Производительность экскаватора – Производительность экскаватора с ковшом 1 м3 в час. Какова производительность экскаватора в час и в смену? Расчет эксплуатационной производительности экскаватора

1.1 Факторы, влияющие на производительность экскаваторов

Производительность – основной показатель работы горного предприятия, он характеризует интенсивность разработки месторождения и зависит от многих факторов. Его определение тесно связано с развитием теории проектирования, техники и совершенствования технологии горных работ.

Сменная эксплуатационная производительность ̶ характеризует производительность машины в течение рабочей смены с учетом использования машины как во времени, так и по загрузке (грузоподъемности). На основании нормы выработки для машины устанавливается производственное задание на сутки, месяц, квартал, год.

К основным факторам, влияющим на производительность экскаватора, относятся следующие:

̶ Трудность разработки горной массы, которая оценивается категорией породы и ее состоянием. При разработке, например, влажной глинистой породы, которая налипает на ковш, уменьшается полезный объем последнего и увеличивается продолжительность цикла из-за более длительной разгрузки ковша. В зимних условиях плохо раздробленный мерзлый грунт также снижает коэффициент наполнения ковша;

̶ технические данные, состояние и надежность экскаватора;

̶ качество забоя, оцениваемое его высотой, условиями подхода транспорта к месту погрузки, освещенностью;

̶ организация работ, зависящая от достаточности транспортных средств, состояния дорог, своевременного снабжения топливом, энергией, запасными частями и т.п.

Производительность экскаваторов определяется количеством кубических метров или тонн горной массы (пустой породы или полезного ископаемого) в целике уступа, которое извлекается в единицу времени (час, смену, сутки и т.д.). При определении годовой производительности экскаватора учитывается общее количество суток в году, которое обычно меньше календарного за счет нерабочих праздничных дней, простоев на планово-предупредительных ремонтах, а также по случаю перехода в новые забои и остановки в связи с неблагоприятными климатическими условиями, что для экскаваторов цикличного действия бывает крайне редко. Различают теоретическую (паспортную), нормативную и эксплуатационную производительности экскаватора.

Теоретическая производительность экскаватора – количество продукции (в тоннах или кубических метрах), которое может быть выработано в единицу времени (обычно за час) при непрерывной его работе. Условия работы берутся предположительно одинаковыми для всех машин, коэффициенты наполнения ковша и разрыхления породы принимаются равными единице. У одноковшовых экскаваторов при расчете теоретической производительности принимаются: одинаковыми угол поворота на выгрузку высота черпания и номинальными скорости рабочих движений и удельные сопротивления породы копанию.

Нормативная производительность – это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машины за единицу времени. По своей сути она соответствует эксплуатационной. Число циклов и в единицу времени (минуту) зависит от конструктивных особенностей экскаватора, грунтовых условий, формы забоя.

Эксплуатационная производительность экскаваторов – это действительный объем горной массы, отработанный экскаватором за определенный период эксплуатации. Она рассчитывается с учетом неизбежных организационных и технологических простоев: потерь времени на приемку смены и осмотр машины, смазку, замену подвижного состава. Эксплуатационная производительность численно меньше технической. Ее величина отражает совершенство организации работы экскаватора и всех обслуживающих его машин.

Эксплуатационная производительность экскаваторов может быть сменной, месячной и годовой (в последних случаях учитываются потери времени на ремонтные осмотры, текущие и капитальные ремонты). В наибольшей мере характеризует организацию работы на данном предприятии (не только по добыче полезного ископаемого, но и по обслуживанию экскаваторов, снабжению их запасными частями) годовая производительность экскаватора.

Так же одним из важных факторов, влияющих на производительность экскаваторов является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при его выемке. Все грунты можно разделить на две группы:

̶ Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;

̶ Несцементированные, выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

̶ Влажность – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц;

̶ Сцепление – сопротивление сдвигу;

̶ Плотность, то есть масса одного кубического метра грунта в естественном состоянии;

̶ Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

Чем плотнее и тяжелее грунт в естественных условиях, тем больше объема он займет в выбранном состоянии. Этот параметр влияет на объемы вывозки грунта после его разработки.

Средняя сменная производительность ВПО (выемочно-погрузочного оборудования) по горной массе и коэффициент использования календарного времени ВПО за 2014г. приведены в таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1

Тип оборудования

Среднесменная производительность ВПО, м3/в смену

Коэффициент использования календарного времени ВПО, %

ЭКГ-8И

1317

80,6

ЭКГ-10

2242

77,5

Из таблицы 1.1.1 видно, что средняя производительность экскаватора ЭКГ-10 намного больше, чем производительность ЭКГ-8И. Это объясняется тем, что ЭКГ-10 является дальнейшим развитием модели ЭКГ-8И и помимо основного ковша емкостью 10м3 (ЭКГ-8И – 8м3) на экскаваторе могут применяться сменные ковши емкостью 12,5 и 16 м3. Из чего можно сделать вывод, что производительность ЭКГ-10 будет больше.

Следует помнить, что фактическое количество запасов мы не знаем и не узнаем никогда. Даже после окончания разработки мы знаем только то количество, которое мы добыли, и не знаем, что потеряли. Так, в Криворожском бассейне одно из железорудных месторождений было «полностью» отработано подземным способом и считалось, что потеряно всего 17 % руды. Но затем на том же месторождении был построен карьер и добыто столько же руды, сколько и из шахты. Аналогичные случаи произошли на месторождениях Кольского полуострова и в Норильске.

