МНОГОКОВШОВЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ
Многоковшовые экскаваторы по конструкции рабочего органа делятся на цепные и роторные.
4.6.1. ЦЕПНЫЕ МНОГОКОВШОВЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ
У цепных многоковшовых экскаваторов (рис. 5.12) рабочим органом является ковшовая цепь, которая движется по направляющей раме.
Рама одним концом шарнирно соединена с корпусом, а другой ее конец подвешен к стреле. Угол наклона рамы меняйся с помощью канатной подвески. При движении по забою ковши наполняются и перемещают породу к верхнему барабану, где они раз разгружаются в бункер. Из бункера порода поступает в вагоны или на разгрузочный конвейер. Вместимость ковша 250-4500 л. На карьерах они в основном применяются для перевалки породы в выработанное пространство.
Цепные многоковшовые экскаваторы выпускают:
· - на железнодорожном, гусеничном и пневмоколесном ходу. Пневмоколесным ходом снабжаются только малые модели. Рельсовые пути для передвижения многоковшовых экскаваторов укладываются совместно с путями для подвижного состава на общих шпалах. При холостом ходе экскаваторы способны преодолевать уклон до5°/00, а при рабочем - 2,5—3°/00.
· с электрическим дизель-электрическим и дизельным приводом. Небольшие модели снабжаются дизельным приводом.
· с одной ковшовой цепью
· с ковшовым, фрезерно-ковшовым исполнительным органом
· для верхнего или нижнего черпания, а также для последовательного верхнего и нижнего черпания. При верхнем черпании уменьшается расход энергии на подъем и резание породы. Экскаваторы нижнего черпания рационально использовать при разработке плотных глинистых пород.
· неповоротными, неполно- и полноповоротными. У полноповоротных экскаваторов верхняя часть с направляющей рамой может поворачиваться на 360°, что обеспечивает возможность попеременной разработки уступа верхним черпанием с одной рабочей площадки.
· с портальной и боковой разгрузкой. Портальная разгрузка применяется при погрузке в средства железнодорожного транспорта.
· с одной черпаковой рамой только для нижнего или верхнего черпания; с двумя независимыми рамами для одновременного верхнего и нижнего черпания с нижней разгрузкой
· с жесткой или шарнирной направляющей рамой. Экскаваторы с жесткой рамой применяются для валовой выемки, а с шарнирной - для раздельной выемки.
· с планирующим звеном и без него.
Многочерпаковые цепные экскаваторы применяются на угольных и марганцевых карьерах, на вскрышных работах железорудных карьеров, предприятиях горно-химического сырья, а также на карьерах стройматериалов.
Технологическая характеристика многоковшовых цепных экскаваторов приведена в табл. 4.3.
Таблица 4.3.
| Показатель | Многоковшовые цепные экскаваторы | ||||||
| D=560 | D=800 | Ds=1120 | D=1600 | D=2240 | D=3150 | D=4500 | |
| Теоретич. производит. м3 /ч | |||||||
| Высота черпания, м | |||||||
| Глубина черпания, м | 17,5 | 20,5-23,5 | 17-20 | 20-23 | 25-27 | ||
| Вместимость ковша, л | |||||||
| Давление на основание, МПа | 1,35 | 1,38 | 1,89 | 1,25 | 1,5 | 1,7 | 1,7 |
| Скорость передвижения, м/мин | 3-8 | 5-15 | 2,8-9 | 2-6 | 4-8(12) | 2-6 | 3-9 |
| Масса, т |
Основными типами забоев многочерпаковых цепных экскаваторов являются продольный и торцовый.
Выемку породы в продольном забое производят экскаваторами на рельсовом ходу. При этом забой располагают либо вдоль всего фронта горных работ на уступе, либо делят на отдельные блоки, породу в которых вынимают последовательно. При такой схеме отработки уступа цепной экскаватор непрерывно перемещается вдоль его откоса. Толщина стружки для экскаваторов средней мощности составляет в среднем для песков 10—15 см, для глины 5—8 см.
