SADRŽAJ: 1. Bageri kašikari 1. 1.1. Užetni bageri kašikari 1. 1.2. Osnovni konstruktivni delovi i tipovi užetnih bagera kašikara 1. 1.3. Radni parametri bagera kašikara 5. 1.4. Tehnološke šeme rada i parametri radilišta 6. 1.5. Kapacitet bagera kašikara 26. 1.6. Hidraulični bageri kašikari 27. 2. Bageri dreglajni 36 2.1. Osnovne karakteristike 36 2.2. Osnovni konstruktivni delovi i tipovi bagera dreglajna 36 2.3. Radni parametri bagera dreglajna 38 2.4. Tehnološke šeme rada i parametri radilišta 40 2.5. Kapacitet bagera dreglajna 46 3. Utovarači 47. 3.1. Kapacitet utovarača 58. 4. Buldozeri 60. 4.1. Ripovanje buldozerima 70. 5. Rotorni bageri 74. 5.1. Osnovni delovi rotornog bagera 80. 5.2. Određivanje osnovnih parametara rada 86. 5.3. Kapacitet rotornog bagera 97. 6. Bageri vedričari 99. 6.1. Osnovni delovi i podela bagera vedričara 99. 6.2. Radni parametri bagera vedričara 103. 6.3. Tehnološke šeme rada bagera vedričara 107. 6.4. Kapacitet bagera vedričara 116. 7. Odlagači 118.

7.1. Radni uređaji odlagača 125.

7.2. Tipovi odlagača 127. 7.3. Šeme rada odlagača 129.

1

1. BAGERI KAŠIKARI 1.1. Užetni bageri kašikari Užetni bageri kašikari primenjuju se u različitim rudarsko-tehničkim uslovima i za sve kategorije stena. Mekše stene direktno se kopaju bez prethodnog rastresanja. Osnovni nedostatak bagera kašikara je cikličnost radnog procesa. Na kopanje otpada samo 20 do 30% vremena ciklusa. Čvrste stene se miniraju na rastresanje, a vrlo čvrste na odbacivanje. Prema različitim uslovima primene bageri kašikari se izrađuju sa širokim dijapazonima snaga, težina i kapaciteta. Razlikuju se rudarski bageri za utovar i rudarski bageri za direktno prebacivanje otkrivke.

Bageri za utovar su osnovna i najveća grupa bagera kašikara na površinskim kopovima, sa zapreminama kašika 2 - 50 m3, visinama kopanja 6 - 20 m i primenom na površinskim kopovima različitog kapaciteta (od 1 do 50 mil. m3/god). Služe za kopanje i utovar u transportna sredstva. Bageri za direktno prebacivanje predstavljaju velike bagere kašikare predviđene za prebacivanje otkrivke u beztransportnom sistemu površinske eksploatacije, sa zapreminama kašika od 12 do 135 m i visinama kopanja 10 do 50 m.

Svi rudarski bageri izrađuju se sa električnim pogonom. Samo se izuzetno (na poseban zahtev) izrađuju sa dizel pogonom, i to samo najmanji modeli (zapremine kašike 3 - 4 m3).

1.2. Osnovni konstruktivni delovi i tipovi užetnih bagera kašikara Bageri kašikari imaju sledeće delove:

− Radni uređaj koji obuhvata kašiku, nosač kašike i strelu bagera. − Gornji stroj koji se sastoji iz obrtne platforme (Slika 1.2.) na kojoj se nalazi kabina rukovaoca (1),

motor za obrtanje (2), kompresor za vazduh (3), sistem prenosa (4 i 5), motor za vučno uče (6), sistem motor-generator (7), transformatore (8) i (9) i bubanj za namotavanje užeta (10). Obrtanje platforma je moguće za 360°.

− Donji stroj prima težinu obrtne platforme sa mehanizmima i radnim uređajima preko čeličnih kugli ili valjaka postavljenih na prstenastom ležaju.

− Gusenični uređaj za kretanje preko koga se oslanja donji stroj na tlo sastoji se od rama, na kome su postavljeni noseći i vodeći točkovi, povratni i pogonski zupčasti točak i gusenični lanac.

Na slici 1.1. data je šema gornjeg stroja bagera kašikara firme MARION model 151-M. Danas u svetu postoji niz proizvodača bagera kašikara među kojima su vodeći u SAD i SSSR. U Jugoslaviji fabrika "14. oktobar" iz Kruševca proizvodi univerzalne bagere kašikare malih zapremina kašika. Oznake bagera kašikara imaju slovni i brojni deo. Slovni deo predstavlja namenu bagera ili oznaku proizvođača, a brojni deo zapreminu kašike ili seriju bagera. Poznatije firme koje proizvode bagere kašikare u SAD, koji rade na površinskim kopovima Jugoslavije su MARION (tipovi 191-M, 182-M, 181-M i 204-M), P&H (modeli 1600, 1800, 1900 i 2000) i BUCYRUS ERIE (modeli 375-B, 550-B, 950-B, 1050-B, 1650-B, 1850-B, 3850-B i 150-B). Bageri proizvedeni u SSSR dele se na bagere za utovar (tipovi EKG-2, EKG-3, EKG-5, EKG-9, EKG-12,5 i EKG-20) i bagere za direktno prebacivanje otkrivke (tipovi EVG-4, EVG-5, EVG-6, EVG-15, EVG-30, EVG-35/65, EVG-80/80 i EVG-100/100).

2

Tabela 1. 1. Osnovne radne i tehničke karakteristike bagera kašikara proizvedenih u SAD PH BUCYRUS ERIE MARION

MODEL 1400 1500 1600 1900 2100 110-B

150-B

190-B

280-B 4161 151-

M 182-

M 191-

M Zapremina kašike (m3) 3,2 3,6 4,3 7,2 10,8 3,6 5,0 6,5 9,4 5,0 5,8 7,21 10,8 Nagib strele (o) 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 50 50 Dužina stele (m) 9,6 10,5 10,5 12,0 13,2 10,8 11,3 12,5 13,6 11,4 11,4 13,6 14,1 Dužina nosača kašike (m) 6,3 6,8 6,8 7,8 8,2 6,5 6,9 7,5 8,8 6,3 6,3 8,7 9,0 Radijus istresanja max. (m) 11,7 12,3 12,9 14,7 15,8 12,2 12,9 14,3 15,2 12,9 13,4 15,5 16,4 Visina istresanja max. (m) 6,3 6,8 6,9 8,1 8,5 6,9 7,2 8,4 7,4 6,2 6,7 10,3 10,3 Visina kopanja (m) 9,6 10,2 10,7 12,8 13,2 10,6 11,4 13,0 12,5 9,7 10,9 14,3 15,4 Radijus kopanja max. (m) 13,2 14,3 14,6 17,1 18,0 14,0 15,0 16,4 18,2 15,0 15,5 17,6 18,9 Radijus kopanja na nivou stajanja (m) 7,7 8,5 9,0 9,9 11,7 9,4 10,2 10,6 12,4 10,3 10,2 11,5 12,5

Ukupna instalisana snaga motora (kW) 258 276 331 442 552 184 258 442 515 294 331 442 515

Slika 1.1. Šema gornjeg stroja bagera kašikara firme MARION, model 151-M

Poznati proizvođači bagera kašikara u Nemačkoj je firma DEMAG. Osnovne radne i tehničke karakteristike navedenih bagera prikazane su u Tabelama 1.1, 1.2 i 1.3.

3

Tabela 1. 2. Tehničke karakteristike bagera kašikara proizvedenih u SSSR namenjenih za otkopavanje i utovar na površinskim kopovima

Parametri EKG-2 EKG-3,2 EKG-4,6B EKG-5 EKG-8I EKG-12 EKG-12,5 EKG-6,3 U

EKG-20

Zapremina kašike (m3) 2 3.2 4.6 5.6 8 12 12.5 6.3 20 Dužina stele (m) 8.6 10.3 10.5 11.45 13.3 - 18 31 17 Dužina nosača kašike (m) 6.1 8.6 7.8 9.5 11.4 - 13.5 23 12.2 Radijus kopanja (m) 11.1 13.5 14.4 15.3 18.2 15.4 22.5 35 21.6 Visina kopanja (m) 8.5 9.8 10 11.7 12.5 14.5 15.6 29.2 17.9 Radijus istresanja (m) 9.7 12 12.6 13.3 16.3 14.4 19.9 32.9 19.4 Sila kopanja, kN - 180 205 350 370 - 600 400 900 Snaga motora (kW) 128 250 250 320 520 890 1250 1250 2500 Srednji pritisak na tlo MN/m2 0.14 0.178 0.215 0.23 0.203 0.17 0.195 0.195 0.25 Masa bagera, t 73 140 195 268 370 260 653 670 840 Vreme ciklusa pri uglu obrtanja 90o, s 22.7 23.3 23 25 28 33 32 40 28

Tabela 1. 3. Tehničke karakteristike bagera kašikara za direktno prebacivanje otkrivke

Parametri EKG-2 EKG-3,2 EKG-4,6B Zapremina kašike (m3) 15 35 (40) 90 (100) Dužina stele (m) 36 65 65 Dužina nosača kašike (m) 23.5 37 30.6 Radijus kopanja (m) 40 65 70 Visina kopanja (m) 31 40 50 Radijus istresanja (m) 37.8 62 67 Visina istresanja, m 26 45 36 Brzina podizanja kašike, m/s 1.3 1.58 1.65 Brzina obrtanja platforme, 1/min 1.5 1.65 1.4 Snaga motora ukupna (kW) 1450 2x2500 12600 Brzina kretanja, km/h 0.31 0.20 0.35 Pritisak na tlo MN/m2 0.258 0.35 0.375 Masa bagera, t 1250 3790 10700 Vreme ciklusa pri uglu obrtanja 90o, s 46.6 50.0 56.0

Firma1250 MARlON proizvodi bagere kašikare zapremine kašike od 7 do 35 m3. Na slici 1.2. data je šema bagera kašikara serije 201-M sa zapreminama kašike od 12 do 28 m3. Bager kašikar specijalne konstrukcije Marion SUPERFRONT 204-M s obzirom na način povezivanja strele i nosača kašike, sa snagom motora od 746 kW ostvaruje na kašici silu kopanja od 4 MN, ana nivou stajanja bagera do 2,3 MN na visini kopanja od 19,2 m. Dužina strele ovog bagera iznosi 7,77 m, a nosača kašike 7,36 m. Bager ima sledeće radne parametre: radijus kopanja 21,65 m, radijus istresanja 16,8 m, visina istresanja 18,5 m i radijus kopanja na nivou stajanja 19,2 m. Zapremina kašike kreće se od 15 do 30,6 m3, a masa iznosi 629,5 t. Otvaranje i zatvaranje kašike vrši se pomoću pneumatskih cilindara, kretanje bagera je na hidraulični pogon, a podizanje strele na električni pogon.

4

Slika 1.2. Bager kašikar 201-M firme MARION 1. strela bagera, 2. nosač kašike, 3. užad za podizanje kašike, 4. kašika, 5. i 6. motori za guranje kašike i motori

za kretanje bagera, 7. šarnirna veza nosača kašike i kašike, 8. pumpa za centralno podmazivanje, 9. blok za upravljanje, 10. grupa motor-generator, 11. vitlo, 12. motori za obrtanje bagera, 13. noseči prsten, 14. vešanje

katarke bagera, 15. kabina rukovaoca Firma BUCYRUS ERIE proizvodi pet osnovnih modela bagera kašikara za utovar zapremine kašike od 3 do 40 m3 i šest osnovnih modela sa 18 modifikacija bagera kašikara za direktno prebacivanje otkrivke zapremine kašike od 15 do 107 m3, dužine strele od 28,8 do 63,8 m i radnom masom od 810 do 8480 t. Najveći bager ove firme je model 3850-B sa zapreminom kašike od 107 m3. Firma HARNISCHFEGER CORPORATION (PH) proizvodi sedam osnovnih modela sa zapreminom kašike od 3,5 m3 (model PH-1400) do 40 m3 (model PH-5700) sa radnom masom od 168 do 1492 t i ukupnom snagom motora do 2350 kW. Na slici 1.3. prikazan je bager PH-2300 XP.

Slika 1.3. Bager kašikar PH-2300 XP (zapremine kašike 30 m3)

5

U SSSR se proizvode bageri kašikari za utovar zapremine kašike 2 do 20 m3 sa oznakom EKG (Slika 1.15.). Bageri za direktno prebacivanje (EVG) rade se sa zapreminom kašike od 15 do 70 m3 sa tri osnovna modela: EVG-15/40, EVG-35/65 M i EVG-100/70 sa varijantama zapremine kašike od 10 do 160 m3. Firma MARION proizvodi i šest osnovnih modela sa 21 modifikacijom bagera kašikara za direktno prebacivanje otkrivke sa zapreminama kašike 8 do 138 m3, dužine strele od 31 do 65 m, radnom masom od 750 do 12620 t i ukupnom snagom motora do 15500 kW. 1.3. Radni parametri bagera kašikara Glavni parametri bagera kašikara su dimenzije, masa, radni parametri i karakteristike motora. Radni parametri bagera kašikara su zapremina kašike, radijus i visina kopanja i istresanja (Slika 1.4.).

Slika 1.4. - Šema rada bagera kašikara u bloku i radni parametri

(I- zona kopanja, II - zona utovara) Radijus kopanja Rk je horizontalno rastojanje od obrtne (centralne) osovine bagera do sečiva (zuba) kašike. Maksimalni radijus kopanja Rkmax odgovara maksimalno izvučenom nosaču kašike u horizontalnom položaju. Minimalni radijus kopanja Rkmin odgovara najvećem podvlačenju nosača i kašike prema gusenicama bagera. Kod proračuna širine bloka koristi se tzv. radijus kopanja na nivou stajanja bagera Rkh, koji predstavlja maksimalni radijus na nivou etaže iz uslova trajektiorije koju opisuju zubi kašike bagera pri kopanju. Visina kopanja Hk je vertikaino rastojanje od nivoa stajanja bagera do sečiva (zuba) kašike; maksimalna visina kopanja Hkmax odgovara maksimalno podignutom nosaču kašike. Maksimalna dubina kopanja je vertikalno rastojanje ispod nivoa stajanja bagera (hkmax) do zuba kašike i odgovara maksimalno spuštenom nosaču kašike. Radijus istresanja Ri je horizontalno rastojanje od obrtne (centralne) osovine bagera do osovine kašike. Maksimalni radijus istresanja Rimax odgovara maksimalno ispruženom nosaču kašike u horizontalnom položaju.

6

Visina istresanja Hi je vertikalno rastojanje od nivoa stajanja bagera do donje ivice otvorene kašike; maksimalna visina istresanja Himax odgovara maksimalno podignutom nosaču kašike. Empirijsko određivanje osnovnih karakteristika bagera kašikara dato je u tabeli 1.4.

Tabela 1. 4. Empirijsko određivanje osnovnih parametara bagera kašikara Parametri Oznaka Bager kašikar za utovar Bager kašikar za direktno

prebacivanje otkrivke Masa bagera, t M 0.82 V0.65

Rkmax1.65 (0.4-0.55) V0.65

R1.65kmax

Max. radijus kopanja, m Rkmax 9 V0.5 (1.1-1.13)R Dužina strele, m L 1.43 R0.74

kmax 0.895L Max. visina kopanja, m Hkmax (0.74-0.75) Rkmax 0.85 L Max. radijus istresanja, m Rimax - (1-1.03)L Max. visina istresanja, m Himax - (0.67-0.7)L Snaga motora, kW N 1.3M+28 0.98M+226 Vreme ciklusa (β=90o), s tc 21.94+0.11M 50-15 e-0.00187 M

1.4. Tehnološke šeme rada i parametri radilišta Šeme rada i dimenzije bloka ili useka zavise od radnih parametara begera, vrste transporta i vrste materijala koji se otkopava. Bageri kašikari mogu raditi u bloku u frontu i u useku (Slika 1.5. i 6.).

Slika 1.5. Rad bagera kašikara

a) u useku, b) u bloku i c) ufrontu

Uobičajen je rad bagera kašikara u bloku kada se postiže najbolje kapacitativno iskorišćenje jer ugao okretanja obično ne prelazi 90°, a postavljanje transportnih sredstava za utovar je najpogodnije. Prosečni ugao obrtanja kod frontalnog rada raste na 110-140° što smanjuje kapacitet bagera. Pomeranje transportnih linija je češće pa se rad u frontu koristi retko (selektivno otkopavanje sa kamionskim transportom). Šeme rada i parametri bloka razlikuju se pri radu bagera u mekom materijalu i u čvrstim stenama koje se miniraju. Za rad u mekom materijalu nije neophodno miniranje, potrebna je manja sila kopanja, nema van gabaritnih komada stenske mase i dinamičkih udara na radni organ. U takvim slučajevima se može ostvariti ugao čeone kosine bloka od 65° - 80°.

Visina bloka zavisi od visine kopanja bagera kašikara i zbog sigurnosti ne sme biti veća od maksimalne visine kopanja.

7

Slika 1.6. Tehnološke šeme rada užetnih bagera kašikara u bloku (a, c i f) i u useku (b, d i e)

a. direktno prebacivanje otkrivke u otkopani prostor b. odlaganje pored ivica useka c. utovar iznad nivoa stajanja d. utovar iznad nivoa stajanja pri izradi useka e. utovar na nivou stajanja pri izradi useka f. utovar na nivou stajanja pri radu u bloku u izminiranom materijalu

Rad bagera kašikara u useku sa utovarom u transportna sredstva na nivou stajanja koristi se uglavnom pri izradi useka. Ukoliko se usek izrađuje sa železničkim odvozom masa ili sa transporterima utovar se po pravilu vrši iznad nivoa stajanja na osnovnu ravan (Slika 1.6.), kao i prilikom direktnog odlaganja. Pored prednosti u brzini izrade useka, pri ovakvom načinu utovara smanjuje se kapacitet bagera do 30% zbog povećanja trajanja ciklusa.

Dimenzije useka ili bloka pri utovaru iznad nivoa stajanja zavise od radnih parametara bagera kašikara, visine i radijusa istresanja. U odnosu na maksimalnu visinu istresanja visina useka ili bloka iznosi: H = Himax - ht - e gde je: hi - visina transportnog sredstva, e - sigurnosno rastojanje od dna otvorene kašike bagera do gornje ivice transportnog sredstva. Istovremeno mora biti ispoštovano i ograničenje u odnosu na maksimalni radijus istresanja kada je visina H = (Rimax - Rkh - C) tgα, gde je C - sigurnosno rastojanje od ose transportnog sredstva do gornje ivice bloka ili useka, a α - ugao nagiba bočne kosine. Pri odlaganju masa pored useka javlja se i ograničenje vezano za jednakost jediničnih zapremina masa po trapeznom preseku useka uvećanom za koeficijent rastresitosti i po preseku odložene mase u vidu jednog ili dva trougla u zavisnosti da li se realizuje jednostrano ili dvostrano odlaganje. U normalnim uslovima rada minimalna visina etaže (bloka ili useka) iznosi 2/3 maksimalne visine kopanja i treba da obezbedi potpuno punjenje kašike. Pri otkopavanju mekih materijala za maksimalnu visinu etaže (Hmax) mora biti ispunjen uslov:

8

Hmax ≤ Hkmax Maksimalna visina bloka pri radu sa izminiranim materijalom može biti veća od maksimalne visine kopanja u granicama sigurnosti rada, što se može predstaviti izrazom:

Hmax ≤ 1,5 Hkmax Ukoliko je materijal ravnomerno izminiran ispunjava se uslov: Hmax ≤ (2,5 - 2, 7)Hkmax Tehnološke šeme rada bagera kašikara u bloku prikazane su na slici 1.5 i 1.6. Visina etaže, pri utovaru u kamione u znatnoj meri utiče na efektivnost iskorišćenja osnovne opreme i tehničko-ekonomske pokazatelje površinskog kopa. Visina etaže zavisi u prvom redu od fizičko-mehaničkih osobina stena i dimenzija bagera. U čvrstim stenama koje se miniraju proračun visine etaže može se izračunati prema sledećim izrazima:

- kod jednorednog miniranja

)(sinnksinsinB7,0H

r β−αβα

=

- kod dvorednog miniranja

)(sin)m1(nksinsinB7,0H

r β−α+βα

=

gde je:

B - širina obrušavanja od miniranja, (m); B = 0,8 (Rimax + Rkmax) - C C - rastojanje od donje ivice obrušenja do osovine puta, (m); α i β - uglovi nagiba etaže i obrušenja, (o); kr - koeficijent rastresitosti stene;

n - odnos nožične linije najmanjeg otpora i visine etaže ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −= 7.055.0

HW

m - odnos razmaka između redova i linije najmanjeg otpora (0,75 - 0,85) Za određivanje visine izminirane mase može se koristiti izraz:

WHp13.0ht

==

gde je pt - potrošnja eksploziva na 1 t izminirane mase, (kg). Identičnost formula proizilazi iz zajedničke pretpostavke rešenja zadataka koja se može formulisati na sledeći način: Visina etaže treba da bude takva da se pri njenom miniranju obrazuje obrušenje koje je po širini jednako radnim dimenzijama bagera 0,85 (Ri + Rk). Pri tome je širina bloka u masivu jednaka liniji otpora po dnu etaže i rastojanju između redova minskih bušotina. Proračuni po ovim formulama daju dobre praktične rezultate uz organizovanje bagerovanja za jedan prolaz bagera. Širina bloka bagera kašikara kod kopanja materijala dobijenog sa dva reda bušotina je:

9

A = H n (1 + m), a kod miniranja sa jednim redom bušotina: A = H n, (m).

Pri radu sa kamionskim transportom širina bloka bagera kašikara nije ograničena imajući u vidu mogućnost rada bagera sa više prolaza (Slika 1.6) u bloku ili otkopavanje izminiranog materijala u frontu, odnosno, otkopavanje u poprečnom bloku (Slika 1.7).

Slika 1.7. Šema otkopavanja izminiranog materijala u frontu i poprečnom bloku

Širina bloka bira se iz uslova najmanje cene koštanja kopanja i utovara i uglavnom zavisi od radnih parametara bagera. Širina bloka prema otkopanom prostoru (Slika 1.8.) bira se sa takvim proračunom da ugao βo ne bude veći od 45°.

Slika 1.8. Parametri bloka bagera kašikara u mekanim stenama (bez miniranja)

Širina bloka prema masivu određuje se iz uslova okretanja bagera i slobodnog prostora od najmanje 0,8 m između bagera i bočne kosine etaže. Širina bloka u mekom materijalu u zavisnosti od uglova obrtanja bagera kašikara u stranu masiva (βm) i prema otkopanom prostoru (βo) računa se prema formuli: S = Rkh (sinβm + sinβo), (m) Maksimalna širina bloka bagera kašikara računa se po formuli:

10

S = Rkh +Ri - C, (m),

gde je C - rastojanje od ose transportne komunikacije do donje ivice etaže, (m) Utvrđeno je da je optimalna širina bloka bagera kašikara:

− u mekanim stenama koje se bageruju bez miniranja ili se miniraju ,samo na rastresanje: S = 1,5 Rkh,.

− - u čvrstim stenama koje se miniraju sa obrušenjem: S ≤ (1,5-1,7) Rkh. Širina bloka u čvrstim stenama (s miniranjem na obrušenje) vrlo malo utiče na cenu bagerovanja zbog čega se i računa njena maksimalna vrednost. Prema izabranoj širini bloka i visini etaže konstruišu se šeme položaja bagera u otkopu bez miniranja ili sa miniranjem i utovarom u vagone ili kamione. Širina bloka bagera kašikara sa utovarom u vagone izrazito i neposredno utiče na njegov kapacitet. Smanjena širina bloka (u poređenju sa mogućom po dimenzijama bagera) ima za posledicu smanjeni ugao okretanja bagera od otkopa do istresanja, što smanjuje vreme njegovog ciklusa, pa se povećava kapacitet bagera i smanjuje cena koštanja bagerovanja i m3 otkrivke ili mineraine sirovine. To istovremeno smanjuje i vreme zastoja voza pod utovarom, što takođe ima uticaja na povećanje kapaciteta transportnih sredstava, kao i na smanjenje cene koštanja transporta. Pored nabrojanih prednosti smanjenja širine bloka, pojavljuju se i nedostaci (povećan broj pomeranja koloseka i dr.); što poskupljuje cenu koštanja bagerovanja.

Utvrđeno je da se cena 1 m3 otkrivke malo menja u funkciji promene širine bloka. Zbog toga se kod projektovanja širine bloka u mekim stenama koje se ne miniraju obično usvaja najveća širina bloka po parametrima bagera (S = 1,5 Rkh). Širina bloka za čvrste stene određuje se prema bušačko minerskim radovima, šemi bagerovanja i pomoćnim radovima. Maksimalno rastojanje ose transporta (0T) duž fronta etaže od donje ivice etaže L (Slika 1.9.) određeno je zbirom radijusa kopanja Rkh i istresanja Ri bagera.

Slika 1.9. Šema za proračun maksimalne širine obrušenja od miniranja i širine bloka Miniranje bez demontaže koloseka ili transportera moguće je kada je: B ≤ 0,8 (Rk + Ri) - C , gde je C - sigurnosno rastojanje od donje ivice izminiranog materijala do osovine koloseka ili transportera (C = 2,5 - 3 m). Ako se minirani meterijal otkopava u dva prolaza (Slika 1.9.b) bagera (uz jedno pomeranje trase

11

transporta posle prvog prolaza), dozvoljena je širina obrušenja:

B ≤ 0,8 (Rk + Ri) + S - C (m). U oba slučaja, korak pomeranja trase jednak je širini bloka u masivu, ili za slučaj jednorednog miniranja, liniji najmanjeg otpora po podini. Širina radnih površina na etažama treba da obezbedi smeštaj rudarskih mašina i transportnih komunikacija, energetskih i drugih vodova, pomoćnog transporta i opreme i omogući njihov nesmetan i siguran rad. Minimalna širina radnih površina (Srp) (Slika 1.10.) za rad bagerom kašikarom sastoji se od širine bloka S, širine dela obrušene mase van horizontalne projekcije bloka X, transportnog pojasa duž fronta T, sigurnog rastojanja od obrušenja do transportne komunikacije C i širine berme sigurnosti Z. Ovim veličinama treba dodati i širinu pojasa koji je potreban za prolaz pomoćne mehanizacije (garniture za bušenje, buldozera, itd.):

Slika 1.10. Šema za proračun širine radnih površina na etažama

Srp = S + X + T + C + Z, (m) Širina berme sigurnosti Z određena je u funkciji mogućeg ()brušenja: Z = H (ctgγ + ctgα), (m) gde je:

γ - stabilan ugao etaže (35° - 60o) , α - ugao nagiba kosine etaže u radu (60° - 80o).

Širina od donje ivice kosine bloka prema otkopanom prostoru do donje ivice obrušene mase od miniranja čvrstih stena (Slika 1.11.) zavisi od svojstva stene i načina miniranja, a može se orijentaciono izračunati po formuli:

S1HHk2X ‚r ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

gde je:

kr - koeficijent rastresitosti materijala, H i H' – visina etaže pre i posle miniranja, (m), (H' = W H).

Veličine kr i H dobijaju se eksperimentalno ili se biraju prema analogiji sa sličnim uslovima.

Slika 1.11. Računski profil obrušenja od miniranja

Dužina i konstrukcija fronta radova su u neposrednoj vezi sa otvaranjem površinskog kopa a imaju bitan uticaj na kapacitet površinskog kopa i iskorišćenje opreme.

12

Dužina fronta radova na etaži često je uslovljena prirodnim granicama (reljef, tektonika i sl). Front radova na etaži može se podeliti na jedan ili više bagerskih blokova, zavisno od broja bagera i usvojenog razvoja. Širina radnih površina na etažama pri utovaru u kamione sa korišćenjem celokupne radne površine za transport određuje se po parametrima opreme i miniranju odnosno širini obrušenja (X + S) u čvrstim stenama, ili širini bloka u masivu S u mekim stenama. Širina puta za transport i pojasa za smeštaj, manevrisanje kamiona i prolaz pomoćne opreme kao i širina berme sigurnosti prema otkopanom prostoru Z i masivu C, određuju ukupnu širinu radnih površina koja iznosi: Srp = Z + T + C.

Slika 1.12. Šema za proračun širine radnih površina na etažama u mekim stenama

Na slici 1.13. prikazani su parametri radilišta kada se bager kašikar koristi u čvrstim stenama sa dva prolaza.

Slika 1.13. Parametri radilišta bagera kašikara u čvrstim stenama sa dva prolaza

(sa miniranjem uz obrušenje) Minimalne širine radnih površina za kružno okretanje kamiona iznose u mekanim stenama 20 - 28 m, a u čvrstim stenama 35 - 48 m. Kod miniranja nekoliko etaža zajedno pojavljuju se u kasnijoj podeli minirane mase etaže na kojima se vrši samo bagerovanje i transport i etaže na kojima se vrši i bušenje. Širina površina biće različita na ovim etažama što se pri izvođenju radova mora uzeti u obzir.

Dužina i konstrukcija fronta radova zavisi od geometrijskih dimenzija ležišta, kapaciteta površinskog kopa i drugih rudarsko tehničkih faktora. U opštem slučaju, dužina fronta radova predstavlja sumu dužina pojedinih bagerskih blokova. Dužina fronta i bloka zavise od ekonomskih i organizaciono-tehničkih faktora. U organizaciono-tehničke faktore, na osnovu kojih se računa minimalna dužina bagerskog bloka, spadaju bušačko-minerski radovi i transportni uslovi. Da bi se omogućio nesmetani rad bageru mora se stvarati rezerva miniranog materijala za određeni period.

