Начиная с 1930 года на карьерах кирпичных заводов внедряются экскаваторы, вытесняя ручную добычу глины. Если вначале это были преимущественно импортные машины, то теперь подавлящее большинство экскаваторов—отечественного производства.

Особо важное значение имеет выбор машины для добычи сырья, так как от производительности машины зависит в значительной степени себестоимость сырья. В связи с этим следует определить, в какой производственной обстановке целесообразно применять одноковшовые, а в какой—многоковшовые экскаваторы.

Одноковшовый экскаватор имеет высокое отрывающее усилие на ковше, что позволяет применять его для разработки довольно твердых грунтов, таких, как доломиты, известняки и песчаники, многоковшовый же экскаватор небольшой мощности совершенно непригоден для добычи таких пород.

Однокоешовый экскаватор с успехом применяется и на строительствах, так как наряду с черпанием пород из грунта (при рытье котлованов для фундаментов зданий) он может быть использован в качестве подъемника для самых разнообразных грузов, в качестве грейферной установки для погрузки сыпучих тел и т. п.

Одноковшовый экскаватор удобен также для работы в тесных забоях, с часто Меняющимся направлением разработки, в карьерах с залеганием породы, не равномерным по мощности и простиранию пласта. В таких условиях лучше всего использовать одноковшовый экскаватор на гусеничном ходу.

Одноковшовый экскаватор на рельсовом ходу применим, главным образом, для выемок и насыпей на работах по строительству железных дорог.

Добыча крупного галечника или рваного гранитного камня также затрудительна для многоковшового экскаватора и с успехом производится одноковшовым.

Многоковшовый экскаватор небольшой мощности хорошо работает в мягких породах, при длинном фронте разрабатываемого забоя карьера. Ковши многоковшового экскаватора черпают добываемую породу слоями небольшой толщины, перемешивая ее в процессе черпания. Это весьма полезно при добыче глин на кирпичных или черепичных заводах, где по роду технологического процесса от равномерности перемешивания глины зависит качество готовой продукции. В карьерах, где разрабатываемая толща глин состоит из разнородных пластов, эта возможность смешивания приобретает особенную-ценность, являясь одним из средств дополнительной переработки шихты.

На карьерах заводов силикатного кирпича многоковшовые экскаваторы применяются для добычи песка. Необходимо отметить, что экскаваторы с ковшовой рамой обычной конструкции, в которой черпаковая цепь движется в направляющей коробке, здесь мало пригодны вследствие сильной изнашиваемости как направляющих, так и самой цепи при работе в кварцевом песке. Для добычи песка лучше всего использовать, многоковшовый экскаватор со свободно подвешенной ковшовой цепью. Ковшовая рама такого экскаватора не имеет направляющих, и нижняя рабочая ветвь ковшовой цепи, спадая с концевого барабана рамы—туруса, свободно опирается ковшами на грунт. Траектория, описываемая ковшами при движении цепи на рабочем ходу, представляет при этом некоторую плавную кривую.

Если сравнить одноковшовый экскаватор с многоковшовым, рассматривая их не с точки зрения эксплуатационных особенностей производственной обстановки, а с точки зрения сравнения обеих машин как таковых, преимущество будет на стороне многоковшового экскаватора. Для этой цели уместно будет коснуться металлообрабатывающих станков, проводя параллель между одноковшовым экскаватором и строгальным станком, с одной стороны, и многоковшовым экскаватором и фрезерным станком—с другой.

Рабочий снаряд строгального станка—резец—выполняет полезную работу при рабочем ходе. Возвращение резца в исходное положение после рабочего хода—бесполезный, холостой ход. Рабочий снаряд фрезерного станка—фреза—работает непрерывно, без потерь времени и энергии на холостые ходы.

Рис. 1. Многоковшовый экскаватор со свободно подвешенной ковшовой цепыо.

Рабочий снаряд одноковшового экскаватора—ковш, также как и резец строгального станка, при своем возвращении в начальное яштекение после рабочего хода делает холостой ход. Отношение времени, затрачиваемого на эти холостые ходы, к общему рабочему времени машины довольно велико, что сильно снижает коэффициент полезного действия экскаватора.

Ковшовая цепь многоковшового экскаватора, подобно фрезе, работает непрерывно.

Как у строгального станка, так и у одноковшового экскаватора при переменах хода-возникают весьма значительные усилия, которые компенсируются тяжестью конструкции этих машин.

У многоковшового экскаватора, как и у фрезерного станка, эти явления отсутствуют. Поэтому при одной и той же мощности экскаваторов, в оптимальных условиях для каждой из этих машин, рентабельность многоковшового экскаватора будет выше. Он будет гораздо дешевле по стоимости, легче по весу, проще по конструкции и способу обслуживания и даст, так сказать, на единицу его весостоимости большую производительность.