В процессе планирования выемочно-погрузочных работ производительность экскаваторно-автомобильного комплекса (ЭАК) карьера рассчитывается на основе горно-геологических характеристик пород в забое, технических характеристик экскаваторов и автосамосвалов, режима работы карьера, нормативной продолжительности рабочих операций, а так же данных о текущем положении горных работ и параметров технологических схем транспортирования. Значения этих факторов носят непостоянный характер, изменяясь во времени и пространстве, поэтому фактическая производительность ЭАК также является величиной непостоянной. Тем не менее на практике, при планировании сменных объемов работ в карьере, процессы выемки, погрузки и транспортирования рассматриваются как детерминированные, т.е. обладающие предопределенным, стабильным результатом. Такой подход зачастую приводит к значительным расхождениям плановой и фактической сменной производительности ЭАК.

В большинстве своем горнотехнические факторы являются параметрами технологических схем ведения работ в карьерах (схема забой – экскаватор – автосамосвал – трасса – пункт разгрузки) и значения их по различным технологическим схемам носят динамический характер. Очевидно, что риск невыполнения сменного плана экскаваторно-автомобильным комплексом будет зависеть от величины риска снижения производительности по каждой модели оборудования на конкретной технологической схеме с учетом возможного снижения производительности в силу плохого технического состояния оборудования. Это значит, что, зная заранее сочетание моделей оборудования в технологических схемах (связка экскаватор – автосамосвал), можно рассчитать ожидаемый уровень риска невыполнения сменных заданий по эти моделям оборудования, а значит, и определить возможную производительность комплекса в целом. Для этого необходимо знать предельно допустимый уровень риска, который можно определить по результатам технико-экономических расчетов в условиях конкретного предприятия, или, согласно рекомендациям А.И. Арсентьева, принять на основании функции опасения, основываясь на психологических аспектах принятия решения. Таким образом, установив допустимый уровень риска, можно управлять производительностью экскаваторно-автомобильного комплекса в процессе планирования и при получении расчетной производительности, соответствующей уровню риска более высокому, чем предельно допустимый показатель, к расчету принимать более низкие значения производительности, соответствующие более низкому уровню риска.

studfiles.net

Расчет производительности экскаваторов

Теоретическая производительность экскаватора в разрыхленной массе определяется по формуле

Пэ.т=60Еn, м3/ч (4.6)

где Е – емкость ковша, м3;

n – число ковшей, разгружаемых в минуту.

Для многоковшовых экскаваторов значение n дается в технической характеристике, а для одноковшовых оно определяется по формуле

(4.7)

где Тц.т – теоретическая продолжительность рабочего цикла, с.

Тогда , м3/ч (4.8)

Теоретическая производительность экскаватора приводится в паспорте, поэтому она также называется паспортной.

Техническая производительность экскаватора – максимальная часовая производительность экскаватора при непрерывной его работе в конкретных горно-геологических условиях. Часовая техническая производительность в плотной массе для многоковшовых экскаваторов определяется по формуле

Пэ.тех=60ЕnКэКз, м3 (4.9)

где Кэ – коэффициент экскавации Кэн.к

р.к Кн.к – коэффициент наполнения ковша; Кр.к – коэффициент разрыхления породы в ковше; Кз – коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций.

где tр – длительность работы экскаватора с одного положения или при одном направлении движения ротора, с; tв – длительность одной передвижки или перемены направления движения ротора, с.

Часовая техническая производительность в плотной массе для одноковшовых экскаваторов определяется по формуле

, м3 (4.10)

где Тц.р – расчетное время рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящее от вида разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке, с.

Тц.р

=tч+tп.р+tп.з+tр, с (4.11)

где tч- время черпания, с; tр – время разгрузки ковша, с; tп.р , tп.з – время поворота соответственно с месту разгрузки и к забою, с.

В наибольшей степени совершенство организации работ характеризует годовая производительность. Сменная эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

Пэ.смэ.техТсмКи.э, м3 (4.12)

где Тсм – продолжительность смены, ч;

Ки.э – коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа

применяемого оборудования в смежных технологических процессах.

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

Пэ.гэ.смNднnдн , м3 (4.13)

где Nдн– число рабочих дней в году;

nсм– число рабочих смен в сутки.

studfiles.net

2.1 Факторы, влияющие на производительность экскаваторов

Производительность – основной показатель работы горного предприятия, он характеризует интенсивность разработки месторождения и зависит от многих факторов. Его определение тесно связано с развитием теории проектирования, техники и совершенствования технологии горных работ.

Производительность экскаваторов определяется количеством кубических метров или тонн горной массы (пустой породы или полезного ископаемого) в целике уступа, которое извлекается в единицу времени (час, смену, сутки и т.д.). При определении годовой производительности экскаватора учитывается общее количество суток в году, которое обычно меньше календарного за счет нерабочих праздничных дней, простоев на планово-предупредительных ремонтах, а также по случаю перехода в новые забои и остановки в связи с неблагоприятными климатическими условиями, что для экскаваторов цикличного действия бывает крайне редко. Различают теоретическую (паспортную), нормативную и эксплуатационную, сменную производительности экскаватора.