Высота уступа при многочерпаковых цепных экскаваторах зависит от длины черпаковой рамы и угла откоса уступа. Как правило, она обычно не превышает 30 м при верхнем и 40 м при нижнем черпании.
Выемку породы в продольном забое цепного экскаватора осуществляют одиночными параллельными стружками, многорядными параллельными стружками, треугольными стружками по вееру.
Одиночные параллельные стружки отрабатывают неповоротными цепными экскаваторами с жесткой черпаковой рамой без планирующих звеньев. Отработка многорядными параллельными стружками наиболее рациональна для экскаваторов нижнего черпания при наличии выдвижной черпаковой рамы. Выемку треугольными стружками по вееру осуществляют за счет постепенного опускания первоначально расположенной горизонтально черпаковой рамы.
При отработке уступа продольными забоями передвижка рельсовых путей вслед за подвиганием фронта работ осуществляется: при параллельных стружках непрерывно — путепередвигателями непрерывного действия, а при треугольных стружках по вееру периодически — с помощью путепередвигателей цикличного действия.
Торцовые забои отрабатывают миогочерпаковыми цепными экскаваторами на гусеничном ходу с верхними и нижними планирующими звеньями. В этих условиях выемку породы производят при повороте экскаватора вокруг вертикальной оси и срезанием стружки по вееру при последовательном опускании черпаковой рамы. Максимальная ширина заходки торцового забоя составляет: при нижнем черпании Ан= (3 ÷ 3,5)Ну, при верхнем — Ав= (3,5 ÷ 4)Ну, где Ну — высота отрабатываемого уступа.
4.6.2. РОТОРНЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ
У роторных экскаваторов (рис. 4.13) рабочим органом является роторное колесо с ковшами, установленное на конце роторной стрелы. При вращении роторного колеса ковши, срезая стружку породы, заполняются и разгружаются на конвейер, расположенный на стреле экскаватора сбоку от роторного колеса. Далее порода поступает на разгрузочный конвейер и в транспортные средства.
Рабочий орган роторного экскаватора имеет от 6 до 12 ковшей, которые снабжены зубьями, армированными твердыми сплавами и по сравнению с рабочим органом цепного экскаватора имеет следующие преимущества: - операции черпания и перемещения породы на разгрузку выполняются раздельно; - усилия черпания в 1,5-2 раза выше, чем у цепного; - выше надежность и К.П.Д.
| Рис. 4.13. Схема роторного экскаватора: 1 - роторное колесо; 2 - стрела; 3 - гусеницы; 4 - разгрузочная консоль; 5 - противовес; 6 -поворотная платформа |
Роторные экскаваторы выпускаются малой производительности (до 630 м3/ч), средней (630-2500 м3/ч), большой (2500-5000 м3/ч и более).
По удельному усилию черпания (на 1 см режущей кромки ковша) различают экскаваторы с нормальным усилием черпания (600-900 Н/см) и с повышенным (1200-2100 Н/см). Экскаваторы с повышенным усилием черпания используются для разработки каменного угля, полускальных и мерзлых пород.
Различают роторные экскаваторы верхнего и нижнего черпания. Максимальная высота черпания определяет высоту разрабатываемого уступа. У современных экскаваторов она не превышает 50 м. Максимальная глубина черпания не превышает 10 м.
Роторные экскаваторы бывают с невыдвижной и выдвижной стрелой. Экскаваторы с невыдвижной стрелой имеют на 20-25% меньшую массу и более надежны. Однако при раздельной разработке забоев на добычных работах наиболее приемлемы экскаваторы с выдвижной стрелой. Максимальное выдвижение стрелы составляет 25-31 м.