13

Minimalna dužina bagerskog bloka je:

HS

tQnaL mminh =

gde je: a - broj delova bloka (miniranih i izbušenih) , Q - kapacitet bagera, (m3/smeni), tm - vreme bagerovanja miniranih i izbušenih delova bloka, (dana) n - broj radnih smena.

Minimalna dužina fronta (bloka) na donjoj etaži po transportnim uslovima:

HS

tQnaL mminh =

gde je: i - nagib kamionskog puta, (%), R - maksimalni radijus okretanja kamiona, (m).

U praksi, dužina bagerskog bloka sa kamionskim transportom masa obično je 100-200 m. U zavisnosti od dužine bagerskbg bloka Lb, kapaciteta bloka qp, kapaciteta površinskog kapa A i njegove dužine L, potban broj etaža u radu računa se po formuli:

Lq

LAmb

b=

Kod izbora šeme postavljanja kamiona za utovar i širine bloka, pored vremena ciklusa bagera, uticajan faktor je i vreme zamene kamiona, koje zavisi od šeme prilaza i postavljanja za utovar. Smanjenje ugla okretanja bagera pri utovaru u kamione postiže se smanjenjem širine bloka i odgovarajućom šemom postavljanja kamiona za utovar. Smanjenje ugla okretanja bagera za 30o povećava njegov kapacitet za 15%. Šeme postavljanja kamiona za utovar mogu se objediniti u grupe: paralelno otkopu (Slika 1.14b.), pod uglom prema otkopu (Slika 1.14a.), dvostrano (Slika 1.14c.) i grupno postavljanje (Slika 1.14d.).

Slika 1.14. Šeme postavljanja kamiona za utovar

Izbor šeme postavljanja kamiona za utovar zavisi od mnogih faktora koji se ocenjuju za konkretne uslove. Racionalnost izabrane šeme proverava se po vremenu utovara jedne bagerske kašike i pripadajućem vremenu zamene kamiona:

k

zcbk n

ttt +=

gde je: tk - vreme utovara jedne kašike bagera, tcb - vreme ciklusa bagera kod utovara u kamion,

14

tz - vreme zamene kamiona, nk - broj utovarenih kašika u kamion.

Postavljanje kamiona paralelno otkopu (Slika 1.14b) je najjednostavnije, sigurno i efikasno, a vreme zamene kamiona vrlo malo. Postavljanje kamiona pod uglom prema otkopu (Slika 1.14a.) omogućuje smanjenje ugla okretanja bagera, ali produžava vreme manevrisanja. Vreme zamene kamiona se u poređenju sa prethodnom šemom za 2-3 puta povećava. Šema je efikasna kod širokih blokova, kada se ugao okretanja bagera znatno smanjuje. Uslov za primenu ove šeme je ravna i tvrda radna površina za manevrisanje.

Dvostrano postavljanje kamiona za utovar (Slika 1.14c.) omogućava znatno smanjenje prosečnog ugla okretanja bagera, jer se levi kamion utovara iz levog dela bloka, a desni iz desnog dela bloka. Vreme za manevrisanje kamiona se povećava, ali se zato vreme zamene svodi na minimum.

Nedostatak dvostranog postavljanja je u tome što kamion levo od bagera manevriše po neravnoj površini, a u uslovima većeg negabarita ne može se ni primenjivati. Međutim, ova šema je izuzetno efikasna kod većeg broja kamiona i tvrde i ravne podloge.

Slika 1.15. Bager kašikar EKG-8 I

1. nosač strele, 2. strela, 3. noseća užad, 4. nosači, 5. dvokraki nosači 6. kašika, 7. nosač i koturača za podizanje i spuštanje kašike, 8. sedlasta voica nosača kašike, 9. vitlo, 10. reduktor mehanizma za kretanje,

Grupno postavljanje kamiona za utovar smanjuje vreme njihove zamene iako je vreme manevrisanja i ciklusa bagera najveće. Bager kašikar može vršiti utovar na transportere preko utovarnog bunkera ili pokretne drobilice. Utovarni bunker može biti postavljen iznad transportera koji se postavlja duž celog fronta etaže ili sa krajem na čelu radilišta (Slika 1.17a. i Slika 1.18a.). Takođe se pretovar može vršiti i samohodnim utovarnim bunkerima ili pokretnim drobilicama (Slika 1.17b, Slika 1.18b. i Slika 1.19b.) koji mogu biti u sprezi i sa samohodnim pretovamim transporterom (Slika 1.17c.i Slika 1.19c.).

15

Slika 1.16. - Šeme rada bagera kašikara sa transporterima duž fronta

1. transportna traka, 2. bunker, 3. samohodna drobilica (bunker), 4. samohodni transporter

Slika 1.17. Šeme rada bagera kašikara sa transporterima u čelu radilišta

1. transporter, 2. bunker, 3. samohodni bunker sa konzolnim transporterom, 4. samohodni transporter

Slika 1.18. Šema utovara izminiranog materijala u bunker na čelu radilišta

(a) i u samohodni bunker (b) sa transporterima postavljenim duž fronta sa proračunom širine radilišta 1. bager kašikar, 2. samohodni bunker; 3. etažni transporter

16

Šema površinskog kopa sa kombinacijom rada bagera kašikara sa samohodnom drobilicom i kontinualnim transportom prikazana je na slici 1.28. Ukoliko je transporter postavljen duž fronta etaže sa krajem na radilištu, širina bloka u izminiranoj masi sa utovarom u bunker iznad transportera dobija se iz izraza:

Ai = (sinβo + sinβm) (Rkh + Ri).

Širina bloka bagera kašikara iznosi: A = Ai - Hi ctgβi, (m), gde su Hi i βi visina i ugao izminirane mase. Ako je transporter postavljen duž celog fronta etaže sa utovarom u bunker iznad transportera širina bloka bagera kašikara u izminiranoj masi iznosi: Ai = sin βm (Rkh + Ri) - C , gde je C rastojanje od ose transportera do ivice izminirane mase. Rad sa pokretnim utovarnim bunkerom ili pokretnom drobilicom sa konzolnim pretovarnim transporterom uvećava kapacitet bagera kašikara s obzirom na veću širinu bloka u izminiranoj masi koja se može izračunati iz izraza:

− za transporter postavljen do radilišta:

Ai = (Rkh + Ri+ l) (sin βo + sin βm),

− za transporter postavljen duž celog fronta etaže: Ai = sin βm (Rkh + Ri + l) - C, gde je l - rastojanje od ose pokretnog bunkera ili pokretne drobilice do tačke istresanja (radijus istresanja). Još bolji efekti se postižu ako pokretni bunker ili drobikica rade u sprezi sa samohodnim transporterom. Ukoliko se sa L označi dužina samohodnog transportera širina bloka u izminiranoj masi iznosi:

- za transporter postavljen do radilišta: Ai = (sinβm + sinβo) (Rkh + Ri + I + L), (m),

- za transporter postavljen duž celog fronta etaže: Ai = sinβm (Rkh + Ri + I + L) - C, (m).

Samohodne drobilice koje se koriste uz bagere pri eksploataciji mineralnih sirovina koje se miniraju mogu imati gusenični, šinski ili koračajući mehanizam za kretanje. Gusenične samohodne drobiIice su najrasprostranjenije (Slika 1.24.). Nedostatak tehnološke šeme sa korlšćenjem samo samohodne drobilice koji se manifestuje u čestom pomeranju transportera, kao i potrebi za zaštitom transportera zbog miniranja, uklanja se korišćenjem i samohodnog transportera. Korak pomeranja etažnih transportera treba: da predstavlja širinu izminirane mase. Na Slika 1.18. prikazana je šema rada bagera kašikara u izminiranom materijalu u nekoliko prolaza sa etažnim transporterom postavljenim duž fronta etaže sa ukupnom širinom:

B = Rkh + Ri + l + L - C

17

Slika 1.19. Širina radne površine etaže bagera kašikara uz korišćenje samobodne drobilice i

samohodnog transportera sa etažnim transporterima postavljenim duž fronta etaže 1. bager kašikar, 2. samohodna drobilica, 3. samohodni transporter, 4. etažni transporter

Tehnologija rada bagera kašikara u mekom materijalu sa transporterima zavisi od vremena pomeranja transportera odnosno od vrste pomoćne opreme koja radi sa bagerom (samohodni bunker, samohodni transporter) od čega zavisi da li će bager otkopavati u jednom ili više prolaza. Ukoliko bager kašikar radi u bloku pomeranje transportera se može vršiti posle otkopavanja jednog bloka čija širina (A) iznosi: A = (1,5 - 1,8) Rkh = (sinβo + sinβm) Rkh. Pri ovakvoj šemi rada koristi se samohodni bunker bez konzolnog transportera.

Slika 1.20. Šeme rada, bagera kašikara pri postavljanju transportera duž fronta etaže

18

Otkopavanje dve do tri širine bloka bloka bagera paralelno liniji etažnih transportera vrši se uz korišćenje samohodnog bunkera sa konzolnim transporterom (Slika 1.20b.). Korak pomeranja transportera tada iznosi: BI = Rkh + 0,9 Rimax + I - C, gde je C - sigurnosno rastojanje od ose transportera do donje ivice etaže. Ako bager kašikar radi srpovito oko samohodnog bunkera sa konzolnim transporterom (Slika 1.20c.), korak pomeranja etažnog transportera iznosi:

B2 = 2 (Rkh + 0,9 Rimax), (m) Bager kašikar može vršiti otkopavanje i u bloku poprečno u odnosu na transporter (u pravcu napredovanja fronta) kada radi sa samohodnim bunkerom i samohodnim transporterom (Slika 1.20d.) sa korakom pomeranja transportera: B3 = L + 0,9 Rimax + Rkh - C, (m) Bager, takođe može raditi i sa samohodnim bunkerom sa konzolnim transporterom i samohodnim transporterom kada je korak pomeranja etažnog transportera:

B3 = L +1 + 0,9 Rimax + Rkh - C, (m). ,

Pri postavljanju etažnih transportera u tela radilišta uz srpovit rad bagera kašikara oko bunkera na kraju transportera (Slika 1.21a.) širina bloka je:

Brl = 2 (0,9 Rimax + Rkh), (m),

odnosno oko samohodnog bunkera sa konzolnim transporterom (Slika 1.21b.) kada je korak pomeranja transportera: Br2 = 2 (I + 0,9 Rimax + Rkh),.(m) Korak produžavanja transportera (S) iznosi polovinu koraka pomeranja.

Slika 1.21. Šeme rada bagera kašikara pri postavljanju transportera do čela radilišta

Veza bagera kašikara i drugih diskontinualnih mašina sa transporterima, može se realizovati u zavisnosti od vrste materijala koji se otkopava sa samohodnim bunkerima koji mogu biti sa rešetkama ili samohodnim drobilicarna (Slika 1.23.). Pomenute pretovarne mašine imaju prijemni bunker, odnosno, dozator. Dimenzije gornjeg (a, b) i donjeg dela (c, d) bunkera iznose:

19

a ≥ (1,7-1,8) 3 V ,. b = 2 h ctgϕ + 0,75 B, C ≥ d - (0,65 - 0,75) B, gde je:

V - zapremina kašike bagera, h - visina bunkera, ϕ - ugao nagiba stranica bunkera i B - širina trake transportera.

Slika 1.22. Konstruktivna šema i osnovni radni parametri samohodnog bunkera sa konzolnim transporterom

1. gusenični mehanizam za kretanje, 2. obrtna platforma, 3. prijemni otvor, 4. hranilica, 5. rešetka, 6. nosač strele, 7. konzolni transporter

Slika 1.23. Šeme pretovarnih uređaja za rad bagera kašikara u kombinaciji sa transporterima 1. bunker, 2. hranilica, 3. pretovarni transporter, 4. rešetka, 5., drobilica

20

Ukupna visina pretovatnih uređaja (H), visina bunkera (h) i zapremina bunkera (E) iznose:

H = (0,75-0,8) Hi h = (0,8 Hi - e) - (h1 + h2 + h3) ,

E = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

61 h (a b + (a + c) (b + d) + c d),

gde je: Hi - visina istresanja bagera pri maksimalnom radijusu, e - sigurnosno rastojanje između kašike i bunkera (e = 0,5-0,7 m), h1, h2 i h3 - visina transportera pretovarnog uređaja, visina konstrukcije transportera i vertikalno rastojanje od transportera do izlaznog otvora bunkera. Zapremina bunkera se bira prema zapremini kašike bagera i približno iznosi:

E = (2 - 5) V Prilikom pretovara materijala koji se lako miniraju i materijala kod kojih negabariti ne prelaze 3 do 5%, koriste se samohodni bunkeri sa rešetkama otvora 300 do 350 mm koje mogu biti i vibracione sa kapacitetima do 1000 t/h. Ukoliko procenat negabarita prelazi 5% racionalno je korišćenje samohodnih drobilica. Konstruktivna šema i osnovni radni parametri samohodnog bunkera sa konzolnim transporterom prikazani su na slici 1.22. Osnovni radni parametri samohodnih bunkera sa konzolnim transporterom su:

- Hi - visina istresanja (koja može biti maksimalna i minimalna), - I - dužina bunkera (rastojanje od centra prijemne korpe do ose povratnog bubnja transportera), - H - prijemna visina bunkera (rastojanje od nivoa stajanja do gornje ivice bunkera), - Lmin - minimalna širina prijemnog dela bunkera, - Vmin - minimalna zapremina prijemnog dela bunkera, i - β - ugao obrtanja konzole samohodnog bunkera u odnosu na osu kretanja.

Minimalna zapremina prijemnog dela bunkera određuje se iz izraza:

k

2

kpminb Qn

1nVV +⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −= (m);

gde je: V - zapremina kašike bagera, kp - koeficijent punjenja kašike bagera; n - broj kašika bagera za punjenje na osnovu kojih se računa zapremina bunkera (minimalni broj kašika nmin = 2), Qk - količina materijala koja ostaje u prijemnom delu bunkera.

Pri radu u peščano - šljunčanim materijalima prijemna zapremina bunkera ne treba da bude manja od dve zapremine kašike, a sa čvrstim materijalima ne manja od 2,5 zapremine kašike. Na slici 1.24. je prikazana samohodna drobilica SDA-1000 (SSSR) sa guseničkim mehanizmom za kretanje. Oko 80% svih samohodnih drobilica proizvodi se u Nemačkoj. Krupnoća izdrobljenog materijala iznosi 22 - 60 mm, a u svakom desetom slučaju ona iznosi 150 mm. Poznatiji proizvođači su Krupp, Veserhutte, Hemkenrod, O&K, itd.

21

Slika 1.24. Samobodna drobilica SDA-1000

1. prijemni bunker, 2. kabina rukovaoca, 3. elektrooprema, 4. drobilica, 5. mehanizam za podizanje konzole, 6. konzolni transporter, 7. gusenični mehanizam za kretanje, 8. noseća konstrukcija, 9. hidraulični potporni nosači,

10. horizontalna hranilica, 11. otvor bunkera, 12. ugaona hranilica, 13. transformator, 14. aspiratorski mehanizam, 15. hidrosistem

Na slici 1.25. prikazane su šeme rada samohodnih drobilica firmi Krupp i Veserhutte. Kapaciteti ovih drobilica kreću se od 190 do 1000 t/h. Instalisana snaga se kreće od 200 do 1800 kV, a masa od 600 t. U SSSR se proizvodi serija samohodnih drobilica sa oznakom SDA. Samohodna drobilica SDA - 1000 ima kapacitet od 1000 t/h, masu od 463 t, snagu elektromotora od 520 kW, a kapacitet prijemnog bunkera u radu sa bagerom kašikarom EKG-81 iznosi 19 m3, a pri radu sa EKG-4, 6B iznosi 9 m3. Pri direktnom prebacivanju otkrivke koja se dobija bez miniranja može se koristiti odlagač u kombinaciji sa prijemnim bunkerom ili samohodnim bunkerom sa konzolnim transporterom (Slika 1.26.). Širina radne površine etaže, ukoliko se uz bager koristi bunker montiran na prijemnoj strani odlagača, iznosi:

B01 = 3 Rkh, (m)

Ako se uz bager kašikar postavi samohodni bunker sa konzolnim trarisporterom širina radilišta iznosi:

B02 = 1,5 Rkh + I + 1,5 Rkh + 0,8 Rimax - 0,5 Rkh - c, odnosno,

B02 = 2,5 Rkh + 0,8 Rimax + 1 - c

22

Slika 1.25. Tehnološke šeme rada samohodnih drobilica firmi Krupp i Veserhutte

a) sa poprečnim kretanjem u odnosu na front, b) sa uzdužnim kretanjem duž etaže, c) sa uzdužnim kretanjem i samohodnim transporterom

1. bager kašikar, 2. samohodna drobilica, 3. samohodni transporter 4. transportna traka

Slika 1.26. Šema za proračun širine radne površine etaže pri korišćenju odlagača

Sa kombinacijom samohodni bunker sa konzolnim transporterom, samohodni transporter i odlagač, ukupna širina radne površine etaže iznosi: B03 = 3 Rkh + L + I, (m). Na slici 1.27. prikazana je šema rada bagera kašikara EKG-8 sa samohodnom drobilicom.

Slika 1.27. Šema rada bagera kašikara EKG-8 sa samohodnom drobilicom 1. bager kašikar EKG-8, 2. etažni transporter, 3. prijemni bunker transportera, 4. samohodna drobilica

23

Slika 1.28. Šema površinskog kopa sa kombinacijom diskontinualne i kontinualne tehnologije

1. površinski kop, 2. etažni transporter, 3. builica, 4. samohodna drobilica, 5. bager kašikar, 6. negabariti, 7. mehanički kran, 8. vezni transporter, 9. odlagalište, 10. etažni odlagališni transporter,

11. pretovarni uređaj, 12. odlagač Bagerima kašikarima uspešno se vrši i selektivno otkopavanje (Slika 1.29.).

Slika 1.29. Šeme selektivnog otkopavanja bagerom kašikarom

1', 1", 2', 2" - redosled otkopavanja I, II redosled napredovanja bagera u planu pri eksploataciji blago nagnutih ležišta

24

Selektivni rad užetnih bagera kašikara u velikoj meri usložnjava tehnologiju otkopavanja (Slika 1.29.). Blago nagnuti ili horizontalni slojevi korisne mineralne sirovine nagiba do 5°i debljine preko 2 m otkopavaju se u pojasevima u podetažnom radu bagera sa utovarom ispod nivoa, na nivou i iznad nivoa stajanja. Ukoliko su slojevi debljine 0,5 do 2 m, vrši senagomilavanje materijala buldozerima ili dvo ili višestruko prebacivanje kašikarima (Slika 1.29a i d.) Ukoliko je sloj korisne mineralne sirovine pod nagibom većim od 5o (Slika 1.29g.), otkopavanje se vrši podetažama sa više prolaza bagera. Strma ležišta se selektivno otkopavaju po kontaktu u zavisnosti od geomehaničkih karakteristika, odnosno, dirigovanim miniranjem. Otkopavanje slojeva sa kontra padom može se vršiti izradom useka (Slika 1.29b.). Selektivno otkopavanje mekih strmih ležišta može se vršiti izradom useka po korisnoj sirovini (Slika 1.30a.).

Slika 1.30. Šeme selektivnog otkopavanja izradom useka u mekom (a) i izminiranom materijalu (b)

1', 1", 2', 2" - redosled otkopavanja Na sličan način se otkopavanje može vršiti i u izminiranom materijalu ukoliko je moguće postići minimalno narušavanje strukture masiva (Slika 1.30b.), što se efikasno realizuje kod miniranja na rastresanje i savremenim metodama miniranja sa usporivačima. Selektivno otkopavanje u bloku postiže se radom u pojasevima (Slika 1.31a.), odozgo na dole, a uslovljeno je mogućnošću punjenja kašike bagera. Selektivni rad u mekim stenama sa malom visinom bloka moguće je i sa dirigovanim obrušavanjem proslojaka i sa naizmeničnim međuodlaganjem otkrivke po trontu (Slika 1.31b.).

Slika 1.31. Šeme selektivnog rada u bloku

25

Bageri kašikari, za otkrivku sa zapreminama kašike preko 15 m3, se uglavnom primenjuju za direktno prebacivanje mekih i izminiranih materijala u otkopani prostor (Slika 1.32.). Bageri se postavljaju na krovinu hoqzontalnih i blago nagnutih ležišta korisne mineraine sirovine, a otkopavanje vrše u bloku.

Slika 1.32. Šema dlrektnog prebadvanja olkrlvke u olkopanl prostor bagerima kašikarima

Pri ovakvoj šemi rada bagera kašikara nužno je realizovati uslov da je jedinična zapremina preseka bloka (V) uvećana za koeficijent rastresitosti jednaka jediničnoj zapremini preseka odložene mase (Vo): V Kr = Vo, odnosno A H Kr = Ao Ho – 0.25 A2

o tg β gde su:

A i Ao - širine bloka na otkrivci i odloženoj masi, Ho - visina odložene mase.

Pošto iz uslova realizacije tehnološke šeme preko radijusa istresanja važi:

H kr = (Ri - L- h ctgα - B - 0,25 A) tgβ gde su:

H i h - visina bloka i sloja korisne mineraine sirovine, α i β - uglovi nagiba bočne kosine bloka i odložene mase, L - rastojanje od ose bagera do gornje ivice kosine etaže korisne mineraine sirovine, B - horizontalno rastojanje od donje ivice etaže korisne mineralne sirovine do donje ivice kosine odložene mase.

Približavanjem bagera gornjoj ivici kosine etaže korisne sirovine sa smanjenjem vrednosti (L), uvećava se daljina odbacivanja u otkopani prostor i umanjuje se širina bloka bagera. Pri uvećanju vrednosti (L) postižu se suprotni efekti.

26

1.5. Kapacitet bagera kašikara Kapacitet bagera kašikara zavisi od četiri osnovna faktora: osobina stene, oblika i dimenzija otkopa, konstrukcije bagera i organizacije radova. Razlikuju se teoretski, tehnički i eksploatacioni kapacitet bagera.

Proračun teoretskog kapaciteta bazira se samo na konstruktivnim karakteristikama bagera. Proračunom tehničkog kapaciteta uzimaju se u obzir prva tri faktora, a uključenjem i četvrtog faktora (organizacije radova) dobija se eksploatacioni kapacitet bagera. Teoretski kapacitet odražava samo konstruktivne karakteristike bagera kašikara i računa se po formuli:

Et

3600En60Qct

t == (rm3/h)

gde je: E-nominalna zapremina kašike (predstavlja zapreminu prostora koji zatvara kašika ograničena jednom ravni u visini gornjih ivica kašike tct - teoretsko vreme ciklusa (s) n - konstruktivno-računski broj ciklusa u minuti.

Pošto se bagerska kašika puni rastrešenim stenskim materijalom, to je i teoretski kapacitet izražen u m3 ili rastresenog stenskog materijala (rm3/h). Teoretsko ili nominalno vreme ciklusa daje se uz uputstva o bageru i određeno je računskim putem za visinu otkopa jednaku visini nosača kašike (ne uzimajući u obzir teškoće i vreme prodiranja kašike u stensku masu), uglu okretanja od 90° i istresanju u odlagalište. Teoretski kapacitet je samo osnova za upoređivanje zapremine proizvodnje raznih bagera. Po pravilu, on se u praksi ne može postići.

Tehnički kapacitet, pored konstruktivnih karakteristika bagera, odražava još i uticaj fizičko-mehaničkih osobina stena, oblika i dimenzija bloka i računa se po obrascu:

Ekk

t3600

tt

kk

QQr

p

cc

ct

r

ptth == (čm3/h)

gde je: kp - koeficijent punjenja bagerske kašike, kr - koeficijent rastresitosti stene u bagerskoj kašici,

tc - stvarno vreme trajanja ciklusa u datim uslovima (s). Tehnički kapacitet bagera jednak je eksploatacionom na čas čistog rada i predstavlja polazni u njegovom proračunu, a izražava se u m3/h čvrste stenske mase. Proces bagerovanja kašikarom sastoji se iz četiri osnovne operacije u jednom ciklusu: kopanje i punjenje kašike, prenos zahvaćenog materijala (okretanje) do mesta istresanja, istresanje kašike i povratak (okretanje) od mesta otkopavanja. Pomoćne operacije (izvlačenje i spuštanje kašike pre istresanja, spuštanje i uvlačenje kašike pre početka kopanja i dr.) izvode se istovremeno sa osnovnim, pa za njih nije potrebno dodatno vreme u ciklusu. Prema tome, vreme ciklusa bagerovanja sastoji se iz vremena kopanja tk, vremena okretanja prema istresanju toi i otkopu too i vremena istresanja ti:

tc = tk + toi + too + ti, (s) Znatan uticaj na. kapacitet bagera ima količina negabarita koji se ne otkopavaju ukoliko im prečnik dn prelazi vrednost 0,8 3 E . Na dijagramu na slici 1.33. prikazana je zavisnost kapaciteta bagera zapremine kašike 4 m3 od procenta negabarita. Maksimalna vrednost srednjeg negabarita iznosi 0,7 dn.

27

Slika 1.33. Kriva zavisnosti kapaciteta bagera zapremine 4 m3 od procenta negabarita

Eksploatacioni kapacitet pored nabrojanih faktora od uticaja na tehnički kapacitet odražava još i uticaj organizacije rada bagera, transporta i održavanja u određenom vremenskom periodu, a računa se po formuli:

smvrc

psmvthsm Tk

ktkE3600

TkQq == (čm3;smenu)

gde je:

Tsm - vreme smene, (časova), kv - koeficijent iskorišćenja smenskog vremena:

sm

nzpzsmv T

ttTk

−−=

tpz - vreme planiranih zastoja, Tsm tnz - vreme neplaniranih zastoja, koji se ne mogu izbeći Ponekad se računa i tzv. eksploatacioni kapacitet bagera uz koeficijent časovnog iskorišćenja vremena (kvh).

vhrc

pvhthex k

ktkE3600

kQQ ==

1.6. Hidraulični bageri kašikari Hidraulični bageri kašikari se na svetskom tržištu javljaju u relativno novije vreme. Usvajanje i primena hidraulike u mašinstvu i zamena klasičnih pogonskih i prenosnih sklopova, smatra se i danas progresivnom. Hidraulični bageri kašikari razvili su se iz manjih jedinica hidrauličnih bagera sa obrnutom kašikom. Na slici 1.40. prikazani su delovi osnovne mašine hidrauličnih bagera, a na slici 1.38. delovi radnog organa hidrauličnih bagera kašikara. Uvođenjem jačih pogonskih agregata i savladivanjem tehnike visokih pritisaka omogućena je i proizvodnja sve većih jedinica (do 30 m3). Počeli su se sve češće primenjivati na površinskim kopovima, uglavnom kao pomoćna oprema, a ponekad za selektivno kopanje, kada se prešlo na specijalizovanu proizvodnju isključivo bagera kašikara sa stalnom tendencijom porasta njihove veličine. Danas se već proizvode, a kao glavna oprema za kopanje i utovar sve češće uvode u eksploataciju i hidraulični bageri kašikari koji su po veličini i zapreminama kašike nadmašili užetne bagere kašikare za utovar.

28

Slika 1.34. Izgled i osnovne karakteristike hidrauličnog bagera 1000 CK firme POCLAlN

U svetu postoji veliki broj proizvodača hidrauličnih bagera kašikara i bagera sa obnutom kašikom. U Jugoslaviji ove bagere proizvodi firma 14. Oktobar - Kruševac sa slovnom oznakom BGH i brojnom oznakom koja daje zapreminu kašike bagera u 1itrama (BGH-1000). Poznat je i francuski proizvodač POCLAlN sa nizom modela hidrauličnih bagera. Tako hidraulični bager HC-300 ima zapreminu kašike 2500 - 3200 litara, a bager sa obrnutom kašikom 1000 CK, zapreminu kašike 6,8 m3, srednji kapacitet 710 m3/h, a srednje vreme ciklusa 28 s. Radni parametri i rad bagera 1000 CE prikazani su na slici 1.34. Vodeća svetska firma ORESTElN-KOPPEL iz Nemačke proizvodi niz hidrauličnih bagera sa oznakom RH. Tako model RH-75 ima zapreminu kašike od 10 m3 za lak materijal odnosno 7,6 m3 za teške stene, težinu 129 t, sa radnim parametrima i dimenzijama datim na slici 1.35.

29

Slika 1.35. Hidraulični bager OK RH-75

Najveći bageri firme Demag imaju sledeće tehničke i tehnološke karakteristike (Slika 1.36.)

Slika 1.36. Radni parametri hidrauličnih bagera firme Demag

30

H485 H285 H241 Zapremina kašike (m3) Visinska 35 (26) 24 (26) 21 (14) Dubinska 33 23 23 Masa (t) 540 300 280 Snaga (kW) 1592 1340 1007 Visinski rad: Radijus kopanja (A), m 18,5 15,4 15,4 Visina kopanja (B), m 20,5 15,6 15,5 Visina istresanja (C), m 15,3 12 11 Dubinski rad: Radijus kopanja (A), m 22 18,8 18,8 Visina kopanja (B), m 9,2 8 8 Visina kopanja (C), m 19,8 17 17

Slika 1.37. Dijagrami za proračun kapaciteta hidrauličnih bagera Dijagrami za proračun kapaciteta hidrauličnih bagera kašikara H 485 i H 285 pri radu u materijalu sa zapreminskom masom 1,8 t/m3 i sa koeficijentima punjenja kašike od 100%, 90% i 85% u zavisnosti od vremena ciklusa dati su na slici 1.37. Zapremina kašika za otkrivku iznose 26 i 16 m3.

