НаУкраинеНКЗМвыпускалисьследующиемоделиэкскаваторов:
с 1948 по 1951 гг. |
ЭШ-1 (3,4.38) |
с 1952 по 1984 гг. |
ЭШ-4.40, ЭШ-5.45, ЭШ-6.45М |
с 1958 по 1960 гг. |
ЭШ-6.60 |
с 1961 по 1971 гг. |
ЭШ-10.60 |
с 1971 по 1987 гг. |
ЭШ-10.70 и его модификация ЭШ-13.50 |
с 1985 г. |
ЭШ-6,5.45 |
с 1988 г. |
ЭШ-11.70, ЭШ-14.50, ЭШ-15.80 и его модификации |
|
ЭШ-20.65 и ЭШ-10.100 |
Планируется на базе ЭШ-6,5.45 выпускать серию драглайнов с вместимостью ковша 5–10 м3 и длиной стрелы 45–30 м.
Экскаваторы ЭШ-11.70 и ЭШ-14.50 снабжены стрелой из углового проката. По сравнению с базовыми моделями ЭШ-10.70А и ЭШ-13.50 они обладают рядом новых технических решений, обеспечивающих повышение производительности машины на 10 % при снижении удельной металлоемкости почти на 8 % (табл. 1.6).
Таблица 1.6. Техническая характеристика драглайнов НКМЗ
Показатель |
ЭШ- |
ЭШ- |
ЭШ- |
ЭШ- |
ЭШ- |
ЭШ- |
|
6,5.45 |
11.70 |
14.50 |
15.80 |
20.65 |
10.100 |
||
|
|||||||
Наибольший радиус копания, м |
43,5 |
66,5 |
46,5 |
76,5 |
61,0 |
93,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наибольшая глубина копания, м |
22 |
35 |
21 |
40 |
31 |
49 |
|
Наибольшая высота разгрузки, м |
19,5 |
27,5 |
20,5 |
32,0 |
27,0 |
42,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теоретическаяпроизводительность, м3/ч |
557 |
754 |
1 292 |
930 |
1 385 |
600 |
|
Конструктивная масса, т |
295 |
623 |
615,5 |
1 120 |
1 070 |
1 130 |
Преимущественный выпуск и использование драглайнов на вскрышных работах в России и за рубежом объясняется их большой универсальностью для применения в сложных горно-геологических условиях и экономичностью в эксплуатации.
1.2. Экскаваторы непрерывного действия
Карьерные роторные экскаваторы начали широко применяться в 1935–1936 гг. на открытых горных работах в Германии. Лидирую-
19
щая роль Германии в области производства и использования роторных экскаваторов сохранилась до настоящего времени (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Роторный экскаватор ТАКРАФ SRs (K) 4000
В50–60-е гг. производство и использование роторных экскаваторов были развернуты в странах Восточной Европы (Чехословакия, Югославия, Польша) и особенно в Советском Союзе. Создание роторных экскаваторов было организовано на Новокраматорском и Донецком машиностроительных заводах (Украина).
Используя немецкий опыт создания роторных экскаваторов, на этих заводах были созданы оригинальные образцы роторных экскаваторов, приспособленные к специфическим горно-геологическим и климатическим условиям отечественных угольных и рудных месторождений (повышенные усилия копания, возможность работы при отрицательных температурах, низкой несущей способности грунтового основания, способности пород к налипанию и намерзанию).
Внастоящее время производство роторных экскаваторов сосредоточено главным образом на Новокраматорском, Донецком и Азовском машиностроительных заводах (Украина), фирмах «KRUPP», «ЛМГ», «Оренштейн Коппель», «Такраф» (Германия), «Витковицкий концерн» (Чехия).
На открытых горных работах в СНГ роторные экскаваторы широко применяются на угольных разрезах Сибири (Канско-Ачинский и Иркутский бассейны), Казахстана (Экибастузский бассейн), Украины
20
(Днепропетровский буроугольный бассейн), на марганцевых карьерах Украины, железорудных карьерах Курской магнитной аномалии, карьерах Казахстана и Узбекистана.
Многообразие горно-геологических и климатических условий, большой диапазон производительности обусловили значительную вариацию рабочих параметров и принципиальных конструктивных схем выпускаемых роторных экскаваторов. Производительность экскаваторов колеблется от 200 до 19 000 м3/ч по разрыхленной горной массе, высота отрабатываемых уступов – от 6 до 50 м и масса экскавато-
ров – от 50 до 13 000 т.
В отечественной практике принята следующая градация карьерных роторных экскаваторов по их номинальной теоретической производительности, м3/ч:
Малые…………………………………………………. до 630 Средние…………………………………………… 630–2 500 Большие………………………………………….. 2 500–5 000 Мощные…………..……………….…...………… 5 000–10 000 Сверхмощные……………………...………….… свыше 10 000
По принципиальным компоновочным схемам большинство выпускаемых роторных экскаваторов выполняется с невыдвижной стрелой, что существенно упрощает ее конструкцию. Каждая новая стружка образуется перемещением машины.
