Технология и комплексная механизация открытых горных работ

h_драгл. = 7000000´6/1000000 = 42 м.

Однако, в данном случае высота уступа драглайна так же будет ограничиваться радиусом его разгрузки, что видно  из рисунка:

  В данном случае высоту уступа можно определить уравнением:

или:

h_у´2,377 -86,736 = 0

Решая данное уравнение, получим:

h_у = 36,490 м. – принимаем 36 м.

Соответственно, в данном случае высота уступа, разрабатываемого драглайном, будет определяться его максимальным радиусом разгрузки и составит 36 м.

Высота передового уступа определяется двумя параметрами, а именно мощностью вскрышных пород которые необходимо вынуть, а так же максимальной высотой черпания экскаватора. Так как мощность пород (35 м) превышает максимальную высоту черпания экскаватора ЭКГ-8у (30 м), то, применим разработку двумя передовыми уступами. Верхний уступ высотой 5 м будет отрабатываться экскаватором ЭКГ-8у в период строительства карьера, нижний уступ высотой 30м – во время эксплуатации карьера.

Ширина автодороги.

Ширину автодороги определяем по формуле:

, м                                                                                          (19)

где: B_п.ч. – ширина проезжей части, м; b_об.- ширина обочины, м (принимаем 1,5 м).

Соответственно, ширина автодороги для передвижения автосамосвалов БелАз-7548 (при транспортировке угля) составит:

Ш_{дор(доб.)} = 15+2´1,5 = 18 м.

Ширина автодороги для передвижения автосамосвалов БелАз-7519 (при транспортировке  вскрышных пород передовых уступов) составит:

Ш_{дор.(п.у.)} = 19+2´1,5 = 22 м.

 

 

 

 

Выбор и расчет параметров технологической схемы добычных работ.

Выемочно-погрузочные работы.

Для производства выемочно-погрузочных  работ на добыче принимаем экскаватор ЭКГ-5А что соответствует производственной мощности карьера по добыче. Максимальная высота черпания данного экскаватора составляет 10,3 м, что является рациональным в данных условиях (высоту добычного уступа принимаем равной мощности залежи, а именно 6 м).

Сменная эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле:

, м³/см.                                                        (20)

где: E - емкость ковша экскаватора, м³; T_ц.п. – продолжительность цикла, с (в данных условиях составляет 24,2 с); К_н.к.– коэффициент наполнения ковша (в данных условиях составляет 0,95¸1,1 = 1); К_р.к.– коэффициент разрыхления породы  в  ковше   (в данных условиях составляет 1,15¸1,3 = 1,2);  К_з–  коэффициент   забоя (влияния вспомогательных операций 0,85¸0,9 = 0,9); К_и.э. – коэффициент использования экскаватора во времени (в данных условиях составляет 0,55¸0,65 = 0,60) Т_см. – продолжительность смены, ч (8-12, принимаем 12 ч).

П_{э.см.(доб.)} = 3600´5´1´0,9´0,6´12/(24,2´1,2) = 4016,529 м³/см.

Годовую производительность экскаватора  определяем по формуле:

, м³/год.                                                                                (21)

где: N_д – число рабочих дней в году(250¸300); n_см – число рабочих смен в сутки (2-3).

П_{э.г.(доб.)} = 4016,529´260´2 = 2088595,080 м³/год » 2 млн. м³/год.

Требуемое количество машин  определяется по формуле:

                                                                                                         (22)

где: П_п.п. – годовая производительность предприятия, млн. м³/ год; П_э.г. – годовая эксплуатационная производительность машины, млн. м³/ год; к_р – коэффициент резерва (1,2¸1,3).

 

N = 1´1,2/2 = 0,6 » 1 шт.

Т.е. для производства добычных работ применяется один экскаватор ЭКГ – 5, при работе в 2 смены по 12 ч в сутки и 260 рабочих дней в году.

Перемещение угля.

На перевозке угля, при расстоянии транспортирования свыше 3 км в комплексе  с экскаватором ЭКГ-5А рационально  использовать углевозы грузоподъемностью 40 т. В связи с этим, для транспортирования угля применим автосамосвалы БелАЗ-7548 с геометрическим объемом кузова с "шапкой"  - 26 м³ и грузоподъемностью 42 т. Соответственно, при максимальной загрузке общий вес транспортируемого угля составит 1,55´26 = 40,3 т, что не превышает максимальной грузоподъемности данного автосамосвала.

