CC BY
552
УДК 622.271.4
Е.В. Курехин
ПРИМЕНЕНИЕ ЭКСКАВАТОРОВ-МЕХЛОПАТ ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА (Р&Н-2300 ХРВ, Р&Н-2800 ХРВ)
НА УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗАХ КУЗБАССА
Открытый способ разработки угольных месторождений, доминирующий на сегодняшний день в Кузбассе, характеризуется широким внедрением новой высокопроизводительной техники, эффективное применение которой выдвигает проблему её рационального использования в новых горно-геологических условиях. Так за последние годы на разрезах Кузбасса появились буровые станки, которые обеспечивают суточную производительность в 1 тыс. м скважин и более, экскава-торы-мехлопаты с ковшом вместимостью 30 м3, автосамосвалы грузоподъемностью 320 т.
Ускорение развития открытого способа добычи угля в Кузбассе возможно благодаря постоянному перевооружению разрезов современной, более производительной отечественной и зарубежной техникой, внедрению новых технологических решений, совершенствованию основных и вспомогательных процессов открытых работ.
Применение техники большой единичной мощности сопряжено с высокими эксплуатационными расходами, которые оказываются оправданными при достижении высокой производительности, особенно при разработке взорванных полу-скальных и скальных пород.
На разрезах «Бачатский» и «Кедровский» в Кузбассе работают экскаваторы марки Р&Н-2800
ХРВ «НагшБМ^еп) (производство США) с геометрическим объёмом ковша 30 м3 на выемке взорванных пород. Предварительный анализ показал, что применение их на выемке взорванной горной массы экономически оправдано при месячной производительности не ниже 1 млн. м3. В ходе промышленного освоения экскаваторов Р&Н-2800 ХРВ было также установлено, что они, в силу своих конструктивных особенностей, предъявляют более жесткие требования к качеству подготовки пород в сравнении с отечественными карьерными мехлопатами, это объясняется их меньшей (1,2-1,5 раза) удельной массой (табл. 1) и более широкой (в 1,25 раза) передней частью ковша.
Так на Бачатском и Кедровском угольном разрезе забои экскаваторов РН-2800 представлены преимущественно породами крепостью соответственно 7=7-8 и 7=9-10.
Первый опыт эксплуатации первых экскаваторов РН-2300 и РН-2800 показал, чтобы обеспечить месячную производительность в 1-1,2 млн. м3 за 25 календарных дней при разработке пород III категории по блочности [3].
Основные технические характеристики экскаватора РН-2300, РН-2800 ХРВ [1] приводятся в табл. 2.
По правилам безопасности при разработке по-
Таблица 1. Удельная масса экскаваторов
Марка экскаватора ЭКГ-5А ЭКГ-10 ЭКГ-15 ЭКГ-20А РН-2300 ХРВ РН-2800 ХРВ
Рабочая масса (М), т 211 395 672 1 075 704 1 033
Удельная масса (тУ), т/м3 42,2 39,5 44,8 53,7 35,2 34,4
* удельная масса (тУ=М/Е) - отношение рабочей массы экскаватора (М) к геометрической вместимости ковша экскаватора (Е).
Таблица 2.Техническая характеристика экскаваторов зарубежного производства Р&Н
Параметры РН-2300 ХРВ РН-2800 ХРВ
Вместимость ковша экскаватора, м3 25,2 29,0
Радиус черпания на уровне стояния, м 15,62* 15,85*
Максимальная высота черпания, м 15,54 16,15
Максимальный радиус разгрузки, м 18,64 20,85
Радиус разгрузки при максимальном подъеме ковша, м 17,78* 18,31*
Максимальный радиус черпания, м 21,39* 23,90*
Максимальная высота разгрузки (при открытом днище ковша), м 10,06 9,45
Максимальная высота разгрузки при максимальном радиусе, м 5,74 5,28
Радиус вращения хвостовой части кузова, м 10,06* 9,96*
Паспортная продолжительность цикла при угле поворота 90°, с 28,0* 30,0*
* в справочной литературе данный параметр отсутствует.
Геотехнология
27
Рис. 1. Технологическая схема выемки взорванной породы экскаватором РН-2800 ХРВ с погрузкой в автотранспорт, при перемещении в забое: 1 - экскаватора; 2 - автосамосвала; 3 - предохранительный
вал
род с применением буровзрывных работ допускается увеличение высоты уступа до полуторной высоты черпания экскаватора и составляет 23 м [2], при этом фактическая высота уступа на действующих угольных разрезах составляет 13-18 м.