Одноковшовый экскаватор применяется преимущественно при работе в твердых, тяжелых грунтах, в условиях, где необходима большая маневренность; многоковшовый—в средних и мягких грунтах, при разработках крупного месторождения, длящихся непрерывно в течение долгого времени.

Таким образом, многоковшовый экскаватор является наиболее подходящей машиной для разработки карьеров глин на кирпичных заводах.

Механизируя карьер или производя разработку его уже имеющимся многоковшовым экскаватором, необходимо и в том и в другом случае убедиться, что выбираемая или эксплуатируемая машина целиком соответствует условиям данного производства. Надо помнить, что механизация даст эффект только тогда, когда механизм используется по назначению и полностью.

Слишком мощная машина с производительностью, во много раз превышающей потребность кирпичеделательного агрегата в сырье, не может быть рентабельной. Экскаватор с недостаточно длинной ковшовой рамой для данной глубины черпания не может обеспечить добычу всего полезного пласта. Это вызовет либо необходимость в дополнительном расходе на разработку нижнего слоя вручную, либо неполную выработку месторождения, т. е. потерю части полезного ископаемого.

Разберем несколько случаев из практики разработки карьеров многоковшовыми экскаваторами на некоторых кирпичных заводах, с достаточной убедительностью рисующих картину совершенно неумелого использования этих машин.

Карьер разрабатывался многоковшовым экскаватором, установленным наверху забоя. Экскаватор брал породу со дна выемки, перемещаясь вдоль забоя на рельсовом ходу. Предельный угол откоса для ‘данных глин установлен в 45°, так как глины, залегающие в средних горизонтах полезной толщи, довольно жидки и плывучи.

Экскаватор имел ковшовую раму длиной 11 м, что при данном предельном угле ‘черпания позволяло вести разработку карьера на глубину до 7,8 м по вертикали (см. табл. 1 на стр. 81). Мощность же залегания глин на этом участке колебалась от 7,5 до 9 м, причем вся полезная толща добываемой глины состояла из трех слоев и самым ценным из них был нижний слой жирной, пластичной глины. Добыча ее была не—обходима по условиям технологии, так как глины вышележащих двух слоев были слишком тощи. В некоторых участках разрабатываемого фронта забоя, где общая толщина глин не превышала 7,5 м, экскаватор выбирал целиком все три слоя. В тех же участках, где мощность залегания доходила до 9 м, на дне котлована оставался невыбранным слой глины толщиной до 1,2 м.

Таким образом, значительная часть самого ценного сырья не использовалась. Так как условия Приготовления шихты для формовки кирпича-сырца требуют добавления в массу определенного количества жирной пластичной глины, нижний слой, оставшийся на дне карьера, разрабатывался некоторое время вручную. Это, конечно, удорожало стоимость ‘добычи сырья. В дальнейшем ковшовую раму удлинили на 2 м и тем самым увеличили глубину черпания до необходимой величины.

Не следует думать, что возможно любое удлинение ковшовой рамы. При длине рамы в 10—12 м можно нарастить ее на 1,5—2 м, увеличив соответственно груз противовеса. Дальнейшее удлинение рамы повлечет за собой необходимость конструктивных изменений сопряженных узлов, что не всегда возможно осуществить в условиях кирпичного завода.

На другом кирпичном заводе многоковшовый экскаватор был установлен для работы сверху откоса. Производительность экскаватора превышала на 50% потребность формовочного цеха в сырье. Однако несмотря на то, что экскаватор работал безостановочно, время от времени создавались перебои в снабжении цеха сырьем, вызывавшие простои прессового оборудования.

В течение некоторого времени причина этого явления оставалась непонятной.

Дело оказалось в следующем. Ковшовая рама была установлена для радиальной разработки забоя. Поэтому после -каждой передвижки пути экскаватора ковши, работая на гребне забоя, сбрасывали породу на его подошву, не унося ее в бункер до тех пор, пока на подошве не образуется насыпь породы такой высоты, чтобы склон ее простирался до лотка экскаватора. С этого момента ковши, проходя по склону забоя, начинали черпание со склона. Таким образом, после каждой новой передвижки пути происходила как бы подготовка забоя, занимавшая довольно длительное время. Когда экскаватор начинал разрабатывать новую линию забоя, производительность его резко падала, режим подачи сырья к прессам нарушался. По мере углубления ковшовой рамы производительность машины увеличивалась и с того времени, когда рама принимала положение, при котором все ковши черпали породу, достигала нормальной величины. Простои цеха формовки возникали каждый раз, когда начиналась разработка шовой линии забоя.