Технические характеристики экскаваторов-мехлопат

ЗАНЯТИЕ № 4

Расчет параметров забоев и производительности

экскаваторов-мехлопат при разработке мягких горных пород

Забой является рабочим местом экскаватора. Он представляет собой часть поверхности уступа, являющейся объектом выемки. При выемке горных пород экскаватором-мехлопатой (рис.33) существуют следующие типы забоев (рис.34): тупиковый, торцевой и фронтальный (боковой). Профиль забоя в мягких породах соответствует траектории движения ковша и имеет угол откоса 70-80⁰. Толщина срезаемых стружек составляет 0,2-1 м.

Рис. 33. Одноковшовый экскаватор-мехлопата

Забои в мягких породах характеризуются следующими технологическими параметрами – высота уступа () и ширина заходки экскаватора ().

Наиболее полно реализуются технические возможности экскаватора при работе торцевым забоем. В дальнейшем в этом занятии все расчеты параметров забоев экскаваторов будут относиться к торцевому забою.

Высоту уступа и ширину заходки экскаватора определяют по его техническим характеристикам. Высота уступа (высота забоя) не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора (). Иными словами, экскаватор должен доставать до породы, которую он черпает из массива:

≤

Числовое значение высоты уступа, как принято в практике, всегда целочисленное. Оно может быть меньше, чем максимальная высота черпания экскаватора, на 1-3 м.

Рис. 34. Типы забоев экскаватора-мехлопаты:

а - тупиковый; б - торцевой; в - фронтальный (боковой),

– ширина заходки экскаватора, – радиус черпания экскаватора,

– ширина внешней части заходки, – ширина внутренней части заходки

  -

Ширина заходки (ширина забоя) экскаватора, при торцевом забое ее называют нормальной заходкой, вычисляется по формуле

, м,

где – радиус черпания экскаватора на горизонте установки, м.

Местоположение экскаватора в забое определяется шириной внешней части заходки , шириной внутреннейчасти заходки и расстоянием от оси экскаватора до забоя (см. рис.34).

Эти величины равны:

, м,

, м.

Расстояние от нижней бровки забоя до оси экскаватора () изменяется от до (). Величина м (2 м – для экскаватора с емкостью ковша 5 м³, 5 м – 15 м³).

Различают производительность экскаваторов теоретическую, техническую и эксплуатационную.

Теоретическая производительность – количество горной массы, которое может быть вынуто в единицу времени при непрерывной работе экскаватора исходя из его конструктивных параметров и угла поворота на 90⁰:

, м³/ч,

где – вместимость ковша экскаватора, м³;

– число ковшей, разгружающихся в минуту;

,

где –теоретическая продолжительность рабочего цикла экскаватора, с.

Теоретическая производительность экскаватора приводится в паспорте, поэтому она называется также паспортной.

Техническая производительность – максимальная часовая производительность экскаватора при непрерывной его работе в конкретных горнотехнических условиях. Она находится по формуле

, м³/ч,

где – расчетная продолжительность рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящая от типа разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке, с. Для торцевого забоя в мягких породах, чтобы найти величину , надо к добавить 1-2 с;

– коэффициент экскавации;

–коэффициент, учитывающий влияние вспомогательных и других операций, = 0,85-0,9.

,

где – коэффициент наполнения ковша экскаватора;

– коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора.

Значения коэффициентов для мягких пород приведены в табл. 8.

Таблица 8

Породы
Песок, супесь, легкая глина	1,1-1,18	1-1,1	0,95
Бурый уголь, неуплотненные мягкие породы	1,15-1,3	0,95-1,1	0,85

Эксплуатационная производительность экскаватора определяется с учетом использования рабочего времени, что связано с неизбежными организационными и технологическими простоями (прием смены, текущее обслуживание и ремонт, ожидание транспорта и др.). Эксплуатационная производительность за смену

, м³/см,

где – продолжительность смены, ч. При автомобильном транспорте – 8 ч, при железнодорожном – 12 ч;

– коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от вида транспорта, организации производства и других факторов.

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора находится по формуле

,м³/год,

где – число рабочих дней экскаватора в году (в зависимости от емкости ковша экскаватора и режима работы изменяется от 260 до 325 дней);

– число рабочих смен в сутки (зависит от продолжительности смены и равно одной, двум или трем).