Slika 1.38. Hidraulični bager kašikar EG-12 (SSSR)

1. strela, 2. nosač kašike, 3. šarnirna veza, 4, 5 i 6. hidrocilindri za pokretanje kašike, podizanje nosača kašike i strele, 7. kašika)

31

Osnovni elementi gornjeg stroja hidrauličnog bagera kašikara Demag H-285 sa dizel i električnim motorom dati su na slici 1.39. a šema bagera H-185 na slici 1.40.

Slika 1.39. Elementi gornjeg stroja hidrauličnog bagera kašikara H-285 sa dizel (a) i električnim (b) motorom

1. dizel, 2. elektro motor, 3. pogon pumpi, 4. hidraulične pumpe, 5 rezervoar za ulje, 6. rezervoar za gorivo, 7. trafo, 8. hladnjak za ulje, 9. pogon za obrtanje, 10. centralnatačka rotacije, 11. kontrolne jedinice, 12. hladnjak

motora, 13. filter za vazduh, 14. kabina rukovaoca.

32

Slika 1.40. Šema hidrauličnog bagera kašikara H 185 Trajektorija kopanja hidrauličnih bagera može biti različita zahvaljujući povezanosti nosača kašike sa strelom bagera kao i dopunskom mehanizmu za obrtanje kašike.

Slika 1.41. Trajektorija kopanja hidrauličnim bagerom

1, 2, 3 – moguća kretanja radnog organa bagera Na taj način se obezbeđuje veće iskorišćenje energije za punjenje kašike u odnosu na užetni bager kašikar čija je moguća trajektorija otkopavanja uvek ista i to odozdo na gore po čeonoj kosini bloka. Karakteristike razvijenih modela hidrauličkih bagera firme O&K su sledeće:

Model Maksimalna radna masa (t)

Zapremina kašike (m3) Zapremina obrnute kašike (m3)

RH 75 C 126 10.5 10 RH 90 C 157 14 14 RH 120 C 219 18 18 RH 200 C 330 18 18 RH 300 520 34 29.1

Takođe je poznati proizvođač hidrauličnih bagera u Nemačkoj firma MANNESMANN DEMAG, čiji bageri nose slovnu oznaku H (modeli H-71, H-241, H-485, itd.). Bager H-485 ima masu od 540 t, zapreminu kašike za ugalj pri zapreminskoj masi od 1,1 t/m3 od 35 m3 i snagu od 1592 kW.

33

Slika 1.42. Šeme i tehnološki parametri hidrauličnih bagera kašikara sa

visinskom (a) i obrnutom (b) kašikom Otkopavanje hidrauličnim bagerima u mekim stenama po pravilu se vrši u horlzontalnim pojasevima (Slika 1.41d.) sa vrha bloka odozgo na dole. U stenama izminiranim na rastresanje otkopavanje se vrši od nivoa stajanja (Slika 1.41b.), sa mogućnošću dopunskog obrušavanja materijala. Pri otkopavanju peskovitih i šljunkovitih materijala može se selektivno vršiti odvajanje krupnih komada (Slika 1.41c.). U dobro izminiranim ili mekim stenama trajektorija otkopavanja hidrauličnim bagerima može biti identična putanji bagera kašikara (Slika 1.41a.). Hidraulični bageri sa obrnutom kašikom predviđeni su za dubinski rad (Slika 1.41e.). Šeme i tehnološki parametri hidrauličnih bagera kašikara dati su na slici 1.42. Primena jednostavnijeg i koncepcijski savršenijeg principa pogona i prenosa kod hidrauličnih bagera rezultat je znatnog smanjenja njihove težine u osnosu na užetne bagere. Težina hidrauličnih bagera manja je za 2,3 puta od težine užetnih bagera iste klase. Ovako znatno smanjenje konstruktivne težine hidrauličnih bagera znači ujedno i manje naprezanje i opterećenje osnovnih sklopova, manje obrtne momente u radu, brži ciklus i manji utrošak energije za pokretanje bagera. Jedan od najopterećenijih delova bagera je noseći prsten ili centralna osovina, na koje se oslanja i oko kojih se obrće gornji stroj u odnosu na donji nepokretni stroj bagera. Smanjenje konstruktivne težine hidrauličnih bagera omogućilo je konstruktorima dimenzionisanje nosećeg prstena ovih bagera na takva opterećenja koja, kao rezultat, omogućavaju ovim bagerima rad na kontinuiranom nagibu znatnih vrednosti. Hidraulični bageri nemaju odvojene motore za pojedinačna kretanja, odnosno, operacije, kao užetni bageri. Umesto pojedinačno dimenzionisanih motora, kao i izvršioci pojedinih operacija javljaju se hidraulični cilindri čiji učinak zavisi samo od dva faktora: pritiska i protoka radnog fluida. Kako je njihov proizvod uvek konstantan i strogo zavisan od snage pogonskog agregata, to upoređenje između užetnih i hidrauličnih bagera ima smisla prema snazi pogonskog agregata.

34

Kvalitativnu razliku, koju je teško kvantitativno izraziti i eventualno uporediti, predstavlja činjenica da hidraulični motor-cilindar može u datom trenutku, npr. pri kopanju, bar teoretski, a vrlo često i praktično koristiti celokupnu snagu pogonskog agregata (punu nominalno vrednost proizvoda pritiska i protoka fluida). Za pojedinu rad operaciju elektromotor može da koristi samo deo dimenzionisane snage što predstavlja bitnu razliku. Isto tako, izmenjena kinematska šema oslanjanja i učvršćivanja radnih elemenata hidrauličnih bagera, kao rezultata direktnog postavljanja pogonskih sklopova (radnih hidrauličnih cilindara), ima za posledicu korišćenje pune efektivne snage pri praktično nezavisnoj trajektoriji radnog elementa. Zahvaljujući tome hidraulični bageri imaju i stvarnu mogućnost kopanja u materijalima sa povećanom čvrstoćom. Kod užetnih bagera postoje samo dve aktivne komponentne sile kopanja, sila dizanja preko užeta i sila guranja nosača kašike, čija rezultanta, osim od njihove veličine - intenziteta, zavisi i od međusobnog položaja. Međusobni položaj i trajektorija kretanja uslovljeni su i zavisni od kinematske šeme koja je u svim slučajevima ista. Tri osnovna modela hidrauličnih bagera japanske firme Hitachi prikazana su ns slici 1.43., a imaju sledeće tehničke karakteristike:

Slika 1.43. Selektivni rad hidrauličnih bagerakašikara

Intenzitet rezultantne sile i trajektorija kretanja kašike hidrauličnog bagera nezavisni su od kinematske šeme i u svakom položaju mogu dostići punu naminalnu vrednost. Mogućnost postizanja skoro proizvoljne trajektorije radnog organa i postizanja nominalne rezultantne sile u svakom položaju kašike omogućavaju hidrauličnim bagerima korišćenje pravaca slojevitosti i strukturnih oslabljenja i iskorišćenja pune efektivne sile pri kopanju, kao i mogućnost selektivnog rada, odnosno kopanja tačno odvojenih materijala.

35

Mogućnost selektivnog kopanja predstavlja veliki napredak u tehnologiji rada bagera kašikara i bagera uopšte. Time su rešeni problemi izdvajanja krovinskih proslojaka korisne iskopine u frontu otkrivke i izdvajanja jalovinskih proslojaka u sloju korisne iskopine koji su predstavljeni onečišćenjima.

Pri radu isključivo sa bagerima kašikarima za delimično selektivni rad mora se primenjivati specijalna tehnologija sa nagurivanjem buldozerima, što uvek komplikuje celokupan tehnološki proces i u frontu otkrivke i u frontu dobijanja korisne iskopine. Osim toga, eksploatacija relativno tankih slojeva uglja, reda veličine 1,5 - 2 m, pa i manje, do pojave hidrauličnih bagera zahtevala je primenu specijalne tehnologije. Primenam hidrauličnih bagera ovakvi slojevi se efikasno i relativno jednostavno otkopavaju (Slika 1.43.).

36

2. BAGERI DREGLAJNI 2.1. Osnovne karakteristike Bageri dreglajni primenjuju se uglavnom za kopanje i prebacivanje u otkopani prostor, a vrlo retko i za utovar mekših i srednje čvrstih stena, kada mogu biti iskorišćene njihove prednosti vezane s dubinom kopanja i velikim radijusom istresanja. Bageri dreglajni proizvode se sa zapreminom kašike do 140 m3 i dužinom strele do 125 m. Sa bagerima dreglajnima zapremine kašike od 4 - 10 m3 može se vršiti utovar mekog materijala u transportna sredstva. Dreglajni sa zapreminom kašike ad 10 - 15 m3 mogu se koristiti za kopanje srednje tvrdih i dobro izminiranih tvrdih materijala. 2.2. Osnovni konstruktivni delovi i tipovi bagera dreglajna U odnosu na bager kašikar, kad bagera dreglajna razlikuje se radni uređaj, koji se sastoji ad kašike obešene preko užadi o strelu bagera. Tako se, detaljnije, radni uređaj (Slika 2.1.) sastoji od kašike(6), užeta za dizanje (3), užeta za vuču (5) i užeta za istresanje (4). Kašika bagera je otvorena sa prednje i gornje strane. Užad je sa kašikom povezana sistemom lanaca. Zadnje bočne stranice kašike povezane su sa dva lanca za dizanje (2) koji su razmaknuti (1) zbog sprečavanja trenja o kašiku. Prednje bočne strane su povezane sa dva lanca za vuču (7). Uže za istresanje povezuje preko kotura uže za vuču, uže za dizanje i gomji prednji kraj kašike. Kretanje kašike vrši se pomoću vučnog užeta i užeta za dizanje i to tako sto se pomoću vučnog užeta vrši otkopavanje dok se pomoću užeta za dizanje reguliše ugao rezanja materijala.

Slika 2.1. Osnovni delovi kašike bagera dreglajna

Bageri dreglajni mogu imati gusenični i koračajući uređaj za kretanje. Dreglajni na gusenicama (Slika 2.3.) imaju strelu i kašiku manjih dimenzija te se na površinskim kopovima koriste za pomoćne radove, a gomji i donji stroj im se ne razlikuje od bagera kašikara. U Evropi se ova vrsta dreglajna sreće samo u grupi univerzalnih bagera. Bageri dreglajni sa koračajućim uređajem za kretanje pored velike zapremine kašike i velikih radijusa kopanja i istresanja imaju i mali pritisak na tlo koji u radu iznosi i ispod 10 N/cm2, a u kretanju oko 20 N/cm2. U svetu proizvodači bagera kašikara proizvode i bagere dreglajne pa su i ovde vodeći SSSR i SAD. Bageri dreglajni proizvedeni u SSSR imaju slovnu oznaku EŠ, a brojni deo označava odnos zapremine kašike i dužine katarke (Tabela 2.1.).

37

Tabela 2.1. Bageri dreglajni proizvedeni u SSSR

Parametri EŠ-4/45 EŠ-8/60 EŠ-15/90 EŠ-25/100 EŠ-80/100 EŠ-125/125 Zapremina kašike (m3) 4 8 15 25; 30 80; 100 126; 160 Dužina stele (m) 5 60 90 100 100 125 Max. radijus kopanja, m 46 57 81 95 97 120 Max. visina istresanja, m 19.5 21 42 46 43 52 Max. radijus istresanja, m 46 57 83 95 97 120 Masa bagera, t 210 540 1400 2500 10300 16000 Pritisak na tlo pri kretanju MN/m2 0.41 0.74 0.9 1 1.8 2.3 Nagib oru kretanju (o) 12 10 7 7 7 7 Trajanje ciklusa pri obrtanju od 135o, s 45 54 60 65 65 65

U radu je šest osnovnih modela i tri modifikacije bagera dreglajna proizvodnje SSSR, sa zapreminom kašike od 5 do 100 m3, dužine strele od 45 do 100 m i mase 2980 do 10800 t. Na slici 2. 2. prikazan je bager dreglajn 100/100. Predviđen je razvoj osam osnovnih modela i 11 modifikacija prema tabeli 2.2.2. Tabela 2.2.2. Razvoj bagera dreglajna proizvedenih u SSSR

Osnovni model Modifikacija Masa (t) EŠ 6/45 M - 300 EŠ 10/70 EŠ 13/50 711 EŠ 15/70 EŠ 20/55 1100 EŠ 20/90 EŠ 30/75 EŠ 16/100 1900 EŠ 40/85 EŠ 60/75 EŠ 45/90 3200 EŠ 65/85 EŠ 75/85 EŠ 55/100 5500-6000 EŠ 90/100 EŠ 100/100 EŠ 100/85 10300-8500 EŠ 120/100 EŠ 160/85 12000

Slika 2.2. Koračajući bager dreglajn EŠ 100/100 Dva najveća i najznačajnija proizvodaa bagera dreglajna u SAD su BYCURUS ERIE sa deset modela i 22 modiifikacije, zapremine kašike od 3.4 do 168 m3 i dužine katarke od 36,4 do 94,3 m i radne mase od 180 do 13600 t (Slika 2.3) i MARlON sa deset modela i 30 modifikacija sa zapreminom kašike od 4.6 do 137m, dužine strele ad 36 do 122 m i masa od 220 do 8400 t. Bager dreglajn firme MARlON model 8950 ima zapreminu kašike 137 m3 i dužinu katarke od 94 m. Pored serije koračajucih bagera firma Marion proizvodi i tri modela guseničnih bagera dreglajna sa zapreminom kašike od 6 do 13 m i radnom masom od 374 do 600 t. Osnovne karakteristike ovih bagera date su u tabeli 2.3. i 2.4.

38

Slika 2.3. Osnovni konstruktivni delovi guseničnog bagera dreglajna 1 - strela, 2 - kašika, 3 - vučno uže, 4 - podižuće uže, 5 - istovarno uže, 6 - gusenični uređaj za kretanje,

7 - obrtno postolje, 8 - kabina rukovaoca Tabela 2.3. Karakteristike serije koračajućih bagera dreglajna firme MARION (SAD)

Model Zapremina kašike (m)

Dužina katarke (m)

Srednja radna masa (t)

Instalisana snaga (kW)

7500 10-17 55-73 636 1104 7620 15-27 61-91 1209 1840 7820 20-35 69-91 1727 2208 8020 31-46 69-99 2568 3680 8050 38-50 76-104 2818 4416 8200 50-57 84-107 3546 5152 8500 42-73 91-114 4091 5888 8750 57-92 91-114 5364 9568 8950 77-138 91-122 7182 13248

Tabela 2.4. Karakteristike serije guseničnih bagera dreglajna firme MARION (SAD)

Model Zapremina kašike (m)

Dužina katarke (m)

Srednja radna masa (t)

Instalisana snaga (kW)

184-M 6-9 36.6-45.7 359-374.3 Dizel 195-M 6-13 39.6-51.8 499-509 662 205-M 7.6-13 45.7-64 591-600 662

2.3. Radni parametri bagera dreglajna Kao i kod bagera kašikara razlikuju se sledeći radni parametri i dimenzije dreglajna (Slika 2.4.):

Slika 2.4. Radni parametri i dimenzije

39

Rk i Ri - radijus kopanja i istresanja zavise ad dužine katarke, ugla nagiba i veličine zamaha kašike, Rkh - radijus kopanja na nivou stajanja bagera, Hk - dubina kopanja koja zavisi od dužine katarke, ugla njenog nagiba, položaja dreglajna u otkopu fizičkih osobina stene, dužine užeta i kvalifikacije bageriste, Hi - visina istresanja koja zavisi od dužine katarke i ugla njenog nagiba, Rb - radijus okretanja zadnjeg dela platforme, Rkmax - maksimalni radijus kopanja sa zabacivanjem kašike, Kkv - visina kopanja iznad nivoa stajanja. Za mnoge modele dreglajna izrađuju se katarke različite dužine, sa kašikama različite zapremine, što omogućava promenu radnih parametara dreglajna (kod američkihdreglajna po pravilu se rade tri dužine katarke i njima odgovarajuće zapremine kašike za svaki model). Kod izbora dužine katarke i radijusa istresanja i kopanja polazi se od uglova okretanja i izabrane šeme kopanja, vodeći računa o tome da je jedno kopanje i istresanje (sa većom kašikom) obično jeftinije od dvostrukog kopanja i istresanja iste količine bagerskom kašikom manje zapremine. Za razliku od bagera kašikara, kod dreglajna nema stroge veze izmedu parametara bagera i otkopa. Parametri otkopa dreglajna u većini slučajeva se određuju na osnovu opšte šeme rudarskih radova i položajima (rasporedom) druge opreme. Za određivanje osnovnih parametara bagera dreglajna prema zavisnostima izmedu mase bagera (M), dužine strele (L), zapremine kašike (V) i maksimalnog radijusa kopanja (Rkmax) može se koristiti Tabela 2.5. Tabela 2.5. Empirljske zavisnosti za određivanje osnovnih parametara bagera dreglajna Parametri Oznaka Vrednosti parametara Masa bagera, t M (0.2-0.22) V0.65R1.65

kmax Max. radijus kopanja, m Rkmax 0.96 L Dužina strele, m L 1.06 Rkmax Max. visina kopanja, m Hkmax (0.5-0.6)L Max. radijus istresanja, m Rimax 0.95 > L Max. visina istresanja, m Himax (0.4-0.42)L Snaga motora, kW N 1.32 VL +0.0039 V2

L Vreme ciklusa (ω=90o), s tc 60-22.9 e-0.00154 M

Kao i kod bagera kašikara, bagerima dreglajnima se utovar može vršiti u samohodne bunkere ili drobilice u kombinaciji sa transporterima. Na slici 2.5. prikazan je rad bagera dreglajna sa utovarom korisne mineralne sirovine u samohodnu drobilicu i odlaganjem otkrivke u otkopani prostor.

Slika 2.5. Šema rada bagera dreglajna na direktnom odlaganju otkrivke i otkopavanju sa utovarom

u samohodnu drobilicu 1 - samohodna drobilica, 2 - transporter, 3 - dovod električne energije

40

2.4. Tehnološke šeme rada i parametri radilišta Pri otkopavanju bager dreglajn može raditi u bloku i u useku i pri tome stajati na gomjoj etažnoj ravni, na podetaži i na donjoj etažnoj ravni (Slika 2.6.). Otkopavanje se vrši dubinski, kombinovano i visinski.

Slika 2.6. Šeme rada bagera dreglajna

a, b, i c - rad bagera dreglajna u bloku na gornjoj etažnoj ravni, na podetaži i na donjoj etažnoj ravni, d - rad u useku dubinski

Ako je dreglajn postavljen na gornjoj etažnoj ravni može se vršiti utovar u transportna sredstva ili direktno odlaganje masa. Čelo bloka ima krivolinijski oblik. s obzirom na trajektoriju kretanja kašike. Visina etaže zavisi od moguće dubine kopanja, ugla nagiba čela bloka i položaja bagera dreglajna (Slika 2.7.). Maksimalna širina bloka iznosi: Amax =Rk (sinωm + sinωo), (m), gde su: ωm = 30° - 45°, ωo = 30° - 45°, uglovi obrtanja u odnosu na osu kretanja u stranu masiva i u stranu otkopanog prostora.

Slika 2.7. Rad bagera dreglajna u bloku

a - dubinski rad b - visinski rad c - visinski i dubinski rad

41

Pri odlaganju u otkopani prostor obično je Wm = 0 pa je ukupni ugao obrtanja W = Wo = 30° - 45°. Ugao obrtanja bagera dreglajna pri istresanju ne prelazi 90°. U ovom slučaju širina bloka iznosi:

A =Rk sinωo, (m) Postavljanje bagera dreglajna na podetažu sa zapreminama kašike većim od 10 m3 koristi se sa ciljem da se delimičnim visinskim radom poveća ukupna visina etaže (Slika 2.7c.). Da bi se obezbedilo punjenje kašike ugao kosine čela bloka visinske podetaže ne prelazi 25°, a njena visina se dobija iz uslova:

Hv ≤ (0,7-0,8) Hi U visinskom radu kapacitet dreglajna se smanjuje za 10 do 15% u odnosu na dubinski rad. Dreglajni sa zapreminom kašike od 4 do 10 m3 se koriste za utovar u transportna sredstva (Slika 2.8.). Meki materijali koji se otkopavaju velikim bagerima dreglajnima sa zapreminom kašike preko 10 m3 mogu se odlagati na gornju etažnu ravan (Slika 2.8b.) odakle se vrši pretovar u transportna sredstva sa manjim utovarnim sredstvom. Pri ovakvoj tehnologiji rada trebada bude ispunjeri uslov:

Ri ≥ A - 0,5 Cx +lo, (m) gde je: Cx - širina mehanizma za kretanje bagera dreglajna, lo - projekcija kosine odložene mase ( β= ctgkAHl r0 ) β - ugao kosine odložene mase Korišćenjem pretovamog bunkera bagerom dreglajnom se može vršiti utovar na transportere i železničke vagone.

Slika 2.8. - Tehnološke šeme rada bagera dreglajna sa utovarom u transportna sredstva

a - direktan utovar, b - odlaganje nagornju etažnu ravan sa pretovarom, c - rad sa pretovarnim bunkerom, 1, 2, 3 i 4 - ose kretanja dreglajna, transportnih sredstava, odložene mase i pretovarnog bunkera

Širina bloka pri utovaru u vagone, gde je osnovni cilj što manji braj pomeranja koloseka, iznosi (Slika 2.9.):

A = Rk + Ri – C - le

42

gde je:

C - rastojanje od gornje ivice etaže do ose transportnog puta Ie - horizontalna prajekcija kosine etaže.

Širina bloka pri kamionskom transportu iznosi:

A =Rk sinωo + Ri – le – C, (m)

Slika 2.9. Određvanje širine bloka pri utovaru u transpartna sredstva a - utovar u vagone, b - utovar u kamione

Pri dubinskom radu bagera dreglajna u bloku pretovarni bunker i transporteri mogu biti postavljeni i na gornjoj i na donjoj etažnoj ravni. Veća širina bloka postiže se utovarom na gornjoj etažnoj ravni, odnosno, nivou stajanja bagera dreglajna. Veliki bageri dreglajni se koriste za direktno prebacivanje otkrivke u otkopani prostor kod blago nagnutih i horizontalnih ležišta, čime se koriste njihove prednosti vezane za vellike radijuse kopanja i istresanja. Primenjuju se tehnološke šeme sa postavljanjem bagera dreglajna na krovinu korisne mineralne sirovine, na podetažu otkrivke i na gornju površinu etaže otkrivke (Slika 2.10.).

Slika 2.10. Tehnološke šeme otkopavanja bagerom dreglajnom sa direktnim prebacivanjem

materijala otkrivke u otkopani prostor sa postavljanjem na gornjoj površini etaže otkrivke (a), na podetaži (b) na krovini korisne mineralne sirovine (c) sa dvostrukim prebacivanjem dela odloženog materijala drugim

bagerom i (d)

43

Parametri tehnološke šeme i način proračuna pri postavljanju bagera dreglajna na krovinu korisne mineralne sirovine su identični sa radom bagera kašikara na direktnom prebacivanju u otkopani prostor. Prema prikazanoj šemi zapremina materijala koji se ponovo prebacuje drugim bagerom dreglajnom iznosi:

Vp = L (Ho - 0,25 L tgβ), (m3), gde je Ho - visina odlorenog materijala prvog bagera, (m), a L = d + h (ctga + ctgf3), gde je: h - debljina sloja korisne mineralne sirovine., d - rastojanje izmedu nozica kosina odlozenog materijala i mineralne sirovine, a - ugao nagiba kosine etare mineralne sirovine. Kapacitet bagera dreglajna kaji vrši dvastruka prebacivanje (Qd) mora biti jednak kapacitetu dreglajna na etaii otkrivke (Qo) umanjenam za koeficijent panovnag prebacivanja (kpp): gde je: kpp = V p/V, V - ukupna zapremina odložena bagerom dreglajnam na etaži otkrivke. Princip proracuna elemenata tehnalo.ške seme sa pastavljanjem bagera dreglaj na na gamju pavršinu etaie atkrivke zasniva se qa jednakasti jedinicne zapremine paprecnag preseka blaka atkrivke (Vo) sa zapreminam preseka odložene mase (V1): Vo = V1 = A ⋅ H ⋅ kr = A ⋅ Ho - 0,25 A2 tgβ, odakle je moguća visina bloka na otkrivci:

r

o

ktg25.0HH β⋅−

=

Radijus istresanja iznosi: Ri = b + H ⋅ ctg γ + a + h ⋅ctg α + d + Ho ⋅ ctgβ, gde je: b - rastojanje od ose dreglajna do gornje ivice etaže, a - širina sigurnosne zone na krovini etaže korisne mineralne siravine, y - ugao nagiba etaže na otkrivci. Visina odlažene mase je: Ho = (Ri - (b + a + d + H ⋅ ctg γ + h ⋅ ctg α)) ⋅ tg β Maguća visina etaže na otkrivci iznasi:

)ctgctg(k))A25.0ctghdab(R(H

r

i

γ+β⋅⋅+α⋅+++−

=

Pri položaju dreglajna na podetaži otkrivke pavećava se visina bloka zbog većeg iskorišćenja radijusa istresanja. U ovam slučaju maksimalna visina etaže na otkrivci iznasi:

)ctgctgk()ctgH)A25.0ctghdab(R(H

r

vi

α+β⋅γ⋅+⋅+α⋅+++−

=

44

Pri podvodnom radu bagera dreglajna u peskovitom i peskovito-šljunkovitom materijalu, ugao čela radilišta se smanjuje, a samim tim i visina etaže. Sa druge strane česće je i obrušavanje kosine etaže što ugrožava sigurni rad bagera. Ugao nagiba čela bloka iznosi: a = 22 + 0,16 Š gde je Š - sadržaj šljunkovite frakcije + 5 mm u otkapanom materijalu. Za pavećanje punjenja kašike u ovakvim uslavima kariste se perforirane kašike sa otvorima precnika 25 do 35 mm. Tehnalogija beztransportne izrade useka bageram dreglajnam obezbedjuje niske troškave i efikasan rad posebno u slaženim geolaškim uslavima i ovodnjenoj sredini. Za beztranspartnu izradu useka kariste se, pre svega, najveći bageri dreglajni, a otkapavanje se može vršiti u jednam, dva ili više prolaza. U odnosu na osu kretanja dreglajna pri izradi useka u jednom prolazu, postavljanje bagera maže biti u osi useka, u konturi useka i van kanture useka (Slika 2.11.).

Slika 2.11. Tehnološke šeme beztransportne izrade useka

Odlaganje otkopanog materijala se može vršiti na jednu ili obe strane useka. Obično se izrada spoljnih useka vrši sa dvostranim odlaganjem dok se izrada unutrašnjih useka po pravilu izvadi sa jednostranim odlaganjem. Kada se usek izrađuje u jednom prolazu maksimalna dubina (H) i širina (b) dna useka uslovljena je dubinom (Hk), radijusom kopanja (Rk) bagera dreglajna kao i visinom (Hi) i radijusom istresanja (Ri) bagera pa je visina odložene mase:

Ho ≤ (Ri – C – x) ⋅ tg β gde je: C - rastojanje izmedu nožice odložene mase i gornje ivice useka (C = 3 m u zavisnosti od ugla kosine useka α), x - rastojanje izmedu ose dreglajna i gornje ivice useka, (m).

45

Ukoliko bager dreglajn radi sa dvostranim odlaganjem važi: x = 0,5 b + Rctgα, a pri jednostraniom adlaganju sa polofajem dreglajna van konture useka x < 0. Osnovni parametri useka određuju se iz jednakosti površina poprečnog preseka odložene mase (So) i useka (S) uz koeficijent rastresitosti materijala kr: kr ⋅ S = no ⋅ So, odnosno H ⋅ (b + H ⋅ ctg α) kr = no ⋅ H 0

2 ⋅ ctgβ. Pod uslovom da su uglovi bočnih kosina useka jedriaki (α1 = α2), sledi: Smax = (Rk + x - H ctg α) ⋅ H, (m2), S0max = (Ri - C - x) ⋅ Ho, (m2), gde je: no - broj preseka odložene mase (no = 2 za dvostrano odlaganje i no = 1 za jednostrano odlaganje). U zavisnosti od b i H rnaksimalna vrednost za x iznosi: Xmax = b + 2 H ⋅ ctg α - Rk, dok je vrednost x za jednostrano odlaganje:

Hkh

)ctgHR(Hk)CR(Hxr0

kri0

⋅+α⋅−⋅⋅−−⋅

=

Za pravolinijsko kretanje bagera dreglajna visina odložene mase iznosi: Ho = n0

-1 ⋅ β⋅⋅α⋅+⋅ tgk)ctgHb(h r Povećanje zapremine odložene mase, a samim tim i parametara useka pri jednostranorn odlaganju, postiže se kretanjem bagera dreglajna šemom cik-cak ili otkopavanjem u više prolaza (Slika 2.12.).

