Технологический расчет основных процессов открытых горных работ (стр. 3 из 5)

Комплекс основного горного и транспортного оборудования должен обеспечить планомерную, в соответствии с мощностью грузопотока, подготовку пород к выемке, их выемку и погрузку, перемещение, складирование в пределах каждой технологической зоны карьера, в которой формируется грузопоток. При выборе средств выемки и транспорта следует руководствоваться основными требованиями, предъявляемыми к комплексам оборудования:

1. В комплекс оборудования должны входить только машины, паспортные характеристики которых соответствуют горно-технологическим характеристикам пород при выполнении каждого процесса;

2. Комплекс оборудования должен соответствовать принятым системам разработки и вскрытия, размерам и форме карьера, его мощности, сроку строительства и эксплуатации, организационным условиям ведения горных работ;

3. Чем меньшее число действующих машин и механизмов входит в комплекс, тем надежнее, производительнее и экономичнее его работа;

4. Отдельные машины и механизмы комплекса по своим параметрам должны соответствовать друг другу, быть типовыми и серийными, чтобы была возможна замена;

5. Коэффициент резерва мощности и технической производительности отдельных машин по сравнению со среднечасовыми показателями их работы в соответствии с характером горного производства должен быть не более 1.5…1.7 при разработке скальных и разнородных пород и не менее 1.2…1.3 при разработке мягких пород.

6. Следует по возможности отдавать предпочтение одной мощной машине взамен нескольких машин меньшей мощности.

Учитывая характеристики месторождения и слагающих его пород наиболее эффективным будет использование на выемке карьерных экскаваторов типа ЭКГ. Годовая производственная мощность карьера по полезному ископаемому составляет 1,3 млн.т, по пустым породам – 2,010 млн.м³, годовая мощность вскрышного и добычного комплексов должна быть равна соответствующей мощности карьера. Данной производительности в полной мере соответствует (принимая во внимание условия 2, 5, 6) экскаватор типа ЭКГ-6,3УС. В качестве транспортного оборудования, учитывая те же факторы рациональным будет использование автомобильного транспорта, а именно использование автосамосвалов типа БелАЗ - 548. Выбранному комплексу выемочно-транспортного оборудования по своим эксплуатационным параметрам соответствует буровой станок СБШ-250МН.

Выбор типа оборудования производим по относительному показателю трудности экскавации:

- при выемки горных пород из массива:

П_э’ = 3·К_с(0,2·σ_сж + σ_сдв + σ_раст.) + 0,03·γ·g; (4.1)[II]

К_с – коэффициент структурного ослабления: К_с = 0,6;

П_э’ = 3·0,6(0,2·125 + 19,2 + 10,8) + 0,03·2,8·9,8 = 99,8;

- при выемки разрушенных горных пород:

П_э’’ = 0,22·(А + 10·А/К_р⁹); (4.2)[II]

где: К_р – коэффициент разрыхлениям породы в развале, К_р = 1,3;

А = 10^-2·γ·g·d_ср + σ_сдв;

где: d_ср – средний размер кусков породы в развале, d_ср = 0,3 м;

А = 10^-2·2,8·9,8·0,3 + 19,2 = 19,3:

П_э’’ = 0,22·(19,3 + 10·19,3/1,3⁹) = 8,2;

Исходя из этого тип применяемого выемочно-погрузочного оборудования – прямая механическая лопата верхнего черпания.

Выбор модели экскаватора производим в соответствии с суммарной емкостью ковша экскаватора:

, м³; (4.3)[VII]

где: А_г – годовая производительность карьера по горной массе, м³/год;

t_ц – время рабочего экскаватора, с;

Т_см – продолжительность смены, ч;

n_см – количество смен;

N_р – количество рабочих дне экскаватора, сут.;

К_н – коэффициент наполнения;

К_и – коэффициент использования экскаватора во времени;

м³;

В качестве выемочно-погрузочного оборудования принят экскаватор ЭКГ-6,3УС.

Таблица 4.1.[IV] Техническая характеристика экскаватора ЭКГ-6,3УС .

Показатели

Значения

Емкость ковша, м3: Угол наклона стрелы, градус Рабочие размеры, м: -длина стрелы А -длина рукояти В -максимальный радиус черпания на горизонте установки Rч.у. -максимальный радиус черпания Rчmax -высота черпания при максимальном радиусе черпания Нч -максимальный радиус разгрузки Rчmax -высота разгрузки при максимальном радиусе разгрузки Нр -максимальная высота черпания Нчmax -радиус разгрузки при максимальной высоте разгрузки Rр -радиус черпания при максимальной высоте черпания Rч -максимальная высота разгрузки Нрmax Основные размеры, м: -радиус вращения кузова Rк -ширина кузова м -высота экскаватора без стрелы Hк -просвет под поворотной платформой h, м -высота оси пяты стрелы S, м -расстояние от оси пяты до оси вращения экскаватора Т, м -длина гусеничного хода U, м -ширина гусеничного хода V, м -ширина гусеничной цепи C, м Конструктивные показатели: -рабочая скорость передвижения, км/ч -уклон, преодолеваемый при передвижении, град. -среднее удельное давление на грунт, кгс/см2 -максимальное усилие на блоке ковша, тс -скорость подъема ковша, м/с -максимальное усилие напора, тс Мощность сетевого двигателя, кВт Подводимое напряжение, В Продолжительность цикла, с Масса экскаватора, т

