Екскаваторне відвалотування
Планування траси на екскаваторних відвалах здійснюють бульдозерами. Переукладання шляхів ведуть стріловими кранами на рейковому, рідше на гусеничному ходу і тракторними путепереукладачами-планувальниками. За використання останніх бульдозери для планувальних робіт не потрібні.
Екскаваторне відвалоутворення нині широко застосовується як у вугільних, і рудних кар'єрах. Однак при цьому великі капітальні витрати, що зростають у міру впровадження екскаваторів з великою ємністю ковша, обмежені продуктивність відвальних глухих кутів за умов переекскавації породи і зростання потужності відвального обладнання. Ці чинники знижують перспективність відвалоутворення мехлопатами.
Схеми розташування драглайнів
Обсяг шляхоперекладальних та путеремонтних робіт на відвалах може бути значно знижений при використанні драглайнів (рис. 6.4).
Схеми відвалоутворення розрізняються числом залізничних глухих кутів, що обслуговують один екскаватор, місцезнаходженням відвального драглайну та шляхів, способом відсипання відвальних ярусів (нижня, верхня, комбінована) і порядком їх заповнення.
При одному залізничному глухому куті і нижній відсипцішлях і драглайн розташовують на покрівлі відвального уступу, що відсипається відразу на всю висоту. Порода з приймального бункера переміщається вперед по ходу руху екскаватора та під укіс відвалу (рис. 13.6 а). Висота відвального уступу визначається за умовами стійкості. Ширина відвальної західки (і крок переукладання дороги) залежить від установки драглайна щодо шляху.
При верхньому відсипанні драглайномвідвального уступу залізничну колію укладають на земній поверхні або на насипу мінімальної висоти, а екскаватор розміщують на відстані від осі шляху також наповерхні чи покрівлі нижнього подуступа (рис. 13.6, б). Порода переміщається в основний відвальний уступ за екскаватором по ходу руху. Нижній подуступ відсипається з випередженням величину радіуса розвантаження. Допустима висота відвального уступу (м) при цій схемі залежить від висоти розвантаження Hр і діаметра бази d драглайну, безпечної відстані від верхньої брівки нижнього підуступу до драглайної бази d, кутів укосу відвалу Р і приймального бункера а:
Послідовне нижнє і верхнє відсипання драглайном двох ярусів відвалу при прямому та зворотному проході екскаватора (рис. 13.6, в)дозволяє двічі використовувати шлях відвального глухого кута без його перенесення. При цьому зростає приймальна здатність відвального глухого кута і відсутні холости перегони екскаватора. Драглайн розташовується на покрівлі нижнього ярусу відвалу на рівні шляху або вище на підуступі. При відсипанні верхнього ярусу контактна мережа переноситься на протилежний бік колії.
Схема показана на рис. 13.6 г, відрізняючись від вищерозглянутоїодночасною відсипкою обох ярусів, може застосовуватися при заповненні внутрішньої частини кільцевого відвалу і збільшенні його висоти; недолік її - неповне використання площі відвалу. Ширина відвальних західок при комбінованій (верхній та нижній) відсипці визначається за формулою (13.15), висота верхнього ярусу - за формулою (13.17), а висота нижнього ярусу встановлюється за умовами стійкості його укосу.
При обсязі складування порід понад 7 млн. м 3 /рік раціональні двотупикові схеми відвалоутворення з верхньою відсипкою.
Двохтупикова схема з верхнім відсипанням відвалу(рис. 13.6, д) за рахунок збільшення вдвічі провізної здатності відвалу дозволяє збільшити коефіцієнт використання екскаватора в часі до 0,8-0,9. Порода,що розвантажується з кожного шляху у свій приймальний бункер, укладається драглайнером тільки в половину прилеглого відвального насипу; при цьому кут повороту екскаватора не перевищує 90 ° (в середньому він дорівнює 60 °). Після відсипання першої заходки (насипу) драглайн переходить із положення D-I у положення D-II та відсипає другу західку. Зовнішня залізнична колія переноситься на зовнішню сторону заходки (положення II-II на рис. 13.6, д) на відстань 4 С, а на внутрішньому шляху переставляється на інший бік лише контактна мережа (положення I, II). Таким чином, кожна залізнична колія використовується двічі при відсипанні двох відвальних західок. Шляхи при відсипанні першого ярусу укладаються на земній поверхні, а при відсипанні другого ярусу - на насипі.