46

Slika 2.12. - Tebnološke šeme izrade useka sa uvećanjem zapremine odložene mase

a - jednostrano odlaganje hodom cik-cak b - jednostrano odlaganje u više prolaza c - dvostrano odlaganje sa dva prolaza d - dvostrano odlaganje hodom cik-cak

Pri kretanju hodom cik-cak položaj 1 dreglajna zavisi od radijusa kopanja Rk. Deo širine čela useka b1 zavisi od ukupne širine useka b i radijusa istresanja Ri bagera dreglajna. Maksimalno rastojanje između položaja 1 i 2 bagera iznosi b1 + H ctg α. Ako se otkopavanje useka i u nekoliko pcolaza (Slika 2.12.b. - tri prolaza), moguce je povećati povšinu poprečnog preseka useka za 15 do 35% u odnosu na otkopavanje u jednom prolazu. Tehnološki se ovakva šema može ostvariti povecanjem ugla nagiba strele dreglajna od prvog ka narednim prolazima. Veća širina useka sa dvostranim odlaganjem se postiže u dva prolaza (Slika 2.12.c.) ili korišćenjem cik-cak hoda bagera (Slika 2.12.d.). 2.5. Kapacitet bagera dreglajna Kapaciteti bagera dreglajna računaju se po istom postupku kao i kod bagera kašikara. Međutim, vreme trajanja radnog ciklusa, u odnosu na bager kašikar, ima znatna odstupanja. Radi bržeg sračunavanja teoretskog časovnog kapaciteta bagera dreglajna i grajfera ne uzimajući u obzir ugao obrtanja i konstrukciju bagera, moguće je koristiti tabelu 6. u kojoj su za razne zapremine kašike dreglajna (u m3) prikazana vremena trajanja ciklusa (s) i teoretski broj ciklusa (min)-1 i to kako za bager dreglajn, tako i za grajfer. U odnosu na odlaganje, pri utovaru u transportna sredstva dreglajnom ili grajferom kapacitet se smanjuje za oko 8%, odnosno, 12%. Tabela 2.6. Teoretskl broj ciklusa (n) i vreme ciklusa (t) kod različitih zapremina kašike dreglajna, odnosno grajfera.

47

3. UTOVARAČI Utovarači su otkopno-utovane mašine koje se sve česće primenjuju u površinskoj eksploataciji i to prvenstveno za utovar miniranog materijala u eksploataciji nemetaličnih i metaličnih mineralnih sirovina. To su mašine nastale kombinacijom traktora ili specijalne šasije sa nosačem, na čijem kraju je pričvršćena kašika. Utovarači se izrađuju kao točkaši (Slika 3.1.), a u slučaju rada u glinovitom materijalu i kao guseničari (Slika 3.4. i Slika 3.5.). Na Slikama 3.1. i 3.2. dati su izgled i radni parametri utovarača domaće proizvodnje 14 Oktobar iz Kruševca. Danas se proizvode utovarači na točkovima sa snagom 295-736 kW zapreminom kašike 2,5 - 33 m3. Savremeni utovarači imaju siguran i jednostavan hidraulični mehanizam radnih organa i dizel-pogon. Veoma su perspektivni utovarači sa dizel-električnim agregatom i motornim točkovima. Sve veća primena utovarača na površinskim kopovima posledica je niza prednosti koje imaju u odnosu na bagere kašikare. Masa im je do osam, a eksploatacioni troškovi do četiri puta manji u odnosu na kašikare iste zapremine kašike. Velika pokretljivost omogućava rad utovarača na više radilišta u uskom prostoru i u složenim eksploatacionim uslovima. Nedostatak utovarača je relativno mala sila kopanja i mala visina kopanja. Koriste se kao osnovne mašine na površinskim kopovima, a na kratkim rastojanjima (do 1000 m) i kao transportne mašine, po pravilu zajedno sa buldozerima. Kao pomoćne mašine utovarači rade uz velike bagere.

Slika 3.1. Izgled utovarača na točkovima ULT-150 (14 Oktobar-Kruševac)

Prema konstrukciji šasije utovarači mogu biti sa krutom šasijom (gusenični - Slika 3.4.) i sa zglobnom šasijom kada izmedu motora i radnog dela sa kašikom postoji zglobni elastični spoj (Slika 3.3.). Istovar materijala iz kašike utovarači mogu vršita sa čela, preko sebe i bočno.

48

Stika 3.2. - Dlmenzije i radni parametri utovarača ULT-150

Slika 3.3. - Šema utovarča sa točkovlma sa zglobnom vezom

1 - kašika, 2 - nosač kašike, 3 - zglobna veza za pokretanje kašike, 4 i 5 - hidrocilindri za pokretanje kašike i podizanje nosača kašike, 6 - zglobna veza utovarča, 7 - cilindar za pokretanje oko zglobne veze

Slika 3.4. Šema utovarača sa gusenicama

1 - gusenični uređaj za kretanje, 6 - kašika, 7 - dno kašike, 8 - cilindar za pokretanje kašike

49

Slika 3.5. - Gusenični utovarač sa čeonim utovarom flrme International 250-C

Slika 3.6. - Šeme rada utovarača u zavisnosti od tipa šasije i načina istovara

1 - utovarač, 2 - kamion, a - utovarač sa točkovima sa čeonim istovarom, b - zglobni utovarač sa čeonim istovarom, c - gusenični utovarač sa čeonim istresanjem, d - utovarač sa točkovima sa bočnim istovarom, e - gusenični utovarač sa utovarom preko sebe, f - utovarač sa točkovima sa rotacionim obrtanjem Principijelna konstrukcija svih utovarača je sledeća: na traktoru, tegljaču ili specijalnoj šasiji ugrađuje se nosač na čijem kraju je šarnirno priečvršćena kašika. Dizanje, spuštanje i istresanje kašike ostvaruje se preko mehanizama za dizanje i istresanje kašike. Najveći proizvođači utovarača su SAD (Catterpilar, Dresser, International,Clark, itd) zatim Nemačka (Hanomag, Demag), Japan, Velika Britanija, Svedska, Francuska itd. Na primer, utovarač Clark 675 mase 170 t ima zapreminu kašike 21 m3. Utovarač fime Dresser model 580 ima zapreminu kašike 30,6 m3, masu 127,5 t i snagu motora ad 820 kW. Izgled i karakteristike ovog utovarača dati su na slici 3.7.

50

Slika 3.7. Izgled i karakteristike utovarača Dresser 580

Prema vrsti materijala u kojoj utovarač radi izrađuju se i posebne kašike. Na slici 3 .8. prikazane su kašike utovarača 992 firme Caterpillar za meki materijal i za čvrste abrazivne stene. Za meke, lepljive materijale izrađuju se kašike sa potiskivačem materijala. Za zaštitu guma utovarača točkaša i povećanje athezione sile postavljaju se specijalne gumirane člankaste navlake ili montiraju lanci.

Slika 3.8. Kašika utovarača 992 flrme Caterpillar za rad

(a) - u mekom materijalu, (b) - u čvrstlm abrazivnim stenama i (c) - sa potisklvačem materijala

51

Tabela 3.1. Karakteristike veliklh utovarača

Osnovni radni parametri i dimenzije utovarača su: nosivost, specifiena sila rezanja, visina istresanja (Hi), radijus kopanja (Rk), ugao istresanja (α), visina kopanja (Hk) i dubina kopanja (h). Ovi radni parametri prikazani su na slici 3.9. Nosivost utovarača je njegova sposobnost za podizanje tereta. Nosivost utovarača u kretanju (nominalna) manja je za 2 - 2,5 puta od nosivosti u stacionarnom položaju. Nominalna nosivost utovarača jednaka je 50% sile (u centru težišta kašike kod njenog maksimalnog dohvata) potrebne za njegovo preturanje. Specificna sila rezanja na savremenim utovaračima krece se do 1-1,2 N/cm.

Slika 3.9. - Radni parametri utovarača

Visina istresanja Hi (Slika 3.9.) je pokazatelj mogućnosti utovara transportnih sredstava, bunkera ili drugih uzdignutih prijemnih uređaja. Na slici 3.10. prikazan je čeoni utovar sa utovaračem u damper.

52

Slika 3.10. Čeoni utovar sa utovaračem u damper

Radijus kopanja (Rk) je rastojanje između sečiva kašike u položaju utovara i najisturenijeg dela utovarača (obicno prednjih guma). Ovaj parametar je dosta mali, te kod najvecih utovarača ne prelazi 2.5 m. Ugao istresanja je ugao pod kojim se nalazi dno kašike kod istresanja. Visina i dubina kopanja predstavljaju vertikalna rastojanja od nivoa stajanja utovarača do ivice sečiva kašike pri visinskom odnosno dubinskom radu. Empirijsko odredivanje osnovnih parametara utovarača u funkciji snage motora (N) dato je u tabeli 3.2. Tabela 3.2. Osnovni parametri utovarača u funkciji snage motora

Razdelno kopanje se obavlja prodiranjem kašike u stenski materijal u I ili II stepenu prenosa i sa spuštenom kašikom na nivo etaže (Slika 3.11. b). Pošto je potpuno napunjena, kašika se okreće do kraja, bez pokretanja utovarača (II), posle čega se, može podići u transportni položaj (llI), a utovarač zadnjim hodom odmaći od otkopa. Razdelno kopanje se obavlja u rastresenom materijalu male zapreminske težine (šljaka, ugalj i slično). Kontinuirano kopanje (Slika 3.11. c.) sastoji se u prodiranju kašike u rastresenu gomilu na dubinu od 0,2 do 0,5 dužine kašike, posle čega se kašika okreće i u operaciji podizanja se dopunjava vršeći kontinuirano kopanje. Zajedno sa podizanjem kašike vrši se i pritisak utovaračem u I ili II brzini. Bagersko kopanje utovaračem slično je kontinuiranom kopanju ali bez okretanja kašike. Kod rada u težem stenskom materijalu (krupne granulacije ili loše miniran) racionalno je na sečivo kašike ponekad obesiti utovarač, pa tim spustanjem i vešanjem pomoći prodiranju kašike (Slika 3.11.d.).

53

Slika 3.11. - Šeme kopanja utovaračem

Rad utovarača na odlagalištu ili deponiji vrši se po šemi na slici 3.12.

Slika 3.12. - Rad utovarača na odlagalištu ili deponiji

Planiranje površina utovaračem obavlja se po šemi na slici 3.13.

Slika 3.13. Planiranje površina utovaračem

Tehnološke šeme rada sa utovaračima mogu biti sa korišćenjem utovarača kao otkopno-utovarne, utovamo-transportne i pomocne mašine. Tehnološke seme sa utovaračem kao otkopno-utovamom mašinom svode se praktično na transportni sistem eksploatacije. Utovarači su obično osnovna mašina u ovoj šemi, ali mogu biti i pomoć bagerima naročito za selektivno otkopavanje i rad u više otkopa radi ujednačavanja kvaliteta rude. Utovar se vrši u kamione ili vagone. Osnovne tehnološke šeme rada utovarača prikazane su na slici 3.14.

54

Slika 3.14. Osnovne tehnološke šeme rada utovarača

Šema (a) obezbeđuje najmanji ciklus utovarača, pa se zato i najčšće primenjuje. Šema (c) se primenjuje kod upotrebe utovarača na gusenicama ili točkaša u uskom bloku, a zahteva stalno pomeranje kamiona. Efikasna je samo kod suženih površina. Šema (b) omogućava maksimalno skraćivanje zastoja utovarača, ali komplikuje njegove manevre i zahteva veliki prostor. Šema (d) je primenljiva za uslove kada se ne mogu napraviti dobri putevi na etaži, pa se za utovar koriste stalni (specijalno izrađeni) putevi. Šema (e) se primenjuje kod širokih zahvata, na depou rude i slično. Šema (f) obezbeduje rad u vrlo stešnjenim uslovima, sa odmicanjem od čela radilišta do 3 m. Rad utovarača možebiti u bloku, frontu ili u bloku normalnom na front u zavisnosti od radne sredine i karakteristika bloka. Kretanje utovarača sa punom kašikom od otkopa do kamiona prikazano je na slici 3.15.

Slika 3.15. Kretanje utovarača sa punom kašikom od otkopa do kamiona

Tehnološke šeme sa utovaračem kao utovarno-transportnom mašinom vrlo su česte i uspešne, naročito u brdskim površinskim kopovima, kao i kod primene kombinovanog transporta (Slika 3.16.). Granica efektivne primene utovarača za transport rude krece se od 300 - 1300 m što se mora računati za svaki konkretan slučaj.

55

Slika 3.16. Utovarno-transportne šeme rada utovarača

Primena utovarača kao utovarno-transportnih i otkopno-utovarnih mašina racionalna je kad ograničenih dimenzija površinskog kopa, većeg broja revira i otkopa, manje potrebne zapremine kašike (< 5 m3), kod izvođenja rudarskih radova u zoni obrušenja od podzemne eksploatacije (aktivne ili stare), kod složene geološko-morfološke građe lezišta, te male visine etaže ili sloja. Tehnološke šeme sa utovaračem kao pomoćnom mašinom takođe su česte zbog njegove mobilnosti i univerzalnosti primene. Utovarači se primenjuju za utovar i premeštanje negabarita, održavanje puteva, čisćenje nanosa, humusa, snega, radnih površina, premeštanje koloseka i transportera, planiranje adlagališta, deponija, transport materijala, rezervnih delova, rad na rekultivaciji i slično. U brdske i nepristupačne terene utovarači se mogu dopremiti i helikopterima, a transport mineralne sirovine se vršiti povremeno takođe helikopterima u kontejnerima. Razume se da ovakav transport mogu podneti samo vrlo vredne mineralne sirovine, što se dokazuje odgovarajućim tehničko-ekonomskim analizama. Tehnološke seme izrade useka utovaračem su: šema izrade useka cele visine i sema izrade useka u slojevima. Kod izrade useka utovaračem poboljšavaju se uslovi kopanja i utovara, jer se usled gravitacije povećava pritisak kašike i smanjuje vreme njenog punjenja. Posle kopanja i punjenja utovarač zadnjim hodom izlazi iz useka i vrši odlaganje ili utovar. U čvrstim stenama koje se miniraju na odbacivanje racionalnija je šema izrade useka u slojevima visine 6 do 10 m, odnosno do 1,5 Hk. U mekim stenama visina sloja useka ne prelazi visinu kopanja utovarača. Nagib sloja useka ne prelazi 20°. Primenom utovarača, moguće je širinu useka svesti na potrebni minimum od 6 m, sto je u poređenju s bagerskom izradom manje za 3 puta. Visina etaže kod rada sa utovaračima bira se u zavisnosti od fizičko-mehaničkih osobina stene, parametara opreme, uslova racionalnog bušenja i miniranja, moćnosti lezišta, geološko-morfološke građe lezišta i načina njegovog otkopavanja, uslova otvaranja etaža, parametara i perioda rada površinskog kopa.

56

Kapacitet utovarača praktično ne zavisi od visine etaže, jer je promenljiv samo do visine ad 1,4 m. Iskustvo u vezi sa primenom utovarača potvrđuje mogućnost izbora visine etaža od 2 - 20 m pa i više. Međutim, ne treba zaboraviti visoke manevarske sposobnosti utovarača, što isključuje sva ograničenja visine etaže po uslovu njegovog premeštanja i broja otkopa. Širina bloka, takođe nema neposrednog uticaja na kapacitet utovarača (u odnosu naminimalnu). Minimalna širina bloka jednaka je širini kašike (bk) i najmanjoj udaljenosti između utovarača i donje ivice etaže ili obrušenja Ci (0,4 - 0,6 m):

Smin = bk + Ci

Širina kašike velikog utovarača je oko 4 m, pa je najmanja širina bloka oko 5 m. Istraživanjima je dokazano da širina bloka u čvrstim stenama koje se miniraju ne utiče na cenu otkrivke. Po uslovu obezbeđenja širine za manevrisanje mašina (12 - 15 m), bira se maksimalna širina bloka kad rada sa utovaračima na miniranim stenama. Širina radne površine na etaži sastoji se od širine obrušenja x, širine transportne trase T, sigurnosnog rastojanja- od obrušenja do transportne trase C i sirine berme sigurnosti Z. Kod rada utovarača u otkopu po tehnološkim šemama prikazanim na slici 3.17. pod a, minimalna širina radne površine pri okretanju kamiona van konture izminiranog materijala računa se po formuli: S = x + C + 2R + b + Z, (m), gde je: R - najmanji radijus okretanja kamiona, b - gabaritna širina kamiona. Za okretanje kamiona koristi se i širina obrušenja, pa formula prelazi u oblik (Slika 3.17. pod b, c) : S = C + 2R + Z + b. Kod rada utovarača po šemi na slici 3.17. pod d, i njegovog kretanja paralelno frontu etaže je: S = x + C + 1 + Z, gde je: 1- gabaritna duzina kamiona, (m). Pri radu utovarača kao utovarno-transportne mašine (Slika 3.17. pod e, f) minimalna širina radne površine na etaži zavisi od šeme prilaza utovarača otkopu i konstrukciji fronta radova. Kad okretanja utovarača u otkopu (Slika 3.17. pod e) važi: S = A + C + 2R + Z, gde je A - širina bloka u masivu. Kod prilaza utovarača u otkop bez okretanja (Slika 3.7. pod f) minimalna širina radne površine je: S = x + C + b + Z

57

Slika 3.17. Šema za proračun širine radne površine ne etaži kod primene utovarača

1 - utovarač; 2 - kamion Zahvaljujući velikoj mobilnosti utovarača, naročito u kombinaciji s kamionskim transportom, front radova za jedan utovarač ne mora biti obezbeđen na jednoj već na više etaža. To omogućava i produbljivanje bliže maksimalnom uglu radne kosine površinskog kopa, kao i pogodniji kalendarski plan rudarskih radova. Utovarači su posebno pogodni za selektivno otkopavanje, zbog svoje manevarske sposobnosti i mobilnosti. Njihovom primenom umesto bagera može se svaka etaža podeliti na podetaže, a svaki blok na manje blokove. Na taj način se gubici i osiromašenja svode na najmanju meru. Tako na primer, za tehnološku šemu na slici 3.18. etaža se deli na dve podetaže.

58

Slika 3.18. Tehnološka šema rada utovarača na podetežama

1-put utovarača na rudi; 2-minske bušotine; 3-bušaća garnitura; 4-rudno telo; 5-prebačena otkrivka sa gornje etaže; 6-utovarač; 7-minirana mineralna sirovina; 8-kamion za odvoz mineralne sirovine Otkrivka sa gornje podetaže prebacuje se utovaračem na donju, gde se odmah (drugim utovaračem) ili kasnije (istim utovaračem) utovara i odvozi na odlagalište. Ruda na gornjoj etaži utovara se istim ili drugim utovaračem, vozi na donju etažu i utovara u kamion. Na taj način je primenom utovarača moguća podela etaže i radnog prostora na vrlo male (posebne) delove u planu i po visini, što pogoduje selektivnom otkopavanju. Ako se uz ovu mogucnost koristi i mobilnost utovarača i drži više otkopa u radu, može se vrlo uspešno vršiti ujednačavanje kvaliteta rude sa minimalnom deponijom ili potpuno bez nje. 3.1. Kapacitet utovarača Kapaciteti utovarača se računaju po istom postupku kao i bagera kašikara. Vreme ciklusa utovarača se međutim znatno razlikuje od ciklusa bagera, jer je utovarač najčešće utovarno-transportna mašina a računa se po formuli: tc = tk + tp + tpr + ti, (s), gde je: tk - vreme punjenja kašike (kopanja), (s), tp - vreme vožnje punog utovarača do mesta istresanja, (s), tpr- vreme vožnje praznog utovarača od mesta istresanja do otkopa, (s), tj - vreme istresanja utovarača, (s). Vreme vožnje punog i praznog utovarača zavisi od dužine transporta i brzine utovarača, a računa se po formuli: gde je: Lp - dužina transporta punog utovarača (od otkopa do istresanja), (m), Lpr - dužina transporta praznog utovatača (od istresanja do otkopa), (m), V p, Vpr - prosečna brzina vožnje punog i praznog utovarača (km/h). Na slici 3.19. prikazana je zavisnost vremena ciklusa od dužine transporta za različite brzine. Na slici 3.20. prikazana je zavisnost kapaciteta utovarača od dužine transporta, a na slici 3.21. zavisnost kapaciteta od zapremine kašike. Nomogram za određivanje teoretskog kapaciteta utovarača, prikazan je na slici 3.22.

59

Slika 3.19. - Zavisnost vremena ciklusa utovarača od dužine

transporta za različite brzine (5 -10 km/h)

Slika 3.20. - Zavisnost kapaciteta utovarača od dužine transporta

Slika 3.21. - Zavisnost kapaciteta utovarača od zapremine kašike

Slika 3.22. Nomogram za određivanje teoretskog kapaciteta utovarača

60

4. BULDOZERI Buldozer je jedna od najpotrebnijih mašina gotovo na svakom površinskom kopu, jer obavlja niz pomocnih radova i operacija u proizvodnim procesima otkrivke, dobijanja i dr. Na malim površinskim kopovima se ponekad upotrebljava kao osnovna mašina za otkrivku ili dobijanje, kada se koristi kao otkopno-transportna mašina. Mobilnost, velike manevarske sposobnosti, energetska nezavisnost, relativno mala nabavna cena i mogućnost kupovine sa lagera čine ga veoma pogodnom mašinom za rudarske radove u površinskom kopu i većeg kapaciteta. Buldozeri se po snazi dele na male (do 100 kW), srednje (100 - 250 kW) i velike (> 250 kW). Po uređaju za transport razlikuju se buldožeri na gusenicama i na točkovima koji mogu biti i zglobni. Na slici 4.1. prikazan je gusenični buldožer TG -200,14 Oktobar - Kruševac, a na 4.2.b. najveći gusenični buldozer firme CATERPILLAR D-ll na ripovanju u čvrstoj steni. Na 4.2.a. prikazan je buldozer-točkaš CAT 834 frime CATERPILLAR. Po položaju i postavljanju radnog organa (pluga) za vreme rada razlikuju se buldozeri sa nepokretnim plugom u odnosu na podužnu osu osnovne mašine koji može da se pomera samo u vertikalnoj ravni (Slika 4.3.a.), angldozeri sa pokretnim plugom koji se može postaviti i pod uglom u odnosu na podužnu osu osnovne mašine (Slika 4.3.b.) i tiltdozeri ukoliko se pokretni plug može naginjati za određeni ugao i u vertikalnoj ravni (Slika 4.3.c).

Slika 4.2. - Izgled, radni parametri i dimenzije buldozera 14 Okobar - Kruševac

Buldozeri na točkovima naročito sa pogonom na sva četiri točka u poslednje vreme sve više potiskuju bulodzere na gusenicama, naročito na lakšim radovima, većim udaljenostima transporta stenskog materijala i premeštanja, većoj razdaljini radilišta i površinskih kopova gde postižu znatno veći kapacitet i manje troškove. Veliki nedostatak buldozera na točkovima je ograničena vučna sila po uslovu athezije točkova s podlogom, naročito na vlažnim glinovitim stenama i lošim klimatskim uslovima. Za takve uslove još uvek ostaju nezamenljivi buldozeri na gusenicama.

61

Slika 4.3. - Buldozer točkaš firme CATERPILLAR tip CAT 834 (a) i gusenčini buldozer D-ll -snage motora 574 kW, mase 93 t, sa oko 10% poboljšanlm tehničkim karakteristikama u odnosu na D-10

Slika 4.3. - Šema pomeranja pluga

a - buldozer, b - angldozer, c - tiltdozer, b - visinapluga, b', b" - dubinsko i visinsko pomeranje

a - ugao pomeranja prema podužnoj osi, P - ugao pomeranja prema vertikalnoj podužnoj osi, y - ugao pomeranja prema vertikalnoj poprečnoj osi,

b - dužina pluga

Svetski proizvodaci buldozera su SAD, SSSR, Italija, Velika Britanija, Nemačka, Japan itd. Gusenični buldozer firme Caterpillar - USA, D-10 snage 515 KW (Slika 4.4.) ima masu 90 t, dužinu pluga 6 m, visinu osnovne mašine 4,5 m i dužinu od 9,3 m. Gusenični buldozer firme FIAT - ALLIS 41-B (Slika 4.5.) ima masu od 47 t sa snagom motora traktora od 385 kW. Buldozer točkaš firme MARION - V 220, mase 125 t, ima dimenzije pluga 7,8 x 2,7 m i snagu motora od 1075 kW.

62

Slika 4.4. - Gusenični buldozer firme CATERPILLAR tip D-10

Slika 4.5. Buldozer točkaš V220 firme MARION (SAD)

Osnovni delovi buldozera (4.7.) su traktor (1) sa hidrauličnim uredajima za koji je šarnirno prikačen plug (2) sa pločom (3) i nožem (4) i noseći ram (5). Vrh pluga oslonjen je na ram (6) tako da je omogućena poprečna promena ugla rezanja za 5°. Na zadnjem delu osnovne mašine postavlja se riper (7) (trozubi) na paralelogramskom nosacu (8). Podizanje i spuštanje pluga i ripera vrši se hidrocilindrima (9). Za pomoćne operacije na površinskim kopovima na osnovnu mašinu se mogu montirati i posebni radni uredaji za tandemski rad i za guranje skrepera (4.8.). Radni organ buldozera - plug, može imati različit oblik u zavisnosti od materijala koji se otkopava, transportuje ili planira. Na slici 4.9. prikazani su osnovni oblici plugova. U odnosu na visinu pluga (h), njegova dužina iznosi: B = (2,8 - 3) h.

Slika 4.6. Rad buldozera CATERPILLAR D-9 i D-10 na površinskom kopu uglja

63

Slika 4.7. Buldozer gusenidar firme FIAT ALIASUp 41-B

Osnovni parametri buldozera su: nominalna vučna sila (P), eksploataciona masa (m) koja predstavlja zbir mase osnovne mašine i dodatnih radnih uređaja (15 - 25% mase mašine), brzina kretanja (prva brzina obično iznosi 2 - 3 km/h, a druga do 10 km/h za gusenične i 15 km/h i više za točkaše), srednje statičko opterećenje na tlo (q) q = g m/s, (N/m ), gde je: s - površina gusenica naleglih na tlo, (m2), g - sila zemljine teže, (m/s ) i polozaj tezišta buldozera. Empirijske zavisnosti za odredivanje osnovnih parametara guseničnih buldozera u funkciji od snage motora N su: Nominalna vučna sila P, kN (0,77 - 1,23) 0,93 N Masa, t:

opšta (0,70 - 1,30) 0,02 N radnog mehanizma (0,81- 1,19) 201 N1/3

Slika 4.8. Radni uredaji za tandemski rad i guranje skrepera (Caterpillar D8 i D9)

a - oslona i potisna ploča, b - osloni ipotisni ram

64

Buldozer vrši kopanje obično u prvom stepenu prenosa na taj način što spušta plug koji se zariva u tlo i odvaja rez debljine 20 - 50 cm zavisno od čvrstoće stene. Odvojeni stenski materijal se skuplja ispred pluga obrazujući vučnu prizmu do njegove visine kada se podizanjem pluga prekida dalje kopanje, pa buldozer vrši samo transport (premeštanje). U procesu transporta se jedan deo stenskog materijala gubi, pa se zavisno od namene buldozera bira odredeni oblik i dimenzije pluga.

Slika 4.9. Oblici pluga buldozera

a – prav plug, b – univerzalni plug, c – sferni plug, d – plug sa zubima za rezanje, 1 – čelo pluga, 2, 3 i 5 - uglovni, srednji i bočni noževi, 4 – bokovi pluga, 6 - bočna stranica,

7 - zub za rezanje U procesu rada buldozera pojavljuju se različiti otpori: W = W1 + W2 + W3 + W4 gde je: W1 - otpor na kretanje buldozera, W1 = G f, f - koeficijent otpora na kretanja (f = 0,08 - 0,12), G - masa buldozera, W2 - otpor stene na rezanje, W2 = k l c, c - debljina reza, (m), l - širina reza, (m), k - specificni otpor na rezanje, W3 - otpor vučne prizme, (kp) W3 = V γ f1, V - zapremina vučne prizme, m , γ - zapreminska masa stenskog materijala, f1 - koeficijent trenja (f1 = 0,3 - 0,8), W4 - otpor podizanju stenskog materijala uz plug buldozera, W4 = (0,2 + 0,3) W3, W5 – povećanje ili smanjenje otpora zbog nagiba u radu, (kg), W5 = ± (G + Gsm), GSm- masa stenskog materijala. Otpor vučne prizme i otpor na podizanje stenskog materijala uz plug buldozera rastu od nule do maksimalne vrednosti u zavisnosti od količine materijala u vučnoj prizmi. Za potpuno iskorišćenje vucne sile buldozera za sve vreme otkopavanja potrebno je postepeno umanjivati otpor stene na rezanje što se postiže klinastim rezom (4.10.a.) kada se debljina reza (t) smanjuje sa povećanjem vučne prizme materijala. Pri otkopavanju mekih materijala povoljna je grebenasta klinasta šema (4.10.b.) sa više zareza debljina c1, c2 i c3. Kod slabo vezanih i peskovitih materijala koristi se rez prizmaticnog preseka (4.10.c.) čija je debljina c = cmax = const., a dužina reza (L) i vreme formiranja vučne prizme ispred pluga buldozera minimalno.