К основным факторам, влияющим на производительность экскаватора, относятся следующие:

― Трудность разработки горной массы, которая оценивается категорией породы и ее состоянием. При разработке, например, влажной глинистой породы, которая налипает на ковш, уменьшается полезный объем последнего и увеличивается продолжительность цикла из-за более длительной разгрузки ковша. В зимних условиях плохо раздробленный мерзлый грунт также снижает коэффициент наполнения ковша;

― технические данные, состояние и надежность экскаватора;

― качество забоя, оцениваемое его высотой, условиями подхода транспорта к месту погрузки, освещенностью;

― организация работ, зависящая от достаточности транспортных средств, состояния дорог, своевременного снабжения топливом, энергией, запасными частями и т.п.

Теоретическая производительность экскаватора – количество продукции (в тоннах или кубических метрах), которое может быть выработано в единицу времени (обычно за час) при непрерывной его работе. Условия работы берутся предположительно одинаковыми для всех машин, коэффициенты наполнения ковша и разрыхления породы принимаются равными единице. У одноковшовых экскаваторов при расчете теоретической производительности принимаются: одинаковыми угол поворота на выгрузку высота черпания и номинальными скорости рабочих движений и удельные сопротивления породы копанию.

Нормативная производительность – это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машины за единицу времени. По своей сути она соответствует эксплуатационной. Число циклов и в единицу времени (минуту) зависит от конструктивных особенностей экскаватора, грунтовых условий, формы забоя.

Эксплуатационная производительность экскаваторов – это действительный объем горной массы, отработанный экскаватором за определенный период эксплуатации. Она рассчитывается с учетом неизбежных организационных и технологических простоев: потерь времени на приемку смены и осмотр машины, смазку, замену подвижного состава. Эксплуатационная производительность численно меньше технической. Ее величина отражает совершенство организации работы экскаватора и всех обслуживающих его машин.

Эксплуатационная производительность экскаваторов может быть сменной, месячной и годовой (в последних случаях учитываются потери времени на ремонтные осмотры, текущие и капитальные ремонты). В наибольшей мере характеризует организацию работы на данном предприятии (не только по добыче полезного ископаемого, но и по обслуживанию экскаваторов, снабжению их запасными частями) годовая производительность экскаватора.

Сменная эксплуатационная производительность ̶ характеризует производительность машины в течение рабочей смены с учетом использования машины как во времени, так и по загрузке (грузоподъемности). На основании нормы выработки для машины устанавливается производственное задание на сутки, месяц, квартал, год.

Так же одним из важных факторов, влияющих на производительность экскаваторов является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при его выемке. Все грунты можно разделить на две группы:

― Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;

― Несцементированные, выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

Влажность – все количество воды, содержащееся в порах горных пород и почв в естественном их залегании.  Влажность грунтов принято определять высушиванием их образцов до постоянного веса при температуре 105—107°С. Эта величина температуры физически необоснована, но она предусмотрена стандартом и поэтому результаты, получаемые в различных организациях, оказываются между собой сопоставимыми. Влажность, выраженную по отношению к весу сухой породы, называют абсолютной влажностью породы, а влажность, выраженную по отношению к объему пор, — относительной влажностью породы. Относительная влажность характеризует степень заполнения пор водой, и поэтому ее также называют степенью насыщенности породы, коэффициентом насыщения или коэффициентом влажности. Естественная влажность является очень важной характеристикой физического состояния породы, определяющей ее прочность и другие свойства при использовании в инженерных целях.

Для характеристики физического состояния породы знание одной абсолютной влажности недостаточно; необходимо еще знать степень заполнения пор водой. Для этого и определяют относительную влажность (коэффициент влажности) грунта по формуле:

W = mвлаги/ mгрунта

 где W − это влажность грунта, mвлаги − это масса влаги, mгрунта − это масса сухого грунта.

Сцепление – прочностная характеристика, определяемая как сопротивление структурных связей нескальных грунтов любому перемещению связываемых ими частиц. За нормативное значение удельного сцепления грунта принимают величину прямолинейной зависимости сопротивления срезу от давления, рассчитанное методом наименьших квадратов. Обозначается сn или просто с, измеряется в кПа (кгс/см2). Определяется по формуле:

c = τ – р tg(φ),

где τ – сопротивление сдвигу, р – вертикальное давление, tg(φ) – коэффициент внутреннего трения.

Величина зависит от структурной прочности просадочного грунта (песчаные и пылевато-глинистые почвы), его вида, степени влажности и в некоторой мере от плотности.

Плотность,  масса единицы объёма грунта с естественной влажностью и природным (ненарушенным) сложением. Величина плотности грунта зависит от минерального состава, влажности и характера сложения (пористости) грунтов. С увеличением содержания тяжёлых минералов она увеличивается, а при увеличении содержания органических веществ уменьшается. С увеличением влажности плотность возрастает; максимальной при данной пористости она будет в случае полного заполнения пор водой. С увеличением пористости плотность грунта уменьшается.

Плотность частиц грунта ρs представляет собой отношение массы твердой части сухого грунта ms (исключая массу воды в его порах) к его объему V:

ρs = ms / V

Обычно в качестве единицы измерения плотности частиц грунта применяют следующие единицы: кг/м3, г/см3, т/м3 и т.д.

Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. По этой причине различают объем грунта в естественном и разрыхленном состоянии. Увеличение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для различных грунтов и называется первоначальным разрыхлениемСо временем этот разрыхленный грунт под воздействием нагрузки от вышележащих слоев, под влиянием атмосферных осадков или механического воздействия постепенно уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки. Степень разрыхления грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлениемВеличины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления

Чем плотнее и тяжелее грунт в естественных условиях, тем больше объема он займет в выбранном состоянии. Этот параметр влияет на объемы вывозки грунта после его разработки.

studfiles.net

Производительность одноковшовых экскаваторов.

Различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность.

Теоретическая производительность является некоторым условным измерителем и служит для сравнения экскаваторов разных моделей. Ее определяют при следующих расчетных условиях: захват ковшом расчетного по крепости грунта (а не данного), объем которого в плотном теле равен вместимости ковша; работа с поворотом на угол 900; выгрузка грунта в отвал при высоте забоя (для прямой лопаты), равной высоте размещения напорного вала над уровнем стоянки экскаватора.

Теоретическую производительность определяют по формуле:

; (5.42)

где q – вместимость ковша; tц – продолжительность рабочего цикла.

В расчете общей продолжительности рабочего цикла учитывают совмещение операций везде, где это приводит к снижению этого параметра. С учетом этого положения продолжительность рабочего цикла определяется четырьмя интервалами: подъем ковша с поворотом рукояти для отделения от массива и захвата грунта (копания) – tкоп; поворот платформы при заполненном ковше и установка ее в направлении разгрузки ковша – tп.г.; удержание ковша над местом разгрузки – tраз.; возвратный поворот и установка платформы экскаватора в направлении последующего копания с одновременным опусканием ковша – tп.п.

Тогда продолжительность рабочего цикла определяется по формуле:

;. (5.43)

Продолжительность рабочего цикла проверяют хронометрированием при проведении заводских и приемочных испытаний новых моделей экскаваторов. Фактическая продолжительность циклов экскаваторов строительной группы в зависимости от вместимости ковша, вида оборудования, категории грунта, условий работы колеблется от 13- 40 с.

Техническая производительность характеризует наибольшую работоспособность экскаватора в условиях данного грунта, забоя и способа его разработки.

Техническую производительность определяют по формуле:

; (5.44)

где кн и кр– соответственно коэффициенты наполнения и разрыхления грунта, принимаемые по опытным данным.

Эксплуатационной производительностью учитываются не только условия данного грунта, забоя и способа разработки, но и все условия производства земляных работ.

В реальных условиях производства земляных работ, кроме названных технологических операций, в отдельных случаях необходимо выполнять дополнительные операции.

Например, при разработке липких грунтов необходимо встряхивать ковш для его опорожнения. Если высота забоя настолько мала, что за один проход ковш заполняется только частично, приходится производить повторное копание. При интенсивном глыбообразовании приходится убирать глыбы с подошвы забоя. Дополнительные операции увеличивают время рабочего цикла и снижают производительность экскаватора.

В процессе экскавации приходится выполнять операции, не входящие в технологический (рабочий) цикл, во время которых разработка грунта прекращается. К таким операциям относятся смена транспортных машин для погрузки грунта экскаватором, собственные передвижки экскаватора на новую стоянку по мере выработки забоя, сдача и прием экскаватора машинистом начале и конце смены.

С учетом затрат времени внецикловые операции эксплуатационная производительность может быть определена по формуле:

; (5.45)

где кв – коэффициент использования экскаватора во времени.

Повышению производительности экскаватора способствует увеличение объема грунта, разрабатываемого за каждый цикл экскаватора, и уменьшение длительности этого цикла.

Для увеличения объема грунта, разрабатываемого за один рабочий цикл, следует добиваться возможно большего заполнения ковша. В случаях применения экскаваторов на разработке грунтов менее крепких (Ι и ΙΙ категорий) и в более благоприятных технологичеких условиях можно использовать сменные ковши большей вместимости и меньшей массы, увеличивая в некоторых случаях рабочие размеры экскаватора.

Улучшая конструкцию режущей части ковша, можно снизить энергоемкость резания грунта. Тот же результат достигается своевременной заменой износившегося и затупленного режущего инструмента на ковшах (зубьев, ножей, козырька). Совершенствование формы ковша способствует уменьшению сопротивления призмы волочения и увеличению объема грунта, захватываемого ковшом (особенно в драглайнах). Применение средств защиты от налипания грунта (цепные днища и стенки, обогрев, вибрация, электороосмос, специальные покрытия и др.) может в условиях разработки липких грунтов увеличить объем грунта, выдаваемого за один рабочий цикл, и сократить простои для очистки ковша.

Существенное значение для повышения производительности имеет определение оптимальных размеров и типов забоя, использование опыта передовых машинистов по установке в забое и перемещению экскаватора и транспортных машин, по последовательности разработки грунта в забое, по способу заполнения ковша и совмещению операций рабочего цикла.

Значительное сокращение затрат времени на внецикловые операции возможно путем установки под погрузку в забое сразу двух – автомобилей-самосвалов, сокращения числа перегонов экскаватора, выбора рационального пути его рабочих передвижек, сокращения времени на передачу–прием экскаватора в начале и конце смены, организации бесперебойного технического обслуживания машин.

Средством повышения производительности одноковшовых экскаваторов может быть автоматизация процесса управления или на основе использования микропроцессоров и лазерных информационно-измерительных систем. Применение средств автоматизации позволяет повысить точность и качество выполняемых работ, снизить трудозатраты и численность обслуживающего персонала.

