Технологическая оценка основных видов выемочного оборудования.

Карьерные выемочные машины по принципу действия разделяются на оборудование цикличного и непрерывного действия, а по функциональному признаку – на выемочно-погрузочные и выемочно-транспортные машины.

К выемочно-погрузочным машинам относятся все экскаваторы, а к выемочно-транспортирующим – скреперы и бульдозеры.

К оборудованию цикличного действия относятся одноковшовые экскаваторы (лопаты, драглайны) и выемочно-транспортирующие машины , а к оборудованию непрерывного действия – многоковшовые экскаваторы (роторные, цепные).

Колесные скреперы экономичны при выемке мягких и механически разрыхленных плотных и полускальных пород при дальности транспортирования до 2 – 3 км. К недостаткам скреперов следует отнести: сезонность выемки мягких пород, сравнительно небольшой срок службы, резкое снижение производительности с увеличением длины транспортирования.

Бульдозеры, характеризующиеся мобильностью, маневренностью, высокой проходимостью и простотой конструкции, широко используются на вспомогательных работах. Эффективность применения ограничивается ограниченностью экскавируемости и расстоянием транспортирования (100 – 200 м).

Прямые механические лопаты верхнего черпания характеризуются высоким усилием копания, большим числом типоразмеров и прочностью рабочего оборудования. Основной недостаток мехлопат – прерывность (цикличность) рабочего процесса. При работе мехлопат собственно на экскавацию (черпание) затрачивается лишь 20-30% общего времени цикла.

Драглайны, благодаря гибкой подвеске рабочего органа обеспечивают большую дальность перемещения породы. Это позволяет эффективно использовать мощные драглайны для выемки и перевалки мягких и разрушенных пород в выработанное пространство, возведение насыпей, проведения траншей. Нижнее черпание позволяет разрабатывать драглайнами обводненные породы и подводные участки.

Цепные многоковшовые экскаваторы используют для выемки мягких и плотных пород. В следствии этого выемка сезонная даже в районах с мягким климатом. Основными достоинствами цепных экскаваторов является: высокая удельная производительность (на 1 т массы экскаватора), большая высота уступа, непрерывность и безударность загрузки транспортных средств. К недостаткам следует отнести: использование рабочего органа для перемещения породы по забою до пункта разгрузки, что обуславливает большой износ направляющих устройств и ковшевой цепи, увеличивает энергоемкость процесса и снижает развиваемое усилие копания.

У роторных экскаваторов разделение функций выемки и транспортировки породы снижает по сравнению с цепными массу экскаватора на единицу производительности, позволяет увеличить усилие копания и уменьшить расход электроэнергии. Повышенные усилия копания и широкий диапазон регулирования толщины стружки позволяет экскавировать плотные и слабо мерзлые породы. Эффективно осуществляется роторными экскаваторами раздельная выемка. Недостатками роторных экскаваторов являются: сезонность работы при нормальных усилиях копания, большие динамические колебания роторной стрелы у крупных моделей, затрудненность борьбы с налипанием на рабочий орган и конвейерные ленты.

Типы забоев.

Выемка мягких, сыпучих и плотных пород обычно производится непосредственно из массива, а выемка разрушенных (взорванных) пород – из развала или разрыхленного слоя.

Поверхность горных пород в массиве или развале, являющаяся объектом выемки называется забоем. Забоем могут являться: торец уступа, т.е. боковой его откос (а); площадка уступа (б); продольный откос уступа (в).

Соответственно забой называется торцевым, фронтальным и забоем-площадкой. Разновидностью торцевого забоя является траншейный забой.

Забои всех типов по структуре могут быть однородными (простыми), если в их пределах породы имеют сравнительно одинаковые свойства , и разнородными (сложными), если в их пределах перемежевываются вскрышные породы с существенно разными свойствами, вскрышные породы с полезными ископаемыми или полезные ископаемые различных типов и сортов.

В простых забоях производится валовая (сплошная) выемка пород. В сложных забоях выемка вскрышных пород с различными свойствами также обычно валовая, а выемка полезного ископаемого (ПИ) и вскрыши или различных сортов ПИ производится чаще всего раздельно.

Выбор типа забоя зависит как от свойств разрабатываемых вскрышных пород и ПИ и условий их залегания, так и от используемого выемочного оборудования. Обычно стремятся к применению простых забоев.

По взаимному расположению забоя и горизонта установки экскаватора различают способы выемки верхним черпанием (забой расположен выше горизонта установки экскаватора), нижним черпанием, смешанным (нижним и верхним) черпание. Аналогично различают и способы погрузки: нижнюю, верхнюю и смешанную.

Типы заходок.

В результате перемещения забоев в пределах определенного участка развала или массива уступа последовательно отрабатываются породные полосы, называемые заходками.

Часть заходки по её длине называется забойным блоком.

По расположению относительно фронта работ уступа заходки подразделяются на продольные (ориентированы вдоль фронта работ уступа), поперечные (направленные вкрест фронта) и диагональные (ориентированы в промежуточном направлении).

Продольные заходки возможны при всех видах транспорта, диагональные заходки применяются при железнодорожном и автомобильном транспорте и поперечные - при автомобильном и конвейерном.

По ширине заходки подразделяются на нормальные (А_н), узкие (А_у), широкие (А_ш).

В нормальных заходках выемка пород производится при постоянном положении оси движения экскаватора по длине заходки и максимальным использованием их рабочих параметров.

Узкие заходки отличаются от нормальных неполным использованием рабочих параметров при постоянном положении оси перемещения их вдоль заходки.

Широкие заходки при всех типах забоев характеризуются переменным положением оси движения экскаватора в плане при выемке породы по длине заходки.

По характеру движения транспортных средств при выемке пород в пределах заходки последние подразделяются на тупиковые и сквозные.

Тупиковые заходки характеризуются возможностью движения транспортных средств только в пределах выработанного пространства отрабатываемой заходки. Они подразделяются на траншейные и эксплуатационные, последние применяют при ограниченной ширине рабочих площадок уступов.

Сквозные заходки позволяют организовать движение транспортных средств в пределах всей длины заходки. По структуре заходки могут быть однородными, разнородными и сложно разнородными.

Выемка пород скреперами, бульдозерами и погрузчиками.