65

Slika 4.10. Šeme otkopavanja buldozerom

Ukupna vučna sila mora biti veća od nabrojanih otpora: P > W. Kao osnovna mašina za otkrivku buldozer se primenjuje na vrlo plitkim površinskim kopovima manjeg kapaciteta, radeći uglavnom paraleino, sa guranjem (transportom) stenskog materijala duž celog fronta (S1.3.132.a.) i lepezasto za izradom izlaznih useka za guranje (transport) stenskog materijala (S1.3-132.b.).

Slika 4.11. Skidanje otkrlvke buldozerom

a -paralelna Setna, b - lepezasta

Kod buldozerskog otkrivanja je često potrebno vršiti i njeno ripovanje. Kopanje, transport i utovar peska pomoću buldozera vrši se na sličan način kao i buldozersko otkrivanje (Slika 4.12.).

Slika 4.12. Kopanje, transport i utovarpeskapotnoiu buldozera

1 - bunker, 2 - transporter Kod transporta stenskog materijala buldozerom, smanjenje gubitaka se postiže radom u plićem useku (Slika 4.13.a.), između nasipa (Slika 4.13.b.) sparenim radom dva buldozera (Slika 4.13.c.) ili medugomilanjem stenskog materijala (Slika 4.13.d.).

66

Slika 4.13. Metode smanjenja gubitaka stenskog materijala u transportu buldozerinta

Buldozerima u određenim uslovima može se vršiti i utovar u transportna sredstva, za šta su potrebni posebni pretovarni uredaji (Slika 4.14.).

Slika 4.14. Utovar u transportna sredstva pomoću buldozera

a – kroz pokretni pretovarni gravitacioni uredaj, b - kroz bunker sa sopstvenim utovarom

Slika 4.15. Sematski prikaz vučne prizme ispred noža buldozera

Medutim, primena buldozera je ipak najčešća u svojstvu pomoćnih mašina uz bagere (Slika 4.18.) za čišćenje krovine, naguravanje bageru, nivelisanje etaže i si. U svim šemama rada moguće je različito kretanje buldozera (hodom napred-nazad ill samo napred, elipsa, osmica i sl.), što može imati većeg uticaja na njegov kapacitet. Za manje dužine transporta najbolji je hod napred-nazad. Kod većih dužina hod buldozera je samo napred.

67

Kod proračuna kapaciteta buldozera razlikuju se kopanje, transport stena i planiranje površina. Tehnički kapacitet buldozera na kopanju i transportu stena računa se po formuli:

rc

nggth kt

kkV3600Q

⋅⋅⋅⋅

=

gde je: V - zapremina rastresene vučne prizme na plugu buldozera, m (Slika 4.15.). Računa se prema izrazu:

rk2

ahbV ⋅⋅⋅

=

gde je: b - dužina pluga, h - visina pluga, a - duzina prizme materijala ispred pluga i kr- koeficijent rastresitosti, ili prema izrazu:

r

2

ktg2hbVϕ⋅

⋅=

gde je: p- ugao prirodnog nagiba stenskog materijala, kng - koeficijent kojim se uzimaju u obzir gubici stenskog materijala u procesu transporta: kg = 1 - β L, β - 0,008 - 0,004 (veća vrednost za rastresene suve stene), L - dužina transporta, (m), kng- koeficijent nagiba trase u radu (tabela 4.1), tc - vreme ciklusa (s), kr - koeficijent rastresitosti. Tabela 4.1. Vrednosti koeficijenata nagiba trase u radu

Dužina transporta

(m)

Odnos dužine horizontalnog dela i ukupne dužine

Vrednost koef. pri radu u padu od

10%

Vrednost koef. pri radu u padu od

20%

Vrednost koef. pri radu na usponu

od 10% 15 1,0 1,80 2,50 0,60 30 0,6 1,10 1,60 0,37 65 0,3 0,60 0,90 0,18

100 0,2 0,36 0,55 0,12

68

Slika 4.16. Primena buldozera kao pomodnih mašina uz bagere

a - čišćenje krovine, b - naguravanje bageru, c - nivelisanje etaže Tehnički kapacitet buldozera na kopanju i transportu stena u većoj je zavisnosti od dužine transporta, jer obično na transport otpada najveci deo vremena ciklusa, a sa dužinom transporta se povećavaju i gubici stenskog materijala. Na 4.17. prikazana je zavisnost maksimalnog tehničkog kapaciteta buldozera na gusenicama (a) i na točkovima (b) firme Caterpillar od prosečne dužine transporta stenskog materijala. Kapacitet je izrazen u m/čas rastresitog materijala pod sledecim uslovima:

γč = 1,79 t/m3; γ = 1,37 t/m3; kr = 1,3

Da bi se proračunao eksploatacioni kapacitet buldozera za konkretne uslove, tehnički kapacitet dobijen sa dijagrama množi se sledećim koeficijentima korekcije:

na gusenicama

na tockovima na

gusenicama na

tockovima Buldozerista Vidljivost

odličan 1,00 1,00 prašina, kiša, sneg, magla, mrak 0,80 0,70 prosečan 0,75 0,60 Stenski materijal loš 0,0 - 0,60 0,0 - 0,50 rasrtesit (gomila) 1,20 1,20 Vreme čistog rada većeg otpora na kopanje 0,80 0,75 50 min/čas 0,84 0,84 vrlo lepljiv 0,80 0,80 40 min/čas 0,75 0,75 ripovan ili miniran 0,60-0,80 -

Nagib trase u radu zapreminska masa γr 1,37/γr 1,37/γr 0% 1,00 1,00 Plug -10% 1,15 1,15 podesivog nagiba (A) 0,50-0,75 - -20% 1,22 1,22 sa amortizerom (C) 0,5-0,75 0,50-0,75 -30% 1,25 1,25 ripdozer (R) 1,00-1,50 - 10% 0,85 0,85 D-5 (uzani) 0,90 - 20% 0,65 0,65 Oblika"U" (za ugalj) 1,20 1,20 30% 0,40 0,40 kuglasti (za deponije) 1,30 1,30

69

Slika 4.17. Zavisnost kapaciteta buldozera od udaljenosti odvoza

a - buldozeri na gusenicama, b - buldozeri na točkovima

Tehnički kapacitet buldozera na planiranju površina račiuna se po formuli:

( )

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅

−⋅⋅=

ok

th

tvL

n

abLQ 3600'' , (m3/h)

gde je: L - dužina polja, b - širina pojasa za jedan prolaz, (m), a - 0,3 - 0,5 m - širina prekrivanja pojasa, (m), n - broj prolaza po istom pojasu, v - brzina buldozera kod planiranja (obično u I brzini), (m/s), tok - vreme okretanja posle svakog prolaza, (8 - 12 s). Eksploatacioni smenski kapacitet buldozera racuna se po formuli: Qsm = Qth kv Tsm, (m3/smeni), gde je: kv - koeficijent iskorišćenja smenskog vremena, Tsm - vreme smene, (časova - Tsm = 8). Eksploatacioni kapacitet angldozera koji zaseca stenski materijal zakošenim plugom za određeni ugao (α) u horizontalnoj ravni sa prizmom manjom po količini od buldozera i sa takvim radom da materijal bočno odbacuje od pluga, dobija se iz izraza:

ok

vnggrrth

tVL

kkkkLhbQ

+

⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=

αsin3600, (m3/h)

tok- vreme utrošeno za okretanje angldozera na kraju radne deonice, (s), hr - prosečna debljina reza pluga angldozera, (m). Na sličan načn se izračunava i kapacitet tiltdozera, s tim sto se za duzinu pluga (b) uzima prosečna dužina pluga kojom se vrši zasecanje materijala zbog nagiba pluga u vertikalnoj ravni. Prema priručniku firme Caterpillar, empirijsko odredivanje efektivnog kapaciteta buldozera obuhvata rad buldozera i obračunavanje zapremine vučne prizme. U prvom koraku, buldozer vrši kopanje i guranje materijala na potrebnu daljinu. Po zaustavljanju podizanjem noža formira se približno simetrična gomila materijala (Slika 4.18.). Konačno, buldozer se vraća u početni položaj.

70

trag gusenica trag gusenica buldozera

Slika 4.18. Određivanje zapremine vučne prizme buldozera

Za određivanje srednje visine odguranog materijala (H), meri se visina dve tačike gomile vertikalno po pravcu unutrašnjih strana tragova gusenica buldozera. Srednja dužina gomile (W) određuje se, takođe, merenjem u dve tačke dužine gomile u pravcu unutrašnjih strana tragova gusenica. Najveca širina gomile (L) meri se kao horizontalno rastojanje dve najudaljenije bočne tačke gomile odguranog materijala. Pošto se izračuna srednja visina (H) i srednja dužina (W) gomile odguranog materijala u m, zapremina gomile se dobija iz izraza:

V = 0,0138 H W L, (rm3). Kapacitet buldozera se dobija deljenjem obračunate zapremine vučne prizme sa izmerenim vremenom trajanja ciklusa. 4.1. Ripovanje buldozerima Ripovanje je priprema tvrdih stena otkrivke ili mineralne sirovine za kopanje skreperom ili buldozerom. Ponekad može da zameni bušenje i miniranje i svodi se na razaranje stena pomoću posebnog uređaja na buldozeru tzv. ripera. Riper je snabdeven jednim ili više zuba koji pomoću hidrauličnog pritiska penetriraju u stenu i kidaju je, čupaju i rastresaju u toku hoda buldozera (Slika 4.19). Osnovni parametri za ripovanje su: φb - nominalna sila buldozera (tegljača) Pb (kN) koja za brzinu ripovanja od 2,5 do 3 km/h iznosi:

Pb = Gr ⋅ φb gde je: φb - koeficijent iskorišćenja mase osnovne mašine sa riperom po atheziji, Pb = 0,6 za turnodozere, Pb = 0,9 za gusenične buldozere), Gr - specifični uticaj ripera pri radu (kN) obešenog o osnovnu mašinu, Gr = (1,18-1,23) g mb, g - sila teže, (m/s ), mb - eksploataciona masa osnovne mašine, (t), Sila pritiska ripera na tlo P (N/m2) koja se određuje po formuli:

( )

Smmg

smgP rbu +⋅

−⋅=

gde je: mu - ukupna eksploataciona masa pri ripovanju (kg), S - površina gusenica, (m ), mr - masa radnog organa (ripera), (kg).

71

Rastojanje (L) izmedu zuba i osnovne mašine koje treba da onemoguci zaglavljivanje komada iznosi: L = 1 - 1,5 H gde je: H – maksimalno utiskivanje zuba, (m). Dubina penetracije zavisi od osobina stena i snage buldozera, a kreće se od 30 - 200 cm. Međusobno odstojanje brazdi u ripovanju kreće se od 100 -150 cm što zavisi od ripovnosti stene i željene granulacije. U slučaju potrebe vrši se i unakrsno ripovanje, čime se postiže bolja granulacija stenskog materijala. Ripovan stenski materijal do potrebne granulacije najefikasnije se kupi (utovara) skreperom, iako se može nagurati buldozerom na gomile, pa utovariti u transportna sredstva bagerom ili utovaračem. Ripovnost stena utvrduje se refrakcionim seizmografom a bazira se na njihovim različitim elastičnim osobinama. Talasi izazvani udarom čekica o ploču prostiru se razlicitim brzinama kroz različite stene. U zavisnosti od brzine prostiranja talasa u različitim stenama i snage (modela) buldozera proizvođači opreme daju grafike ripovnosti (Sl.3.141.) na osnovu kojih se vrše proračuni i izbor opreme. Tehnički kapacitet ripovanja računa se po formulama: - za paralelno ripovanje:

Lt

v1

bh3600Qthp

'r

−

⋅⋅= , (m3/h)

- za unakrsno ripovanje:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⋅′+

⋅⋅⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

′+⋅

⋅⋅=

BbLbt

bbv

bhQth

p

r

111113600 '

, (m3/h)

gde je: hr',hr" - dubina ripovanja pri paralelnom i unakrsnom radu, (m), b - rastojanje izmedu dva paralelna prolaza buldozera (brazde), (m), v - radna brzina buldozera u ripovanju, (m/s), tp -vreme prelaza buldozera s brazde na brazdu, (s): tpz = t1 + t2 + t3, t1 – vreme izvlacenja zuba, (s) (ti = 1 - 3 (s)), t2 – vreme manevara kod prelaza, (s) (t2 =12-16 (s)), t3 – vreme penetracije zuba, (s) (t3 = 3,6-5 (s)) L – dužina paralelnog hoda, (m) b – rastojanje izmedu unakrsnih hodova, (m) (b' = (1,2 - 1,5) b), B – dužina unakrsnog hoda (sirina polja), m.

72

Slika 4.19. - Trozubni riper

1. paralelogramni ram na buldozeru, 3. nosač zuba (ripera) 2. hidrocilindar za regulisanje položaja pluga, 4. zub

Slika 4.20. - Zavisnost brzine talasa i ripovnostl stena za buldozer D-8H (a) iD-9G (b)

firme Caterpillar

Eksploatacioni kapacitet ripovanja računa se po formuli:

Qsm = Qth Tsm kv, (m3/smeni) Najbolji način za određivanje efektivnog kapaciteta ripovanja sastoji se u merenju zapremine ripovanog materijala preko razlike u snimljenim poprečnim presecima pre ripovanja i nakon uklanjanja ripovanog meterijala. Tako precizno izmerena zapremina ripovanog materijala podeljena sa efektivnim vremenom rada na ripovanju daje efektivni kapacitet ripovanja u cm na jedinicu vremena. U praksi se kapacitet na ripovanju brzo i efikasno određuje merenjem vremena ciklusa i efektivnog vremena rada buldozera i izračunavanjem zapremine ripovanog materijala. Srednje vreme ciklusa

73

se odreduje merenjem vremena trajanja određenog broja ciklusa koji uključuju i manevarske pokrete buldozera. Takođe se za određivanje zapremine ripovanog materijala za jedan prolaz buldozera, vrši merenje srednje dužine ripovanja, širine pojasa između prolaza i dubine rezanja. Efektivni kapacitet ripovanja (Qer) iznosi:

Qer = Vrp np , čm3/h. gde je: Vrp- zapremina ripovanog materijala za jedan prolaz (m3/prolaz), Vrp = L b h, m/prolaz, gde je: L - dužina ripovanja, (m), b - širina između dva prolaza, (m), h - dubina reza, (m), np - broj prolaza na das: np = ter/tc, gde je: ter - efektivno vreme ripovanja, (min), tc - vreme jednog ciklusa, (min), tc = L/v + tm, (min), v - brzina kretanja buldozera pri ripovanju (m/min), tm - vreme manevarskih pokreta buldozera, (min). Tandemsko ripovanje povežava kapacitet dva do tri puta. Ovaj način rada daje 10% do 20% veće kapacitete u odnosu na pojedinačan rad.

74

5. ROTORNI BAGERI Rotorni bageri (Slika 5.2.) su samohodne kontinualne mašine koje otkopavanje vrše sa vedricama postavljenim na rotor odakle se preko nosača rotora unutrašnji transport materijala vrši transporterima. Nosač rotora i rotor kao radni organ bagera kreće se u vertikalnoj i horizontalnoj ravni. Osnovno kretanje predstavlja obrtanje rotora u vertikalnoj i obrtanje nosača rotora u horizontalnoj ravni na obrtnoj platformi. Putanja kretanja vedrica određuje se brzinama rezanje (vr) i obrtanja nosaca (vn). Rotori po konstrukciji mogu biti ćelijski i bezćelijski, a istresanje vedrica se vrši gravitacijski (Slika 5.1). Kod bezćelijskih rotora segment za istresanje (dostiže 130°) nije zavistan od broja vedrica, može se uvećavati brzina rotacije, smanjivati prečnik i zapremina vedrica za isti kapacitet bagera. Prečnik rotora kreće se od 2,5 do 22 m. Sila kopanja dostize 2,1 MN/m2.

Slika 5.1. a - ćelijski i b - bezćelijski rotor

Slika 5.2. Šeme rotornih bagera: a - SchRs, 500, b - SRS 2000, c - SRs 2400, d-KU 800

75

Prema tehnološkim mogućnostima rotorni bageri se mogu podeliti na bagere sa visinskim i bagere sa dubinskim radom, na bagere sa produživim i neproduživim nosačem rotora, bagere sa guseničnim, koračajućim, šinsko-guseničnim ili šinskim mehanizmom za kretanje i na bagere sa konzolnim transporterom za istovar i sa pretovarnim mostom. Rotorni bageri mogu biti užetni ili hidraulični u zavisnosti od načina vešanja nosača rotora. Savremeni rotorni bageri su sa bezćelijskim rotorima, predviđeni za visinski rad i sa neproduživim nosačem rotora sto umanjuje masu za do 25% u odnosu na bagere sa produživim nosacem. Proizvodaci savremenih rotornih bagera su Nemacka, Rusija, SAD, Japan i Poljska. Teoretski dnevni kapacitet se krece od 20.000 rm3/dan do 24.0000 rm3/dan, zapremina kašike do 6,5 m3, dužine nosača rotora do 70 m, instalisane snage do 1.5000 kW i mase do 13.500 t. Tehnicke karakteristike nekih rotornih bagera prikazane su u tabeli 5.1. Tabela 5.1. Karakteristike rotornih bagera

Slika 5.3. Rotorni bager KU 800

76

Osnovni delovi rotornih bagera prikazanu su na slici 5.4.

Slika 5.4. Konstruktivna šema rotornog bagera srednjeg kapaciteta sa izvlačećom katarkom

1. rotor 2. kašika 3. uređaj za podizanje katarke 4. katarka (nosač rotora), 5. uređaj za podizanje kabine rukovaoca 6. transporter na katarci 7. metalna konstrukcija obrtne platforme 8. postolje katarke 9. postolje za izvlačenje katarke 10. pretovarni transporter 11. obrtni transporter 12. pokretni protivteg sa montažnim kranom13. vitao za podizanje 14. istovarni transporter

Tabela 5.2. Tehničke karakteristike velikih rotornih bagera

77

Tabela 5.3. Tehničke karakteristike hidrauličnog rotornog bagera SH-400 ( proizvodnja O&K)

Na slikama od 5.5 do 5.7. prikazan je rad rotornih bagera.

78

Slika 5.5 Rotorni bager SchRs 4412

4500Firme OK u radu sa detaljem bezćelijskog rotora i

mehanizmom za kretanje sa 12 gusenica (3 x 4)

79

Sllka 5.6. Dubinski rad rotornog bagera SchRs 125

350

(OK) kapaciteta 2050m3/h i mase 463 t

Slika 5.7. Rad rotornog hidrauličnog bagera S 630

firme OK na površinskom kopu Kreka

Rotorni bageri proizvedeni u Rusiji imaju oznaku ER (Rotornie ekskavatori). Ukoliko je to gusenični

80

rotorni bager dodaje se slovo G (ERG), a ako je koračajuće-šinski slova ŠR (ERŠR). Brojna oznaka predstavlja ili zapreminu vedrice u l (ERG -1600) ili teoretski kapacitet (ERŠR-12.500). U Poljskoj se proizvode rotorni bageri zapremine vedrica od 100 do 1400 l, sa oznakom KWK (Koparka kolotva). Proizveden je rotorni bager KWK-1400 sa teoretskim kapacitetom od 4000 m /h. Firma Orenstein und Koppel (Nemačka) čiji su rotorni bageri najzastupljeniji na površinskim kopovima kod nas (Kolubara, Kostolac, Oslomej, Kreka-Dubrave, Beočin, Gacko) proizvodi seriju velikih jedinica mase od 3.700 do 13.000 t. Povećanje tehničkih mogućnosti rotornih bagera ostvaruje se primenom hidrauličkog pogona osnovnih mehanizama. Hidraulički pogon rotora omogućuje optimalni režim otkopavanja, smanjenje naprezanja i vibracione udare na bager.

U odnosu na bagere sa elektro pogonom rotorni bageri sa hidrauličkim pogonom imaju za 50% do 70% manju masu. Pri istoj snazi hidraulički pogon omogućuje bolju regulaciju rada i postizanje optimalnog odnosa parametara odreska i reza, a samim tim i povećanje kapaciteta. Specifična potrošnja energije kod bagera sa hidrauličkim pogonom iznosi 0,08 - 0,13 kWh/m3, a kod bagera sa elektro pogonom od 0,12 do 0,16kWh/m3. Uporedenje rotornih bagera vrši se najčesće po odnosu njihove mase i kapaciteta, što je istovremeno i odnos specifičnih cena bagera (din/t), koje su konstantne za pojedine grupe bagera po kapacitetu. Treba napomenuti da se ovaj odnos svake godine smanjuje radi usavršavanja konstrukcija, pa je zato kod izbora veoma važna i godina proizvodnje razmatranih modela bagera. Uporedenje rotornih bagera vrsi se prema odnosu mase (G) sa teoretskim kapacitetom (Qth) i visinom kopanja (Hk): 5.1. Osnovni delovi rotornog bagera Rotorni bageri imaju sledece osnovne delove:

Uređaj za kopanje, Sistem za unutrašnji transport na bageru, Uredaj za utovar, Mehanizam za kretanje i Nosecu konstrukciju.

Uredaj za kopanje vrši odvajanje materijala od celine uz njeno istovremeno sakupljanje i premeštanje na sistem za unutrašnji transport na bageru. Neposredni proces kopanja vrše kašike koje su kod rotornih bagera pričvršćene za omotač uskog bubnja postavljenog na kraju strele za otkopavanje. Na izbor oblika kašike utiče vrsta materijala koji se otkopava. Savremeni rotorni bageri imaju zamenljive kašike koje su ili sa zatvorenim dnom ili sa lancima. Lanci omogućavaju otkopavanje lepljivog materijala. Nepodesne kašike mogu smanjiti kapacitet bagera u lepljivom materijalu i do 50%. Pravac obrtanja rotora zavisi od nacina kopanja bagera. Pri visinskom radu kašike se za vreme rezanja kreću u pravcu "od bagera" a pri dubinskom radu u pravcu "prema bageru". Materijal se u kašikama diže do momenta istresanja iz kašike pod uticajem sile teže. Pošto se iskopina u kašikama kreće po kružnoj putanji, to nasuprot sili teže deluje centrifugalna sila. To suprotno dejstvo raste proporcionalno sa kvadratom brzine i obrnuto proporcionalno sa poluprečnikom rotora. Pri odredenoj obrtnoj brzini rotora, centrifugalna sila postaje jednaka sili teže i pražnjenje kašika je nemoguće. Ta brzina naziva se kritična brzina. U praksi se poteškoće sa istresanjem kašika pojavljuju pri znatno manjim brzinama od kritične. To

81

zavisi od fizičko-mehaničkih osobina materijala koji se otkopava, konstrukcije rotora i veze rotora sa transporterom. Savremena konstrukcija rotora omogućuje neprekidno praznjenje kašika kroz otvor prstenastog obruča. U gornjem položaju kašike unutrašnja površina prstena je otvorena i materijal pada u unutrašnjost rotora, gde je smešten uređaj koji omogućava prenos materijala na transporter strele (Slika 5.8) Ovakav način pražnjenja kašika omogućava brzine rezanja do 5 m/s. Na slikama 5.9. i 5.10. prikazane su specijalne konstrukcije rotora sa rotacionim tanjirom i konusnom rotacionom ćelijom za prebacivanje lepljivih materijala na transporter.

Slika 5.8. Prenos otkopanog materijala

Slika 5.9. Rotor sa rotacionim tanjirom za prebadvanje lepljivog materijala firme OK

82

Slika 5.10. Rotor sa konusnom rotacionom ćelijom za lepljive materijale firme OK

Zapremina kašika kod najvećih bagera prekoračuje 6 m . Prečnik rotora zavisi od veličine bagera. Kod najvećih bagera on je veći i od 20 m. S obzirom na manje momente sila otpora rezanju i težinu materijala povoljniji su mali rotori, što smanjuje potrebnu snagu i težinu konstrukcije. Povećanje prečnika rotora, međutim, omogućava, pri stalnom broju obrtaja, povećanje broja i zapremine kašika, odnosno povećanje kapaciteta. Kod većih rotora i većeg broja kašika lakše je postići ravnomerno opterećenje konstrukcije, dok manji broj kašika na rotoru daje veće periodično opterećenje. Bageri srednje veličine opremljeni su sa 8 do 12 kašika, dok veliki i vrlo veliki bageri imaju veći broj kašika. S obzirom na brzinu rezanja razlikuju se jednobrzinski bageri, koji raspolažu sa jednom brzinom rezanja; dvobrzinski bageri sa dve brzine rezanja i bageri sa kontinuiranom promenom brzine rezanja. Brzina rezanja rotornih bagera iznosi 2-5 m/s, a najčesće oko 3 m/s. Sistem za unutrašnji transport na bageru omogućuje prenos materijala od uređaja za kopanje do uređaja za utovar. Kod rotornih bagera bez produžive strele ovaj sistem je jednostavan i može se sastojati od dva transportera koji su postavljeni na streli za kopanje i streli za utovar, sa tačkom presipa u osi obrtanja bagera. Kod bagera sa produživom strelom za kopanje ne može se primeniti stalno presipno mesto. Njega zamenjuje transporter koji prima materijal na celoj dužini produživosti strele. Taj transporter donosi materijal do presipnog levka koji se nalazi u osi obrtanja bagera. Dalje ga jedan međutransporter prenosi na obrtnu platformu utovarne strele, do presipnog mesta koje se nalazi u osi obrtanja te strele. Kod bagera sa samohodnim transporterom ili sa posebnim utovar-nim postrojenjem, po pravilu postoji više od jednog transportera, u zavisnosti od stepena složenosti tih sistema. Speciflčan problem predstavlja transport materijala kod dubinskog rada rotornih bagera gde je nagib strele ograničen dozvoljenim uglom nagiba transportera na streli. Nagib transportera ne sme biti veći od 18°. Transport pod većim uglom uspona postignut je pokrivanjem materijala na transporteru sa specijalnom trakom, po kojoj se na celoj dužini i širini naleze sistem gumenih pneumatika. Slaba strana toga rešenja je znatni priraštaj težine i povećanje stepena komplikovanosti bagera.

83

Uredaj za utovar povezuje bager sa transportnim sistemom kopa i zavisi od vrste toga transporta i od vrste i veličine rotornog bagera. S obzirom na vrstu transporta razlikuju se bageri sa uredajem za utovar koji je prilagođen za šinski ili transport transporterima. S obzirom na lokaciju presipnog mesta, uređaji za utovar se dele na unutrašnje i spoljašnje. Kod unutrašnjih uređaja presipno mesto je locirano unutar horizontalne projekcije bagera, a kod spoljašnjih uređaja izvan konture bagera. Spoljašnji uredaji za utovar omogućuju znatnu udaljenost utovarne tačke od bagera. Ti uređaju dele se na uređaje sa strelom i na uređaje koji imaju sopstveni mehanizam za kretanje. Kod uređaja za utovar sa strelom utovarni žleb lociran je na kraju utovarne strele bagera. Utovarna strela ima mogućnost obrtanja nezavisno od strele za kopanje. Težina celog utovarnog uređaja opterećuje mehanizam za kretanje bagera, što ograničava njegovu dužinu. Uređaji za utovar sa strelom primenjuju se kod rotornih bagera male i srednje veličine, na guseničnom i koračajućem mehanizmu za kretanje. Veći rotorni bageri su opremljeni sa samohodnim transporterima, ili sa samohodnim transportnim postrojenjem. Kod samohodnih transportera, težina uređaja za utovar preneta je na sopstveni mehanizam za kretanje. Samohodno transportno postrojenje predstavlja odvojeni konstruktivni deo, na sopstvenom mehanizmu za kretanje, koji je sa bagerom povezan mostovskom konstrukcijom. Primena samohodnih transportera ili samohodnih utovarnih postrojenja omogućuje udaljenje tačke utovara od bagera na rastojanje veće od 100 m i rad u više nivoa. Mehanizam za kretanje omogućuje da se težina bagera i druga spoljna opterećenja prenesu na tlo radne etaže kao i premeštanje mašine za vreme radnog procesa i pri transportovanju. Pri tome treba ostvariti ravnomeran raspored sila koje se prenose na sve elemente nosećeg mehanizma za kretanje (radna masa rotornog bagera firme Krupp SchRs 6.300 iznosi 12,5 hiljada tona) i obezbediti što manji specificni pritisak na podlogu (kretanje po etažama nepovoljnih nosećih karakteristika). Ravnomerno opterećenje nosećih delova zahteva primenu statički odredene noseće konstrukcije, što se postiže pomoću oslanjanja cele konstrukcije na tri tačke. Malo specifično opterećenje podloge zahteva veliku noseću površinu mehanizma za kretanje. To za sobom povlači proširenje konstrukcije mehanizma za kretanje bagera do takvih dimenzija koje stvaraju specificne konstruktivne i eksploatacione probleme. Veća površina naleganja se postiže povećanjem površine i broja gusenica. Broj i sistem gusenica (SIika 5.11.) zavisi od veličine mašine. Samo mali bageri i odlagači imaju dve gusenice, gde se takođe primenjuje oslanjanje konstrukcije bagera na tri tačke. Veće mašine kreću se na tri, četiri ili većem broju gusenica, koje su grupisane u tri sastava. Najveći rotorni bageri imaju dvanaest gusenica.

