Виїмка розкривними мехлопатами.

В основному розкривні мехлопати застосовують для безпосередньої перевалки м'яких або підірваних розкривних порід у вироблений простір. Їх

встановлюють на крівлі горизонтального або пологого пласта корисної копалини, при цьому положення екскаватора винне забезпечить розміщення породи у вироблений простір.

рис. 4.14

Ця умова виражається рівністю:

 

  (4.2)

де  - ширина розкривної заходки;

 - ширина відвальної заходки.

Оскільки висота внутрішнього відвала:

то при рівності

рівняння (1) можна записати:

      (4.3)

де  и  - відповідно висота розкриву і здобичі уступів, м;

- відстань від осі ходу екскаватора до верхньої бровки уступу добичі, м;

- ширина вільної призабійної смуги.

Рівняння (2) може бути використане для визначення взаємозв'язків можливої висоти розкривного уступу ,положення екскаватора на уступі, ширина заходки і схеми транспортування корисної копалини при відомій моделі розкриву екскаватора.

Відстань lбвід нижньої бровки розкривного уступу до верхньої добичі може змінюватися в межах:

де = 0,4 – 0,6 м – безпечний зазор між кузовом і нижньою бровкой уступу, м.

Ширина добичі заходки (А) залежить як від величин Lі lб, так і від схеми транспортування корисної копалини. Максимальна ширина заходки:

коли транспортні комунікації розташовані на ґрунті покладу, величина Lне лімітується.

 При виїмці підірваних порід і простій їх перевалці ширина розвалу не повинна перевищувати допустимої ширини екскаваторної заходки:

Зменшення ширини заходки веде до збільшення ємкості відвала і можливої висоти розкриву уступу, але при цьому зменшується технічна продуктивність екскаватора в наслідку великого числа його пересувань. Оптимальна ширина заходки для екскаватора ЕВГ-15 складає 27 м, для ЕВГ-35/65 - 30 метрів.

 4.8 Продуктивність мехлопат

Продуктивністю екскаватора називається його вироблення в одиницю часу.

Розрізняють теоретичну, технічну і експлуатаційну продуктивності екскаватора.

Теоретична продуктивність (Пт) враховує тільки конструктивні дані екскаватора і визначається по формулі:

                                (4.4)

де  - геометрична ємкість ковша екскаватора, м3;

- конструктивне розрахункове число циклів в хвилину.

Оскільки    то формулу можна записати:

де  - теоретична тривалість екскаваторного циклу, сек.

Теоретична тривалість екскаваторного циклу визначається розрахунковим шляхом, виходячи з конструктивних даних екскаватора, при

висоті забою, рівній висоті розташування напірного валу, вугіллі повороту ‚ β =90і розвантаженню породи у відвал. Теоретична тривалість циклу указується в паспорті екскаватора.

Технічна продуктивність враховує умови роботи екскаватора в забої і є максимально можливою для даної моделі при безперервній роботі в конкретних умовах:

 - коефіцієнт наповнення ковша екскаватора;

 - коефіцієнт розпушування породи в ковші екскаватора;

 - технічна тривалість екскаваторного циклу, тобто тривалість циклу в даних умовах, сек.

Середня тривалість циклу при роботі екскаватора ЕКГ-8И складає 30 - 35 секунд.

Експлуатаційна продуктивність екскаватора враховує не тільки конкретні умови, але так само використання екскаватора в часі і визначається по формулі:

де  - тривалість зміни, година.;

- коефіцієнт використання екскаватора в часі:

де  - сумарний час простоїв.

На продуктивність екскаваторів робить вплив велике число чинників, які можна розділити на конструктивних, горно-геологічних і організаційно-технічних.

До конструктивних параметрів екскаватора відносяться: розмір робочого устаткування, потужність двигунів, робочі швидкості, кінематичні схеми, ємкість ковша, його форми і так далі

Конструктивні параметри зазвичай не змінюються безпосередньо на кар'єрі. Виключенням є навішування ковшів різної ємкості при роботі деяких моделей екскаваторів різних умовах.

