Экскаваторный способ вскрыши роторными экскаваторами с отвалообразователями

15.06.2018
Размещение оборудования и рабочая площадка. Вскрыша торфов с отвалообразователем изображена на рис. 76. Выемку пород экскаватором производят в лобовом забое. Вследствие поворотов разгрузочного конвейера экскаватора отвалообразователь можно устанавливать на различном расстоянии от откоса вскрышного уступа (борта разреза). Это расстояние влияет на ширину рабочей площадки и на опережение вскрышных работ на верхнем уступе относительно нижнего. На рис. 76, а отвалообразователь установлен на значительном расстоянии от откоса вскрышного уступа, от этого увеличились размеры рабочей площадки bпл, в том числе и площадки с, определяющей запас в опережении вскрышных работ на верхнем уступе. Наибольших размеров площадка достигает, когда углы wэ и wп будут равны нулю. На рис. 76, б отвалообразователь расположен наиболее близко к откосу вскрышного уступа, рабочая площадка и опережение вскрышных работ на верхнем уступе сократились до наименьших размеров.

Размеры рабочей площадки определяют по уравнению (90).

Наибольшая ширина площадки, занимаемая экскаватором, определяется по уравнению (91), при Этом угол wэ принимают равным нулю.

Наибольшая ширина площадки, занимаемая отвалообразователем (см. рис. 76, а), определяется уравнением, при этом угол wп принимают также равным нулю

где Лп — расстояние от оси вращения отвалообразователя до оси опоры рамы приемного конвейера, м;

Tп — длина рамы приемного конвейера отвалообразователя от оси опоры до наружного края бункера, м;

wп — угол поворота приемного конвейера, град;

е — 0,5—1,5 м — величина перекрытия бункера — расстояние от края бункера до оси барабана разгрузочного конвейера экскаватора, м;

Ш — ширина хода, м.

Наименьшие размеры рабочей площадки будут при расположении отвалообразователя наиболее близко к откосу уступа с наименьшим допускаемым зазором между краем бункера и основанием откоса уступа (рис. 76, б). Площадка, занимаемая экскаватором, в этом случае определяется уравнением

где е1 = 1—2 м — зазор между краем бункера и основанием откоса уступа.

Площадку d1 используют для проведения вспомогательных работ, ширину ее принимают по возможности наименьшей — в пределах 3—4 м.

Размеры запасной площадки с влияют на использование радиуса разгрузки отвалообразователя для размещения торфов в отвале. Поэтому ее ширину приходится сокращать при недостатке радиуса отвалообразователя и выдерживать в размерах только для безопасной работы на площадке а заходку экскаватора на нижнем уступе направляют вслед за отвалообразователем. При таком наибольшем использовании радиуса разгрузки значительно уменьшается опережение в работах верхнего забоя над забоем нижнего уступа.

Отвалообразование. Во время выемки торфов отвалообразователь стоит неподвижно, поэтому отсыпаются конусные отвалы. Для увеличения использования отвального пространства во время стоянки на одном месте стремятся несколько поворачивать корпус, благодаря чему рассеивают торфа и частично заполняют впадины между вершинами отдельных конусов. Внешние очертания отвалов при этом приближаются к отвалам одноковшовых экскаваторов при бестранспортной вскрыше и размеры отвалов можно определять по уравнению (62).

Наибольшие углы наклона разгрузочного конвейера отвалообразователя e достигают 15—22° в зависимости от того, гладкая или ребристая лента, а также и от вязкости пород. Скорость движения ленты 4,5—6 м/сек, поэтому следует учитывать инерцию пород при сбрасывании их с ленты.

Отвалообразователем необходимо отсыпать торфа в выработанное пространство на достаточное расстояние от забоя, при котором основание отвала не засыпало бы основание нижнего уступа и создавалась площадка d2, необходимая для обслуживания добычного экскаватора. Расчет необходимого радиуса и высоты разгрузки торфов производят по уравнениям (65) или (66), учитывая при этом выброс пород за ось верхнего барабана на дополнительное расстояние у (см. рис. 76, а), которое принимают 3—5 м. Эту величину включают в правую часть уравнения (65) со знаком минус.