84

Slika 5.11. - Sistemi gusenica koji se primenjuju kod rotornih bagera

a - dve gusenice b - tri gusenice tri traga c - tri gusenice dva traga d - četiri gusenice i tri traga

e,f - šest gusenica, tri sastava duplih gusenica g,h - dvanaest gusenica, tri satava četvorostrukih gusenica

Ploče guseničnog lanca, koje se primenjuju kod bagera, imaju glatku i ravnu radnu površinu, jer je važnije ravnomerno opterećenje od athezije gusenica o podlogu. Ravne ploče, ipak, ne osiguravaju ravnomerni raspored napona ispod gusenica. Zbog toga se vrše probe primene ploča sa vrlo komplikovanim oblikom naležuće površine, u cilju ravnomernog rasporeda pritiska po celoj površini ploče. Na otpor valjanja gusenica utiče njihova širina i dužina. Široke a kratke gusenice teže propadaju u podlogu od dugih i uskih gusenica iste površine naleganja, a otpor pomeranja mašine raste znatno sa porastom širine gusenica. Dimenzije gusenica moraju uzimati u obzir i sile koje se pojavljuju pri vožnji, a posebno pri promeni pravca.

Slika 5.12. - Sistem gusenica - tri gusenice, dva traga

85

Način promene pravca kretanja zavisi od broja gusenica. Dvogusenične mašine mogu se obrtati pomoću smanjenja brzine unutrašnje gusenice uz pomoc kočnice, zaustavljanjem jedne gusenice i obrtanjem mašine oko sredine površine te gusenice i pogonom gusenica u raznim smerovima, sto daje obrtanje bagera oko centra mašine. Kod rotornih bagera na dve gusenice dozvoljena je samo postepena promena pravca za vreme vožnje mašine. Bageri sa tri i više gusenica menjaju pravac vožnje izmenom postavljanja jedne, dve ili svih gusenica. Pogon mehanizma za kretanje nalazi se neposredno uz gusenice, pri čemu su kod većih bagera sve gusenice pogonske, dok su kod manjih bagera pogonske samo gusenice kojima se upravlja. Koračajući mehanizam za kretanje u odnosu na gusenični omogućava dobijanje nizih specifičnih opterećenja na podlogu i bilo koju promenu pravca kretanja mašine. Kod šinskih i guseničnih mehanizama za kretanje, kretanje mašine ima kontinuirani karakter i bazira na kotrljanju točkova koji su opterećeni punom težinom bagera. Kod koračajućeg mehanizma za kretanje, kretanje bagera vrši se kao rezultat naizmeničnog prenošenja težine bagera sa jednog sistema oslonaca na drugi, a zatim premeštanja rasterećenih oslonaca u pravcu kretanja. Kod kotrljanja se samo deo oboda nosećeg elementa koristi za prenos težine, dok je kod koračanja iskorisćena cela površina pojedinih sistema oslonaca. Koračajući mehanizam za kretanje ima ciklican karakter kretanja, mogućnost iskorišćenja pune površine oslanjanja i mogućnost makakve promene pravca kretanja iz datog položaja. Sistem oslonaca sastoji se od unutrašnje stope, približno kružnog oblika, i spoljašnje stope oblika prstena koji obuhvata unutrašnju stopu. Za vreme rada bager najčesće stoji na spoljnom prstenu. Ali, u cilju smanjenja specificnog opterecenja podloge, on može istovremeno stajati i na prstenu i na stopi. Ciklus koraka sastoji se u dizanju bagera na unutrašnjoj stopi, pomeranju bagera na vođicama i njegovo spuštanje, dizanju unutrašnje stope i pomeranju dignute stope sa povratkom u polazni položaj (Slika 5.13.).

Slika 5.13. Koračajući mehanizam za kretanje sa prstenastom stopom

Noseca konstrukcija bagera povezuje sve radne uređaje i prenosi njihove mase i spoljne sile koje na njih deluju na mehanizam za kretanje mašine. Dimenzije noseće konstrukcije su uslovljene postizanjem što većih dometa uređaja za kopanje i

86

uređaja za utovar i njihovim nezavisnim i promenljivim položajem. Kod velikih rotornih bagera primenjuje se sistem konstrukcije sa konzolnom katarkom. Sa obrtnom platformom kruto je povezana konstrukcija strele protivtega, dok je konstrukcija strele za kopanje i konzolne katarke sa njom povezana zglobno. Odstojanje izmedu tih konstrukcija održava se pomoću sistema užadi. Spuštanje strele postže se izmenom dužine sistema užadi koji povezuje konzolnu katarku sa konstrukcijom strele protivtega, na kojoj se nalaze vitlovi. Kod svih bagera strela za kopanje povezana je sa nosećom konstrukcijom zglobnom vezom sa horizontalnom osovinom, koja omogućuje dizanje i spuštanje strele. Obrtanje gornje konstrukcije bagera koja je postavljena na mehanizam za kretanje postže se mehanizmom za obrtanje. Staze za obrtanje mogu biti sa kuglama i sa točkovima. Strela za utovar locirana je na sopstvenoj bočnoj stazi za obrtanje. Donji stroj bagera preko osnovne konstrukcije prenosi masu na mehanizam za kretanje. Gornji stroj je povezan sa donjim preko obrtne platforme, a obuhvata radni organ (nosač rotora i rotor), sistem za unutrasnji transport, kabinu rukovaoca i noseću konstrukciju. 5.2. Određivanje osnovnih parametara rada Pri radu rotornog bagera u bloku zapremina materijala koju rotorni točak reže (otkida) iz masiva bloka u jednom prolazu rotorne strele od krajnjeg levog do krajnjeg desnog položaja u profilu rezanja (ravni rotornog točka) ima srpast oblik. U zavisnosti od položaja te zapremine u prostoru razlikujemo vertikalne, horizontalne i kombinovane rezove (Slika 5.14.)

Slike 5.14. Vrste rezova

Otkopavanje bloka vertikalnim rezovima ima niz prednosti u odnosu na rad bagera sa horizontalnim i kombinovanim rezovima. Kao na primer veća otkopna visina bloka, lakša primena programskog rada, manja potrošnja energije i dr. pa shodno tome blok po pravilu treba otkopavati vertikalnim rezovima.

Tehnološki parametri bloka Tehnološki parametri bloka su:

• visina bloka koja je po pravilu jednaka visini etaže – H, • širina bloka – B, • dužina otkopavanja bloka – Z,

87

• ugao nagiba bočne kosine – βb

• ugao nagiba čeone kosine - βč Osnovna tehnološka šema rada rotornih bagera je visinski rad u bloku, pored ove šeme rotorni bageri rade još i visinski sa dubinske strane transportera i odstupno-nastupno. Na slici 5.15. dat ješematski prikaz osnovnih tehnoloških parametara bloka pri otkopavanju rotornim bagerima.

Slika 5.15. Šematski prikaz osnovnih tehnoloških parametara bloka rotornog bagera

Visina otkopnog bloka - H može, a ne mora da, odgovara maksimalnoj otkopnoj visini bagera. U pogonskim uslovima se najčešće teži da se visina bloka izjednači sa maksimalnom otkopnom visinom bagera, jer se na taj način povećava opšta koncentracija radova na kopu tj. smanjuje se broj etaža i zahvata veći obim masa za jedan korak pomeranja etažnih transportera. Takva nastojanja, međutim, nije uvek moguće realizovati u pogonskim uslovima, jer je visina bloka često limitirana geomehaničkim uslovima stabilnosti etažnih kosina. Maksimalna visina otkopavanja bloka iznosi: H L y h rg Iυ α

max* sin= + + −

gde je: L - dužina rotorne strele, merene od zglobne veze strele do ose rotornog

točka, m αg - vertikalni granični ugao nagiba rotorne strele (O) y - visina zglobne veze rotorne strele merena od nivelete planuma, m hI - visina prve (gornje) podetaže, m r - poluprečnik rotornog točka, m

Maksimalna dubina otkopavanja ograničena je maksimalnim usponom prijemnog transportera na rotornoj streli, tj. maksimalnim uglom nagiba rotorne strele (αd max): H L y rd dmax maxsin= − +α Shodno ovome, ukupna zahvatna visina otkopavanja iznosi (Slika 5.16.): H H Hdmax max max

= +υ

88

Slika 5.16. Šema za određivanje maksimalne visine kopanja

Ugao nagiba bočne kosine - βb se oblikuje tako što se sukcesivno smanjuje unutrašnji ugao okretanja rotorne strele pri otkopavanju nižih podetaža. Ugao nagiba bočne kosine zavisi od:

• radijusa otkopavanja prve podetaže (Rg), • graničnog ugla okretanja rotorne strele pri otkopavanju najniže podetaže (ϕud gr ), • visine bloka (H).

Ugao okretanja rotorne strele prema unutrašnjoj bočnoj kosini pri otkopavanju najniže podetaže mora biti veći ili jednak uglu slobodnog rezanja, i određuje se shodno obrascu:

βbrg

g darctg

h rl l

=−

−

• hrg- visina otkopavanja merena od nivoa planuma do centra rotornog točka pri otkopavanju prve podetaže, m

• r- poluprečnik rotornog točka, m • lg- horizontalno rastojanje između podužne ose bagera i ose rotornog točka pri otkopavanju

prve podetaže, m • ld- horizontalno rastojanje između podužne ose bagera i donje ivice bočne kosine, m

l Rg g g= sinϕ l Rd d d= sinϕ

• Rg - radijus otkopavanja prve (gornje) podetaže, m • Rd - radijus otkopavanja poslednje (donje) podetaže, m • ϕg - unutrašnji ugao okretanja rotorne strele pri otkopavanju prve (gornje) podetaže, (O) • ϕd - unutrašnji ugao okretanja rotorne strele pri otkopavanju poslednje (donje)

podetaže, (O) Radijus otkopavanja prve (gornje) podetaže, meren od ose rotornog točka do vertikalne ose okretanja bagera, definisan je izrazom:

R L eg g= +cosα

a radijus otkopavanja poslednje (najniže) podetaže izrazom:

R L ed d= +cosα

• αd gα - uglovi nagiba rotorne strele pri otkopavanju prve (gornje) odnosno poslednje (najniže podetaže, (O)

• e- horizontalno rastojanje između zglobnog oslonca strele na platformi i vertikalne ose okretanja bagera, m

89

Slika 5.17. Šematski prikaz bočne kosine

Ugao nagiba čeone kosine - βč, budući da je rotorni točak upravno postavljen na etažnu kosinu luk koji u podetaži formira rotorni točak predstavlja deo kruga. Ugao nagiba čeone kosine može se kretati u dijapazonu:

2πββ << ccgr

Granični ugao nagiba čeone kosine zavisi od visine otkopavanja i konstruktivnih karakteristika bagera:

)( fFR

rharctg

g

rgcgr +−

−=β

• F- dužina gusenice merena od vertikalne ose okretanja bagera do njene prednje ivice, m • f- minimalno odstojanje krajnje prednje ivice gusenice do donje ivice etažne kosine, m

Slika 5.18. Šema za određivanje graničnog ugla nagiba čeone kosine

90

Slika 5.19. Šema za određivanje minimalnog odstojanja gusenica

Veličnina f obuhvata vrednost f’ koja proizilazi iz polukružnog oblika donje ivice čeone kosine i vrednosti f’’ kao graničnog sigurnosnog rastojanja gusenica od donje ivice kosine f=f’+f’’

f’=Rp-f’’- ( ' ' )Rp f E− −2 2 gde je:

• E odstojanje od krajnje bočne ivice gusenice do podužne ose bagera, m • F”- sigurnosno odstojanje gusenica od donje ivice etažne kosine s obzirom na mogućnost

pojave odrona iz kosina, obično 1.5 - 2 m.

Granični ugao nagiba čeone kosine ima smisla samo kao završni ugao kosine na kraju etaže. Shodni tome, za određene dužine otkopavanja bloka moguće je bagerom izvesti i određene minimalne uglove nagiba čeonih kosina shodno obrascu:

)(min ZfFR

rharctg

g

rgc ++−

−=β

• Z - dužina otkopavanja bloka, m.

Širina bloka - B je funkcija radijusa otkopavanja prve (gornje) i donje (najniže) podetaže, visine bloka, ugla nagiba bočne kosine i uglova zaokretanja nosača rotorne strele prema unutrašnjoj bočnoj kosini pri otkopavanju prve (gornje) podetaže i ugla zaokretanja prema spoljašnjoj bočnoj kosini pri otkopavanju najniže (donje) podetaže. Parametri koji ograničavaju širinu bloka (slika 5.20.) su:

• udaljenost gornje ivice unutrašnje bočne kosine od podužne ose bagera, tzv. unutrašnja gornja širina bloka (Bg)

• udaljenost donje ivice spoljašnje kosine od podužne ose bagera, tzv. spoljašnja donja širina bloka (Bd).

Maksimalna vrednost unutrašnje gornje širine bloka (Bg) se postiže kod punog zaokretanja rotorne strele prema unutrašnjoj bočnoj kosini pri otkopavanju prve podetaže za ugao ϕgu=90O. Veličina Bg je tada jednaka radijusu otkopavanja prve podetaže.

91

Veličina Bd zavisi od ugla zaokretanja rotorne strele prema spoljašnjoj bočnoj kosini pri otkopavanju najniže podetaže (ϕds). Širina bloka iznosi:

B=Rg sinϕgu+Rd sin ϕgs-(hrg-r) cotgβb Maksimalna širina bloka koja se može ostvariti rotornim bagerom pri određenom uglu zaokretanja rotorne strele prema spoljašnjoj kosini pri otkopavanju donje podetaže smanjuje se porastom visine bloka i smanjenjem ugla nagiba bočne kosine. Gornja vrednost ovog ugla je ograničena na 50O (najčešće se usvaja 30O) jer pri prekoračenju ove vrednosti nastaje potiskivanje materijala u stranu iz oblasti postojećeg ”klina”, što osetno smanjuje punjenje vedrice i povećava obim radova pomoćne mehanizacije.

Slika 5.20. Šema za određivanje širine bloka

Dužina otkopnog bloka - Z predstavlja zbir debljina pojedinačnih rezova u podetaži koja se otkopava u jednom nastupanju bagera po njegovoj osi kretanja. Dužina nastupanja u jednoj podetaži, posle koje se bager vraća nazad za prelazak u sledeću nižu podetažu, zavisi od visine bloka, ugla nagiba čeone kosine i gabarita rotorne strele i guseničnog transportnog uređaja. Za stvarnu maksimalnu dužinu otkopavanja bloka usvaja se manja vrednost koja se dobija po osnovu dva ograničenja: Zmax=min (Z1, Z2) gde je:

• Z1- dužina otkopavanja bloka ograničena prilaskom bagera donjoj ivici čeone kosine, m.

92

• Z2 - dužina otkopavanja bloka ograničena dodirom konstrukcije rotorne strele i gornje ivice niže podetaže, m.

Dužina otkopavanja bloka koja proizilazi iz ograničenja prilaska bagera donjoj ivici čeone kosine može se odrediti shodno šemi (Slika 5.21.).

Slika 5.21. Šema za određivanje dužine bloka iz uslova prilaska bagera

Z1=Rg-(f+F)-(hrg-r) cotg βč

Dužina otkopavanja bloka koja proizilazi iz ograničenja dodira konstrukcije rotorne strele i gornje ivice pruge podetaže može se odrediti sa slici 5.22.

Slika 5.22. Šema za određivanje dužine bloka iz uslova dodira konstrukcije

Z2=r+(r-gcos

tdα+ ) cotg αg -h1 cotg βč

gde je: • d - odstojanje krajnje donje ivice rotorne strele od njene ose, m • t - granična udaljenost približavanja konstrukcije rotone strele gornjoj ivici druge

podetaže, m • h1 - visina prve podetaže, m • αg - vertikalni ugao nagiba rotorne strele pri otkopavanju prve podetaže, (O).

93

Dužina otkopavanja bloka kod odstupno-nastupnog načina rada

m),rfeF(cosLZ maxdmaxd ++−−α⋅= ,

Tehnolološki parametri podetaža u bloku Osnovni tehnološki parametri podetaža u bloku su:

• visine podetaža, hi • broj podetaža u bloku, Ni • širina podetaže, bp • dužina otkopavanja podetaže, zp

Visine podetaža – hi, sa aspekta kapacitetnog iskorišćenja bagera, treba da se kreću u dijapazonu

DhD i 7.05.0 ≤≤ Razlozi za ovakva ograničenja visina podetaža u bloku su napred navedeni i baziraju uglavnom na zahtevima zadovoljavajućeg kapacitetnog iskorišćenja bagera i povećanja sigurnosti od odbrušavanja kosina. Međutim, ovaj se uslov ne može striktno poštovati kod primene selektivnog rada ili homogenizacije uglja u okviru otkopnog bloka, jer se pored uslova kapacitetnog iskorišćenja bagera moraju respektovati kriterijumi selektivnosti i homogenizacije, odnosno položaj proslojka jalovine u bloku, moćnost tih proslojaka, kvalitet uglja i dr. Broj podetaža u bloku – Ni se određuje polazeći od napred pomenutog uslova za određivanje visina podetaža shodno obrascu:

DHN

DH

i 7.05.0≥≥

Širina podetaže – bp jednaka je širini bloka:

Bbp = Dužina otkopavanja podetaže - -zp jednaka je dužina otkopavanja bloka:

Zz p = Tehnološki parametri reza Rez (slika 5.23.) predstavlja zapreminu materijala koju bager otkopa pri jednom okretanju rotorne strele iz krajnjeg levog do krajnjeg desnog položaja ili obrnuto i otkopava se nizom uzastopnih odrezaka.

94

Slika 5.23. Rez

Osnovni tehnološki parametri reza su:

• visina reza - hr • širina reza - br • debljina reza - ss • broj rezova u okviru podetaže - nr

Visina reza – hr je jednaka visini podetaže:

hhr = Širina reza – br je jednaka širini bloka:

bbr = Debljina reza – sr je promenljiva i u funkciji je od ugla zaokretanja rotorne strele u levo i u desno od podežne ose bagera:

( ) ϕϕ cos ror ss = gde je:

sr(ϕ) – tekuća debljina reza, sr(o) – debljina reza u pravcu podužne ose bagera (ϕ = 0) i na visini poluprečnika rotornog točka (ρ = 900 – ugao rezanja) ϕ - ugao zaokretanja strele

Broj rezova u okviru podetaže – nr iznosi:

or s

zn =

tehnološki parametri odreska Odrezak (Slika 5.24.) predstavlja zapreminu materijala koju vedrica zahvati, odnosno otkopa u okviru ugla rezanja.

95

Slika 5.24. Tehnološki parametri odreska

Osnovni tehnološki parametri odreska su:

• visina odreska – hod • širina odreska – bod • debljina odreska – sod

Visina odreska – hod je jednaka visini reza, odnosno visini podetaže

hhh rod == za analizu uzajamne zavisnosti između visine odreska – hod i ugla rezanja ρ mogu se posmatrati tri slučaja: Visina odreska odgovara uglu rezanja (ρ1<900)

)cos1(5.0 1ρ−= Dhod Visina odreska odgovara uglu rezanja (ρ2=900)

Dhod 5.0= Visina odreska odgovara uglu rezanja (ρ3>900)

090

sin 5.05.0

−=∆

∆=∆∆+=

ρρ

ρDhhDhod

Širina odreska – bod zavisi od brzine okretanja rotorne strele – Vb i broja pražnjenja vedrica u minuti – n tj.

nVb b

od =

Otkopavanje jednog reza konstantnom brzinom okretanje rotorne strele i za n=const, širine odrezaka ostaju nepromenjene. Budući da debljine odrezaka, zbog srpastog oblika reza, opadaju u funkciji od ugla zaokretanja rotorne strele, oscilacije kapaciteta bagera su neizbežne i velike. Da bi se pomenuta pojava ublažila i proizvod parametara odreska ( ododod sbh ⋅⋅ ) održao približno konstantnim u okviru celog reza, na savremenim rotornim bagerima je uvedena promenljiva brzina okretanja rotorne strele - )(ϕfVb = .

96

Zahvaljujući ovome, porast širine odreska - bϕ kao rezultat povećanja brzine kružnog kretanja rotorne strele - Vbϕ u velikom stepenu kompenzira opadajuće vrednosti debljine odrezaka sϕ u opsegu ugla automatske regulacije brzine okretanja rotorne strele. Promena brzine okretanja rotorne strele u opsegu ugla regulacije brzine ϕr se vrši shodno zavisnosti:

r

bb

VVϕϕ cos

=

gde je: Vbϕ - promenljiva brzina okretanja rotorne strele u funkciji od ugla zaokretanja, Vb – osnovna linearna brzina okretanja rotorne strele za položaj ϕ=0 tj. linearna brzina kružnog kretanja za položaj strele u pravcu podužne ose bagera ϕr – ugao regulacije

Shodno ovome, tekuće vrednosti širina odrezaka iznose:

nV

b bϕϕ =

a kako je:

nVV b

b =ϕ

sledi:

ϕϕ

ϕ cos nV

b b=

Kod ranije kupljenih rotornih bagera (SRs 1200) ugao automatske regulacije brzine kružnog kretanja je fiksan i iznosi po 600 levo i desno od podužne ose bagera, a rukovalac bagera može da bira samo 4 osnovne brzine – Vb = 10, 12, 14 i 16.5 m/min, pa je maksimalna brzina kružnog kretanja ograničena na vrednost:

min/ 3360 cos5.16

0max mVb ==

Međutim, kod savremenijih rotornih bagera, kakav je uostalom i bager SchRs 630 ugao regulacije brzine kružnog kretanja nije fiksiran, već se automatski određuje na osnovu izbora osnovne brzine u opsegu od 6-30 m/min. Shodno obrascu:

maxarccos

VVb

r =ϕ

pri čemu je Vmax=30 m/min. Ilustracije radi može se navesti primer: ako rukovalac izabere kao osnovnu brzinu 10 m/min, vrednost ugla automatske regulacije iznosi 710. Debljina odreska – sod se ostvaruje pomeranjem bagera na početku ulaska u novi rez tj. kada se rotorna strela nalazi u krajnjem desnom ili krajnjem levom položaju gde ujedno menja smer okretanja. U toku otkopavanja jednog reza, debljine odreska se menjaju u zavisnosti ugla okretanja rotorne strele oko vertikalne ose bagera shodno obrascu:

ϕϕ cos 0ss = gde je:

sϕ - tekuća debljina odreska

97

s0 – debljina odreska merena na visini poluprečnika rotornog točka i za položaj rotorne strele u pravcu podužne ose bagera za ϕ=0.

Međutim, debljina odreska se menja u zavisnosti od ugla okretanja bagerske vedrice oko ose rotornog točka tj. u zavisnosti od ugla rezanja - ρ shodno obrascu:

ρρ sin 0ss = gde je:

ρ - ugao rezanja U opštem slučaju debljina odreska u zavisnosti od ugla okretanja rotorne strele oko vertikalne ose bagera -ϕ i ugla rezanja - ρ iznosi:

ρϕϕρ sin cos 0)( ss = 5.3. Kapacitet rotornog bagera Kapacitet rotornog bagera je određen kompleksom konstrukciono-kinematskih, geomehaničkih, tehnoloških, klimatskih i organizacionih faktora. Od ovih brojnih i raznovrsnih faktora samo su konstrukciono-kinematski nepromenljivi i zavise od ekploatacionih uslova. U skladu sa stepenom učešća napred pomenutih faktora razlikujemo: teoretski, tehnički i eksploatacioni kapacitet. Svi ovi kapaciteti su računski sa grubim uprošćavanjem i sintetizovanjem brojnih uticajnih činioca, što često povlači za sobom osetno odstupanje računskih od stvarnih (efektivnih) vrednosti kapaciteta. Kao osnova za prognoziranje proizvodnog potencijala bagera po pravilu se uzima tehnički kapacitet koji predstavlja učinak bagera izražen u m3 čvrste mase za jedan čas rada, uzimajući delom u obzir karakteristike materijala koji se otkopava preko koeficijenta rastresitosti – Kr i izabrane parametre bloka, podetaže, reza i odreska preko koeficijenata punjenja vedrica materijalom – Kp. Shodno ovome, tehnički kapacitet bagera se određuje po obrascu:

r

ptteh kk

QQ =

gde je: Qt – teoretski kapacitet bagera, m3rm/h.

Vrednost kp se u okviru otkopavanja jednog reza i šire u okviru otkopavanja podetaže i bloka stalno menja, što otežava izbor reprezentativne vrednosti ovog koeficijenta za određene uslove rada i izabrane tehnološke parametre bloka, podetaže i reza. S ozbzirom na ovo pravilnije je umesto Kp koristiti jedan kompleksniji koeficijent tzv. koeficijent bloka – Kb koji pored stepena punjenja vedrica materijalom obuhvata i druge uticajne činioce koji osetno utiču na veličinu tehničkog kapaciteta kao što su: neproizvodne, a neizbežne pomoćne tehnološke operacije u okviru jednog tehnološkog ciklusa (vreme promene bloka, podetaže i reza, usporenja i ubrzanja okretanja rotorne strele kod početka i kraja otkopavanja svakog reza, smanjenje visina rezova u predelu sučeljavanja čeone i spoljašnje bočne kosine). Pored ovih uticajnih činilaca koeficijent Kb obuhvata i uticaje tehnoloških parametara bloka (visine, širine, uglova nagiba bočne i čeone kosine) kao i brzinskih karakteristika bagera. Shodno napred izloženom, tehnički kapacitet bagera može se tačnije odrediti po obrascu:

98

r

btteh kkQQ = m3čm/h

Kako se s druge strane tehnički kapacitet bagera može definisati i kao prosečni kapacitet za jedan tehnološki ciklus tj.:

b

blteh T

VQ =

sledi:

b

bl

r

bt T

VkkQ =

odnosno

)( pocbt

r

bt

rblb ttQ

KZBHTQKVK

+⋅⋅⋅⋅

=⋅⋅

=

gde su:

Vbl – zapremina materijala u bloku tj. Vbl= H B Z, (m3) Kr – koeficijent rastresitosti materijala koji se otkopava, Qt – teoretski (kataloški) kapacitet bagera, m3rm/h Tb n- vreme bagerovanja tj. vreme otkopavanja bloka, h tčb – vreme čistog bagerovanja otkopnog bloka, h tpo – vreme pomoćnih (neproduktivnih) operacija kod otkopavanja bloka, h

Za određivanje Kb neophodno jeodrediti vremena čistog bagerovanja i vremena svih pomoćnih operacija u okviru otkopavanja jednog bloka. Tehnički kapacitet se može izraziti i preko parametara odreska:

bteh Vsh60Q ⋅⋅⋅= m3čm/h

99

6. BAGERI VEDRIČARI Bageri vedričari kao i rotorni bageri spadaju u mašine kontinuiranog dejstva koji vrše bagerovanje tako što im vedrice pričvršćene na beskonačnom lancu zahvataju tanke uzdužne rezove materijala po radnoj kosini etaže. Ovi bageri najracionalnije rade u mekanom i sipkom materijalu. Vedrice bagera imaju zapreminu od 15 do 45001 sa dubinom kopanja do 40 m i visinom kopanja do 35 m. Brzina beskonačnog lanca sa vedricama kreće se od 1 do 1,4 m/s, a bager se kreće brzinom od 2 do 12 m/min u zavisnosti da li je šinski, gusenični ili koračajući. Katarka bagera može biti kruta ili člankasta. Neobrtni bageri vedričari se ne mogu obrtati oko vertikalne ose dok obrtni mogu okretati gornji stroj sa katarkom za 360° te tako raditi i visinski i dubinski. Danas je upotreba bagera vedričara na površinskim kopovima smanjena jer ih potiskuju rotorni bageri koji imaju niz prednosti nad njima. Prednost bagera vedričara je velika visina i dubina kopanja što omogućava rad i u uslovima slabije odvodnjenosti i veliku visinu otkopavanja na jedan transportni horizont. 6.1. Osnovni delovi i podela bagera vedričara Osnovni delovi bagera vedričara, kao i kod rotornog bagera su: uređaj za kopanje, uređaj za utovar, sistem za unutrašnji transport na bageru, mehanizam za kretanje i noseća konstrukcija. U zavisnosti od zapremine kašika bageri vedričari se dele na: kanalokopače (< 100 l), T male (do 300 l), srednje (300 - 600 l), velike (600 -1000 l) i vrlo velike (> 1000 l). Najširu upotrebu imaju srednji i veliki bageri vedričari koji rade dubinski. Bageri vedričari se klasifikuju: Po načinu kopanja: bageri konstruisani za visinski ili dubinski rad i bageri za istovremen i visinski i dubinski rad. Ovi bageri su neobrtni. Bageri za visinski i dubinskirad naizmenično su obrtni bageri vedričari; Po tipu uređaja za kretanje: bageri na gusenicama, bageri na šinama i bageri sa koračajućim ili šinskokoračajućim uređajem; Po načinu pogona: bageri sa električnim pogonom, bageri sa dizel pogonom i bageri sa dizel-električnim pogonom; Po načinu utovara: bageri sa portalom za utovar (1 ili 2 portala) i bageri sa bočnim utovarom pomoću konzolnih transportera. Važniji proizvođači bagera vedričara su firme KRUPP, TAKRAF, OK i DEMAG u Nemačkoj i Glitvickie Zaklady u Poljskoj. Bager vedričar (Slika 6.1.) otkopavanje vrši vedricama (1) postavljenim na beskonačnom lancu koji se kreće po nosaču lanca (2) sa povlačenjem preko lančanika (3). Pravac kretanja vedrica sa lancem po čelu radilišta je odozdo prema gore, a napunjene vedrice kreću se preko prijemnog žljeba (4) do lančanika gde se vrši istovar preko veznog transportera u bunker ili predajni transporter, u zavisnosti da li se dalji transport vrši vagonim ili transporterima. Otkopavanje vedričarima u zavisnosti od konstrukcije može se vršiti dubinski, visinski ili dubinski i visinski u odnosu na nivo stajanja bagera. Vedričari mogu biti obrtni i neobrtni, a prema konsturkciji mehanizma za kretanje šinski, gusenični i koračajući.