Наибольшую эффективность использования экскаваторов с лазерными системами дает применение бортовых компьютеров. В этом случае в память компьютера вносятся все необходимые данные, такие как геометрические размеры котлована, углы откосов, вместимость ковша, угол поворота, высота подъема ковша, отклонение ковша от заданных отметок, угловое положение ковша относительно планируемой поверхности (при выполнении планировочных работ) и др. Тогда во время работы в компьютер автоматически поступают сигналы с фотоприемника, а затем на исполнительные устройства для «моментальной» корректировки выполняемого процесса по отрывке траншеи, котлована или планировке поверхности.

 

 


Похожие статьи:

poznayka.org

2.1 Факторы, влияющие на производительность экскаваторов

Производительность – основной показатель работы горного предприятия, он характеризует интенсивность разработки месторождения и зависит от многих факторов. Его определение тесно связано с развитием теории проектирования, техники и совершенствования технологии горных работ.

Производительность экскаваторов определяется количеством кубических метров или тонн горной массы (пустой породы или полезного ископаемого) в целике уступа, которое извлекается в единицу времени (час, смену, сутки и т.д.). При определении годовой производительности экскаватора учитывается общее количество суток в году, которое обычно меньше календарного за счет нерабочих праздничных дней, простоев на планово-предупредительных ремонтах, а также по случаю перехода в новые забои и остановки в связи с неблагоприятными климатическими условиями, что для экскаваторов цикличного действия бывает крайне редко. Различают теоретическую (паспортную), нормативную и эксплуатационную, сменную производительности экскаватора.

К основным факторам, влияющим на производительность экскаватора, относятся следующие:

― Трудность разработки горной массы, которая оценивается категорией породы и ее состоянием. При разработке, например, влажной глинистой породы, которая налипает на ковш, уменьшается полезный объем последнего и увеличивается продолжительность цикла из-за более длительной разгрузки ковша. В зимних условиях плохо раздробленный мерзлый грунт также снижает коэффициент наполнения ковша;

― технические данные, состояние и надежность экскаватора;

― качество забоя, оцениваемое его высотой, условиями подхода транспорта к месту погрузки, освещенностью;

― организация работ, зависящая от достаточности транспортных средств, состояния дорог, своевременного снабжения топливом, энергией, запасными частями и т.п.

Теоретическая производительность экскаватора – количество продукции (в тоннах или кубических метрах), которое может быть выработано в единицу времени (обычно за час) при непрерывной его работе. Условия работы берутся предположительно одинаковыми для всех машин, коэффициенты наполнения ковша и разрыхления породы принимаются равными единице. У одноковшовых экскаваторов при расчете теоретической производительности принимаются: одинаковыми угол поворота на выгрузку высота черпания и номинальными скорости рабочих движений и удельные сопротивления породы копанию.

Нормативная производительность – это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машины за единицу времени. По своей сути она соответствует эксплуатационной. Число циклов и в единицу времени (минуту) зависит от конструктивных особенностей экскаватора, грунтовых условий, формы забоя.

Эксплуатационная производительность экскаваторов – это действительный объем горной массы, отработанный экскаватором за определенный период эксплуатации. Она рассчитывается с учетом неизбежных организационных и технологических простоев: потерь времени на приемку смены и осмотр машины, смазку, замену подвижного состава. Эксплуатационная производительность численно меньше технической. Ее величина отражает совершенство организации работы экскаватора и всех обслуживающих его машин.

Эксплуатационная производительность экскаваторов может быть сменной, месячной и годовой (в последних случаях учитываются потери времени на ремонтные осмотры, текущие и капитальные ремонты). В наибольшей мере характеризует организацию работы на данном предприятии (не только по добыче полезного ископаемого, но и по обслуживанию экскаваторов, снабжению их запасными частями) годовая производительность экскаватора.

Сменная эксплуатационная производительность ̶ характеризует производительность машины в течение рабочей смены с учетом использования машины как во времени, так и по загрузке (грузоподъемности). На основании нормы выработки для машины устанавливается производственное задание на сутки, месяц, квартал, год.

Так же одним из важных факторов, влияющих на производительность экскаваторов является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при его выемке. Все грунты можно разделить на две группы:

― Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;

― Несцементированные, выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

Влажность – все количество воды, содержащееся в порах горных пород и почв в естественном их залегании.  Влажность грунтов принято определять высушиванием их образцов до постоянного веса при температуре 105—107°С. Эта величина температуры физически необоснована, но она предусмотрена стандартом и поэтому результаты, получаемые в различных организациях, оказываются между собой сопоставимыми. Влажность, выраженную по отношению к весу сухой породы, называют абсолютной влажностью породы, а влажность, выраженную по отношению к объему пор, — относительной влажностью породы. Относительная влажность характеризует степень заполнения пор водой, и поэтому ее также называют степенью насыщенности породы, коэффициентом насыщения или коэффициентом влажности. Естественная влажность является очень важной характеристикой физического состояния породы, определяющей ее прочность и другие свойства при использовании в инженерных целях.

Для характеристики физического состояния породы знание одной абсолютной влажности недостаточно; необходимо еще знать степень заполнения пор водой. Для этого и определяют относительную влажность (коэффициент влажности) грунта по формуле:

W = mвлаги/ mгрунта

 где W − это влажность грунта, mвлаги − это масса влаги, mгрунта − это масса сухого грунта.

