Вскрышные работы с дополнительным оборудованием для перемещения торфов

Вскрышные работы с дополнительным экскаватором на отвале производят, применяя для непосредственной выемки торфов экскаватор типа механической лопаты или экскаватор-драглайн, а на отвале — универсальный или шагающий экскаватор-драглайн (рис. 54, а).

Вскрышным экскаватором отсыпают торфа в выработанное пространство, образуя первичный отвал 1; 3; 6; 12 высотой hп, причем наибольшая высота вскрышного уступа Tб определяется уравнениями (65) и (66).

Экскаватором, установленным на отвале на высоте h1, переваливают часть торфов из первичного отвала предыдущей заходки в верхние отвалы h2, освобождая дополнительное выработанное пространство на отрезке 3; 4. Вследствие этого торфа в первичный отвал можно разместить на большей ширине U — (1; 4). Емкость и сечение первичного отвала увеличиваются на площадь 3; 4; 8; 6, поэтому вскрышным экскаватором можно производить выемку и укладку в отвал торфов большей мощности на величину Тд.

Вскрышным экскаватором производят выемку торфов в забои шириной b и отсыпают их в выработанное пространство на площадку U. Между этими величинами существует зависимость:

При засыпке пласта торфами когда, Q > 0, это уравнение примет вид

Для того чтобы освободить площадь на отрезке 3; 4, необходимо перевалить из первичного отвала породы с площади fп = 3; 4; 10; 9, которая больше fд = 3; 4; 8; 6. Вследствие этого объем переваливаемых торфов больше прироста емкости первичного отвала. Эти площади определяются следующими уравнениями:

Коэффициент использования дополнительного объема отвала при перевалке равен отношению площадей:

Он всегда меньше единицы и наибольших значений достигает при наименьшем объеме перевалки. По мере увеличения перевалки коэффициент использования дополнительного объема уменьшается и когда отрезок 4; 7 равен нулю, то коэффициент использования дополнительного объема u = 0, и дальнейшая перевалка не будет создавать никаких преимуществ. Величина 1/u выражает объем торфов, который должен перевалить экскаватор для того, чтобы увеличить объем первичного отвала на 1 м3.

Перевалку из первичного отвала экономически целесообразно производить до тех пор, пока затраты по перевалке на 1 м3 дополнительного объема достигнут стоимости перевозки торфов в отвалы.

Перевалка единицы объема обычно обходится дешевле перевозки торфов в откаточных сосудах в 2—4 раза. По рис. 54, наименьшее значение коэффициента использования дополнительного объема отвала

Выразим отрезки через ширину заходки, ширину площадки и высоту первичного отвала, используя тригонометрические зависимости треугольников 10; 11; 9 и 9; 12; 6. Решаем уравнение относительно ширины площадки и получаем выражение, определяющее наибольшую допускаемую ее ширину в зависимости от соотношения стоимостей вскрыши:

Экономически целесообразно применять способ вскрыши с отвальным экскаватором до тех пор, пока необходимая ширина площадки для размещения торфов равна или меньше наибольшей допускаемой ширины Uб, т. е. пока U < Uб.

В действительности ширина площадки для размещения торфов зависит от соотношения производительности отвального и вскрышного экскаваторов. Ширина этой площадки должна быть равна или больше необходимой, т. е. величины U. Для равномерной загрузки обоих экскаваторов должно быть соблюдено равенство

где fп = 3; 4; 10; 9 — площадь сечения перевалки, м2;

Q0 — сменная производительность отвального экскаватора, м3;

Qв — сменная производительность вскрышного экскаватора, м3;

no — число рабочих смен в сутки отвального экскаватора;

nв — число рабочих смен в сутки вскрышного экскаватора.

Подставляя в это уравнение значение площади fп через разность площадей трапеции и треугольников [уравнение (75)] и решая его относительно ширины площадки, можно установить зависимость между производительностью экскаваторов, мощностью торфов и шириной площадки для их размещения в отвале. При расчетах обычно задаются типом отвального экскаватора и его сменной производительностью, а затем определяют ширину площадки, которую может очистить экскаватор принятой производительности. Ширина этой площадки должна быть больше или равна величине U, определяемой по уравнению (74).

При выборе отвального экскаватора следует проверить, достаточны ли его рабочие размеры для размещения вторичных отвалов высотой h2.

На рис. 54, б изображен способ с дополнительным экскаватором на отвале при проведении первичной вскрыши экскаватором драглайном. Правым вскрышным экскаватором производят выемку наносов в верхней части уступа на глубину от поверхности T1, при этом образуют углубление-желоб 8. Наносы размещают в отвале 1; 2; 4; 5; 7. Дополнительным отвальным левым экскаватором производят выемку наносов в нижней части вскрышного уступа на высоту T2; наличие желоба облегчает эту выемку. Кроме того, экскаватором переваливают торфа из первичного отвала 1; 2; 3; 6; 7 в верхние.

Способ вскрыши с дополнительным экскаватором на отвале применяют при устойчивых породах, отвалы которых выдерживают, вес экскаватора. Этот способ целесообразно применять при переменной мощности торфов на маловодных месторождениях, где можно отсыпать первичный отвал с засыпкой пласта. В таких случаях на вскрышных работах можно использовать экскаватор меньших размеров, обеспечивающий вскрышу торфов средней мощности без перевалки, а на площадях с повышенной мощностью устанавливать дополнительный отвальный экскаватор.

Вскрышу торфов с отвалообразователем производят высокопроизводительным скальным или универсальным экскаватором типа механической лопаты с ковшом емкостью 2—8 м3, которым подают торфа в бункер отвалообразователя (рис. 54, в). Из бункера торфа перемещают в выработанное пространство ленточным конвейером. Отвалообразователи имеют гусеничный или шагающий ход. Для этой цели могут быть использованы высокопроизводительные шагающие отвалообразователи, которые изготовляют для работы с роторными экскаваторами с ковшом емкостью 400 л. Себестоимость вскрыши торфов с отвалообразователем небольшая.

На россыпях такой способ вскрыши применяют редко. Более часто им пользуются при разработке пластовых месторождений.