Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Карьерный экскаватор — самоходная выемочно-погрузочная машина циклического действия для выемки горной массы из массива или навала и погрузки в транспортные средства либо укладки в отвал. По конструкции рабочего оборудования и типу привода выделяют три основных типа.
По ГОСТ 30067-93 обозначение ЭКГ: Э — экскаватор, К — карьерный, Г — гусеничный; цифра — вместимость ковша (м3). Для драглайнов ЭШ: первая цифра — вместимость ковша, вторая — длина стрелы (м).
Канатные ЭКГ — основной тип выемочного оборудования на карьерах. Рабочее оборудование: ковш из стали 110Г13Л, рукоять с реечным напорным механизмом, стрела коробчатого сечения, двуногая стойка. Подъём ковша — канатный. Привод — индивидуальный электрический (3–6,6 кВ) по системе Г—Д или с тиристорным преобразователем.
Гидравлические экскаваторы используют гидроцилиндры для привода стрелы, рукояти и ковша. Могут работать прямой и обратной лопатой. Привод — дизельный (автономный) или электрический.
Гидравлический привод обеспечивает плавное регулирование скорости и усилия. Обратная лопата позволяет копать ниже уровня стоянки, что невозможно для канатных ЭКГ. Гидравлические машины быстрее выполняют цикл и точнее позиционируют ковш при погрузке.
Драглайны — канатные экскаваторы с ковшом на тросе, работающие ниже уровня стоянки. Стрела — решётчатая, длинная. Ходовое устройство — шагающее. Привод — электрический сетевой.
Производительность определяется объёмом горной массы (в целике), разрабатываемой за единицу времени.
Qт = 3600 · q / tц, м3/ч
q — геометрическая ёмкость ковша, м3; tц — паспортное время цикла, с.
Qтехн = 3600 · q · Kнап / (tц · Kраз), м3/ч (в целике)
Kнап — коэффициент наполнения ковша (0,60–1,05); Kраз — коэффициент разрыхления (1,10–1,80); tц — фактическое время цикла, с.
Qэ = Qтехн · Kи · Tсм, м3/смену
Kи — коэффициент использования во времени (0,50–0,85); Tсм — продолжительность смены, ч.
Ки учитывает подготовительные операции, осмотр, смазку, передвижку, ожидание транспорта, мелкие неисправности. При работе в транспорт Kи = 0,55–0,75; в отвал Kи = 0,70–0,85.
tц = tч + tпов.гр + tразг + tпов.пор
tч — черпание (4–8 с); tпов.гр и tпов.пор — повороты; tразг — разгрузка (2–4 с).
При увеличении угла поворота с 90° до 120–150° время цикла возрастает на 15–30%.
Исходные данные: ЭКГ-5А, q = 5,2 м3. Взорванный известняк (средняя кусковатость). Погрузка в самосвал, поворот 120°. Смена 12 ч.
Kнап = 0,85; Kраз = 1,45; tц = 23 × 1,2 = 27,6 с; Kи = 0,65.
1. Техническая производительность:
Qтехн = 3600 × 5,2 × 0,85 / (27,6 × 1,45) = 15 912 / 40,02 = 398 м3/ч
2. Сменная: Qэ = 398 × 0,65 × 12 = 3 104 м3/смену
3. Годовая (300 смен/год): Qгод = 3 104 × 300 = 931 200 м3/год
Категория горной массы. В скальных забоях (f = 8–16 по Протодьяконову) — канатные ЭКГ. В средних и мягких породах (f = 1–6) — гидравлические.
Высота уступа. Оптимально Hу = (0,8–1,0) × Hчер.макс. Для ЭКГ-5А: 8,2–10,3 м.
Транспорт. При работе с самосвалами важна точность позиционирования (гидравлические лучше). Оптимально 3–5 ковшей на кузов.
Объём работ. Более 10 млн м3/год — тяжёлые экскаваторы (15–45 м3). 1–5 млн м3/год — средний класс (5–12 м3).
