Технология выемки и параметры забоев мехлопат и драглайнов.

При выемке пород мехлопатами различают следующие типы забоев:

боковой (торцовый);

тупиковый (траншейный);

фронтальный.

Боковой забой обеспечивает максимальную производительность экскаватора, что объясняется небольшим средним углом поворота к разгрузке (не более 90^о), удобной подачей транспортных средств под погрузку и минимальными простоями при перемещении и наращивании транспортных коммуникаций.

Тупиковый забой применяется при проведении траншей в основном при использовании автомобильного и конвейерного транспорта. В случае проведения траншей с использованием железнодорожного транспорта экскаватор, как правило, работает с верхней погрузкой.

При фронтальном забое средний угол поворота экскаватора составляет 120 – 140^о. Из-за малой ширины заходки возникает необходимость более частого наращивания и перемещения транспортных коммуникаций, что значительно снижает производительность экскаваторов. Поэтому фронтальный забой применяется сравнительно редко (при обработке разнородных заходок с использованием автотранспорта).

высота h_у разрабатываемого уступа по условию обеспечения безопасности не должна превышать максимальной высоты Н_ч.max черпания экскаватора, т.е h_у£Н_ч.max.

По условию использования максимальной высоты разгрузки высота уступа

h_у=Н_р.max –h_в – а; м (4.1)

где h_в – высота транспортного средства, м;

а =0,7 – 1 безопасный зазор между ковшом и кузовом машины в момент разгрузки, м;

По условию полного использования радиуса разгрузки высота уступа

h_у=(R_р – R_ч.у – С)tga; м (4.2)

где R_р – радиус разгрузки при максимальной высоте разгрузки, м;

С³3 – минимальное расстояние от оси пути до верхней бровки уступа, м;

- угол откоса уступа, град.a

В устойчивых породах (a -60-70^о) высота h_у уступа ограничивается высотой разгрузки, в мягких породах – радиусом разгрузки.

Максимальная ширина забоя определяется радиусом черпания экскаватора на горизонте установки R_ч.у. При работе боковым забоем по условиям черпания ширина внутренней области забоя не должна превышать этого радиуса. Во внешней части забоя порода эффективно охватывается ковшом при угле поворота 30-45^о , т.е ширина верхней части забоя должна находиться в пределах (0,5 – 0,7)R_ч.у. Таким образом, по условиям эффективного черпания ширина забоя в мягких породах должна составлять (1,5 – 1,7)R_ч.у. Обычно ширина бокового забоя в мягких породах принимается равной 1,5 R_ч.у. Ширина тупикового забоя как правило составляет 2 R_ч.у.

При работе в мягких породах боковым забоем с использованием железнодорожного транспорта рельсовые пути располагаются параллельно уступу на расстоянии (0,8 – 0,9) R_р.max от оси экскаватора. В случае применения автомобильного транспорта возможна работа заходками шириной 50 м и более (панелями). Автосамосвалы под погрузку могут становиться сбоку экскаватора или позади него. Погрузка на ленточные конвейеры осуществляется через бункер-питатель, располагаемый сбоку или позади экскаватора. В этом случае ширина заходки А_к= 1.7 R_ч+2K_RR_р где K_R =0,8 – 0,9 коэффициент использования радиуса разгрузки R_р. В разрыхленных скальных породах профиль забоя устанавливается соответственно углу их естественного откоса. Забой имеет неодинаковую высоту по ширине развала взорванных пород. Ширина развала зависит от высоты уступа, ширины заходки по целику, взрываемости пород, параметров буровзрывных работ и схем взрывания. В практике ширина развала применяется в пределах (1,3 – 5)h_у.

Схемы выемки и погрузки скальных пород зависят от вида применяемого транспорта. При использовании железнодорожного транспорта применяются следующие схемы выемки и погрузки. Взрывные работы производят перед укладкой железнодорожного пути или после его укладки. Это возможно при условии, когда ширина развала

В£R_ч.у+R_р-С, м (4.3)

где С =2,5 – 3 расстояние между нижней бровкой развала и осью пути. м.

При взрывании среднетрещиноватых полускальных пород развал обрабатывается двумя заходками. После отработки первой заходки путь переносится на новую трассу и отрабатывается вторая заходка, затем взрывают новый блок. При этом ширина развала

В£R_ч.у+R_р+А-С, м (4.4)

где А – шаг переукладки пути, м.

При автомобильном транспорте отработка развала взорванной породы может осуществляться узкими заходками шириной А_у=(0,5 – 0,7)R_ч.у, нормальными заходками шириной А_н=(0,5 – 0,7)R_ч.у , широкими заходками (панелями).

В случае использования конвейерного транспорта погрузка взорванной горной массы осуществляется через бункеры-питатели, оборудованные колосниковыми грохотами. При значительной крупности горной массы используются передвижные дробильные агрегаты. Для уменьшения числа передвижных забойных конвейеров применяют конвейерные перегружатели.

Высота разрабатываемого уступа в скальных породах по условиям безопасности может превышать высоту черпания экскаватора не более чем в 1,5 раза. При этом высота развала пород после взрыва не должна превышать максимальную высоту черпания экскаватора.

Драглайн может разрабатывать породы торцовым и тупиковым забоями. При этом он может располагаться на кровле уступа, промежуточной площадке и почве уступа.

В случае расположения драглайна на кровле уступа горная масса разгружается в отвал или в транспортные средства. Возможная высота уступа определяется паспортной глубиной черпания, углом откоса забоя и местом установки драглайна. Максимальная ширина заходки:

А_max=R_ч(sinw₁+sinw₂), м (4.5)

где w₁ =30-45, w₂ =30-45 – угол поворота драглайна от оси его хода соответственно в сторону массива и выработанного пространства, град.

Обычно при работе в отвал w₁ =w=0. Тогда общий угол поворота драглайна при черпании w₂ =30-45^о. Угол поворота драглайна для разгрузки не превышает 90^о. Тогда ширина заходки А=R_ч, м. Для драглайнов ЭШ4/45, ЭШ8/60, ЭШ15/90, ЭШ80/100 ширина заходки равна соответственно 23, 29, 42, 47 м.wsin
Схему с расположением драглайна на промежуточной площадке применяют при использовании мощных драглайнов с ковшом емкостью 8 –10 м³ и более с целью одновременной отработки более высокого подуступа, так как ось хода драглайна смещается ближе к отвалу. Угол откоса забоя при разработке верхнего подуступа для предотвращения скольжения ковша не должен превышать 25^о. высота верхнего подуступа должна удовлетворять условию h_у.в£(0,7 – 0,8)Н_р. Производительность при верхнем черпании, как правило, на 10-15% ниже, чем при нижнем черпании.
На почве разрабатываемого уступа драглайн располагают редко (в основном при разработке неустойчивых пород).