При двотупиковій схемі з одночасною верхньою і нижньою відсипкоюдраглайном двох підуступів, на які розділяється відвальний уступ (рис. 13.6, е), один шлях укладають на покрівлі відвалу, інший - на земній поверхні. Висота верхнього підуступу за умовами стійкості укосу приймального бункера вбирається у 4—6 м.
При роздільному складуванні різнотипних порід може бути використана комбінована схема з відсипанням першого (нижнього) ярусу мехлопатою і верхньоювідсипкою другого ярусу драглайном при одному транспортному горизонті та незалежних залізничних глухих кутах (рис. 13.6, ж).
Вибір схеми відвалування драглайнами проводиться на основі техніко-економічного порівняння варіантів. Довжина відвального глухого кута змінюється в межах 1-3 км і залежить в першу чергу від висоти відвалу і моделі драглайна. На відвалах застосовують драглайни з ковшем ємністю 4-20 м3.
Ширина відвальної західки для екскаваторів ЕШ-10/70, ЕШ-13/50, ЕШ-15/90 може досягати 90-162 м [37].
Недолікивідвалоутворення драглайнами: обмежена сфера застосування (м'які і досить дрібно підірвані напівскельні та рідше скельні породи), більша, ніж у мехлопат, тривалість робочого циклу і часто менша продуктивність на 1 м 3 ємності ковша, різке зниження продуктивності драглайна взимку в порівнянні з мехлопатою, труднощі роботи при тумані, снігопадах та сильному вітрі, високі вимоги до кваліфікації обслуговуючого персоналу та напруженість роботи, великі капітальні витрати та відносно мале зниження поточних витрат на відвалування навіть при використанні потужних драглайнів з ковшом ємністю 10 м 3 .
Мал. 13.7. Схема верхньої та нижньої відсипок двопідступного абзетцерного відвалу:
Ао.в і Ао.н-ширина відвальної заходки відповідно верхнього та нижнього підуступів; z - ширина призми безпеки; Lо.к-довжина відвальної консолі
При розміщенні у відвалах м'яких розкривних порід використовують також відвальні багатоковшеві екскаватори-абзетцери з роторним або ланцюговим забірним механізмом, консольним стрічковим конвеєром і плануючим пристроєм довжиною 10–12 м. Завдяки можливості повороту відвальної консолі на 180–360° , загальною висотою до 70-90 м-коду.
Сучасні абзетцери - повноповоротні машини з ланцюговим забірним органом та відвальною консоллю, обладнаною стрічковим конвеєром. Перевантаження породи здійснюється через живильники (конвеєрні, дискові та ін.). Хід абзетцерів зазвичай рейковий. Екскавація породи з приймальної канави та відсипання відвалу виробляються під час руху абзетцера вздовж канави зі швидкістю υa. Форма та розмір приймальних канав (табл. 13.1) залежать від місткості думпкарів, параметрів вибійного органу та допустимої величини υa.Довжина приймальної канави дорівнює довжині одного-двох породних складів.
Породу з думпкарів розвантажують у приймальну траншею завдовжки 1–2 складу та глибиною 2–3 м, яку утворює сам абзетцер. При відсипанні відвалів у два яруси екскаватор, приймальну траншею та залізничні колії розміщують на покрівлі нижнього підуступу. Рухаючись уздовж траншеї, абзетцер веде виїмку породи і укладає її поперемінно у нижній та верхній яруси відвалу. У міру заповнення нижнього ярусу його поверхню планують, засипають траншею, після чого путепередвигатель безперервної дії переміщає приймальні та підекскаваторні шляхи у нове положення. Потім знову утворюють траншею, і цикл повторюється.
Ширина відвальної західки залежить від довжини відвальної консолі і становить 40-60 м. Довжина відвального глухого кута зазвичай дорівнює 1-2 км. Продуктивність абзетцерів досягає 8500 м-коду 3 /год. Їх широко застосовують на кар'єрах Німеччини та на низці кар'єрів України. До недоліків цього способу відвалоутворення відносять залежність від кліматичних умов високу трудомісткість будівництва та утримання абзетцерних шляхів.