Сцепление – прочностная характеристика, определяемая как сопротивление структурных связей нескальных грунтов любому перемещению связываемых ими частиц. За нормативное значение удельного сцепления грунта принимают величину прямолинейной зависимости сопротивления срезу от давления, рассчитанное методом наименьших квадратов. Обозначается сn или просто с, измеряется в кПа (кгс/см2). Определяется по формуле:

c = τ – р tg(φ),

где τ – сопротивление сдвигу, р – вертикальное давление, tg(φ) – коэффициент внутреннего трения.

Величина зависит от структурной прочности просадочного грунта (песчаные и пылевато-глинистые почвы), его вида, степени влажности и в некоторой мере от плотности.

Плотность,  масса единицы объёма грунта с естественной влажностью и природным (ненарушенным) сложением. Величина плотности грунта зависит от минерального состава, влажности и характера сложения (пористости) грунтов. С увеличением содержания тяжёлых минералов она увеличивается, а при увеличении содержания органических веществ уменьшается. С увеличением влажности плотность возрастает; максимальной при данной пористости она будет в случае полного заполнения пор водой. С увеличением пористости плотность грунта уменьшается.

Плотность частиц грунта ρs представляет собой отношение массы твердой части сухого грунта ms (исключая массу воды в его порах) к его объему V:

ρs = ms / V

Обычно в качестве единицы измерения плотности частиц грунта применяют следующие единицы: кг/м3, г/см3, т/м3 и т.д.

Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. По этой причине различают объем грунта в естественном и разрыхленном состоянии. Увеличение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для различных грунтов и называется первоначальным разрыхлениемСо временем этот разрыхленный грунт под воздействием нагрузки от вышележащих слоев, под влиянием атмосферных осадков или механического воздействия постепенно уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки. Степень разрыхления грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлениемВеличины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления

Чем плотнее и тяжелее грунт в естественных условиях, тем больше объема он займет в выбранном состоянии. Этот параметр влияет на объемы вывозки грунта после его разработки.

studfiles.net

2.1 Факторы, влияющие на производительность экскаваторов

Производительность – основной показатель работы горного предприятия, он характеризует интенсивность разработки месторождения и зависит от многих факторов. Его определение тесно связано с развитием теории проектирования, техники и совершенствования технологии горных работ.

Производительность экскаваторов определяется количеством кубических метров или тонн горной массы (пустой породы или полезного ископаемого) в целике уступа, которое извлекается в единицу времени (час, смену, сутки и т.д.). При определении годовой производительности экскаватора учитывается общее количество суток в году, которое обычно меньше календарного за счет нерабочих праздничных дней, простоев на планово-предупредительных ремонтах, а также по случаю перехода в новые забои и остановки в связи с неблагоприятными климатическими условиями, что для экскаваторов цикличного действия бывает крайне редко. Различают теоретическую (паспортную), нормативную и эксплуатационную, сменную производительности экскаватора.

К основным факторам, влияющим на производительность экскаватора, относятся следующие:

― Трудность разработки горной массы, которая оценивается категорией породы и ее состоянием. При разработке, например, влажной глинистой породы, которая налипает на ковш, уменьшается полезный объем последнего и увеличивается продолжительность цикла из-за более длительной разгрузки ковша. В зимних условиях плохо раздробленный мерзлый грунт также снижает коэффициент наполнения ковша;

― технические данные, состояние и надежность экскаватора;

― качество забоя, оцениваемое его высотой, условиями подхода транспорта к месту погрузки, освещенностью;

― организация работ, зависящая от достаточности транспортных средств, состояния дорог, своевременного снабжения топливом, энергией, запасными частями и т.п.

Теоретическая производительность экскаватора – количество продукции (в тоннах или кубических метрах), которое может быть выработано в единицу времени (обычно за час) при непрерывной его работе. Условия работы берутся предположительно одинаковыми для всех машин, коэффициенты наполнения ковша и разрыхления породы принимаются равными единице. У одноковшовых экскаваторов при расчете теоретической производительности принимаются: одинаковыми угол поворота на выгрузку высота черпания и номинальными скорости рабочих движений и удельные сопротивления породы копанию.

Нормативная производительность – это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машины за единицу времени. По своей сути она соответствует эксплуатационной. Число циклов и в единицу времени (минуту) зависит от конструктивных особенностей экскаватора, грунтовых условий, формы забоя.

Эксплуатационная производительность экскаваторов – это действительный объем горной массы, отработанный экскаватором за определенный период эксплуатации. Она рассчитывается с учетом неизбежных организационных и технологических простоев: потерь времени на приемку смены и осмотр машины, смазку, замену подвижного состава. Эксплуатационная производительность численно меньше технической. Ее величина отражает совершенство организации работы экскаватора и всех обслуживающих его машин.

Эксплуатационная производительность экскаваторов может быть сменной, месячной и годовой (в последних случаях учитываются потери времени на ремонтные осмотры, текущие и капитальные ремонты). В наибольшей мере характеризует организацию работы на данном предприятии (не только по добыче полезного ископаемого, но и по обслуживанию экскаваторов, снабжению их запасными частями) годовая производительность экскаватора.