Необходимое количество экскаваторов в работе – на карьере (на участке) рассчитывается по формуле

, шт/год,

где – годовой объем горных пород, подлежащих разработке на карьере (участке), м³.

Задание: Рассчитать параметры забоя, определить эксплуатационную производительность и необходимое количество экскаваторов в работе и вычертить в двух проекциях технологический паспорт работы экскаватора. Пример технологического паспорта работы экскаватора приведен на рис. 35.

Рис. 35. Технологический паспорт работы экскаватора ЭКГ-5А

Исходные данные: Разрабатываемые породы – мягкие, забой экскаватора – торцевой, транспорт – автомобильный, подъезд автосамосвалов к экскаватору – с тупиковым разворотом. Годовой объем экскавируемых горных пород и модели экскаваторов по вариантам представлены в табл. 9. Технические характеристики экскаваторов-мехлопат даны в табл. 10.

Контрольные вопросы:

1. Что такое забой экскаватора?

2. Какие бывают забои экскаваторов-мехлопат?

3. Какими параметрами характеризуется забой экскаватора в мягких породах?

4. Чем ограничена высота уступа при разработке мягких пород?

5. Какая производительность больше в пересчете на 1 час работы экскаватора – теоретическая или эксплуатационная и почему?

Таблица9

Номер варианта	Модель экскаватора	Годовой объем экскавируемых горных пород (), млн.м^3
	ЭКГ-3,2
	ЭКГ-5А
	ЭКГ-4ус
	ЭКГ-8УС
	ЭКГ-12
	4100ХРВ
	ЭКГ-15
	ЭКГ-12УС
	2300ХРА
	ЭКГ-20А
	ЭКГ-10
	ЭКГ-4УС
	ЭКГ-8И
	2800 ХРВ
	ЭКГ-12,5
	ЭКГ-6,3УС
	201-М
	301-М
	301-М
	1900РН
	ЭКГ-4,6
	RH-40
	RH-60
	RH-100
	PC-2000
	PC-3000

Таблица 10

Технические характеристики экскаваторов-мехлопат

	Модели экскаваторов	Технические характеристики
	вместимость стандартного ковша, м^3	максимальная высота черпания, м	радиус черпания на уровне стояния, м	максимальный радиус черпания, м	максимальный радиус разгрузки, м	продолжительность цикла при работе с поворотом на 90^0, с
1.	ЭКГ-3,2	3,2	9,8	8,8	13,5	12,0	23,3
2.	ЭКГ-5А	5,2	10,3	9,0	14,5	12,3	23,3
3.	4100А (США)	47,4	16,4	16,3	24,8	20,0	30,0
4.	ЭКГ-8ус	8,0	17,6	19,8	17,6	17,9	28,0
5.	ЭКГ-12	12,0	15,0	14,0	21,0	18,5	26,0
6.	4100ХРВ (США)	55,8	18,1	16,9	23,8	19,1	35,0
7.	ЭКГ-15	15,0	16,4	15,6	22,6	20,0	28,0
8.	ЭКГ-12ус	12,0	22,0	17,5	28,0	26,0	32,0
9.	2300ХРА (США)	20,6	15,4	15,3	21,5	17,0	28,0
10.	ЭКГ-20А	20,0		15,2	22,1	20,0	28,0
11.	ЭКГ-10	10,0	13,5	12,6	18,4	16,3	26,0
12.	ЭКГ-4ус	4,0	12,9	10,5	15,5	13,7	29,0
13.	ЭКГ-8и	8,0	12,5	12,2	18,2	16,3	26,0
14.	2800ХРВ (США)	35,2	16,1	15,8	23,9	18,5	27,0
15.	ЭКГ-12,5	12,5	15,1	14,8	22,5	19,9	32,0
16.	ЭКГ-6,3ус	6,3	17,1	13,5	19,8	17,9	28,0
17.	201-М (США)		15,8	14,3	20,6	17,6	26,0
18.	301-М (США)		17,5	15,5	23,6	19,5	30,0
19.	1900РП (США)	7,6	12,9	11,3	17,8	16,2	26,0
20.	195-ВП (США)		12,5	10,5	16,9	14,5	26,0
21.	ЭКГ-4,6	4,6		8,5		12,3	25,0
22.	RH-40						23,0
23.	RH-60						25,0
24.	RH-100						27,0
25.	PC-2000						23,0
26.	PC-3000						28,0

Дата добавления: 2015-07-10