Ход роторных экскаваторов бывает гусеничный, шагающе-рельсовый, рельсово-гусеничный. Шагающе-рельсовый ход имеют мощные экскаваторы с невыдвижной стрелой. Шагающе-рельсовый ход по сравнению с гусеничным позволяет повысить проходимость и улучшить маневренность экскаватора благодаря возможности поворота на месте на любой угол. Малые экскаваторы, большинство средних и некоторые мощные имеют гусеничный ход. Малые и средние модели массой до 600 т имеют ход из двух гусеничных тележек. Мощные экскаваторы выпускаются многогусеничными.
Технологические параметры отечественных роторных экскаваторов
Таблица 4.4
| Показатели | Роторные экскаваторы | |||||
| ЭРГ-400 | ЭР-1250 | ЭР-1250Д | ЭРШР-1600 | ЭРШРД-5000 | ЭРШР-12500 | |
| Теоретич. производительность (в рыхлой массе), м3/ч | ||||||
| Высота черпания, м | ||||||
| Глубина черпания, м | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||
| Диаметр роторного колеса, м | 6,43 | 6,45 | 6,45 | 16,3 | ||
| Вместимость ковша, м3 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 1,6 | 3,5 | |
| Ширина ленты конвейера, м | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 2,8 | ||
| Давление на основание, МПа | 0,108 | 0,135 | 0,135 | 0,12-0,17 | 0,125-0,175 | 0,25 |
| Скорость передвижения, м/мин | 2,9-5,8 | 6,25 | 6,25 | |||
| Масса, т | ||||||
| Установленная мощность электродвигателей, кВт |
4.7. ВЫЕМКА ПОРОД СКРЕПЕРАМИ,
Скрепер – самоходная землеройно-транспортная машина ковшового типа циклического действия, выполняющая послойное черпание, перемещение и послойную или совместную выгрузку горных пород.
Экономичны при выемке мягких и механически разрыхленных плотных и полускальных пород (Пэ <3) и дальности транспортирования до 2-3 км.
Выпускаются: самоходными и прицепными с ёмкостью ковша от 3 до 25 м3 (3, 4,5, 7, 8, 8,8, 15, 25, 25,5 м3).
Конструктивно колесный прицепной скрепер (рис. 4.14) состоит из: 1 – тягач (базовый тягач) БелАЗ-531; 2 – передок; 3 – ковш; 4 – задняя силовая установка (для 2-х моторных скреперов); 5 задняя подвижная стенка; 6 заслонка.
По способу загрузки ковша – скребковые и элеваторные.
Мощность двигателя от 59 до 265 кВт.
Коэффициент использования η = 0,8 ÷ 0,85.
Скреперными забоями являются: - площадка, продольный откос, или торец уступа.
В первом случае выемку веду горизонтальными слоями, в остальных случаях, наклонными (обычно под углом 5-60 ).
В сыпучих породах выемку ведут на подъём до 50.
Рабочий цикл колесного скрепера: - загрузка (рис.4.15, а); - транспортирование (рис. 4. 15, б); - разгрузка (рис. 4.15, в).
При движении скрепер должен находится не ближе 2 м от бровкиоткоса. При разгрузке не должен передвигаться назад под откос.
Уклон съездов в грузовом направлении - с тягачем до 150, в порожняковом направлении не долее 250.
Загрузка мощных скреперов осуществляется, как правило, с подталкиванием их бульдозером. Загрузка ковша скрепера, как правило, с «шапкой»
Максимальная скорость движения самоходного скрепера: -груженного – 20 – 30 км/час; - порожнего – 40 – 60 км/час. Прицепного – 7-10 км/час.
Прицепные скреперы из-за малой скорости движения применяют при дальности транспортирования до 400-500 м.
Толщина стружки: - в песчаных породах – 0,2-0,3 м; - в плотных и разрушенных -0,1-0,15 м.
Отсыпка скреперных отвалов – слоями толщиной от 0,2 - 0,3 м до 2-3 м. (лучше под уклон 10 - 20 ‰.