Рабочий парк автосамосвалов устанавливается  по условию обеспечения непрерывной  работы экскаватора при ритмичной  подаче порожних автосамосвалов в забой. Число автосамосвалов, которое может  эффективно использоваться в комплексе с одним экскаватором, определяется по формуле:

, шт.                                                                                       (23)

где: t_п – продолжительность погрузки, мин; t_дв – продолжительность движения, мин; t_р – продолжительность разгрузки, мин (1 – у автосамосвалов грузоподъемностью до 40 т, 1,1¸1,5 – у автосамосвалов грузоподъемностью свыше 40 т); t_м – продолжительность маневров, мин (0¸0,17 – для сквозной схемы, 0,33¸0,42 – для петлевой схемы, 0,83¸1 – для тупиковой схемы);

Продолжительность погрузки определяется по формулам:

 при  и при                        (24)

где: q_а– грузоподъемность автосамосвала, т; V_а – вместимость кузова автосамосвала, м³;k_р – коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора; 0,9 – коэффициент, учитывающий изменение коэффициента разрыхления породы в кузове автосамосвала; Е – вместимость ковша экскаватора, м³; к_н – коэффициент, учитывающий наполнение ковша экскаватора; t_ц – продолжительность цикла экскаватора, мин; к_вер - коэффициент, учитывающий загрузку автосамосвала с верхом (1,1¸1,15).

Продолжительность движения автосамосвала определяется по формуле:

                                                                      (25)

где: l_гр, l_пор – длина пути с грузом и без него, км; v_гр, v_пор – скорость движения автосамосвала с грузом и без груза, км/ч.

Продолжительность движения автосамосвала будет равна:

t_дв = 60´(3/32+3/38) = 10,362 мин.

Продолжительность погрузки одного автосамосвала будет равна:

t_п = 21´1,15/(0,9´5´1) = 5,367 мин.

Следовательно, число  автосамосвалов, которое может эффективно использоваться в комплексе с одним экскаватором будет равно:

N_а.р. = 1+(10,362+1,1+1)/5,367 = 3,322 шт. (принимаем 4 шт.)

Инвентарный парк  автосамосвалов определяется по формуле:

, шт.                                                                                              (26)

где: t_т.г. – коэффициент готовности парка (0,7¸0,8 = 0,75).

N_инв = 4/0,75 = 5,333 шт. (принимаем 6 шт.)

 

Выбор и расчет параметров технологической схемы вскрышных  работ.

Выемочно-погрузочные  работы на вскрыше при снятии надугольной  толщи.

Для данного вида работ применим шагающий экскаватор типа "драглайн" ЭШ – 25/120.

Сменная эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле:

, м³/см.                                                        (27)

где: E - емкость ковша экскаватора, м³; T_ц.п. – продолжительность цикла, с (в данных условиях составляет 60 с); К_н.к.– коэффициент наполнения ковша (в данных условиях составляет 1¸1,1 = 1,1); К_р.к.– коэффициент разрыхления породы  в  ковше   (в данных условиях составляет 1,11¸1,18 = 1,18);  К_з–  коэффициент   забоя (влияния вспомогательных операций 0,85¸0,9 = 0,9); К_и.э. – коэффициент использования экскаватора во времени (в данных условиях составляет 0,9) Т_см. – продолжительность смены, ч (8-12, принимаем 12 ч).

П_{э.см.(драгл.)} = 3600´25´1,1´0,9´0,9´12/(60´1,18) = 13591,528 м³/см.

Годовую производительность экскаватора определяем по формуле:

, м³/год.                                                                                (28)

где: N_д – число рабочих дней в году(250¸300); n_см – число рабочих смен в сутки (2-3).

П_{э.г.(драгл.)} = 13591,528´260´2 = 7067594,333 м³/год » 7млн. м³/год.

Требуемое количество машин  определяется по формуле:

                                                                                                         (29)

где: П_п.п. – годовая производительность предприятия, млн. м³/ год; П_э.г. – годовая эксплуатационная производительность машины, млн. м³/ год; к_р – коэффициент резерва (1,2¸1,3).

 

N = 10´1,2/7 = 1,714 » 2 шт.

Но так как месторождение  является пологопадающим, то для создания фронта работ драглайна необходима нарезка передовых уступов. Соответственно для разработки данного месторождения  будем использовать один драглайн, а нарезку передовых уступов применим мехлопаты.