Вскрышной уступ разрабатывается с предварительным буровзрывным рыхлением горных пород. В результате взрыва развал горной породы отрабатывается широкой экскаваторной заходкой с погрузкой в автосамосвал грузоподъемностью 200-220 и 320 т. Автосамосвал подъезжает под погрузку с петлевым разворотом (рис. 1) при этом время обмена автосамосвалами по этой схеме не
превышает рабочего цикла экскаватора. В зоне погрузки находится только один автосамосвал, который подъезжает к экскаватору задним ходом. После полной загрузки автосамосвал передним ходом выезжает из забоя в сторону противоположную развала. Ширина рабочей площадки составляет не менее 65 м. Угол откоса уступа составляет около 70°.
Для экскаваторов зарубежного производства ^&Щ в сравнении с отечественными мехлопата-ми ширина заходки может быть увеличена до 29,0 м, которая определяется по выражению:
A=(1,5 -1,85)^ ,
где Я - радиус черпания экскаватора на уровне стояния, м.
В настоящее время на угольных разрезах ширина экскаваторной заходки для экскавторов-мехлопат не превышает 13-22 м.
Техническая производительность экскаватора, определяемая продолжительностью цикла и эффективностью использования геометрической вместимости ковша, зависит от состояния горной массы в забое, которое характеризуется гранулометрическим составом и коэффициентом разрыхления породы.
В практике планирования выемочнопогрузочных работ возникает необходимость обоснования продолжительности цикла для зарубежного экскаватора, т.к. его технические характеристики отличаются от карьерных экскаваторов-мехлопат отечественного производства.
Для установления взаимосвязи между технической производительностью экскаватора и характеристиками состояния породы в забое необходимо определить величину времени цикла.
Основой для расчёта производительности нового экскаватора послужили результаты хроно-
поворота экскаватора на разгрузку и обратно в забой и время разгрузки ковша.
Анализ результатов хронометражных наблюдений операций времени цикла экскаватора Р&Н-2800 на выемке взорванной породы показал, что время черпания взорванной породы не превышает времени поворота экскаватора на разгрузку, при угле поворота не более 90-100°, которое составляет не более 29 % от общего времени цикла.
В результате хронометражных наблюдений установлено, что средняя продолжительность цикла экскаватора Р&Н-2800 составляет 29,6 секунды.
Для экскаваторов зарубежного производства (Р&Н) время цикла аппроксимируется выражением, с:
tc = 4,8 ■ dsR+4,2 + 2 ■ (0p • п/180) ■ ■'JE + tR, где - диаметр средней естественной отдельности, м; Рр - угол поворота экскаватора на разгрузку, град.; .ТГ =3,14; Е - геометрическая вместимость ковша экскаватора, м3; — время раз-
грузки породы, с.
Таблица 3. Операции времени цикла экскаватора РН-2800 ХРВ, с
Параметры Экспериментальные Расчётные
Время черпания породы в забое, 1Ч 7-9 8,4
Время поворота экскаватора на разгрузку, 1ПР 7-10 8,6
Время разгрузки породы, 1Р 3-4 4,0
Время поворота экскаватора обратно в забой, %З 7-10 8,6
Время цикла экскаватора, ^ 24-33 29,6
метражных наблюдений основных операций времени цикла (табл. 3). За время черпания принята продолжительность прохождения ковша по забою от момента касания ковша с поверхностью развала породы в забое (начало операции черпания) до отрыва наполненного ковша от забоя (конец операций черпания), а также фиксировалось время
На основе экспериментальных исследований разработана методика расчёта производительности экскаваторов зарубежного производства (Р&Н) с вместимостью ковша 30 м3 и компьютерная программа «Р&Н-2800», позволяющая оценивать технико-экономические показатели работы нового оборудования в условиях работы угольных разрезов Кузбасса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. К.Н.Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Виницкий, Н.Н. Мельников и др. Справочник. Открытые горные работы. - М.: Горное бюро, 1994. 590 с.
2. Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом (ПБ 05-61903). Серия 05. Выпуск 3/Колл. авт. - М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научнотехнический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. - 144 с.
3. С.Дубков. Авант-партнёр. Высокая производительность надёжность и безопасность. ООО «Издательский дом Деловой Кузбасс». Кемерово. № 3. 2007. - 92 с. с. 44-45.
□ Автор статьи:
Курехин Евгений Владимирович - канд. техн. наук, доц. каф.
РМПИ ОС
