Порядок разработки и параметры забоев

Цепные многоковшовые экскаваторы на рельсовом ходу работают во фронтальных забоях и ведут выемку породы параллельными и веерными (треугольными) стружками (рис. 4.12). Отработка одиночными параллельными стружками характерна для экскаваторов с жесткой ковшовой рамой, многорядными параллельными – при наличии выдвижной рамы. В первом случае при толщине стружки t и угле откоса уступа α ширина заходки A = t/sinα. Во втором случае ширина заходки равна величине телескопичности рамы. Выемку веерными стружками осуществляют экскаваторы на рельсовом ходу при разработке глинистых пород и экскаваторы на гусеничном ходу с жесткими ковшовыми рамами при нижнем черпании. Вследствие разной длины и переменной толщины треугольных стружек вместимость ковшей используется не полностью, и производительность экскаватора падает.

Торцовый забой характерен для цепных поворотных экскаваторов на гусеничном и шагающем ходу. Его отработку ведут многорядными серповидными стружками при повороте ковшовой рамы (схема г). Максимальная ширина заходки при нижнем, черпании составляет 3–3,5 высоты уступа, при верхнем – 3,5–4. Высота уступов (забоев) цепных многоковшовых экскаваторов не превышает глубины или высоты черпания.

Выемку породы в забоях роторных экскаваторов осуществляют послойно сверху вниз (рис. 4.13) вертикальными однорядными (схема а) и многорядными стружками (схема б), горизонтальными стружками (схема в),комбинированным способом (схема г). Вертикальные однорядные и горизонтальные стружки лучше применять при разработке плотных пород, многорядные – в рыхлых и сыпучих. Комбинированные способы целесообразны в забоях, сложенных породами различной прочности, при раздельной выемке или в малоустойчивых породах, когда необходимо создать пологий откос уступа. Высота слоя составляет 0,4– 0,7 диаметра роторного колеса, а толщина стружки – 0,3–0,8 м.

Форма стружки в плане, снимаемой роторным экскаватором, зависит от конструкции роторной стрелы. Экскаваторы с невыдвижной стрелой разрабатывают забой серповидными стружками. Их толщина изменяется от 0 до t. Для выемки каждой последующей стружки вслое экскаватор подъезжает к забою, а при переходе к выемке очередного слоя отъезжает назад. Стружки, снимаемые экскаваторами с выдвижной стрелой, имеют концентрическую форму и практически постоянную толщину. Отработка слоя идет при неизменном положении экскаватора.

Для роторных экскаваторов на гусеничном и шагающе-рельсовом ходу типичен торцовый забой (рис. 4.14, б). Работа во фронтальном забое характерна для машин на рельсовом ходу. Выемку породы в этом случае производят горизонтальными слоями при непрерывном движении вдоль уступа, подобно отработке забоя одиночными параллельными стружками у цепных экскаваторов. Используют также отработку блоками с двухсторонним поворотом роторной стрелы и цикличным перемещением на ширину забоя А (рис. 4.14, а):

A = 2·R_ч.max ·sin φ/2, (4.4)

здесь φ = 90° – угол поворота роторной стрелы, град.

Максимальную ширину заходки А_mахв торцовом забое можно определить по формулам: для экскаваторов с невыдвижной стрелой:

А_mах≈ l,77·R_чн – (h–h_c)·ctg α; (4.5)

с выдвижной стрелой

А_mах≈ l,77·[R_чв – (h–h_c)·ctg α], (4.6)

где R_чн и R_чв – радиусы черпания понизу и поверху, м; h – высота уступа, м; h_c – высота слоя, м; α – угол откоса уступа, град.

Высота уступа при выемке вертикальными стружками (рис. 4.15, a):

h_mах = L_с ·sinβ_в + h_п + h_c – 0,5·D_p, (4.7)

где L_с – длина стрелы, м; β_в – максимальный угол подъема роторной стрелы, м; h_п – высота пяты стрелы, м; D_p – диаметр роторного колеса, м.

При использовании горизонтальных стружек максимальная высота уступа меньше на толщину слоя (рис. 4.15, б).