100

Slika 6.1. Konstruktivne šeme a-guseničnog i b-šinskog bagera vedričara

Nosač lanca sa vedricama podeljen je na segmente koji omogućavaju selektivni rad i planiranje etažnih ravni. Planirni segment dužine 2 do 6 m na kraju nosača pri dubinskom radu koristi se za planiranje etažne ravni niže etaže. Lanac vedričara sastoji se od članaka dužine 300, 600 ili 900 mm. Vedrice se pričvršćuju na svaki 4, 6, 8 ili jedanaesti članak, a međusobno rastojanje vedrica predstavlja korak lanca. Kraći korak koristi se pri otkopavanju suvih peskova, a duži korak za lepljive gline. Ugao nagiba nosača lanca sa vedricama podešava se preko užadi. Osnovne prednosti bagera vedričara u odnosu na rotorne bagere ogledaju se u mogućnosti dubinskog rada i formiranju kosine radne etaže pod zadatim uglom, selektivnom radu na tankim slojevima, ravnomernoj granulaciji otkopanog materijala kao i u maloj promeni udarnih sila na konstrukciju u radu. Osnovni delovi obrtnog guseničnog bagera vedričara ERs 560 prikazani su na slici 6.2.

101

Slika 6.2. Šeme konstrukcija bagera vedričara firme Takraf

102

Slika 6.3. Konstruktivna šema guseničnog bagera vedričara ER 560 1 - donji stroj, 2 - gornji stroj, 3 - istovarni transporter, 4 - mašinsko odeljenje, 5 - nosač istovarnog transportera, 6 - nosač lanca sa vedricama, 7 - segment za planiranje, 8 -prijemni žljeb, 9 -pogonski lančanik, 10 - mehanizam za pokretanje lanca, 11 - užad za podizanje nosača lanca sa vedricama, 12 -rotor za ravnanje, 13 - obrtni pretovarni sto, 14 - usmerivač, 15, 16, 17 - vitla za užad za podizanje nosača lanca planirnog segmenta i transportera za istovar materijala, 18, 19 - mehanizam za obrtanje gornjeg stroja i transportera za istovar, 20 - mehanizam za upravljanje gusenicama Nosač lanca sa vedricama (6) ima ugrađeni rotor za prikupljanje materijala (12). Vučni lančanik (9) lanca nalazi se na platformi mašinskog odeljenja gde se vrši i istresanje na obrtni sto (13). Usmerivačem (14) se materijal sa stola koji se obrće u smeru suprotnom od kazaljke na satu, obrušava na pretovarni transporter (3). Firma Takraf proizvodi bagere vedričare teoretskog kapaciteta od 300 do 14500 rm3 /h, sa silom kopanja od 0,2 do 1,5 MN/m2 i sa ukupnom visinom kopanja sa jednog nivoa stajanja od 12 do 60 m, instalisane snage motora od 100 do 15000 kW i masom od 120 do 5800 t. Takraf proizvodi 18 tipova obrtnih guseničnih bagera vedričara (ERs) sa zapreminama vedrica od 250 do 3150 l, i 11 tipova obrtnih šinskih bagera vedričara (Es) zapremine vedrica od 900 do 4500 l. Oznaka bagera vedričara ERs 900 25/25 1700, tumači se kao obrtni gusenični bager vedričar zapremine vedrica od 900 l, sa visinom i dubinom kopanja od po 25 m i sa teoretskim kapacitetom od 1700 rm3/h. Vedirčari firme Takraf imaju šest osnovnih šema (Slika 6.1.). Obrtni šinski vedričari imaju mehanizam za istovar preko utovarnog levka donjeg stroja bagera (Slika 6.1. pod a) ili preko konzolnog neobrtnog istovarnog transportera (Slika 6.1. pod b). Mali gusenični obrtni bageri vedričari imaju neobrtni istovarni transporter (Slika 6.1. pod c). Srednji gusenični vedričari (ERs 1600) opremljeni su sa obrtnim konzolnim istovarnim transporterima (Slika 6.1.pod d i Slika 6.1.pod e), dok su veliki obrtni gusenični vedričari (ERs 3150) povezani sa pretovarnim mostom (Slika 6.1. pod f), i sa silom kopanja do 180 kN/m.

103

6.2. Radni parametri bagera vedričara Bageri vedričari mogu vršiti kopanje na dva osnovna načina. Na način koji se zasniva na krutoj vezi mehanizma za kopanje sa mehanizmom za kretanje bagera, kada nosač lanca označava površinu nagnutu prema nagibnom uglu etaže. Ovaj način imaju obično šinski bageri vedričari, sa radom u frontu (Slika 6.4.).

Slika 6.4. Rad bagera vedričara u frontu Na način koji se zasniva na zajedničkom delovanju mehanizma za kopanje i sistema za obrtanje bagera vedričara, kada nosač lanca označava kružne delove etaže, što omogućava rad u bloku, sa primenom bagera vedričara na gusenicama (Slika 6.5.).

Slika 6.5. Rad bagera vedričara u bloku Šinski bageri vedričari prilagođeni su za rad u frontu, jer nemaju obrtnu platformu prilagođenu za bočno pomeranje, a kreću se po koloseku, koji je položen duž cele dužine radnog fronta. Obrtni šinski vedričari opremljeni su sa obrtnom platformom koja je namenjena samo za promenu položaja strele za kopanje u odnosu na donji stroj, što je neophodno potrebno kod prelaska sa dubinskog otkopavanja na visinsko ili obratno. Obrtanje bagera izvodi se kada strela za otkopavanje sa lancem ne radi. Šinski bageri vedričari u radu mogu imati postepene pravolinijske pokrete sa premeštanjem čitavog bagera u pravcu napredovanja fronta (Slika 6.6. pod a) ili ugaono (lepezasto) pokretanje nosača njegovim spuštanjem za određeni ugao α1,..., αi,... ,αn, (Slika 6.6. pod b).

104

Slika 6.6. Moguće šeme rada bagera vedričara u frontu a - Pravolinijsko pokretanje nosača lanca sa vedricama; b- Ugaono pokretanje nosača

Kod postepenog pravolinijskog kretanja vrši se stalno pomeranje koloseka, dok se kod ugaonog pokretanja nosača pomeranje koloseka vrši povremeno. Postepeno primicanje masivu postiže se premeštanjem cele mašine u pravcu napredovanja bočne kosine, dok se ugaoni pokret primicanja postiže spuštanjem strele za kopanje. Šeme neobrtnih i obrtnih šinskih bagera vedričara prikazane su na Sl.3.197.a., a guseničnih na slici 6.7. pod b). U vezi sa sistemom za utovar, kod obrtnih bagera se primenjuje unutrašnji portalni utovar, dok je kod neobrtnih utovar spoljašnji ili se koristi strela za utovar.

Slika 6.7. Šeme obrtnih (a) i neobrtnih (b) šinskih bagera vedričara Tehnološke parametre bagera karakterišu sledeće veličine: L - dužina strele za otkopavanje, Lpd - dužina dela za planiranje, dubinskog, Lpv - dužina dela za planiranje, visinskog, αdmax. - maksimalni ugao nagiba strele pri dubinskom otkopavanju, αvmax - maksimalni ugao podizanja strele kod visinskog otkopavanja, a - odstojanje od ivice kosine do ose koloseka bagera sa radne strane, b - razmak između koloseka bagera, D - odstojanje spoljašnje tačke konstrukcije strele portivtega od oslonca bagera.

105

U zavisnosti od konstrukcije sistema za utovar veličina ∆c karakteriše promenu tačke utovara u odnosu na koloseke bagera. Moderni obrtni bageri vedričari grade se kao punoobrtni. Dužina strele za otkopavanje L je odstojanje mereno po osi strele od radnog horizonta bagera do najudaljenije tačke rezanja. Ta veličina služi za obračun vertikalne visine rada bagera kod raznih nagibnih uglova strele za otkopavanje.

Pored navedenih, osnovni tehnološki parametri guseničnih bagera vedričara su (Slika 6.8.): F - odstojanje spoljašnje tačke konstrukcije strele protivtega od ose bagera, e - radijus kopanja na nivou stajanja bagera (Rkh), E - odstojanje spoljašnje tačke mehanizma za kretanje od ose bagera, Ri - radijus istresanja, φr - ugao obrtanja radnog organa, φi - ugao obrtanja mehanizma za istovar.

Slika 6.8. Šema obrtnog guseničnog bagera vedričara

Slika 6.9. Rad bagera vedričara Rs 500 u bloku

106

Front rada bagera definišu dva osnovna parametra: visina etaže (H) i ugao nagiba bočne kosine (α). Visina etaže koja se otkopava zavisi od dužine strele za otkopavanje i ugla njenog nagiba i iznosi:

H = L sin α

Konstrukcija bagera vedričara na gusenicama omogućuje rad kako u frontu tako i u bloku dubinski i visinski. Pri radu u frontu bočno pomeranje postiže se pomoću kretanja ćele mašine na uređaju za kretanje duž radnog fronta. S obzirom na veliko habanje elemenata donjeg stroja, bageri vedričari na gusenicama upotrebljavaju se po pravilu za rad u bloku, a samo izuzetno rade u frontu. Bageri sa koračajućim uređajem za kretanje mogu raditi samo u bloku. Pri radu u bloku bočno pomeranje postiže se okretanjem gornjeg stroja oko ose bagera. Kretanje kašika je rezultanta pravolinijskog kretanja duž ose strele za otkopavanje i obrtnog kretanja strele oko vertikalne ose bagera, pri čemu strela može biti nagnuta pod raznim uglovima prema toj osi. Putanja kašika je prostorna kriva. U bloku bageri mogu raditi sa stalnim nagibom strele (sa paralelnim položajem pojaseva koji se otkopavaju, Slika 6.10. pod a) i sa promenljivim položajem strele (sa lepezastim položajem pojaseva koji se otkopavaju, slika 6.10. pod b).

a) b)

Slika 6.10. Mogućnosti rada bagera vedričara u bloku

a - Paralelni položaj pojaseva koji se otkopavaju; b - Lepezasti položaj pojaseva koji se otkopavaju

U prvom slučaju, primicanje masivu posle svakog otkopanog pojasa vrši se pomoću promene mesta rada za veličinu zavisno od debljine pojasa, a u drugom slučaju pomoću promene nagibnog ugla strele. Promena mesta rada vrši se tek pošto se postigne maksimalni nagib strele. Karakteristični radni parametri guseničnih i koračajućih bagera vedričara su odstojanje unutrašnjeg zgloba strele za kopanje od ose kretanja bagera e, ugao okretanja strele u vertikalnoj ravni koji je određen maksimalnim nagibom i maksimalnim podizanjem strele (αmax, αmax), ugao okretanja gornjeg stroja oko vertikalne ose bagera φr, dužina strele za utovar 1, diapazon obrtanja strele za utovar φi. Otkopavanjem sa paralelnim pojasevima bager u radu sa stalnim nagibom strele, vrši simetrične obrtaje na obe strane u odnosu na osu bloka. Čeone površine bloka koje nastaju posle uzastopnih obrtaja su delovi omotača jednakih konusa. Presek pojasa otkopavanja sa horizontalnim ravnima određen je delovima krugova jednakih radiusa i pomerenih centara (Sl. 3.195). Debljina odsečenog pojasa je funkcija ugla obrtanja gornjeg stroja i menja se od maksimalne veličine (za φ=0) u osi bloka, do veličine koja je blizu nuli (za φ=90°). Maksimalna debljina pojasa Gm zavisi od veličine primicanja masivu bagera d. Kod stalne brzine bočnog pomeranja pojavljuju se gubici prouzrokovani nepunim iskorišćenjem zapremine kašike. Promene debljine otkopavanog pojasa i odreska mogu se odrediti slično kao kod rotornih bagera sa nepro duživom strelom odnosom:

Gφ = Gm cos φ , gde Gφ označava debljinu pojasa koja odgovara uglu obrtanja strele.

107

Poprečni presek odreska u vreme njegovog odvajanja od masiva je promenljiva veličina. Kod otkopavanja lepezastim pojasevima primicanje bagera masivu posle svakog otkopanog pojasa postiže se sa promenom nagiba strele za veličinu zavisnu od zahtevane debljine pojasa. Nagib strele menja se kod dubinskog rada od horizontalnog položaja do maksimalnog nagiba, koji je jednak nagibu čeone kosine. Promena mesta rada vrši se po dostizanju maksimalnog nagiba strele. Kod ovakvog načina rada odrezak je promenljive širine, promenljive debljine, promenljive dužine i krivolinijskog oblika uzdužne ose odreska. Promenljivi su, prema tome, svi parametri koji određuju zapreminu odreska, a time i trenutni kapacitet bagera. Brzina okretanja bagera radi održavanja stalnog kapaciteta mora se menjati u širokim granicama, koje znatno premašuju diapazon brzina kojim raspolaže bager, pa se pojavljuju gubici kapaciteta. 6.3. Tehnološke šeme rada bagera vedričara Bageri vedričari mogu raditi u frontu i u bloku. Rad u frontu karakterističan je za šinske bagere vedričare. Otkopavanje se vrši u paralelnim ili lepezastim rezovima duž celog fronta etaže (Sl. 3.10.). Rezovi koje formira vedrica pri radu bagera vedričara u frontu pri otkopavanju imaju pravougaoni presek u planu, a dobijaju se sabiranjem vektora brzina kretanja vedrica po čelu radilišta (vv) i kretanja bagera (vb). Širina reza svake vedrice iznosi:

b = t ⋅ tg γ = t ⋅ vb/vv gde je t - korak lanca između vedrica. Pri paralelnom otkopavanju (Slika 6.11. pod b, c, d) duž fronta ili u bloku, formiraju se rezovi iste debljine po celoj dužini kosine, odnosno, nosača lanca sa vedricama. Lepezastim otkopavanjem sa rezovima trouglastog preseka (Slika 6.11. pod a) maksimalna debljina reza se postiže na donjem delu nosača, a najmanja do bagera. Pri otkopavanju pojedinačnim paralelnim rezovima bez planirnog segmenta, širina bloka iznosi:

A = αsin

t

(Slika 6.11. pod b), gde je α - ugao nagiba radne kosine etaže. Rad sa paralelnim rezovima sa planirnim segmentom (Slika 6.11. pod c, d) obezbeduje širinu bloka jednaku dužini gornjeg ili donjeg planirnog segmenta.

Slika 6.11. Šeme pomeranja nosača lanca sa vedricama

108

Otkopavanje lepezastim rezovima realizuje se spuštanjem nosača lanca sa vedricama od horizontalnog položaja (Slika 6.11. pod a) do formiranja radnog ugla kosine etaže. U nožici etaže se javljaju grebeni koji se mogu skidati planirnim segmentom. Koloseci šinskih bagera vedričara periodično se pomeraju približno za 30% od dužine planirnog segmenta pri radu u frontu. Kako su dužine i debljine rezova nejednake punjenje vedrica je nepotpuno i kapacitet je smanjen, radni organ je mehanički neravnomerno opterećen, a potrošnja energije je do 10% veća nego kod paralelnih rezova. Brzina kretanja nosača lanca sa vedricama se mora menjati i iznosi 2 do 8,5 m/min. Bez obzira na nedostatke, lepezasto otkopavanje se koristi pri radu u glinovitim materijalima sa šinskim bagerima vedričarima ili dubinskom radu guseničnih bagera bez planirnog segmenta (Siika 6.12.).

Slika 6.12. Dubinski rad šinskih (a) i guseničnih (b) bagera vedričara Rad u bloku karakterističan je za gusenične i koračajuće bagere vedričare. Otkopavanje se vrši sa paralelnim ili lepezastim rezovima, obrtanjem radnog organa bagera sa jedne tačke stajanja dubinski ili visinski (Slika 6.13.).

Slika 6.13 Visinski rad bagera vedričara u bloku (1) i u frontu (II)

109

Širina bloka određuje se na osnovu poznate dužine nosača lanca sa vedricama, zadatog ugla nagiba etaže i uglova obrtanja od ose kretanja bagera prema masivu (ϕm) i prema otkopanom prostoru (ϕo) (Siika 6.14.)

Slika 6.14. Šema za određivanje širine bloka bagera vedričara

a - pri dubinskom; b - visinskom radu Na slici 6.14. su: Hv, i Hd - visine etaže pri visinskom i dubinskom radu ϕmg, ϕog, ϕmd, ϕod - uglovi obrtanja prema masivu i otkopanom prostoru po gornjoj i donjoj ivici etaže

Slika 6.15. Rad bagera vedričara ERS 710 firme Takraf u bloku

110

Ugao obrtanja prema otkopanom prostoru pri dubinskom radu iznosi oko 75°, a pri visinskom radu do 85°. Ugao obrtanja nosača prema masivu iznosi oko 45°. Minimalna debljina reza iznosi: tmin= (0,25-0,3) tmax. Za obezbeđenje stalnog kapaciteta brzina obrtanja nosača se menja od 2 do 6,5 m/min. Maksimalna širina bloka je (3-3,5) Hd pri dubinskom i (3,5-4) Hv pri visinskom radu. Izbor šeme rada bagera vedričara zavisi od potrebnog kapaciteta, moćnosti otkrivke ili mineralne sirovine, dužine fronta radova, hidrogeoloških uslova, načina zaleganja mineralne sirovine, konfiguracije i slično. Širina bloka se određuje kao odstojanje između unutrašnje i spoljne kosine, mereno u horizontalnoj ravni. S obzirom na širinu bloka bageri mogu raditi u bloku i polu bloku. Širina bloka zavisi od radijusa kopanja na nivou etaže (stajanja bagera) Rkh i uglova okretanja bagera prema masivu ϕm i prema otkopanom prostoru ϕo. Pošto se kopanje vrši u slojevima oblika srpa, racionalnim uglom okretanja bagera prema otkopanom prostoru smatra se ϕo = 80° za visinski i dubinski rad. Ugao okretanja bagera prema masivu ϕm usvaja se do 45° za visinski i do 30° za dubinski rad. Vodeći računa o transportu širina bloka za visinski rad (Slika 6.16.) računa se po formuli: Sv = Rkb ⋅ sin ϕm + Rkh ⋅ sin ϕo

Slika 6.16. Šema za određivanje širine bloka pri:

a - visinskom i b - dubinskom radu bagera vedričara u bloku sa transportom Drugi sabirak formule računa se iz odnosa:

Rkh ⋅ sin ϕo ≤ Ri sin (180 – (ϕo + β)) – c, (m) β - minimalni ugao između rama sa kašikama i istovarne konzole, stepeni. Promenom vrednosti ugla ϕo rešava se ova nejednačina, tako da leva strana bude jednaka ili malo manja od desne. Širina bloka za dubinski rad (Siika 6.15. pod b) iznosi:

Sd = Rkh ⋅ sin ϕo + (Rkh+Lr) sin ϕm

111

gde je: lr - dužina radnog dela rama sa kašikama, (m) Drugi sabirak ove formule računa se iz odnosa: (Rkh + Lr) sin βm ≤ Ri ⋅ sin (180 – (ϕo + β)) – c, (m) gde je: c -rastojanje od gornje ivice etaže do osovine koloseka (ili transportera), (m). Na slici 6.17. pod a, prikazan je dubinski rad guseničnog bagera vedričara Rs 400 u punom bloku sa promenljivim nagibom strele. Rad na kraju fronta prikazan je na slici 3.17. pod b. Bager otkopavajući blok dolazi do položaja I kod povratne stanice transportera i prekida rad za vreme pomeranja transportera. Posle pomeranja transportera, bager se iz položaja I, preko položaja II pomera do položaja III, sa koga počinje otkopavanje novog bloka. Od položaja III, preko IV, do položaja V bager radi u bloku, kao na slici 6.17. pod a. U položaju V, kod pogonske stanice etažnog transportera, bager prekida kopanje, kada se vrši pomeranje transportera i bager prelazi preko položaja VI na položaj VII, sa koga počinje otkopavanje novog bloka.

Slika 6.17. Dubinski rad bagera vedričara Rs 4O0 a - u bloku; b - na krajevima fronta

112

Visinski rad prikazan je na slici 6.18. pod a. Bager otkopava blok maksimalne širine. Pomeranje etažnog transportera vrši se posle otkopavanja svakog bloka. Rad na krajevima radnog fronta prikazan je na slici 6.18. pod b. Kopajući blok bager dolazi do povratne stranice etažnog transportera u položaj I. Tu prekida kopanje i izvodi manevar krećući se do položaja II. U kretanju do položaja III otkopava deo bočne kosine. Iz položaja III, bager radi do položaja IV dok može tovariti na transporter. Zatim se kopanje prekida a etažni transporter se pomera u novi položaj. Bager ponovo počinje kopanje krećući se do položaja IV, gde prekida kopanje i izvodi manevar do položaja V, a zatim se kreće do položaja VI počinjući otkopavanje novog bloka. Pošto dostigne položaj VI bager se povlači do položaja VII i proširuje radni horizont na kraju fronta da omogući sledeće pomeranje etažnog transportera za odstojanje od 27 m. Iz položaja VII bager se ponovo vraća na položaj VI, i otkopava blok krećući se do kraja fronta kod pogonske stanice etažnog transportera sve do položaja VIII. Tu bager izvodi iste manevre kao kod povratne stanice etažnog transportera prelazeći redom od položaja VIII do XIV. U periodu kopanja na kraju kod pogonske stanice, bager tovari iskopinu na vezni transporter. Na slici 6.19. prikazan je visinski rad bagera vedričara ERs 1120.

Slika 6.18. - Visinski rad bagera vedričara Rs 400 a - u bloku; b - na krajevima fronta

113

Slika 6.19. Visinski rad bagera vedričara ERs 1120.

Dubinski i visinski rad bagera zahteva promenu lokacije bagera u odnosu na etažni transporter. Kod promene mesta rada, bager obilazi etažni transporter kod povratne stanice. Selektivno otkopavanje bagerima vedričarima, obzirom na lomljivost nosača lanca sa vedricama po segmentima, može se vršiti kod geološki složenih horizontalnih ili blago nagnutih ležišta (Slika 6.20. pod a). Posebna efikasnost se postiže sa bagerima sa produživim nosačem (Slika 6.20. pod c). Kako sve kašike koje se nalaze na aktivnoj dužini strele istovremeno odsecaju odreske preseka F, ukupni presek u datom trenutku iznosi: Fu = e ⋅ F gde e predstavlja broj kašika koje istovremeno kopaju koji zavisi od aktivne dužine strele Lr i razmeštanja kašika na lancu p, odnosno:

rLep

=

Srednji ukupni presek odreska u zavisnosti od tahničkog kapaciteta bagera iznosi:

2ths

QF , (m )p n 60

=⋅ ⋅

Pa pošto je:

kp n v , (m/s)60⋅

=

sledi:

2ths

k

QF , (cm )0.36 v

=⋅

114

Slika 6.20. - Selektivno otkopoavanje blago nagnutog sloja korisne

mineralne sirovine bagerom vedričarem a - dubinski, b – visinski i c - otkopavanje horizontalnih slojeva sa vedričarem sa produživim nosačem lanca sa vedricama Potrebna snaga pogona lanca sa kašikama bagera vedričara predstavlja sumu snaga potrebnih za izvršenje kopanja, podizanja iskopine i savlađivanja trenja iskopine u žljebu i trenja lanca sa vođicama i u zglobovima: N = 1/η ⋅ (Nk + Np + Ni + Nt) gde je: Nk - snaga za kopanje, Ni - snaga za trenje iskopine u žljebu, Np - snaga za podizanje iskopine, Nt - snaga za trenje lanca, η - ukupni koeficijent korisnog dejstva pogonskog sistema.

115

Snaga za kopanje određuje se na osnovu specifične sile kopanja kL. ili kF. Tako je: Nk = kF ⋅ Fs ⋅ Vv Nk - snaga za kopanje izračunata prema kp (veličina preseka odreska). Korišćenjem poznatog obrasca za Fs dobija se:

Nk = F thK Q , (kW)36,7⋅

Specifična sila kopanja kF izražena je u kp/cm2. Snaga za dizanje određuje se uzimanjem u obzir zapremiske mase otkopanih stena i visine podizanja iskopine. Snaga za podizanje iskopine dobija se iz izraza:

Ni = thi

Q (h 0.5H), (kW)367γ ⋅

⋅ +

gde je: γ -zapreminska masa masiva, hi -visina dizanja u žljebu zavisna od konstrukcije bagera, (m), H -visina etaže, (m). Snaga za trenje iskopine u žljebu zavisi od količine iskopine koja se vuče u žljebu, koeficijenta trenja iskopine sa žljebom i ugla nagiba žljeba. Uopšteno ova zavisnost se može prikazati obrascem: Ni = K ⋅ γ ⋅ Qth ⋅ hi ⋅ f ⋅ ctg ρ gde je: k - udeo vučne iskopine u odnosu na celokupnu iskopinu, f - koeficijent trzanja, ρ - ugao nagiba žljeba. Za prosečne uslove rada bagera i K = 0,5; f = 0,4; ρ = 45° dobija se:

Ni = th i0.2 Q h , (kW)367

⋅ γ ⋅ ⋅

Otpor trenja lanca zavisi od četiri osnovne komponente: otpora krutosti lanca, otpora trenja delova lanca sa vođicama, otpora valjaka koji podržavaju povratni deo lanca i otpora pogonskog lančanika i povratnih kola lanca. Određivanje otpora trenja računskim putem je komplikovano i zahteva poznavanje niza konstruktivnih dimenzija, koje se ne navode u kataloškim podacima bagera. U tehnološkim analizama koriste se približni empirijski odnosi, koji određuju snagu trenja lanca kao funkciju veličine kašika i brzine lanca: Nt = 1,1 ⋅ E ⋅ vv ⋅ Ll, (kW), gde je: E - nominalna zapremina kašike, m3, Ll -dužina lanca koja je približno jednaka dvostrukoj dužini strele i žljeba za kašike: Le = 2 (l+ 1,4 hi).

116

Zamenom se dobija: Nt = 2,2 ⋅ E ⋅ vv ⋅ (L + 1,4 hi). Ukupna snaga pogona lanca sa kašikama uzimajući u obzir KF iznosi:

N=1/η⋅( F thK Q367⋅

+ thQ367γ ⋅

⋅ (1,2 hi + 0,5 H) + 2,2 ⋅ E ⋅ Vv ⋅ (L + 1,4 ⋅ hi) + K ⋅ γ ⋅ Qth ⋅ f ⋅ ctg ρ, (kW)

6.4. Kapacitet bagera vedričara Teoretski, tehnički i eksploatacioni kapacitet bagera vedričara računa se na sličan način kao i rotornih bagera. Broj istresanja (n) vedrica u minuti pri maksimalnom broju obrtaja pogona lančanika sa vedricama računa se iz brzine lanca sa vedricama i razmaka između vedrica:

n = -1v60 V , (min )p⋅

p = m ⋅ d ⋅ 0,001, (m) gde je: vv -brzina lančanika sa vedricama (m/s), p -razmak između vedrica (m), m -broj članaka lančanika između vedrica, d -dužina članka lančanika (mm). Uslovljen snagom motora približni tehnički kapacitet bagera vedričara dobija se iz izraza:

tN n DQ

P⋅ −

=

Gde je: D = 2,2 ⋅ E ⋅ VV ⋅ (L+ 1,4 hi)

P = Fi

K (1,2 h 0,5 H) K f ctg367 367

γ+ ⋅ ⋅ + ⋅ + ⋅ γ ⋅ ⋅ ρ

Kada je snaga pogona sistema za kopanje dovoljna za puno iskorišćenje zapremine kašika, onda tehnički kapacitet zavisi od stepena njihovog punjenja i stepena rastresitosti iskopine. S obzirom na napunjenost kašika, kao i na snagu za podizanje iskopine, povoljan je rad sa malim nagibom kosina koji omogućuje zahvatanje veće zapremine iskopine od nominalne zapremine kašike dok drugi tehnološki faktori zahtevaju primenu većeg nagiba kosina. Napunjenost kašika ograničena je i stalnim nagibom žljeba za kašike. Odlučujuću ulogu ima nasipni ugao rastresenog materijala. Stene sa većim nasipnim uglom imaju bolje punjenje kašika. Kod visinskog rada, sa strmim nagibom kosina, sila teže iskopine i otpori trenja utiču negativno na dobro punjenje kašika, pa je punjenje kašika oko 20% manje nego kod dubinskog rada. Kod određivanja eksploatacionog kapaciteta treba uzeti u obzir gubitke u radu na kraju fronta i gubitke koji proističu zbog uzroka slučajnog karaktera. Za vreme rada na krajevima fronta kapacitet bagera smanjuje se za 30% do 50% u odnosu na kapacitet koji se postiže na frontu. Ali, pošto su ti periodi, u odnosu na vreme rada na frontu kod prosečnih dužina frontova, kratki, njihov uticaj na eksploatacioni kapacitet je relativno mali. Slučajni gubici kapaciteta povezani su sa radnom sredinom i teškoćama održavanja i pomeranja koloseka bagera odnosno transportera u zimskim i kišovitim periodima. Veličina tih gubitaka zavisi od lokalnih uslova.