Преобладающий тип ходового оборудования роторных экскаваторов – гусеничный: двухгусеничный и трехопорный многогусеничный. Первый тип ходового оборудования характерен для машин массой до 1–12 тыс. т, второй тип – для более тяжелых машин.
Оригинальный тип ходового оборудования (шагающерельсовый) создан на НКМЗ применительно к экскаваторам массой более 2–3 тыс. т. Применение шагающе-рельсового ходового оборудования в сравнении с многогусеничным обеспечивает значительное повышение маневренности машины, уменьшение максимальных удельных давлений на грунт в 1,5–2,5 раза.
У отечественных роторных экскаваторов (табл. 1.7, 1.8) принята следующая маркировка. Начальные буквы в обозначении марки экскаваторов ЭРШРД, ЭРГ, ЭР показывают тип экскаватора (ЭР – роторный); тип ходового оборудования (ШР – шагающе-рельсовое, Г – гусеничное, индекс может быть опущен или стоять в конце маркировки); назначение (Д – добычной или П – с повышенным коэффициентом удельного усилия копания КF). Далее приводится производитель-
21
ность экскаватора в кубических метрах в час по рыхлой массе при номинальном КF и после точки через черточку записывается отношение высоты к глубине копания в метрах. Если экскаватор имеет центробежный ротор, то в его маркировку вводится индекс «Ц». А если имеется выдвижная стрела, то через тире вписывается числовое значение величины выдвижения в метрах.
Таблица 1.7. Техническая характеристика
новых роторных экскаваторов НКМЗ
|
С нормальным усилием копания |
С высоким усилием копа- |
||||||
Показатель |
|
(по 0,8 МПа) |
|
ния (до 1,4 МПа) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
ЭР- |
ЭР- |
ЭР- |
ЭР- |
ЭРП- |
ЭРП- |
ЭРП- |
||
|
||||||||
|
7000/30 |
7000/35 |
7000/40 |
7000/45 |
7000/30 |
7000/35 |
7000/40 |
|
Производитель- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ность: |
|
|
|
|
|
|
|
|
объемная, м3/ч |
7 000 |
8 000 |
7 000 |
8 000 |
||||
|
||||||||
по массе, т/ч |
10 000 |
12 000 |
10 000 |
12 000 |
||||
Мощность привода |
2х500 |
2х530 |
1 250 |
2х500 |
2х1 000 |
2х800 |
2х1 250 |
|
ротора, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Высота отраба- |
30 |
35 |
40 |
45 |
30 |
35 |
40 |
|
тываемогоуступа, м |
||||||||
Конструктивная |
3 750 |
4 150 |
5 400 |
4 050 |
4 350 |
5 500 |
||
масса, т |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Примечание. Питающее напряжение для ЭР-7000/35 составляет 10 000 и 6 000 В, а для остальных экскаваторов – 10 000 В.
Таблица 1.8. Техническая характеристика роторных экскаваторов
Донецкого машиностроительного завода
Показатель |
ЭРГВ- |
ЭР- |
|
ЭР- |
|
ЭР- |
ЭРП- |
|
ЭРП- |
ЭРП- |
630 |
1250 |
1250Д |
1250-ОЦ |
1250 |
|
1600 |
1600-Ц |
|||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Производительность: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
объемная, м3/ч |
630 |
1 350 |
1 000 |
|
1 250 |
|
1 650 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по массе, т/ч |
1500 |
|
2 300 |
|
3200 |
|
3 800 |
|||
Мощностьприводаротора, кВт |
300 |
|
320 |
|
|
500 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высота отрабатываемого ус- |
10 |
17 |
|
16 |
|
17 |
16 |
|
18 |
20,5 |
тупа, м |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конструктивная масса, т |
305 |
|
700 |
|
|
1 050 |
|
1 090 |
1 065 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Примечание. Питающее напряжение для экскаваторов – 6 000 В. |
|
|
||||||||
22
На разрезах и карьерах эксплуатируются роторные экскаваторы Азовского и Новокраматорского машиностроительных заводов
(табл. 1.9).