До гірничо-геологічним факторів відносяться: міцність порід, якість розпушення і її обводненість і т.п. Чим м'якше порода і краще вона розпушені, тим менше часу потрібно для заповнення ковша при черпання і, отже вища продуктивність екскаватора. Обводненість порід ускладнює пересування екскаватора або іншого виду транспорту; в зимовий час вона сприяє намерзанню породи на ківш і корпус екскаватора і знижує його продуктивність. Утруднюється заповнення ковша і різко збільшується час розвантаження екскаватора при роботі в жирних глинах. Збільшується час черпання при навантаженні великих шматків у скельних породах, а також погіршується наповнення ковша за рахунок утворення порожнин. Значно знижується продуктивність екскаватора при селективної навантаженні за рахунок витрат часу на вибірку корисної копалини.

Физико-механические властивості порід впливають на продуктивність екскаватора за рахунок різних коефіцієнтів розпушування і наповнення ковша. Слід зазначити, що коефіцієнт наповнення ковша залежить не тільки від физико-механических властивостей породи. На величину його надає вплив форма і ємкість ковша, кваліфікація машиніста, якість спушення і ін.

До організаційно-технічних чинників відносяться: розміри забою, вид транспорту, організація робіт на уступі і в кар'єрі, кваліфікація машиніста екскаватора і тому подібне. При невеликій висоті забою для наповнення ковша екскаватора потрібно проводити два-три черпання. Тому мінімальна висота уступу має бути не менше висоти розташування напірного валу. Значна висота уступу підвищує небезпеку із-за можливості раптових обвалень. Обережна робота, додатковий огляд і спостереження за забоєм в цих умовах зменшують час чистої роботи на вантаженні. Від ширини забою залежить тривалість повороту екскаватора, яка займає 60% - 70% часу всього робочого циклу. Тому зменшення до відомої межі ширини забою знижує середній кут повороту екскаватора. Зменшення його на 15º дозволяє збільшити продуктивність екскаватора приблизно на 10%. Проте до зменшення ширини забою доцільно

вдаватися при вантаженні породи в автотранспорт. При залізничному транспорті для збільшення кроку перекладання шляхів і підвищення знімання породи з 1м шляху ширину забою призначають зазвичай максимально можливою.

Вид транспорту - один з найважливіших чинників, що визначають продуктивність одноківшових екскаваторів і що роблять вплив не тільки на тривалість циклу екскаватора, але і на його використання в часі. При екскаваторному вантаженні в засоби транспорту пересувний склад має бути міцним, щоб витримати удари шматків породи. Схема розвитку шляхів на уступі і в кар'єрі повинна забезпечувати мінімальний час на обмін завантажених складів порожніми. При співвідношенні ємкості кузова транспортної судини і ємкості ковша екскаватора менше 3 - 4

збільшується тривалість розвантаження ковша за рахунок ретельнішої установки його під кузовом. При завантаженні на стрічковий конвеєр ємкість забійних бункерів може знижуватися до 1,5-кратної ємкості ковша екскаватора. Вплив виду транспорту на використання екскаватора в часі характеризується коефіцієнтом впливу транспорту Ктр, яке визначається по формулі:

де - час вантаження складу або автомобіля, хв;

 - час обміну навантаженого складу на порожній, хв.

При автомобільному і конвеєрному транспорті цей коефіцієнт близький до одиниці; при залізничному транспорті він складає 0,5 - 0,7. Зменшення часу обміну досягається за рахунок наближення обмінного пункту. Поліпшення

стану транспортних шляхів і правильного поєднання кількості транспортного і вантажного устаткування.

Сьогодні для екскаваторного машинобудування починається дуже

сприятливий період: зростання гірського виробництва по всьому простору СНД при необхідності заміни величезного парку застарілого і зношеного екскаваційного устаткування. Зрозуміло, що наші екскаваторні заводи сьогодні не в змозі забезпечувати різко зростаючі потреби в сучасній екскаваторній техніці в кар'єрах, але не можна не використовувати такі часи для розвитку виробництва. Важливо правильно вести маркетингову політику для просування новітнього устаткування і обкатки його в кар'єрах, використовувати гнучкі схеми продажів.