6,3 50 16,5 12,85 13,5 19,8 9,6 17,9 7,7 17,1 16,5 17,4 12,5 7,26 6,512 6,73 2,765 4,095 2,4 7,95-8,23 6,98 1,4 0,45 12 2,05 70 1,075 37 520 6000 30 380

Конструктивная схема экскаватора ЭКГ-6,3УС

4.2 Технологические расчеты параметров выемочно-погрузочных работ.

Определяем техническую производительность экскаватора по формуле:

Q_техн = 60·Е/t, м³/ч; (4.4)[IV]

где: t – время рабочего цикла экскаватора, мин.;

Q_техн = 60·6,3/0,5 = 756 м³/ч;

Определяем сменную производительность экскаватора по формуле:

Q_см = Q_техн·Т_см·К_э·η_u, м³/смену; (4.5)[IV]

где: Т_см – продолжительность рабочей смены, Т_см = 8 ч;

К_э – коэффициент экскавации, К_э = К_н/К_р = 0,6;

η_u – коэффициент использования экскаватора во времени в течении смены , η_u = 0,7;

Q_см = 756·8·0,6·0,7 = 2540 м³/смену;

Определяем годовую производительность экскаватора по формуле:

м³/год; (4.6)[IV]

где: n – число смен в сутки;

N – число рабочих дней в году.

Q_год = 2540·3·300 = 2286000 м³/год;

Поэтому в рабочей зоне карьера на каждом уступе устанавливаем по одному экскаватору. Выемку пород в забое принимаем торцовым забоем, верхним черпанием и нижней погрузкой.

Схема торцового забоя механической лопаты при выемке взорванной породы

Ш_вб – ширина взорванного блока;

В – ширина развала пород;

А – ширина заходки: А = R_чу+R_р^max = В=13,5+19,8=33,3;

5. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ КАРЬЕРНЫХ ГРУЗОВ

5.1 Обоснование типа карьерного транспорта

Исходя из удельного веса полезного ископаемого, расстояния транспортирования, производственной мощности карьера, емкости ковша экскаватора выбираем автомобильный вид транспорта, как для полезного ископаемого, так и для пустых пород, а именно автосамосвал БелАЗ-548.

Таблица 5.1 Техническая характеристика автосамосвала БелАЗ-548.

Показатели	Значения
Грузоподъемность, тонн	40
Колесная формула	4х2
Масса с грузом, тонн	28
База, мм	4200
Вместимость кузова, м3	21
Основные размеры, мм
-длина	8120
-ширина	3780
-высота	3700
Максимальный радиус поворота, м	10
Максимальная скорость движения, км/час Мощность двигателя, лс Размер шин, дюймы Максимальный угол наклона платформы, град.	55 500 21-33 55

5.2 Технологические расчеты параметров транспортирования горной массы

Определяем необходимое количество автосамосвалов для бесперебойной работы экскаватора по формуле:

N = Т_р·/t_n, шт.; (5.1)[III]

где: Т_р – продолжительность рейса автосамосвала, мин.;

Т_р = t_n+t_гр+t_пор+t_р+t_доп., мин.;

где: t_n, t_р – время погрузки разгрузки автосамосвала, мин.;

t_гр, t_пор – время движения груженого и порожнего автосамосвала, мин.;

t_доп. – дополнительное время на маневры, мин.;

t_n = (V_a·t_ц)/60·Е·К_э, мин.;

где: V_a – вместимость кузова автосамосвала, м³;

t_ц – продолжительность цикла черпания, сек.;

К_э – коэффициент экскавации;

t_n = (21·30)/60·6,3·0,6 = 2,8 мин.;

Определяем общее время движения автосамосвала по формуле:

t_гр+t_пор = К_раз.·(60·L_гр/V_гр+60·L_пор/V_пор), мин.;

где: L_гр, L_пор – расстояния движения груженого и порожнего автосамосвала, км;

V_гр, V_пор – скорость движения груженого и порожнего автосамосвала, км/ч;

К_раз – коэффициент, учитывающий изменение скорости при разгоне и остановки (К_раз = 1,1);

- для пустых пород:

t_гр+t_пор = 1,1·(60·4,2/32+60·4,2/38) = 15 мин.;

- для полезного ископаемого:

t_гр+t_пор = 1,1·(60·3/32+60·3/38) = 11,4 мин.;

- для пустых пород:

Т_р = 2,8+15+1+0,5 = 19,3 мин.;

- для полезного ископаемого:

Т_р = 2,8+11,4+1+0,5 = 15,8 мин.;

- для пустых пород:

N = 19,3/2,8 = 7 шт.;

- для полезного ископаемого:

N = 15,8/2,8 = 6 шт.;