Применение бульдозеров на карьерах строительных горных пород

Бульдозер — гусеничный или колесный тягач, оборудованный отвалом (лемехом) Он может производить выемку, перемещение и складирование пород. В зависимости от тягового усилия базовых машин бульдозеры подразделяют: на легкие — класс до 60 кН, мощность до 96 кВт; средние — класс от 60 до 150 кН, мощность 103 —154 кВт; тяжелые — класс от 250 до 350 кН, мощность 220—405 кВт; сверхтяжелые — класс 750 кН, мощность более 510 кВт.

По устройству ходовой части различают гусеничные и пневмоколесные бульдозеры. Последние имеют ряд преимуществ — более высокую мобильность, меньшую металлоемкость, простоту конструкции. Бульдозеры с колесными тягачами обеспечивают увеличение производительности в среднем в 2 раза по сравнению с гусеничными. Малая площадь опоры колес, недостаточное сцепление, быстрый износ покрышек при работе в карьерных условиях, меньшая величина преодолеваемых уклонов ограничивают применение этих машин.

Колесные бульдозеры следует использовать при обслуживании участка работ большой протяженности или необходимости ведения работ на различных участках, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. При зачистке подъездов для автотранспорта колесный бульдозер может обслуживать большее количество забоев, чем гусеничный, за счет уменьшения времени на переезды от одного экскаватора к другому. Шины низкого давления позволяют колесному трактору без повреждений пересекать рельсовые пути, кабели, воздуховодные шланги.

По способу установки отвала бульдозеры делятся на неповоротные и поворотные. У неповоротных бульдозеров отвал закреплен постоянно в перпендикулярном положении относительно продольной оси трактора. Изменение угла поперечного перекоса отвала различных моделей бульдозеров может составлять от ±4 до ±15° за счет гидравлического или винтового регулирования.

Управление отвалом может осуществляться канатно-блочным или гидравлическим механизмом (в настоящее время бульдозеры выпускаются только с гидравлическим управлением, так как при этом появляется возможность осуществления более высоких напорных усилий, для создания которых используется не только масса отвала, но и частично масса трактора).

Техническая характеристика гусеничных бульдозеров с неповоротным и поворотным отвалами и колесных бульдозеров приведена соответственно в табл. 3.23, 3.24, 3.25.

На карьерах бульдозеры используются для производства вспомогательных (зачистка кровли пласта, планировка трассы транспортных коммуникаций и рабочих площадок уступов, сооружение насыпей, понижение высот уступов, перемещение готовой продукции на складах и песков в хвостохранилищах и др.), вскрышных и добычных работ.

При незначительной мощности вскрыши, представленной мягкими породами, бульдозеры используются для ведения вскрышных и отвальных работ самостоятельно или в комплексе с драглайнами (рис. 3.22, 3.23).

В ряде случаев бульдозеры могут применяться для погрузки породы в автосамосвалы и на конвейеры. Для этой цели на карьерах необходимо применять передвижные перегружатели (рис. 3.24). Перегружатель устанавливается в середине разрабатываемого блока пород длиной 40—60 м, при этом среднее расстояние транспортирования породы бульдозером составляет 20—30 м, что обеспечивает высокую производительность схемы Благодаря наличию бункера, работа добычных машин в меньшей степени зависит от транспорта, в связи с чем увеличивается коэффициент их использования. Максимальная высота взорванных скальных пород при бульдозерной разработке для обеспечения безопасной работы не должна превышать 5—7 м.

Поэтому взрывание уступов следует производить с максимальным разбросом породы, при котором достигается минимальная высота развала и меньшее расстояние транспортирования породы до погрузочного устройства.

Часовая техническая производительность при разработке и перемещении породы определяется (в м3/ч) по формуле:

где Vп.в = h2olo/2tga — объем призмы волочения, м3 (ho и lo — соответственно высота и длина отвала бульдозера, м; а = 35—60° — угол откоса породы в призме волочения); Kпр — коэффициент пропорциональности, учитывающий изменение производительности бульдозера от влияния уклона разработки и дальности перемещения породы (табл. 3.26); Kр — коэффициент разрыхления породы; tцб — продолжительность рабочего цикла бульдозера, с.

Продолжительность рабочего цикла бульдозера, с

где tн — продолжительность набора породы, с; tгp — время движения бульдозера с грузом, с; tп — время движения бульдозера без груза, с; tв = 50-10 с — продолжительность переключения передач и опускания отвала; Lн и Lп — соответственно расстояние набора и перемещения породы, м; Vн, Vгр, Vп — средняя скорость движения бульдозера соответственно при наборе породы, с грузом и без груза, м/с (табл. 3.27).

Сменная эксплуатационная производительность бульдозера (м3/смену) определяется по выражению

где Тсм — продолжительность смены, ч; n = 0,7-0,8 — коэффициент использования бульдозера во времени в течение смены.

Техническая производительность бульдозера на планировочных работах определяется (м2/ч) по формуле:

где Lпл — длина планируемого участка, м, lo — длина отвала бульдозера, м; в — угол установки отвала (лемеха) бульдозера к его продольной оси, градус: а — ширина перекрытия полосы (a = 0,3-0,5) м, n — число проходов бульдозера по одному месту, Vпд = (0,3-0,7) м/с — средняя скорость движения бульдозера при планировке (обычно на первой передаче); tпов — продолжительность поворотов при каждом проходе бульдозера (tпов = 8-12) с.

Производительность бульдозеров зависит в основном от их мощности, типа разрабатываемых пород и расстояния их перемещения. Работа бульдозеров эффективна при перемещении горной массы на незначительные расстояния (до 80-100 м).

Максимальный поперечный уклон при работе бульдозера не должен превышать 30 %. Бульдозер может преодолевать подъем 15—18 и 35—40 % соответственно с грузом и без груза, а также спуск 45 %.