Геолого-маркшейдерська обслуговування екскаваторних робіт полягає у встановленні контурів різних типів руд, якісної характеристики їх речового складу та сортності підірваної маси. Вказану характеристику підірваної маси оформляють у вигляді сортових планів підірваних блоків.

Сортовий план підірваного блоку після обурювання та підготовки блоку до вибуху викреслюють в олівці на геолого-маркшейдерська плані за матеріалами документації свердловин і вибою. На план наносять контури різних промислових сортів руд і породи і приводять їх якісну характеристику, що відображає вміст заліза у вихідній руді, вміст заліза в дрібниці (третьому сорті), вихід третього сорту, вміст сірки - для сірчистих руд. За змішаним ділянкам блоку наводять дані про очікувані відсотках виходу різних промислових сортів руди.

Після вибуху роблять зйомку підірваного блоку (підірваної маси), при якій робиться зйомка лінії відколу і розвалу породи (руди), а також різко виражені під підірваною масою контакти різних типів руд і порід.

Зняту лінію відколу наносять на геолого-маркшейдерський план. Після цього переносять сортовий план підірваного блоку з геолого-маркшейдерського плану на зведений промисловий робочий план кар'єра, проводять лінію розвалу.

Маркшейдерські вимірювання об'ємів добутку та розкриття на кар 'єрах виконують з метою контролю ходу виконання плану гірничих робіт підприємством та перевірки результатів оперативного обліку цих робіт, які проводить гірничий надзор. В процесі маркшейдерського визначення та обліку об'ємів розкриття та добутку використовуються крупні масштабні розрізи та плани гірничих робіт, які поповнюються результатами зйомок та вимірів на початок та кінець відлікового періоду.

В системі такого обліку відокремлюють об'єми капітальних, підготовчих та експлуатаційних вскришних робіт. До капітальних вскришних робіт відносять проведення виїзних траншей, розкриваючи родовище; до підготовчих - проведення розрізних траншей, з'їздів та розноски бортів кар'єру та уступів при розкритті; до експлуатаційних — розноску бортів на добувних горизонтах. Об'єми видобутку та розкриття визначають в конкретно встановлені строки та враховують за минулі календарні періоди (декаду, місяць або півмісяця).

Вибір способу підрахунку об'ємів розкриття та видобутку із масиву родовища залежить від рельєфу поверхні, геометричних форм та параметрів кар'єру, гірничотехнічних та гірничо-геологічних умов, характеру гірничих робіт та способу маркшейдерської зйомки. Найчастіше використовують способи підрахунку за вертикальними та горизонтальними перерізами.

Рис.4.15 План екскаваторного вибою

Облік об'ємів видобутку виконують на підставі результатів:

1) Маркшейдерських зйомок та замірів відпрацьованої площі уступів;

2) Вимірювань (замірів) залишків корисної копалини на складах, дозуючих майданчиках та у ємностях (вагонах, скіпах та ін.);

3) Важення гірничої маси та руди на автомобільних або вагонних важелях.

 Для визначення об'ємів відпрацьованого простору по блокам з зачищеним вибоєм зі складною конфігурацією бровок уступів, використовують спосіб середнього арифметичного.

 Сутність способу є в тому, що об'єм відпрацьованого простору по уступу визначають як добуток середньої площі піддвигу уступу на його середню висоту у відпрацьованій частині.

Об 'єм в цьому випадку визначають за формулою:

V=Sh_сер                                                         (4.5)

де S₁ та S₂ - площі піддвигу по верхньому та нижньому майданчикам уступів.

1) Scep=                                         (4.6)

2) Методом середнього арифметичного підраховані об'єми до заміру гірничих робіт за квітень місяць 2017 р., на горизонті -15м, екскаватором №1.

3) При порожній конфігурації бровок уступів та при визначенні об'ємів підірваної гірничої маси у випадку багатократного вибуху, а також: при вийманні верхнього уступу при складному рельєфі земної поверхні та при проходці траншеї використовують спосіб вертикальних паралельних перерізів.

