Вскрытие участка месторождения невозможно без применения выемочных машин – экскаваторов. Экскаватор - самоходная выемочно-погрузочная машина, предназначенная для выемки горной массы из массива или навала, перемещения её на расстояние в пределах радиуса действия и погрузки в транспортное средство или укладки в отвал.
По принципу действия экскаваторы делятся на одноковшовые (механический экскаватор типа «прямая лопата», драглайн и гидравлический экскаватор) и многоковшовые (ротерные и цепные экскаваторы).
МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭКСКАВАТОР ТИПА «ПРЯМАЯ ЛОПАТА»
Данные экскаваторы применяют в предварительно взорванных скальных и полускальных породах. Их используют в ходе выполнения работ по вскрытию месторождения, на добычных и отвальных работах с применением железнодорожного транспорта в последнем случае. Основные конструктивные элементы экскаватора приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Основные конструктивные элементы механического экскаватора: 1 – кабина; 2 – гусеничная цепь; 3 – стрела и напорный механизм; 4 – ковш; 5 – стропы; 6 – роликовый круг; 7 – рукоять. Механические экскаваторы снабжены ковшом и прямой рукоятью, что позволяет производить выемку пород верхним черпанием образуя торцевой забой. Отличительной особенностью механических лопат является их долговечность и надежность, что доказано временем их использования более 10 лет.
На территории России существуют следующие заводы-изготовители «Крастяжмаш», «Ижорский завод» и «Уралмашзавод». Высокое распространение получила модель ЭКГ-5А «Уралмашзавода». Универсальность применения и самый короткий рабочий цикл 23 секунды выделяет данную модель среди всех экскаваторов типа «прямая лопата».
ДРАГЛАЙН
Экскаваторы типа «драглайн» применяют мягких и средней крепости породах или предварительно взорванных. Данные экскаваторы используют при бестранспортной системе разработки на угольных карьерах и при производстве вскрышных работ на россыпных месторождениях.
Гибкая канатная связь позволяет производить разгрузку вскрышных пород на дальние расстояния, что отличает их от гидравлических и механических экскаваторов. Ходовая часть может быть оборудована как парой гусениц, так и опорной базой с парой башмаков – такие экскаваторы называют «шагающими».
На территории России существуют следующие заводы-изготовители «Крастяжмаш», «НКМЗ» и «Уралмашзавод». Наибольшее распространение получили шагающие экскаваторы с небольшим объемом ковша такие как ЭШ-11/70. Большая дальность разгрузки отличает ЭШ-11/70 от других моделей, что в некоторых случаях полностью исключает кратную переэкскавацию пород.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЭКСКАВАТОР
Данный тип экскаваторов применяют на предварительно взорванных скальных и полускальных породах. Экскаватор может иметь обратную и прямую лопату. В первом случае, гидравлический экскаватор располагают на верхней бровке уступа выемка пород производится нижним черпанием и разгрузкой в автосамосвал на подошве уступа. Главной отличие экскаватора данного типа это способность развивать высокие усилия копания при внедрении ковша в породу и возможность поворота ковша при зачерпывании породы и разгрузке. Вместимость ковша гидравлического экскаватора по сравнению с мехлопатами при одинаковой массе машин в 1,8-2 раза выше, расход электроэнергии ниже на 20-30%.
Наибольшее распространение на российских карьерах получили иностранные фирмы-производители гидравлических экскаваторов «Hitachi», «Komatsu», «Caterpillar» и др. На рисунке 3 показаны основные параметры гидравлического экскаватора PC1250-8 фирмы Komatsu и его модификации.