Таблица 1.9. Техническая характеристика роторных экскаваторов
Азовского и Новокраматорского машиностроительных заводов
Показатель |
Азовмаш |
НКМЗ |
||
ЭРП-2500 |
ЭРШР-5000 |
ЭРШРД-5000 |
||
|
||||
Назначение экскаватора |
Добычной |
Вскрышной |
Добычной |
|
Производительность: |
|
|
|
|
объемная, м3/ч |
2 500 |
5 000 |
||
по массе, т/ч |
3 600 |
6 750 |
||
Мощность привода ротора, кВт |
860 |
1 150 |
1 720 |
|
Длина стрелы ротора, м |
27,0 |
63,3 |
57,0 |
|
Конструктивная масса, т |
1 860 |
4 250 |
4 700 |
|
Подводимое напряжение, В |
6 000 |
10 |
000 |
|
Цепной экскаватор – самоходная выемочно-погрузочная машина непрерывного действия на рельсовом, гусеничном или реже шагающем ходу с поворотной либо неповоротной платформой, предназначенной для ведения вскрышных или добычных работ верхним либо нижним черпанием в породах и углях невысокой (до 0,6–0,7 МПа) крепости. Цепные экскаваторы, применяемые на горнодобывающих предприятиях, имеют теоретическую производительность от 300–400
до 6 000 м3/ч, массу от 200–300 до 5 000 т.
В мире основным изготовителем и потребителем карьерных цепных экскаваторов является Германия.
На горнодобывающих предприятиях стран СНГ (главным образом в Европейской части) работает около 40 цепных экскаваторов различных типов с теоретической производительностью 400–2 000 м3/ч. В угольной промышленности наибольшее применение цепные экскаваторы нашли на буроугольных разрезах Днепровского бассейна. Цепной экскаватор работал на Назаровском разрезе компании «Красноярскуголь» (рис. 1.5).
Косновным преимуществам цепных экскаваторов по сравнению
сроторными можно отнести: возможность работы верхним и особенно нижним черпанием; качественную планировку рабочего горизонта
23
под любым углом залегания; возможность отработки весьма тонких пластов; низкую кусковатость экскавируемой массы; равномерную нагрузку на вал привода ковшовой цепи; отсутствие многочастотных колебаний конструкций экскаватора в целом.
Рис. 1.5. Цепной экскаватор в забое Назаровского разреза
Процесс экскавации экскаваторов фрезерного типа осуществ-
ляется за счет вращения широкозахватного рабочего органа роторного или шнекового типа и непрерывного горизонтального перемещения всей машины. Экскаваторы фрезерного типа обеспечивают отработку горного массива средней крепости (до f = 7–8) без предварительной буровзрывной подготовки. Конструктивно-технологические особенности фрезерных машин (табл. 1.10) предопределяют послойную отработку уступов по высоте и полосовую отработку в каждом слое.
Созданием нового типа оборудования в настоящее время занимаются главным образом фирмы «WIRTGEN», «KRUPP» (Германия) и компания «RAHCO» (США).
24
Таблица 1.10. Техническая характеристика машин фрезерного типа |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Машины фирмы |
Машина германо- |
Машина фирмы |
|||
|
Машины фирмы «WIRTGEN» |
российского про- |
«RAHCO» |
|||||||
Показатель |
«KRUPP» |
|||||||||
|
|
|
|
изводства |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
КСМ-2000 |
|
|
|
||
|
2600SM |
3000SM |
3500SM |
4200SM |
КСМ-4000 |
КСМ-2000 |
СМЕ-12 |
|||
Теоретическая произ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
водительность по раз- |
560 |
1 000 |
1 500 |
2 100 |
2 000 |
|
4 000 |
2 000 |
800 т/ч |
|
рыхленной горной мас- |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
се, м3/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная техническая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
производительность по |
390 |
720 |
1 050 |
1 500 |
1 400 |
|
2 800 |
1 400 |
400 т/ч |
|
плотной массе, м3/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ширина захвата (поло- |
2,6 |
3,0 |
3,5 |
4,2 |
5,6 |
|
7,1 |
6,0 |
3,65 |
|
сы), м |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр рабочего ор- |
0,95 |
1,27 |
1,40 |
2,1 |
3,55 |
|
3,85 |
4,50 |
Нет свед. |
|
гана, м |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наибольшая высота от- |
0,25 |
0,40 |
0,47 |
0,60 |
2,50 |
|
2,75 |
3,00 |
0,15 – 4,26 |
|
рабатываемого слоя, м |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мощность привода ра- |
280 |
450 |
550 |
370 |
|
740 |
1 100 |
475 л.с. |
||
бочего органа, кВт |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельная энерговоору- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
женность (при расчет- |
0,72 |
0,39 |
0,43 |
0,37 |
|
0,26 |
0,79 |
|
||
ной производительно- |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
сти), кВт·ч/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет свед. |
|
Скорость хода при рас- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
четной производитель- |
|
10,0 |
|
1,7 |
|
2,4 |
1,3 |
|
||
ности, м/мин |
|
|
|
|
190 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Конструктивнаямасса, т |
65 |
60 |
129 |
155 |
|
380 |
400 |
|
||
25