Открытые горные работы

Производительность экскаватора

Техническая и эксплуатационная производительность мехлопаты, драглайна или гидравлического экскаватора: час, смена, сутки, год.

Физический смысл

За один цикл экскаватор вынимает объём породы, равный вместимости ковша с поправкой на его наполнение и разрыхление породы. Число циклов в час определяет техническую производительность, а коэффициент использования во времени переводит её в эксплуатационную: учитывает простои на ожидание транспорта, передвижки и обслуживание.

Формулы

Qт=3600⋅E⋅kнtц⋅kрQ_{\text{т}} = \dfrac{3600 \cdot E \cdot k_{\text{н}}}{t_{\text{ц}} \cdot k_{\text{р}}}
Qэ=Qт⋅kиQ_{\text{э}} = Q_{\text{т}} \cdot k_{\text{и}}
Qсм=Qэ⋅TсмQ_{\text{см}} = Q_{\text{э}} \cdot T_{\text{см}}
Qгод=Qсм⋅nсм⋅NрQ_{\text{год}} = Q_{\text{см}} \cdot n_{\text{см}} \cdot N_{\text{р}}
G=Qэ⋅ρG = Q_{\text{э}} \cdot \rho

Исходные данные

ВеличинаЕд.По умолчанию
Вместимость ковша, E Геометрическая вместимость ковша экскаватора. Обычно: ЭКГ: 4,6–35 м³; драглайны: 6,5–100 м³ м³ 5
Коэффициент наполнения ковша, kн Отношение объёма разрыхлённой породы в ковше к его вместимости. Обычно: мягкие породы 1,0–1,1; плотные 0,8–1,0; взорванные скальные 0,6–0,9 0,9
Коэффициент разрыхления в ковше, kр Отношение объёма породы в ковше к её объёму в целике. При kр = 1 производительность получается в разрыхлённой массе. Обычно: мягкие породы 1,1–1,3; плотные 1,3–1,4; скальные 1,4–1,6 1,35
Длительность рабочего цикла, tц Время одного цикла: черпание, поворот на разгрузку, разгрузка, возврат в забой. Паспортное значение даётся для угла поворота 90°. Обычно: ЭКГ 23–30 с; драглайны 40–60 с с 23
Коэффициент использования во времени, kи Доля чистого времени работы в смене (учёт подготовительных операций, ожидания транспорта, перерывов). Обычно: автотранспорт 0,7–0,8; ж/д транспорт 0,55–0,75; в отвал 0,8–0,9 0,75
Продолжительность смены, Tсм Длительность рабочей смены. Обычно: 8 или 12 ч ч 12
Число смен в сутки, nсм Количество рабочих смен в сутки. Обычно: 1–3 2
Рабочих дней экскаватора в году, Nр Число дней работы экскаватора в году за вычетом ремонтов, праздников и простоев по климатическим условиям. Обычно: 240–300 сут сут 280
Плотность породы в целике, ρ Плотность разрабатываемой породы в массиве. Обычно: рыхлые 1,6–2,0; скальные 2,4–3,0 т/м³ т/м³ 1,8

Результаты

ВеличинаЕд.В примере
Объём породы в ковше (в целике) E·kн/kр — объём породы за одно черпание в пересчёте на целик. м³ 3,333
Циклов в час Число циклов в час непрерывной работы: 3600/tц. 1/ч 156,522
Техническая производительность, Qт Qт = 3600·E·kн/(tц·kр) — за час непрерывной работы в данном забое. м³/ч 521,739
Эксплуатационная производительность, Qэ Qэ = Qт·kи — с учётом использования времени смены. м³/ч 391,304
Сменная производительность, Qсм Qсм = Qэ·Tсм. м³/смену 4695,652
Суточная производительность, Qсут Qсут = Qсм·nсм. м³/сут 9391,304
Годовая производительность, Qгод Qгод = Qсут·Nр. м³/год 2 629 565,217
Производительность по массе, G G = Qэ·ρ. т/ч 704,348
Пример расчёта со значениями по умолчанию — 5 шагов
Qт=3600⋅5⋅0,923⋅1,35=521,739 м3/чQ_{\text{т}} = \dfrac{3600 \cdot 5 \cdot 0{,}9}{23 \cdot 1{,}35} = 521{,}739\ \text{м}^3/\text{ч}

Техническая производительность: 521,739 м³/ч (156,522 циклов/ч по 3,333 м³)

Qэ=521,739⋅0,75=391,304 м3/чQ_{\text{э}} = 521{,}739 \cdot 0{,}75 = 391{,}304\ \text{м}^3/\text{ч}

Эксплуатационная часовая: 391,304 м³/ч

Qсм=391,304⋅12=4695,652 м3/сменуQ_{\text{см}} = 391{,}304 \cdot 12 = 4695{,}652\ \text{м}^3/\text{смену}

Сменная: 4695,652 м³/смену

Qгод=4695,652⋅2⋅280=2629565,217 м3/годQ_{\text{год}} = 4695{,}652 \cdot 2 \cdot 280 = 2629565{,}217\ \text{м}^3/\text{год}

Суточная: 9391,304 м³/сут; годовая: 2629565,217 м³/год

G=391,304⋅1,8=704,348 т/чG = 391{,}304 \cdot 1{,}8 = 704{,}348\ \text{т}/\text{ч}

По массе: 704,348 т/ч

Допущения

  • Объёмы — в целике (деление на kр). При kр = 1 получится производительность в разрыхлённой массе.
  • Длительность цикла принята постоянной; паспортный цикл соответствует углу поворота 90° и породам средней трудности экскавации.

Куда использовать результат

В приложении после расчёта появится блок «Использовать дальше» — значение подставится само.

Источники

  • Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч. 1. Производственные процессы: учебник для вузов. — М.: Недра, 1985. — 509 с. — Производительность экскаваторов, транспорт, отвалообразование.
  • Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ: учебник для вузов. — 3-е изд. — М.: Изд-во МГИ, 1992. — 463 с. — Расчёт производительности выемочно-погрузочного и транспортного оборудования.
  • Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. — 4-е изд. — М.: Недра, 1982. — 414 с. — Характеристики горного оборудования, справочные коэффициенты.
Esc — закрыть