Т.е. для производства снятия надугольной толщи применяется один экскаватор ЭШ – 25/120, при работе в 2 смены по 12 ч в сутки и 260 рабочих дней в году.

Выемочно-погрузочные работы при  нарезке передовых уступов.

Для производства нарезки передовых  уступов применяем экскаватор ЭКГ-8у. Максимальная высота черпания данного экскаватора составляет 30 м, что является рациональным в данных условиях (Максимальная мощность пород, выемку которых предполагается производить с помощью данного экскаватора составляет 30 м).

Сменная эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле:

, м³/см.                                                        (30)

где: E - емкость ковша экскаватора, м³; T_ц.п. – продолжительность цикла, с (в данных условиях составляет 32 с); К_н.к.– коэффициент наполнения ковша (в данных условиях составляет 1¸1,1 = 1,1); К_р.к.– коэффициент разрыхления породы  в  ковше   (в данных условиях составляет 1,1¸1,18 = 1,18);  К_з–  коэффициент   забоя (влияния вспомогательных операций 0,85¸0,9 = 0,9); К_и.э. – коэффициент использования экскаватора во времени (в данных условиях составляет 0,55¸0,65 = 0,60) Т_см. – продолжительность смены, ч (8-12, принимаем 12 ч).

П_{э.см.(п.у.)} = 3600´8´1,1´0,9´0,6´12/(35´1,18) = 4970,615 м³/см.

Годовую производительность экскаватора определяем по формуле:

, м³/год.                                                                                (31)

где: N_д – число рабочих дней в году(250¸300); n_см – число рабочих смен в сутки (2-3).

П_{э.г.(п.у.)} = 4970,615´260´2 = 2584719,8 м³/год » 2,6 млн. м³/год.

Требуемое количество машин  определяется по формуле:

                                                                                                         (32)

где: П_п.п. – годовая производительность предприятия, млн. м³/ год; П_э.г. – годовая эксплуатационная производительность машины, млн. м³/ год; к_р – коэффициент резерва (1,2¸1,3).

 

N = 3´1,2/2,6 = 1,385 » 1 шт.

Т.е. для производства нарезки передовых уступов применяется один экскаватор ЭКГ – 8у, при работе в 2 смены по 12 ч в сутки и 260 рабочих дней в году.

Перемещение вскрышных пород.

Для перемещения вскрышных  пород при разработке данного  месторождения наиболее подходит автомобильный транспорт. Предпосылками его применения являются:

• Сравнительно небольшие объемы перевозок на карьере.
• Мобильность автотранспорта.
• Упрощение процесса отвалообразования в сравнении с другими видами транспорта.
• Возможность сокращения длины транспортных коммуникаций, за счет сравнительно высоких уклонов дорог и малых радиусов разворота.
• Автономность, т.е. независимость от внешних источников питания, что позволяет использовать автотранспорт в период строительства карьера.

На перевозке вскрышных пород, при расстоянии транспортирования  до 3 км в комплексе с экскаватором ЭКГ-8у рационально использовать породовозы грузоподъемностью 110 т. В связи с этим, для транспортирования угля применим автосамосвалы БелАЗ-7519 с геометрическим объемом кузова с "шапкой"  - 26 м³ и грузоподъемностью 110 т. Соответственно, при максимальной загрузке общий вес транспортируемой породы составит 2,540´56 = 142,240 т, что превышает максимальную грузоподъемность данного автосамосвала, однако при некоторой недогрузке автосамосвала (без "шапки") общий вес транспортируемой породы составит 2,540´41 = 104,140 т, что не превышает грузоподъемность данного автосамосвала.

Рабочий парк автосамосвалов устанавливается по условию обеспечения  непрерывной работы экскаватора при ритмичной подаче порожних автосамосвалов в забой. Число автосамосвалов, которое может эффективно использоваться в комплексе с одним экскаватором, определяется по формуле:

, шт.                                                                                       (33)

где: t_п – продолжительность погрузки, мин; t_дв – продолжительность движения, мин; t_р – продолжительность разгрузки, мин (1 – у автосамосвалов грузоподъемностью до 40 т, 1,1¸1,5 – у автосамосвалов грузоподъемностью свыше 40 т); t_м – продолжительность маневров, мин (0¸0,17 – для сквозной схемы, 0,33¸0,42 – для петлевой схемы, 0,83¸1 – для тупиковой схемы);