Отвалообразование многоковшовыми экскаваторами

Процесс отвалообразования включает черпание из приемной канавы породы, разгруженной из думпкаров, перемещение ее в отвал, планировку рабочей площадки и передвижку рельсовых путей. Черпание и перемещение породы производится отвальными многоковшовыми экскаваторами (абзетцерами).

Современные абзетцеры – полноповоротные машины с цепным заборным органом и отвальной консолью, оборудованной ленточным конвейером. Перегрузка породы производится через питатели (конвейерные, дисковые и др.). Ход абзетцеров обычно рельсовый. Экскавация породы из приемной канавы и отсыпка отвала производится при движении абзетцера вдоль канавы со скоростью в. Форма и размер приемных канав (таблица 26.1) зависят от вместимости думпкаров, параметров забойного органа и допустимой величины а. Длина приемной канавы равна длине одного-двух породных составов.

Таблица 26.1Размеры приемной канавы абзетцеров

Вместимость думпкаров, м3	Диаметр цепного барабана ковшовой рамы, м	Глубина приемной канавы, м	Удельная вместимость канавы, м3/м
	2.7 3.5 4.5	2.2 2.6	2.75 3.6

Время экскавации породы (мин) из приемной канавы после разгрузки одного состава:

по производительности забойного органа абзетцера

t` = Vс/ (E nр п) + tпр; (26.19)

по удельной вместимости приемной канавы и рабочей скорости движения абзетцера

t`` = Vс/ (Vп.к а) + tпр, (26.20) где Vс – вместимость породного состава, м³; Е – емкость заборного ковша, м³; nр – число разгрузок ковшей в минуту; п – показатель приемной способности канавы ( п = 0.6 – 1.0; меньшее значение относятся к складированию разрыхленных плотных пород и к случаям недостаточной производительности абзетцера); tпр – время простоя абзетцера при разгрузке и обмене составов, мин; Vп.к – удельная вместимость приемной канавы, равная отношению вместимости думпкара к его длине, м³/м.

Если длина отвального тупика не превышает определенной величины, обмен поездов не ведет к простоям абзетцера. По условиям разгрузки tпр = 0 при Lп.к = 2Lc и tпр = р при Lп.к = Lc (Lп.к и Lс – соответственно длина приемной канавы и состава; р – время разгрузки одного вагона).

Из равенств (26.19) и (2620) рабочая скорость абзетцера (м/ мин)

а = E nр п/Vп.к а max (26.21) где а max - максимальная рабочая скорость абзетцера, определяемая по его паспортной характеристике, м/мин.

При работе полноповоротных абзетцеров следует вести комбинированную (нижнюю и верхнюю) отсыпку двухподуступного отвала. Абзетцер, железнодорожный путь и приемная канава при этом располагаются на кровле нижнего подуступа. Ось движения абзетцера остается неизменной при отсыпке отвальных заходок обоих подуступов (рис. 26.8). Возможна только нижняя или верхняя отсыпка, что практикуется чаще на внутренних отвалах, когда необходимо выдержать требуемое соотношение высоты вскрышных и отвальных уступов.

Рисунок 26.8 Схема верхней и нижней отсыпок двухярусного абзетцерного отвала: Ао.в и Ао.н – ширина отвальной заходки соответственно верхнего и нижнего подуступов; Z – ширина призмы безопасности; Lо.к – длина отвальной консоли

Максимальная высота отвального уступа (подуступа) при нижней отсыпке ограничивается условиями устойчивости его откоса. При отсыпке всего уступа под углом естественного откоса (одноярусный отвал) высота его редко превышает 25 -30 м.

При верхней отсыпке высота отвального уступа (подуступа) помимо устойчивости ограничивается радиусом разгрузки абзетцера и его положения относительно пути:

Но.в (Lо.к cos + a + e – C)tg об, (26.22) где Lо.к – длина отвальной консоли абзетцера, м; - допустимый угол наклона отвальной консоли (обычно = 17 - 18°); а – вылет пяты отвальной консоли, м; е – расстояние свободного перемещения породы между конвейером и гребнем отвала, м; С – минимальное расстояние от оси абзетцера до нижней бровки отвала, м; об – общий угол откоса отвала, градус (при одноярусном отвале равен углу естественного откоса).