Для визначення об’єму відпрацьованого простору по блоку з зачищеним вибоєм встановлюють постійні профільні лінії через 50-100м.

При рівних відстанях між: перерізами об'єм блоку обчислюють за формулою:

V=l        (4.7)

де l - прийнята відстань між перерізами;

l₀, ln – відстань від першого переріз у S₁ та останнього Sn до відповідних кордонів вийнятого блоку;

S₀, S_n+1 – площа перерізу на кордонах вийнятого блоку;

- сума площ перерізів за виключенням першого і останнього.

Об'єми відпрацьованого простору на кар'єрі ЦГЗКа підраховуються в основному методом середнього арифметичного.

Маркшейдерські вимірювання проводяться тільки в кінці звітного періоду. Проте на основі даних цих вимірювань не завжди можна отримати об'єм робіт здобичі по кожній окремій ділянці навіть за звітний період в цілому. Крім того, на кар'єрах необхідно вести облік здобичі не тільки по окремих ділянках, забоях, і механізмах, але і по сортах здобутої корисної копалини щозміни, щодоби. Такий облік здобичі, здійснюваний по інструкціях, що діють, називається оперативним або статистичним, на основі якого визначається виконання щозмінного і щодобового плану робіт по окремих бригадах, ділянкам і по шахті в цілому.

 Найбільш достовірним і точним способом оперативного обліку здобичі корисної копалини є зважування його на кінцевих пунктах доставки. Такими пунктами є залізничні ваги при відправці корисної копалини споживачеві, конвеєрні ваги на збагачувальних фабриках. За відсутності таких пунктів ведеться оперативний облік кількості і маси вагонеток, розвантажених на поверхні, або (при скиповом підйомі) на околоствольном дворі.

 Маркшейдерська служба здійснює обов'язковий щомісячний контроль за оперативним обліком здобичі корисної копалини одним з наступних способів:

а) вимірюваннями залишків корисної копалини на складах і в бункерах;

б) підрахунком здобичі корисної копалини за даними маркшейдерських вимірювань або зйомок гірських вироблень.

 При контролі по вимірюваннях залишків корисної копалини на складах і в бункерах масу здобутої корисної копалини за звітний період отримують із співвідношення

Q = Q₁ – Q₂ + Q₃                                          (4.8)

де Q₁ – маса корисної копалини, відправленої за звітний період споживачеві

Q₂, Q₃ - залишки корисної копалини на складах і в бункерах дозувань відповідно на початок і кінець звітного періоду.

 Облік вскрышных робіт на кар'єрах проводиться в об'ємних одиницях (м³ ) порід масиву. Оперативний облік об'єму вскрышных робіт проводиться по числу навантажених транспортних судин, відправлених з різних забоїв у відвали гірських порід.

 Проте для визначення об'єму вскрышных робіт в масиві необхідно знати величини паспортного об'єму транспортної судини, середнє значення коефіцієнта його об'ємного наповнення і коефіцієнта розпушування занурених порід. Середнє значення визначають діленням середнього значення фактичного об'єму порід в одній транспортній судині на його

паспортний об'єм.

 Загальний об'єм вскрышных робіт в масиві, виконаний в даному забої за даний період визначається

Vм = NVп kп / k_р                                                                       (4.9)

  Часто облік об'ємів вскрыши ведеться по окремих вибухах на уступах з подальшим визначенням загальних об'ємів по кар'єру. Якщо при вимірюваннях частина підірваної маси не прибрана, то загальний об'єм вскрыши по кар'єру за звітний період визначають по формулі

V = ∑V_i + A + B,                                          (4.10)

де ∑ Vi – об'єм підірваних і зачищених блоків, отриманий за даними інструментальної зйомки;

 А – об'єм породи, узятий з підірваних за звітний період, але не зачищених блоків, отриманий за даними оперативного обліку; В – об'єм решти частини породи, узятий з підірваних, але не зачищених у минулому звітному періоді блоків (отриманий як різниця повних об'ємів блоків і об'ємів, узятих раніше).