117

Određivanje efektivnog kapaciteta guseničnih i koračajućih bagera vedričara pri radu u bloku je komplikovanije u odnosu na rad u frontu. U praksi se efektivni kapacitet, a istovremeno i eksploatacioni, određuje pretežno metodom statističke procene na osnovu postignutih rezultata određenog tipa mašine koja radi u sličnim uslovima. Međutim, ta metoda ne omogućava utvrđivanje uticaja pojedinih parametara na kapacitet bagera. Za te svrhe je, međutim, pogodna metoda određivanja koeficijenta načina rada (A), na osnovu određivanja kapaciteta postignutog u jednom radnom ciklusu. Uzimajući u obzir da je efektivni kapacitet količnik zapremine masiva otkopane u radnom ciklusu i vremena toga ciklusa, koeficijent načina rada može se prikazati odnosom:

A = C

C th

VT Q⋅

gde je: Vc -zapremina masiva otkopana u radnom ciklusu, Te -vreme trajanja ciklusa, Qt -tehnički kapacitet bagera. Veličine Tc i Vc određuju se neposrednim merenjem ili na osnovu analize faza radnog ciklusa kao funkcije parametara koji karakterišu radni front.

118

7. ODLAGAČI U zavisnosti od vrste transporta kojim se dovozi otkrivka, odlagači se dele na grupu prilagođenu šinskom transportu i grupu koja radi sa transporterima sa trakom. Ciklično dopremanje mase železničkim transportom kontinuirano preuzima odlagač koji je opremljen sa prijemnim uređajem sa kašikama na rotoru ili lancu koji radi na istom principu kao rotorni bageri ili bageri vedričari. Odlagači ove grupe nazivaju se odlagači sa kašikama (Slika 7.1.).

Slika 7.1. Dubinski rad odlagača sa kašikama Kod odlagača koji rade sa transporterima sa trakom, iskopina se predaje kontinuirano sa etažnog transportera na prijemni transporterski uređaj odlagača. Odlagaci ove grupe nazivaju se odlagaci sa trakom. Odlaganje odlagačima primenjuje se u svim uslovima reljefa, u različitim klimatskim uslovima i kod srednjih i vrlo velikih kapaciteta. Uz primenjene rotorne bagere na otkrivci danas se po pravilu primenjuje transport transporterima, a odlagač je završetak tzv. BTO kompleksa. U zavisnosti od povezanosti prijemnog uređaja sa odlažućim, odlagaci se dele na jednodelne, kod kojih prijemni i odlažući uređaj čine zajedničku konstruktivnu celinu i dvodelne, kod kojih prijemni i odlažući uređaj predstavljaju posebne konstruktivne celine postavljene na sopstvene mehanizme za kretanje. Prema vrsti mehanizma za kretanje odlagaci se dele na šinske, gusenične i koračaj uće. Po pravilu su odlagaci sa kašikama opremljeni sa sinskim mehanizmom za kretanje dok su odlagaci sa trakom sa guseničnim ili koračajućim mehanizmom za kretanje. Moguća podela odlagača prema veličini prikazana je u Tabeli 7.1. Stalni porast kapaciteta odlagača sa trakom pomera i granice klasa veličina.

119

Tabela 7.1. - Podela odlagača prema veličini Veličina odlagača

Kapacitet rm3/h

Približni radijus odlaganja (m)

vrlo mali 1000 25 mali 1000 - 2500 35 srednji 2500 - 5000 60 veliki 5000 - 8000 80 vrlo veliki 8000 120

Slika 7.2. Šeme mogućnost odlaganja a - odlagačem direktno u spoljne odlagalište, b- odtagačem direktno u otkopani prostor, c - odlagačem sa

kašikama (I, II, III - redosled odlaganja, a - širina bloka na odlaganju, z - korak pomeranja fronta) Šematski prikaz mogućnosti odlaganja odlagačima dat je na Slici 7.3., a odlaganje transportnim mostovima direktno u otkopani prostor na Slika 7.4. Odlaganje mostovima spada u metode direktnog odlaganja. Izdvajaju se sledeće šeme: most je oslonjen na ugalj i otkrivku (Slika 7.3.a.), most je oslonjen na otkrivku i odlagalište (Slika 7.3.b.) i most je oslonjen samo na otkrivku (Slika 7.3.c.)

Slika 7.3. - Primena transportnog mosta za odlaganje sa osloncima na ugalj i otkrivku (a), sa osloncima na otkrivku i odlagalište (b) i sa osloncima samo na otkrivci (c)

120

Tabela 7.2. - Parametri odlagača sa kašikama Parametri As 1 120

Nemačka Z 1650 ČSFR

A2S2240 Nemačka

ZD21OO ČSFR

A2s22OO Nemačka

A2S 4500: Nemačka

Teoretski kapacitet (rm3/h)

1920 1650 3000 2100 2900 5660

Radijus istresajnja (m) 60 55 60,5 70 60 91 Visina istresanja (m) 18 14 20 20 20 34 Radna masa (t) 1135 585 1990 1200 2800 2840 Instalisana snaga (kW) 2760 2200 4676 3000 2880 6645 Odlagači sa kašikama, sa šinskim mehanizmom za kretanje (Tabela 7.4.), imaju u praksi sledeće oznake: Nemačka:

jednodelni AS - 1120 dvodelni A2S - 2240

Brojevi označavaju kapacitet.

Slika 7.4. Šema i parametri odlagača za direktno prebacivanje otkrivke u otkopani prostor firme Takraf

Tabela 7.3. Parametri odlagača firme Takrafza prostor direktno prebacivanje otkrivke u otkopani

Oznaka Qt (m3/h)

masa odlagača

(t)

masa samohod-nog prijemnog

dela (t)

l1 (m)

l2 (m)

I3 (m)

l4 (m)

I5 (m)

H (m)

Srednji pritisak na

tlo N/m2

Napon (kV)

A2RS-B. 2500.110 2500 1162 1231 260 260 110 120 65 ±3 25 58 ±2.5 30 10,8 08,7 6

A2RS-B. 2500.150 2500 1384 1615 260 260 150 268 65 + 3 25 58 ±2.5 44 9,7 07,7 6

A2RS-B. 5600.120 5600 1522

173O 561594 120 130 68 ± 3 73 ±3 33.5 54 ± 2.5 59 ±2.5 35 10,7 08,1 6

A2RS-B. 5600.160 5600 2317 2992 561 594 160 178 68 + 3

73 ±3 33.5 54± 2.5 59 ±2.5 45 10,7 06,8 30

A2RS-B. B,8800,l60 8800 2355 3020 601 632 150 168 68 ± 3

73 ±3 55 54+ 2.5 59 ±2.5 45 10,9 06,9 30

A2RS-B. B.7206.225 7200 4268 826 225 250 95 ±3 55 75 ± 2.5 45 10,9 30

A2RS-B. B.9600.225 9600 4429 880 225 250 95 + 3 55 75 ± 2.5 45 11,3 30

A2RS-B. B.11000.225 11000 4455 910 225 250 95 + 3 55 75 ± 2.5 45 11,4 30

A2RS-B 5000.67 + BRs -odlagač sa trakama sa dovozom iskopine transporterima na gusenicama, dvodelni sa prijemnim uređajem u obliku samohodnog obrtnog transportera na gusenicama, gde brojevi označavaju teoretski kapacitet i radijus odlaganja.

121

Oznake svih nemačkih odlagača firmi Krupp i OK date su na slici 7.5.

hllAsE1

hll

lAsGE12 +

hll

BARs12 +

hll

BBRs12 +

Slika 7.5. Oznake nemačkih odlagača sa kašikama (a,b) sa transporterom (c) i samohodnib transportera (d) A - odlagač, B - samobodni transporter, R - gusenični mehanizam za kretanje (bez oznake za šinski

mehanizam za kretanje), s obrtni, G- posebni prijemni uređaj, E - odlagač sa vedricama, Sch - Odlagač sa rotorom, l-zapremina vedrica u litritna, B - širina trake (mm), h - radijus istresanja (m), h -prijemni radijus, (m),

h - visina istresanja

Slika 7.6. Šinski odlagač AsGE 4500/56+9136, teoretskog kapaciteta 5700 m3/h, firme Krupp na

površinskom kopu Portuna (Nemačka)

Slika 7.7. Samohodni transporter Brs 1200/35+50 23, kapaciteta 1500 m3/h, firme Krupp na površinskom

kopu Ptolemais (Grčka)

122

Slika 7.8. - Samohodni transporteri sa jednim (a) i dva (b) transportera firme Takraf

Slika 7.9. Samohodni transporter firme MX (SAD) (kapacitet 7257 t/b, širina trake 1,52 m, brzina trake 304,8

m/min) Osnovne karakteristike i tipovi odlagača sa trakama date su u Tabeli 7.4.

123

Tabela 7.4. - Parametri odlagača sa trakom

Parametri ZGOT-1000Poljska

7.P-10000ČSFR

OŠ-180/4500SSSR

ARsB L2500 Nemačka

ARs 3200/80+100.11,5 Nemačka

Teoretski kapacitet (rm /h) 1000 10000 4500 12500 18000 Radijus istresanja (m) 25 133 180 95 100 Visina istresanja (m) 9 48 65 27 41.5 Dužina prijemnog dcla (m) 11 103 60 80 80 Širina transportera (mm) 1000 2000 1600 2500 3200 Hr/.ina trake (m/s) 5 8,7 6 7,35 7,8 Pritisak na tlo u radu (N/cm2)

6 6 7 8 17

Mehanizam za kretanje gusenični koračajući koračajući gusenični gusenični Snaga motora (kW) 170 5000 3460 6000 8308 Radna masa (t) 61 2900 2000 2450 5240

Slika 7.10. Koračajući odlagač ZP 600 (ČSFR), mase 1670 t, kapaciteta 6600 rm3/h, širine trake 2000 mm,

pritiska na tlo 7 N/cm2

124

Slika 7.11. Koračajući odlagač OŠ-180/4500 (SSSR)

Slika 7.12. - Odlagač 5.4110080

3200ARs+

, mase 5395 tfirme OK kapaciteta 22400 mv'lh

125

Slika 7.13. - Visinski rad odlagača 21

60221400ARs+

, kapaciteta 4850 rm3Ih, ukupne dužne 88 m, mase

6411, firme OK na površinskom kopu lignita u Srbiji

Slika 7.14. - Dubinski rad odlagača preko transportera 40

90582200ARs+

kapaciteta 8300 rnr3lh, mase 2800

t, firme OK 7.1. Radni uređaji odlagača Uredjaj za prijem masa povezuje odlagač sa transportnom mrežom površinskog kopa. Ako se u površinskom kopu primenjuje transport transporterima, odlagači su neposredno povezani sa sistemom transportera, što osigurava kontinuiran tok masa za odlaganje. Kod jednodelnih odlagača uređaj za odlaganje povezan je sa etažnim transporterom pomoću strele za prijem, a kod dvodelnih odlagača pomoću uređaja za prijem. Pretovarni uređaj povezuje odlagač sa transporterom i pripada kompleksu radnih transportera (Sl.7.15.). Kod šinskog transporta dovoz masa za odlaganje ima ciklični karakter. Potrebno ih je uklopiti u dati stalan tok. Kontinualnost odlaganja postiže se uređajem za prijem sa kašikama, koji je po konstrukciji i radu sličan uređaju za kopanje bagera vedričara ali je prilagođen izmenjenim uslovima rada, koji se ogledaju u smanjenju intenzivnosti procesa rezanja zbog dovoza materijala u rastresitom stanju, kao i stalnom položaju kašika u odnosu na mehanizam za kretanje odlagača.

126

Slika 7.15 a -jednodelni odlagač, b - dvodelni odlagač

Slika 7.16. - Gusenični jednodelni odlagač sa trakama ARs 2200

Jalovina koja se od bagera dovozi vozovima, istresa se u prethodno iskopani odlagališni kanal duž trase odlagača. Dimenzije kanala zavise od veličine vagona koji dovoze jalovinu i od kapaciteta odlagača. Kapacitet uređaja za prijem zavisi, kao i kod bagera vedričara, od veličine kašika, stepena njihove napunjenosti i broja pražnjenja u jedinici vremena. Brzine lanaca sa kašikama, koje se primenjuju

127

kod odlagača, s obzirom na manji otpor kopanju rastresenih stena, veće su oko 10% nego kod bagera vedričara. Na kapacitet negativno utiče veći stepen rastresitosti materijala za odlaganje nastao zbog transporta i pretovara. Uređaj za odlaganje kod odlagača ima oblik dugačke strele sa transporterom velike brzine trake, a to omogućava postizanje velikih kapaciteta pri relativno maloj težini konstrukcije. Materijal pada odbačen slobodno po putanji oblika parabole. Primena sve dužih strela za odlaganje omogućuje povećavanje odstojanja kod formiranja prednasipa, povećanje sigurnosti rada i povećanje širine blokova pri istovremenom smanjenju broja pomeranja transportnih linija. Povećanje dužine strele dovodi, međutim, do znatnog porasta težine odlagača, a time se pogoršavaju konstruktivne osobine mašine. Mehanizam za kretanje - Kod odlagača se primenjuju slične vrste i sistemi mehanizama za kretanje kao i kod kontinualnih bagera. Mehanizmi za kretanje mogu biti šinski, gusenični i ko-račajući. Koristi se princip oslanjanja na tri tačke i sistem balansiranja koji osiguravaju podjednako opterećenje svakog nosećeg elementa mehanizma za kretanje pri neravnoj podlozi. S obzirom na znatno lošiju nosivost radnih etaža na odlagalištima, neophodno je ostvarivanje nižih specifičnih opterećenja tla (od 6 do 8 N/cm2). Zadatak noseće konstrukcije kod odlagača je povezivanje uređaja za prijem i odlaganje masa i prenošenje njihovih težina i spoljnih opterećenja na mehanizam za kretanje. Spoljne sile koje opterećuju konstrukciju odlagača mogu biti statične i dinamične i javljaju se pri transportu masa, pri čemu znatno veću ulogu nego kod bagera ima uticaj vetra.

Slika 7.17. - Gusenični jednodelni odlagač sa trakama ZGOT-1000 poljske proizvodnje 7.5.1.

7.2. Tipovi odlagača Svi savremeni odlagači imaju uređaj za odlaganje oblika strele sa transporterom i po pravilu konstruišu se kao obrtni. Razlike se sastoje u drukčijoj konstrukciji uređaja za prijem i mehanizma za kretanje. Proizvode se gusenični, jednodelni i dvodelni odlagači sa trakama (SI.7.15.), koračajući dvodelni odlagači sa trakama (SI.7.20.) i šinski, jednodelni i dvodelni odlagači sa kašikama (Sl.7.21.). Gusenični jednodelni odlagači sa trakama (S1.7.15.a.) imaju uređaj za prijem u obliku strele koja je ili oslonjena na pretovarni uređaj etažnog transportera ili je obešena na konstrukciju gornjeg dela odlagača. Prednost ovog tipa odlagača je jednostavan sistem noseće konstrukcije, jednostavan sistem za kretanje koji se sastoji od dve ili tri gusenice i mala težina. Slaba strana mu je mali

128

radijus prijema masa za odlaganje i ograničena mogućnost kretanja odlagača u odnosu na etažni transporter. Jednodelni sistemi primenjuju se po pravilu kod manjih odlagača, kao što je na primer odlagač firme Krupp ARs 2200 (Sl.7.16.), odlagač poljske proizvodnje tipa ZGOT 1000 (Sl.7.17.) i odlagač nemačke proizvodnje firme Takraf ARsB 2500-50 (Sl.7.18.). Gusenični dvodelni odlagači sa trakama imaju uređaj za odlaganje povezan sa etažnim transporterom pomoću uređaja za prijem masa koji ima sopstveni mehanizam za kretanje, te imaju povećanu mogućnost manevrisanja u odnosu na etažni transporter. Težina uređaja za prijem masa prenosi se na sopstveni mehanizam za kretanje, ne opterećuje mehanizam za kretanje uređaja za odlaganje i omogućava upotrebu dugih strela za odlaganje (SI.7.19.).

Slika 7.19. Gusenični jednodelni odlagač sa trakama

Slika 7.20. - Koračajući dvodelni odlagač sa trakama ZP 10000

Koračajući dvodelni odlagaci sa trakama imaju iste tehnološke karakteristike i način rada kao i odlagaci na gusenicama. Njihova prednost u poredenju sa gusenicnim odlagačima je manje specifično opterećenje tla a nedostatak je mala brzina koracanja. Ovi odlagaci se proizvode isključivo kao dvodelni. Koračajuće odlagače proizvodi Rusija i Češka (Tabela 7.4.). Odlagaci su opremljeni sa klizajućim mehanizmom za kretanje, a najveći do sada proizvedeni odlagač je ZP 10000 (Sl.7.20). Šinski jednodelni i dvodelni odlagaci sa kašikama primenjuju se na kopovima sa šinskim transportom (SI.7.21.).

129

Slika 7.21. - Jednodelni šinski odlagač sa kašikama

7.3. Šeme rada odlagača U zavisnosti od načina preuzimanja i odlaganja masa odlagači mogu raditi u frontu i u bloku. Ako se preuzimanje masa vrši pomoću odlagača koji se kreće, a to kretanje se po pravilu koristi za odlaganje masa duž ćele dužine fronta odlaganja, odlaganje je u frontu. Na taj način rade odlagači sa kašikama, koji se kreću na šinama (S1.7.22.a.).

a)

b)

130

c)

Slika 7.22. - Šeme odlaganja u frontu (a), bloku (b) i boku (c) U slučaju kada se preuzimanje masa vrši sa odlagačem koji stoji u mestu, a odlaganje obrtanjem strele za odlaganje, odlaganje je u bloku (S1.7.22.b.). Promena mesta stajanja odlagača vrši se po nasipanju prostora koji se nalazi u dohvatu strele. Ukoliko se osa kretanja odlagača nalazi van konture bloka odlaganje se vrši u polubloku (S1.7.22.c). U odnosu na radni horizont, odlagači mogu raditi samo dubinski ili samo visinski, kao i dubinski i visinski. Nagibne uglove kosina i dozvoljene visine etaža odlagališta zavise od geomeha-ničkih osobina masa koje se odlažu. Rad odlagača u frontu i u bloku ima ciklični karakter. Geometriju bloka odlagača karakterišu sledeće veličine (SI.7.23.): H - visina bloka, B - širina bloka, ab - nagib bočnih kosina bloka, i kod rada u bloku nagib čeone kosine ae. Ro -radijus odlaganja je konstruktivna veličina i predstavlja odstojanje između ose bubnja transportera za odlaganje i vertikalne ose obrtanja gornjeg stroja odlagača. Rp -Prijemni radijus dat kao horizontalno odstojanje između vertikalne ose obrtanja gornjeg stroja bagera i mesta preuzimanja masa, kada se svi delovi konstrukcije odlagača za prijem masa postave u jednoj liniji. p -domet parabole odbačenih masa Hmax -maksimalna visina odlaganja

PRAVAC NAPREDOVANJA FRONTA ODLAGALIŠTA

Slika 7.23. - Dubinski i visinski rad odlagača sa t

131

Položaj odlagača određuju sledeće veličine: lm -odstojanje ose kretanja odlagača od ose etažnog transportera, ld -odstojanje gornje ivice bočne kosine od ose etažnog transportera, pri dubinskom odlaganju, lv -odstojanje donje ivice bočne kosine od ose etažnog transportera. Razlika odstojanja etažnog transportera od ose kretanja odlagača lm i od ivice kosine ld za dubinsko odlaganje je unutrašnja širina, a za visinsko odlaganje spoljna širina bloka pa je: - za dubinsko odlaganje Sud = lm - ld - za visinsko odlaganje Ssv = lm - lv Kada je ld veće od lm, kao što je slučaj kod odlaganja u polubloku ili frontu, pojavljuju se negativne vrednosti. Spoljna širina bloka pri dubinskom radu zavisi od ugla okretanja strele za odlaganje prema kosini β, radijusa odlaganja Ro i dometa parabole odbačenih masa (P): Ssd = (Ro + p) sin β. Kod okretanja strele, za β - π/2, spoljašnja širina jednaka je radijusu odlaganja koji je uvećan za domet parabole odbačenih masa:

Ssd = Ro + p

Slika 7.24. Uticaj visine bloka i nagiba bočnih kosina na širinu bloka pri visinskom (a) i dubinskom (b)

odlaganju odlagačem

132

Slika 7.25 Odlagač A2RS-B 8800 110

Slika 7.26. Visinski (a) i dubinski rad preko transportera (b) odlagača A2Rs-B8800

Ukupna širina dubinskog bloka iznosi: Sd = Sud + SSd = (Ro + p) sin β + lm - ld Maksimalna širina iznosi: Sdmax = Ro + p + lm - ld Širina dubinskog bloka ne zavisi od nagibnog ugla bočne kosine i visine bloka. Kod visinskog odlaganja unutrašnja širina bloka iznosi: Suv = (Ro + p) sin β - H ctg αb Ukupna širina visinskog bloka iznosi: Bn = (Ro + p) sin β + lm - (lv + H ctg αt)

133

Maksimalna širina bloka iznosi: Bnmax = Ro + p + lm - (lv + H ctg αt) Maksimalna širina visinskog bloka je funkcija visine bloka i nagibnog ugla bočne kosine, koji je uslovljen uglom prorodnog nagiba odloženog materijala. Pored samo visinskog ili dubinskog odlaganja kada se odlagač nalazi uvek sa iste strane etažnog transportera i to između transportera i ivice kosine pri dubinskom odlaganju, odlaganje može biti i visinsko i dubinsko sa jedne strane etažnog transportera ili kada je odlagač lociran sa obe strane etažnog transportera (SI.7.27.). Zavisnost širine visinskog (a) i dubinskog (b) bloka odlaganja od visine i uglova bočnih kosina odloženog materijala prikazana je na SI.7.24 Tehnološke karakteristike rada odlagača A2Rs-B 8800.110 + BRs pri visinskom i dubinskom radu kada se odlagač nalazi između etažnog transportera i nožice etaže prikazane su na slici 7.26. Na Sl.7.27. prikazan je visinski i dubinski rad odlagača A2Rs 8800 sa položajem utovamog dela ispred i iza dela za odlaganje odlagača.

Slika 7.27. Visinski i dubinski rad preko transportera (A2Rs 8800)

Parametri tehnološke šeme odlaganja odlagačem sa kašikama prikazani su na Sl.7.28. Visina visinske podetaže zavisna je od radijusa istresanja odlagača i iznosi: Hv = (Lo cos ρ + a + e - C) tg β gde je: Lo - dužina odlagališne konzole, (m), ρ -ugao nagiba transportera (ρ = 17-18°), a - rastojanje od ose odlagača do tačke vešanjaodlagališnog transportera, e -projekcija parabole toka masa pri odlaganju, C - minimalno rastojanje od ose odlagača do donje ivice kosine odložene mase, /3O -završni ugao nagiba kosine podetaže. Pri kombinovanom visinskom i dubinskom odlaganju važi: C = 0,5 Cx + Cm + Cb, gde je: Cx - širina transportnog traga odlagača, Cm - rastojanje između transportne trase i trase odlagača, Cb -sigurnosno rastojanje od trase transporta do donje ivice kosine podetaže odlagališta (Cb = 5-7, (m)). Širina bloka odlagališta Ao zavisi od šeme odlaganja (Sl.7.29.).

134

Slika 7.28. Šema visinskog i dubinskog rada odlagača sa kašikama

Slika 7.29. Šeme redosleda odlaganja

(a - uskim slojevima, b - visokim predodlagalištem, c - horizontalnim slojevima, d - sa dve podetaže) Odlagališta su spoljna ili unutrašnja. Na horizontalnim i blago nagnutim ležištima obično se otkopani prostor koristi za unutrašnje odlagalište. Formiranje unutrašnjeg odlagališta je složeno zbog ograničenih dimenzija diktiranih parametrima površinskog kopa. Na Slici 7.30. prikazan je jedan od načina formiranja unutrašnjeg odlagališta. Položaj odlagača 0-1 odgovara početku visinskog odlaganja. Transporter sa trakom je u položaju I, a pretovarač u položaju P-l. Pretpostavka je da je dubinsko odlaganje završeno. Odlagač se kreće prema položaju 0-2, u kojem se prekida prijem otkrivke sa transportera koji se prenosi na položaj II. Odlagač sa u praznom hodu kreće po krivoj liniji 0-2-0-3 oko 100 m, a zatim u obrnutom smeru vrši odlaganje površine A, primajući otkrivku direktno sa pretovarača u položaju P-l. Kada odlagač ponovo dođe u položaj 0-2 počinje odlaganje (nasipa-vanje) površine B, premeštajući se u položaj 0-4. Istovremeno pretovarač prelazi u položaj P-2. Kada završi odlaganje površine B odlagač praznim hodom prelazi u položaj 0-5. Za to vreme pretovarač se vraća u položaj P-l, a zatim povlačenjem u položaj P-2, vrši odlaganje površine C. Spajanjem pretovarača i odlagača u položaju 0-5 započinje visinsko odlaganje, koje odgovara položaju transportera II. Odlagač se kreće po krivoj liniji 0-5-0-4, da bi u položaju 0-4 počeo prijem otkrivke sa transportera. Položajem 0-6 završava se visinsko odlaganje za dati položaj transportera sa trakom. Prevođenjem odlagača na drugu stranu transportera počinje dubinsko odlaganje na površini E. U cilju dobijanja ravne konture pri dubinskom odlaganju, odlagač se iz položja 0-8 praznim hodom vraća u položaj 0-7, počinjući odlaganje ispred sebe. Položaj 0-9 predstavlja završetak dubinskog odlaganja sa datog položaja transportera (II), posle čega počinje njegov prenos u novi položaj (III).

135

Slika 7.30. Formiranje unutrašnjeg odlagališta pomoću transportera i odlagača

Za to vreme pretovarač odlaže na površinu D povlačeći se u položaj P-3. Ako je vreme odlaganja na površinu D nedovoljno za prenos transportera, a da se tehnološki proces ne bi prekidao, može se početi odlaganje na površinu F, premeštajući odlagač po pravcu paralelnom 0-9-0-10 i primajući otkrivku direktno sa pretovarača. Odlaganje na površinu F vrši se iza odlagača. Kada odlagač dođe u položaj 0-11, okreće se i počinje odlaganje na površinu G. Po završetku dubinskog odlaganja odlagač prelazi na drugu stranu transportera u položaj analogan 0-1 pa se opisani proces odlaganja ponavlja. Ako unutrašnje odlagalište ima dve etaže proces odlaganja je identičan i na drugoj etaži. Spoljna odlagališta su obično većih dimenzija, smeštena što bliže površinskom kopu. Zbog racionalnog korišćenja površina, obično se ide na maksimalne visine odlagališta, prema uslovu stabilnosti. Korak pomeranja transportera na odlagalištu zavisi od radnih dimenzija odlagača i fizičko-mehaničkih osobina stena i računa se po izrazu: (Sl.7.31.): C = Ro - b, (m), gde je: b -sigurnosno rastojanje od osovine odlagača do gornje ivice etaže, (m).

Slika 7.31. Položaj odlagača na odlagalištu

136

Napredovanje fronta odlaganja može biti radijalno (S1.7.32.a.) ili paralelno (S1.7.32.b.), što zavisi od oblika i konfiguracije odlagališta, kapaciteta na otkrivci i dr. Kod radijalnog napredovanja fronta odlaganja nema produživanja veznih transportera, jer je dužina linije transporta konstantna. Kod paralelnog napredovanja odlagalište je konstantne širine, a vezni transporter se mora produžavati. Pošto su radni sistemi odlagača sa trakama isti kao kod transportera kapacitet odlagača određuje se na isti način. U tom cilju primenjuje se pojam teoretski kapacitet odlagača koji predstavlja Zapreminu masa u rastresitom stanju, koje mogu biti prihvaćene od strane odlagača u toku jednog časa njegovog rada: Qn = 3600 F v k, (rm3/h) gde je: F - površina poprečnog preseka materijala na traci prijemnog transportera, (m2), (pri nagibnom uglu 15 ), v -brzina trake prijemnog transportera, (m/s), k -koeficijent maksimalnog nagiba prijemnog transportera, (k < I)

Slika 7.32. - Šema radljalnog (a), paralelnog (b) i komblnovanog (c) napredovanja fronta odlaganja

Teoretski kapacitet odlagača sa kašikama određuje se analogno teoretkom kapacitetu kontinualnih bagera. Kod određivanja kapaciteta odlagača treba imati u vidu da su odlagači poslednji član u tehnološkom sistemu, te je u vezi sa tim njihov kapacitet uslovljen kapacitetom drugih članova sistema u znatno većoj meri nego što je to slučaj kod bagera. Sa druge strane fizičko-mehaničke osobine masa koje se odlažu menjaju se u manjoj meri nego kod odkopavanja masiva, a uticaj načina rada, a posebno manevarskih pokreta, na kapacitet odlagača znatno je manji nego kod

137

bagera. Nomogram za određivanje kapaciteta elemenata sistema BTO sa usklađivanjem dat je na Sl.7.33.

Slika 7.33. Nomogram za određivanjeelemenata BTO sistema firme Takraf