При комбинированной отсыпке (см. рис. 26.8)

С = 0.5 Сx + См + Сб, (26.23) где Сх – ширина хода абзетцера, м; См – расстояние между транспортными и абзетцерными путями, м; Сб – безопасное расстояние между отвалом и абзетцерными путями, м (Сб = 5 -7 м).

Если отсыпка только верхняя, абзетцер размещается между отвалом и приемной канавой. В этом случае См не учитывается, С = 0.5 Сх +5 м, допустимая высота отвала увеличивается. Обычно Но.в = 18 – 25 м.

Ширина отвальной заходки Ао зависит от применяемой схемы заполнения отвала (рис. 26.9). Так как отсыпка производится при движении абзетцера с фиксированным углом поворота отвальной консоли в плане, абзетцерные отвалы являются гребневыми только в поперечном сечении.

Рисунок 26.9 Схемы отсыпки абзетцерных отвалов: а – узкими заходками 1, 2, 3; б – с высоким предотвалом; 1 – 4 – последовательность отсыпки полос в заходке; в – горизонтальными слоями; 1 – 9 – последовательность отсыпки полос и слоев; г – двумя ярусами; І – ІV- последовательность заполнения участков-ярусов; 1 – 5 – последовательность отсыпки полос и слоев в пределах каждого участка-яруса

При схеме рисунка 26.9, а отсыпка одноярусного овала осуществляется узкими полосами при отвальной консоли, расположенной по нормали к оси движения абзетцера. Ширина отвальной заходки (и шаг переукладки пути) не превышает 5 – 7 м, что отрицательно сказывается на состоянии путей и производительности абзетцера, а отсуствие передового отвала уменьшает степень устойчивости основного откоса.

По остальным схемам отсыпка производится широкими полосами. По схеме рисунка 26.9, б сначала формируется передовой отвал на высоту уступа при максимальном вылете отвальной консоли. Заполнение пространства между ним и основным отвалом осуществляется полосами при движении абзетцера с циклично уменьшающимся углом поворота. Схемой рисунка 26.9, в предусматривается практически послойная отсыпка одноярусного отвала за счет поперечного поворота стрелы абзетцера; при этом порода лучше уплотняется, а высота отвала максимальна лишь в последний период заполнения заходки.

В отличие от предыдущих при работе по схеме рисунка 26.9, г возможно создание условий для управления общим углом откоса отвала (и увеличения его высоты) путем отсыпки двух-трех ярусов. Сначала отсыпается передовой отвал І отдельными полосами посредством поворота стрелы; высота его меньше допустимой для одноярусного отвала. Далее полосами заполняется пространство ІІ. Второй ярус формируется в такой же последовательности. Схема эффективна при отсыпке переувлажненных глинистых пород, когда уменьшение общего угла откоса на 3 - 5° позволяет увеличить его высоту на несколько метров.

Максимальная ширина отвальной заходки (м) (см. рис. 267.8)

Ао max = Lо.к cos + a + e – Z – Cб, (26.24) где Z – ширина призмы возможного обрушения при заданном коэффициенте запаса устойчивости откоса.

При всех схемах отсыпки каждой заходки по длине отвального тупика производится блоками, длина которых равна длине приемной канавы. При переходе к следующему блоку абзетцер сначала сооружает новую приемную канаву. Длина отвального тупика обычно составляет 1 -2 км. Планировка гребней у кровли уступа при нижней отсыпке производится подвесной планирующей рамой абзетцера, его ковшами или бульдозерами.

У мощных абзетцеров (Аs-4500 и др.) заборный цепной орган выделен в отдельную установку, соединенную с консольным ленточным отвалообразователем на рельсовом ходу продольным конвейером.

Абзетцеры применяют для отсыпки связных и песчаных пород при выемке их многоковшовыми экскаваторами. Их основные достоинства – высокая производительность, большая высота и приемная способность отвалов, безопасность ведения работ. Основные недостатки – зависимость от климатических условий и высокая трудоемкость содержания рельсовых путей.

Автомобильный транспорт