перевозится автотранспортом.

Транспорт непрерывного действия является наиболее эффективным видом транспорта, обеспечивающим поточность производства горных работ, автоматизацию управления и высокую производительность труда. Его сочетание с выемочно-погрузочной и отвалообразующей техникой позволяет создавать полностью автоматизированные высокопроизводительные комплексы для разработки горных пород. К ним относится ЦПТ. На разрезах, также, применяются комплексы с роторными и многоковшовыми экскаваторами, с конвейерным транспортом, с транспортно-отвальными постами или отвалообразователями; гидравлические комплексы из гидромониторов, грунтовых насосов и трубопроводного гидротранспорта.

Применение комплекса непрерывного действия упрощает гидропотоки, повышает степень использования оборудования на карьере.

Конвейерный транспорт.

Конвейерный транспорт применяется на предриятиях горнодобывающей отрасли.

Основные преимущества конвейерного транспорта:

1. Поточность транспортировки как технологического процесса;

2. Автоматичность действий;

3. Возможность перемещать материалы при углах наклона до 18° и, вследствие этого, сокращение расстояния транспортирования и объема горно-капитальных работ по строительству капитальных траншей и т.д.

К недостаткам относятся:

- жесткие требования к влажности и кусковатости (размер кусков не должен превышать 400-500 мм);

- зависимость от климатических условий;

- высокая энергоемкость.

Конвейерный транспорт применяется при поточной технологии с роторными и цепными экскаваторами, а также в комбинации с ж/д и авто- транспортом, когда конвейеры используются в качестве подъемников и для транспортирования по поверхности.

Конвейерный транспорт эффективно применять при транспортировании до 40 млн. м³ в год и более. Рациональное расстояние не превышает 4-6 км. Высота подъема 250-300 м.

Гидротранспорт.

Достоинства:

1. Высокая производительность;

2. Возможность использовать при большой мощности наносов.

Недостатки:

1. Сезонность;

2. Высокая энергоемкость;

3. Высокая металлоемкость;

4. Необходимость наличия источников воды.

Гидравлический транспорт на карьере, как и конвейерный, позволяет объединить в непрерывный поток выемку, транспортировку и отвалообразование, создавая автоматический гидрокомплекс.

Гидротранспорт предназначен для перемещения смеси горных пород с водой по трубам с критической скоростью, создаваемой грунтонасосами (землесосом). Смесь воды с породой называется пульпой.

Под критической скоростью понимают скорость потока, при которой частицы данного гранулометрического состава и удельного веса перемещаются без заиливания трубопровода. Величина критической скорости движения пульпы зависит от степени насыщения потока жидкости твердым материалом, крупности фракций и удельного веса перемещаемых горных пород, диаметра трубопровода.

Степень насыщения потока жидкости твердым материалом называется консистенцией и измеряется отношением твердого материала к воде, чем больше консистенция пульпы, тем выше производительность гидротранспорта.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