При большой высоте отвалов наблюдается значительное выполаживание углов его откоса. Так, если при высоте отвала 10 м для пород нормальной влажности угол откоса составляет 40—44°, то при высоте 50—60 м он снижается до 19—20°. Взаимозависимость между углом откоса и высотой, по наблюдениям А.Г. Гриднева, определяется уравнением
Экскаваторный способ вскрыши роторными экскаваторами с отвалообразователями

где h — полная высота отвала, м;

bc — средний угол откоса отвала, град.

При изменении угла наклона разгрузочного конвейера пересчет радиуса и высоты разгрузки отвалообразователя можно производить по уравнению (57), заменяя длину стрелы длиной разгрузочного конвейера. Радиус R и высота В разгрузки отвалообразователя могут быть определены исходя из конструктивных размеров отвалообразователя по уравнениям:

где Лр — расстояние от оси отвалообразователя до оси опоры рамы разгрузочного конвейера, м;

Tр — длина рамы разгрузочного конвейера от оси опоры до оси верхнего барабана, м;

Д — диаметр верхнего барабана, м;

Жр — расстояние от поверхности рабочей площадки до оси опоры рамы разгрузочного конвейера, м;

д — толщина рамы с нижней стороны, расстояние от оси верхнего барабана до нижней выступающей части рамы, м.

При небольшой высоте отвалов торфа отсыпают в верхний конус 2, и внешняя поверхность 2; 3 образуется от сползания и скатывания пород с вершины. Отвал можно образовать путем отсыпки пород вначале в нижнюю часть — вершину 2, а затем переносят отсыпку в верхнюю — вершину 2, боковая поверхность при этом получается более устойчивой. Для этого поворачивают разгрузочный и приемный поворотные конвейеры без передвижки экскаватора, и вначале отвалообразователь размещают под углом по отношению заходки — положение II—II (рис. 76, а), а затем перпендикулярно заходке — положение I—I. Двухслойную отсыпку отвалов применяют при большой их высоте и когда отсыпают увлажненные песчано-глинистые породы. В последних случаях применяют трехслойную отсыпку торфов в отвал и выдерживают углы откоса не более 25—30°.

Отвалообразователь передвигают через 2—6 передвижек экскаватора, если разгрузочный конвейер экскаватора и приемный отвалообразователь допускают боковой поворрт.

В выработанном пространстве по одному борту разреза или иногда по двум устраивают выезды (см. рис. 65), к которым проходят траншеи для выдачи песков на поверхность. Поэтому под отвалы можно использовать только часть выработанного пространства, вследствие чего длина экскаваторных вскрышных заходок Lв больше длины отвалов в выработанном пространстве Lо (рис. 65). Все это осложняет отсыпку торфов в отвалы вблизи мест расположения выездов и у противоположного тупикового конца разреза.

Для того чтобы удалить торфа вблизи этих мест, необходимо предусматривать ряд мероприятий — иметь запас в радиусе и высоте разгрузки, проводить частичную вскрышу вдоль бортов шагающими экскаваторами с размещением торфов не в выработанном пространстве, а на бортах разреза; во время вскрышных работ торфа с бортовых площадей перемещать в средние площади выработанного пространства, располагая отвалообразователь под углом к заходкам; сокращать ширину экскаваторной заходки и несколько искривлять заходку вблизи бортов разреза. Проверку размещения торфов в выработанном пространстве на бортовых площадях удобнее производить графоаналитическим методом.

Врезка экскаватора в новую заходку при отсутствии запаса в радиусе и высоте разгрузки также несколько осложняется. В таких случаях врезку осуществляют постепенно увеличивая ширину заходки до необходимых размеров.

Вскрышные работы с несколькими отвалообразователями, установленными последовательно, имеют более сложную технологию и более высокую себестоимость вскрышных работ. В этом случае основной отвалообразователь устанавливают на рабочей площадке экскаватора, а при малой мощности пласта — иногда и на дне разреза. Дополнительный отвалообразователь располагают на отвале, и породы передают от первого ко второму, благодаря чему возможно уложить торфа в высокие отвалы. На отвалах отвалообразователи можно передвигать и производительно использовать, если отвалы сложены устойчивыми породами. Горизонт установки отвалообразователя на отвале определяют графически. Предусматривают отсыпку отвала с наименьшим объемом работ по их разравниванию для образования отвального горизонта, для чего поворачивают разгрузочный конвейер. Последующее выравнивание оставшихся гребней производят бульдозером.

Данный способ применяют при большей мощности торфов, когда не представляется возможным приобрести один отвалообразователь с большим радиусом разгрузки.