Сменная эксплуатационная производительность ̶ характеризует производительность машины в течение рабочей смены с учетом использования машины как во времени, так и по загрузке (грузоподъемности). На основании нормы выработки для машины устанавливается производственное задание на сутки, месяц, квартал, год.

Так же одним из важных факторов, влияющих на производительность экскаваторов является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при его выемке. Все грунты можно разделить на две группы:

― Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;

― Несцементированные, выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

Влажность – все количество воды, содержащееся в порах горных пород и почв в естественном их залегании.  Влажность грунтов принято определять высушиванием их образцов до постоянного веса при температуре 105—107°С. Эта величина температуры физически необоснована, но она предусмотрена стандартом и поэтому результаты, получаемые в различных организациях, оказываются между собой сопоставимыми. Влажность, выраженную по отношению к весу сухой породы, называют абсолютной влажностью породы, а влажность, выраженную по отношению к объему пор, — относительной влажностью породы. Относительная влажность характеризует степень заполнения пор водой, и поэтому ее также называют степенью насыщенности породы, коэффициентом насыщения или коэффициентом влажности. Естественная влажность является очень важной характеристикой физического состояния породы, определяющей ее прочность и другие свойства при использовании в инженерных целях.

Для характеристики физического состояния породы знание одной абсолютной влажности недостаточно; необходимо еще знать степень заполнения пор водой. Для этого и определяют относительную влажность (коэффициент влажности) грунта по формуле:

W = mвлаги/ mгрунта

 где W − это влажность грунта, mвлаги − это масса влаги, mгрунта − это масса сухого грунта.

Сцепление – прочностная характеристика, определяемая как сопротивление структурных связей нескальных грунтов любому перемещению связываемых ими частиц. За нормативное значение удельного сцепления грунта принимают величину прямолинейной зависимости сопротивления срезу от давления, рассчитанное методом наименьших квадратов. Обозначается сn или просто с, измеряется в кПа (кгс/см2). Определяется по формуле:

c = τ – р tg(φ),

где τ – сопротивление сдвигу, р – вертикальное давление, tg(φ) – коэффициент внутреннего трения.

Величина зависит от структурной прочности просадочного грунта (песчаные и пылевато-глинистые почвы), его вида, степени влажности и в некоторой мере от плотности.

Плотность,  масса единицы объёма грунта с естественной влажностью и природным (ненарушенным) сложением. Величина плотности грунта зависит от минерального состава, влажности и характера сложения (пористости) грунтов. С увеличением содержания тяжёлых минералов она увеличивается, а при увеличении содержания органических веществ уменьшается. С увеличением влажности плотность возрастает; максимальной при данной пористости она будет в случае полного заполнения пор водой. С увеличением пористости плотность грунта уменьшается.

Плотность частиц грунта ρs представляет собой отношение массы твердой части сухого грунта ms (исключая массу воды в его порах) к его объему V:

ρs = ms / V

Обычно в качестве единицы измерения плотности частиц грунта применяют следующие единицы: кг/м3, г/см3, т/м3 и т.д.

Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. По этой причине различают объем грунта в естественном и разрыхленном состоянии. Увеличение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для различных грунтов и называется первоначальным разрыхлениемСо временем этот разрыхленный грунт под воздействием нагрузки от вышележащих слоев, под влиянием атмосферных осадков или механического воздействия постепенно уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки. Степень разрыхления грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлениемВеличины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления

Чем плотнее и тяжелее грунт в естественных условиях, тем больше объема он займет в выбранном состоянии. Этот параметр влияет на объемы вывозки грунта после его разработки.

studfiles.net

Производительность экскаваторов

В последние годы на многих карьерах России создалась тревожная обстановка, связанная с невыполнением проектных решений, нарушением правил эксплуатации и законов формирования рабочей зоны карьера. Это объясняется, как и объективными экономическими условиями, так и недостаточно грамотным руководством горными работами. Характерная особенность работы горного инженера связана с необходимостью принимать решения в условиях неопределенности большинства важных исходных данных.

Ковдорский горно-обогатительный комбинат является, многопрофильным и перспективным предприятием Ковдорского района. Ковдорский ГОК ведет Комплексную добычу и переработку апатит-бадделеит-магнетитового минерального сырья. Производство железорудного концентрата, апатитового концентрата, бадделеитового концентрата.

Разработка железорудных месторождений открытым способом ведется с применением, главным образом, отечественной техники. Буровое оборудование представлено почти исключительно отечественными буровыми станками. Экскаваторный парк укомплектован экскаваторами российского производства, которые в настоящее время эксплуатируются на Ковдорском ГОКе.

Современный Ковдорский ГОК ̶ это высокоэффективное с точки зрения комплексности отработки месторождений предприятие, оснащённое современной техникой и оборудованием, где трудится коллектив, численностью почти 6000 человек. По итогам 2002 года комбинат достиг рекордных показателей работы за предыдущее десятилетие: 3828 тыс. тонн железорудного и 1754 тыс. тонн апатитового концентратов.

Ковдорский горно-обогатительный комбинат входит в число 200 ведущих предприятий и в восьмерку крупнейших ГОКов России, второй по величине производитель апатитового концентрата в России, крупный производитель железорудного концентрата, единственный в мире производитель бадделеитового концентрата .

