Экскавация

способы выемки породЭКСКАВАЦИЯ (от лат. excavo — долблю, выдалбливаю * а. excavation; н. Baggern; ф. excavation, terrassement, creusement; и. excavacion) — технологический процесс отделения горной массы (горных пород или полезных ископаемых) от массива или навала, осуществляемый путём внедрения в него исполнительного (рабочего) органа машины, который при этом наполняется экскавируемой породой. Осуществляется экскаваторами, бульдозерами, скреперами, погрузчиками карьерными.

Экскавация применяется при подземной и открытой добыче полезных ископаемых во всех отраслях горнодобывающей промышленности, при производстве земляных работ в строительстве, гидромелиорации, при сооружении каналов и плотин и др. Эффективность экскавации зависит от физико-механических свойств пород, типа применяемой выемочной машины или рабочего органа и технологических параметров забоя. Экскавация мягких и плотных горных пород осуществляется без предварительного рыхления. Процесс протекает равномерно и сопровождается образованием "сливной стружки" при постоянном усилии копания. Массивы полускальных пород чаще подвергают предварительному рыхлению "на встряхивание". Процесс экскавации этих пород характеризуется сколом кусков разнообразной формы по наиболее ослабленным поверхностям; разрушение и отделение кусков от массива происходит с некоторым опережением рабочего органа. Экскавация скальных пород осуществляется только после их предварительного рыхления взрывным способом. Основным показателем, характеризующим процесс экскавации, является удельное сопротивление копанию, на величину которого влияют физико-механические характеристики горных пород (грунтов), тип применяемой землеройной машины, конструкция и параметры рабочего органа и порядок отработки забоя.

Конкретные условия экскавации (свойства пород, конструкция данной модели, способ отработки забоя) оказывают влияние на производительность экскаватора и характеризуются коэффициентом экскавации (Кэ) и коэффициентом забоя. Коэффициент экскавации представляет собой отношение коэффициента наполнения ковша экскаватора к коэффициенту разрыхления породы в ковше. Для одноковшовых экскаваторов Кэ = 0,55-0,8, для роторных Кэ = 0,65-0,9, для цепных Кэ = 0,8-1,35. Фактическое значение Кэ зависит от свойств пород, вместимости ковша, кусковатости взорванной горной массы, способа отработки. При экскавации мягких и плотных горных пород одноковшовыми экскаваторами применяется торцовый забой при сквозной заходке; экскавация роторными экскаваторами производится вертикальными или горизонтальными стружками и комбинированным способом (рис.).

Выбор типа экскавационного оборудования и эффективность его использования зависят от свойств пород, типа месторождения, производительности машин, способа выемки, размеров карьера, климатических условий и других факторов. Для экскавации мягких и плотных пород могут применяться практически все типы экскавационного оборудования. Для экскавации взорванных скальных пород — бульдозеры, погрузчики, одноковшовые экскаваторы, драглайны и погрузочные машины непрерывного действия.

Совершенствование процесса экскавации заключается в применении нетрадиционных способов разрушения горных пород (лазерными установками, термомеханическими и др. комбинированными рабочими органами), более широкого использования при экскавации сил гравитации и др.