Показатель трудности экскавации разрушенных пород определяется по эмпирической формуле:

где γ=27 Н/дм³ – плотность известняка;

g=9,81 м/с² – ускорение свободного падения;

d_ср=0,45 м – средний размер кусков разрушенной породы;

К_р=1,27 – коэффициент разрыхления породы в развале;

 МПа,

МПа,

 МПа,

МПа,

 МПа,

МПа,

где σ_сж, σ_р, σ_сдв – соответственно пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг;

· ЭШ – экскаватор шагающий. Драглайн применяется на лёгких, средней крепости или взорванных крепких породах, как с нижним так и с верхним черпанием при бестранспортной системе разработки, при работе на отвалах, при переэкскавации горной массы, при погрузке в транспортные сосуды или в бункер, при строительстве карьеров и проходке траншей.

· ЭГ – экскаватор карьерный гидравлический, на гусеничном ходу, прямая лопата.

· ЭГО – экскаватор карьерный гидравлический, на гусеничном ходу, обратная лопата. Обратная лопата применяется на тех же породах, что прямая лопата, при черпании ниже уровня его стояния и погрузке в транспортный сосуд, расположенный на нижележащем уступе или на уровне стояния экскаватора и при проходке траншей.

· ЭКГ – экскаватор электрический, на гусеничном ходу. Прямая карьерная лопата используется на мягких, плотных и разрыхленных (полускальных и скальных) породах, при погрузке пород в отвал и транспортные сосуды, установленные на уровне стояния экскаватора или на вышележащем уступе, а также при проходке траншей и на отвальных работах.

Буквы А, И, М, С, добавленные к названию, обозначают модификации экскаваторов; Ус – экскаватор с удлинённым рабочим оборудованием для погрузки транспорта, расположенного на уровне стояния экскаватора; У – экскаватор с удлиненным рабочим оборудованием для верхней погрузки.

Исходя из способа подготовки горных пород, вида транспорта, годового объёма вскрышных работ, высоты уступа, среднего размера куска, расчёта экскавации и вышесказанного выбираем ЭКГ-20А.

Техническая характеристика ЭКГ-20А:

§ Вместимость ковша – 20м³;

§ Расчётное время цикла – 28 с;

§ Максимальное усилие на подвеске ковша – 1764 кН;

§ Длина стрелы – 17 м;

§ Длина рукояти – 12,6 м;

§ Максимальный радиус копания на уровне стояния 14,2м;

§ Максимальный радиус копания – 23,4 м;

§ Максимальная высота копания – 17м;

§ Максимальный радиус разгрузки – 20,9 м;

§ Максимальная высота разгрузки – 11,5 м;

§ Радиус копания на уровне стояния – 13,5 м;

§ Масса экскаватора с противовесом – 1040 т.

Ширина тупикового забоя:

 м,

м

где, R_к.у=14,2 м – максимальный уровень копания на уровне стояния

h_у=20 м – высота уступа;

α=70° - угол откоса уступа.

Расчет производительности экскаватора

Теоретическая производительность экскаватора ЭКГ-20А в разрыхленной массе определяется по формуле

м³/ч,

 м³/ч,

где Е=20 м³ – вместимость ковша;

Т_ц.т=28 с – теоретическая продолжительность рабочего цикла.

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

м³,

 м³,

где k_н.к=0,85 – коэффициент наполнения ковша;

k_р.к=1,45 – коэффициент разрыхления породы в ковше;

k_з=0,9 – коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций; [9 ,таблица 8.11 ]

Т_ц.р=37,5 с – расчётная производительность рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящая от типа разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке.

Сменная эксплуатационная производительность определяется по формуле

м³,

 м³,

где Т_см=8 ч – продолжительность смены;

k_и.э=0,6 – коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа применяемого оборудования в смежных технологических процессах, организации производства и других факторов.

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

 м³,

 м³,

где n_см=3 и N_д=300 – соответственно число рабочих смен в сутки и число рабочих дней экскаватора в году.

Число экскаваторов

 шт.

шт.

где V_г=30.000.000 м³ – годовой объём вскрышных работ.

При 20%-ном резерве инвентарный парк составит 2 экскаватора, окончательное количество экскаваторов принимаем 9 экскаваторов, т.к. могут быть простои на ремонт и техническое облуживание экскаватора.