Объемы работ, выполняемых горно-транспортным оборудованием на железорудных карьерах, его количество и производительность в различные периоды времени приведены в таблице 1.1. Для сравнения здесь же представлены показатели оборудования, эксплуатируемого на 8 крупнейших ГОКах: Лебединском, Михайловском, Стойленском, Качканарском, Костомукшском, Оленегорском, Ковдорском, Коршуновском.

Таблица 1.1 Экскаваторная погрузка горной массы

 Показатель

2005г.

2009 г.

 2011 г.

 2013 г.

 Объем работ, млн м3

 344,0/298,0

 246,0/221,0

 265,7/234,6

 298,3/277,0

 Годовая производительность экскаватора, тыс. м3

 896/1090

 670/872

  752,3/916,9

 872,5/1082,51

 число экскаваторов

 384/274

 367/254

 353,2/255,3

 341,9/255,9

 Вместимость ковша экскаватора, м3

 6,9/7,7

 7,2/8,1

 7,4/8,3

 7,6/8,5

Анализируя данные приведенные в таблице 1.1, можно заметить снижение объемов работ, выполняемых горно-транспортным оборудованием. Годовая производительность экскаватора снижается в период с 2005 по 2009 г., но в 2013 году наблюдается заметное увеличение. Вместимость ковша очевидно увеличивается, это можно объяснить внедрением на карьерах более современных экскаваторов.

В карьерах рудника «Железный» по данным на 2014 год в качестве выемочно-погрузочного оборудования применяются экскаваторы ЭКГ-8И, ЭКГ-10И и ЭКГ-12А (таблица 1.2).

Таблица 1.2

Марка (вместимость ковша, м3)

Количество, шт

2011 год

2012 год

2013 год

2014 год

Экскаватор ЭКГ-8И (8)

9

9

8

6

Экскаватор ЭКГ-10И (10)

5

5

5

4

Экскаватор ЭКГ-12А (12)

-

-

1

2

Экскаватор – наиболее распространенный вид землеройной техники, предназначенный для разработки и погрузки грунта, планировки откосов. Широкий ассортимент навесного оборудования (ковш, гидромолот, др.) позволяет использовать экскаваторы также для выполнения демонтажных и других специальных операций.Классификацию экскаваторов можно проводить по различным признакам, но самым часто используемым является деление по типу шасси на гусеничные и колесные. Именно гусеничные экскаваторы составляют абсолютное большинство в массе представленных на рынке моделей этого вида техники.Гусеница (гусеничная лента) – это специальная лента, соединенная из отдельных звеньев – траков. Выступы, расположенные на внутренней стороне гусеницы, предназначены для взаимодействия с ведущими колесами. Зазубрены на внешней стороне обеспечивают сцепление с грунтом.

Экскаваторы − погрузчики, или погрузчики с обратной лопатой - машины, совмещающие в себе функции сразу двух типов техники ̶ экскаватора и погрузчика. Их основное предназначение – выполнение сравнительно небольших объемов земляных и погрузочных работ в сочетании с необходимостью частых перемещений между рабочими площадками. Благодаря своей многофункциональности экскаваторы-погрузчики находят широкое применение в строительстве и коммунальном хозяйстве. С помощью переднего оборудования экскаваторы-погрузчики осуществляют погрузочно-разгрузочные работы с грунтом, который добывают ковшом обратная лопата. Также погрузочным оборудованием можно выполнять планировку поверхностей, засыпку траншей, другие операции с грунтом выше уровня стоянки машины.

Рассмотрим экскаваторы, конкретно используемые на Ковдорском ГОКе:

Экскаватор ЭКГ-8И ̶ электрическая полноповоротная лопата на гусеничном ходу, изначально предназначенная для разработки карьеров (рисунок 1). Экскаватор состоит из поворотной платформы, оборудованной ходовой тележкой, и рабочего оборудования: стрелы и рукояти с ковшом. Емкость основного ковша ̶ 8 м3. Основной ковш предназначен для тяжелых грунтов. Область применения экскаваторов – открытые горные работы в чёрной и цветной металлургии, в угольной промышленности, промышленности строительных материалов, а также на крупных промышленных и гидротехнических строительствах при температурах окружающего воздуха в пределах от плюс 40 до минус 40 С.

Рисунок 1 ̶ Экскаватор ЭКГ-8И.

Экскаватор ЭКГ-10И предназначены для разработки и погрузки в транспортные средства полезных ископаемых и пород вскрыши на открытых горных разработках, для отвалообразования, а также для погрузочных работ на складах (рисунок 2). Экскаватор ЭКГ-10И является дальнейшим развитием модели экскаватора ЭКГ-8И, выпуск которого начат с 1987 г на Ижорском машиностроительном заводе. Помимо основного ковша емкостью 10 м3 на экскаваторе могут быть применены сменные ковши емкостью 8, 12,5 и 16 м3. Стрела шарнирно-сочлененная из двух секций длиной 13,8 м, разгруженная от кручения, с однобалочной рукоятью длиной 11,1 м. Рабочее оборудование оснащено канатным напором. Экскаватор оборудован современной электронной системой управления на основе преобразователей, обеспечивающих независимое бесступенчатое регулирование главных приводов и формирование оптимальных статических и динамических характеристик по схеме «генератор-двигатель».

Система управления снабжена необходимыми блокировками для обеспечения надежной и безопасной работы экскаватора. Блочное исполнение преобразователей облегчает обнаружение неисправностей и их ремонт.

Рисунок 2 – Экскаватор ЭКГ-10И.

studfiles.net