Технология вскрыши. Бестранспортная (перевалка) — драглайны. Транспортная — мехлопаты или гидравлические.
Число ковшей для загрузки одного самосвала:
nк = Qa / (q · Kнап · γ / Kраз)
Qa — грузоподъёмность самосвала, т; γ — плотность породы в целике, т/м3.
Оптимально nк = 3–5. При nк < 3 велик разброс загрузки. При nк > 7 растёт время погрузки.
Пример: ЭКГ-5А (q = 5,2 м3, Kнап = 0,85, Kраз = 1,45) + самосвал 55 т, γ = 2,6 т/м3:
Масса в ковше: m = 5,2 × 0,85 × 2,6 / 1,45 = 7,93 т. nк = 55 / 7,93 = 6,9 ≈ 7 — верхний предел. Целесообразен самосвал 40–45 т (nк ≈ 5–6).
ЭКГ использует канатно-блочную систему подъёма и реечный напор. Гидравлический — гидроцилиндры для всех движений. Практически: ЭКГ работает только прямой лопатой (выше стоянки), гидравлический — и обратной (ниже стоянки). Гидравлический обеспечивает более высокое усилие и точное позиционирование.
Hу = (0,8–1,0) × Hчер.макс. Для ЭКГ-5А: 8,2–10,3 м. Для скальных взорванных пород высота ограничивается высотой развала. Для мягких пород — не более 1,5 Hчер.макс по условиям безопасности.
Теоретическая рассчитывается при Kнап = Kраз = 1 без потерь времени. Фактически: неполное заполнение ковша (Kнап < 1), разрыхление (Kраз > 1), увеличенное время цикла, потери на передвижку, ожидание транспорта, обслуживание. Эксплуатационная составляет 30–50% от теоретической.
При бестранспортной (перевалочной) вскрыше — прямое перемещение породы в выработанное пространство. Радиус действия 65–100 м позволяет перемещать породу без транспорта. Применяется при небольшой мощности вскрыши и наличии свободного пространства.
Kнап = 0,60–0,75. Крупные куски создают «мосты» в ковше. Время цикла возрастает на 20–40% из-за дополнительных усилий и повторных заходов.
3–5 ковшей. При 2 ковшах недогруз 20% последнего ковша означает 10% недогруза самосвала. При nк > 7 чрезмерно растёт время погрузки, снижая производительность комплекса.
Время поворота — 40–60% цикла. При увеличении с 90° до 180° производительность падает на 25–35%. Оптимально — боковая погрузка с углом 60–90°.
Категория породы (I–V) или коэффициент крепости f по Протодьяконову, объёмная масса γ (т/м3), Kраз, гранулометрический состав взорванной массы (dср), абразивность и обводнённость забоя.
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный и информационно-справочный характер. Материалы не являются проектной документацией и не заменяют горнотехнические расчёты квалифицированных специалистов.
Автор и правообладатель не несут ответственности за последствия использования информации для проектирования горных работ, выбора оборудования или планирования производства. Характеристики моделей могут различаться в зависимости от модификации и комплектации.
1. ГОСТ 30067-93. Экскаваторы одноковшовые универсальные. Общие технические условия.
2. ГОСТ 5765-2018. Экскаваторы карьерные канатные. Общие технические условия.
3. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть 2: Технология и комплексная механизация. — М.: Недра, 1985.
4. Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров. — М.: МГГУ, 2007.
5. Caterpillar Performance Handbook, ed. 49.
6. Komatsu. Mining Excavator PC4000-6 / PC4000-11. Technical Specification.
7. Техническое описание ЭКГ-5А (ТУ 3141-001-02270407-2014).
8. Трубецкой К.Н., Пешков А.А. Основы проектирования горнодобывающих предприятий открытым способом. — М.: АГН, 2000.
9. Справочник. Открытые горные работы / Под ред. К.Н. Трубецкого и др. — М.: Горное бюро, 1994.
10. Hartman H.L., Mutmansky J.M. Introductory Mining Engineering. 2nd ed. — Wiley, 2002.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.