Тема проекта: Выбор и обоснование типа бурового, экскавационного и транспортного оборудования при разработке условного месторождения открытым способом
Содержание
Введение
1. Горнотехнические данные
2. Подготовка горных пород к выемке
2.1 Выбор способа подготовки горных работ к выемке
2.2 Параметры взрывных работ
2.3 Определение парка буровых станков карьера
3. Экскавация
4. Транспортирование горной массы
5. Бульдозерное отвалообразование
5.1 Обоснование параметров отвала
5.2 Выбор модели бульдозера, фронта разгрузки отвала и числа бульдозеров
Заключение
Список литературы
Введение
горный буровой экскаватор автосамосвал
Наиболее древние открытые разработки камня относятся к 6-му тыс. до н.э. Полиметаллические руды для выплавки бронзы извлекались открытым способом в 4-м тыс. до н.э. в Индии, на Синайском полуострове, в районе Кавказа, в Северной Эфиопии и др. О. р. м. железных руд известна со 2-го тыс. до н.э. на Ближнем Востоке, в Индии и несколько позже в Южной Европе. В средние века в значительных масштабах осуществлялась О. р. м. руд цветных металлов в Испании (Рио-Тинто), мрамора в Италии, медных и желе руд на территории России (Урал). В 18 в. в России, вначале на Урале, а затем в Сибири, распространилась открытая разработка россыпных месторождений. В начале 20 в. в США и Германии в связи с развитием машинной техники стала бурно развиваться О.р.м. В дореволюционной России на Урале, в Кривом Роге, Сибири преобладали полумеханизированные открытые горные работы.
В настоящее время доля открытого способа разработки месторождений полезного ископаемого составляет 75% от общего процента добычи минерального сырья.
Широкое развитие открытых горных работ объясняется большими преимуществами по сравнению с подземным способом разработки:
1. возможность применения более высокопроизводительного оборудования значительных размеров;
2. большая безопасность работ, отсутствие стесненных условий, достаточное количество воздуха и света, что обеспечивает лучшие гигиенические условия работы и большую производительность труда.
3. При ведении открытых горных работ удельные капиталовложения уменьшаются в 2 -3 раза, производительность труда увеличивается в 4-5 раз, меньшие потери полезного ископаемого 3-8% (вместо 20-30%). Существует возможность раздельной выемки полезного ископаемого и вскрышных пород, значительно меньше сроки строительства карьера по сравнению с шахтой (в 2-3 раза).
К основным недостаткам открытого способа разработки относят:
1. зависимость от климатических условий;
2. необходимость больших площадей для размещения пород, отходов карьера;
3. возникновение многих экологических проблем в районе карьера.
4. К основным процессам горного производства относят:
- подготовку горной массы к выемке;
- выемочно-погрузочные работы;
- перемещение горной массы от пунктов погрузки в пункты приема полезного ископаемого и пустых пород;
- отвалообразование.
В курсовой работе по исходным данным необходимо составить проект разработки месторождения полезного ископаемого открытым способом и определить необходимое количество горнотранспортного оборудования в карьере и на отвале.
Для этого необходимо провести расчёты по буровзрывным работам, выемочно-погрузочным работам, транспортировке полезного ископаемого, а так же бульдозерному отвалообразованию. Одновременно принимать решения о применении определённых видов оборудования и машин для рационального и экономически целесообразного использования ресурсов.
1. Горнотехнические данные
Таблица 1
| Параметры | Обозначение | Ед. изм. | Значение |
| Коэффициент крепости вскрышных пород | 
|
8 | |
| Коэффициент крепости полезного ископаемого | 
|
6 | |
| Плотность вскрышных пород |  |
т/м3 | 2,5 |
| Плотностьполезного ископаемого |  |
т/м3 | 2,2 |
| Годовая производительность карьера по полезному ископаемому |  |
млн. т | 18 |
| Текущий коэффициент вскрыши |  |
м3 /т | 2,5 |
| Высота вскрышного уступа |  |
м | 8 |
| Высота добычного уступа |  |
м | 11 |
| Среднее расстояние перевозки полезного ископаемого от забоя до обогатительной фабрики | км | 2,0 | |
| Ср. расстояние перевозки вскрышных пород от забоя до отвала | км | 4,0 | |
| Вид карьерного транспорта | автомоб. | ||
| Длина разрезной траншеи | м | 850 | |
| Режим работы оборудования экскаваторного, транспортного цеха и отвала | см/сут. | 3 | |
| Режим работы оборудования бурового цеха | см/сут. | 2 | |
| Режим работы карьера | сут./год | 300 | |
| Удельный расход взрывчатых веществ (ВВ) для пород вскрыши | q | кг/м3 | 0,7 |
| Удельный расход взрывчатых веществ (ВВ) для п.и. | кг/м3 | 0,65 | |
| Плотность заряжания ВВ |  |
т/м3 | 0,85 |
| Число рядов скважин в взрывном блоке | n | рядов | 1 |
2. Подготовка горных пород к выемке
2.1 Выбор способа подготовки горных работ к выемке
Принимается буровзрывной способ. Вертикальные скважинные заряды.
Диаметр скважины по методике треста «Союзвзрывпром»:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
где h – высота уступа, м;
q – удельный расход ВВ; кг/м3 (q = 0,4 -г- 0,8 кг/м3 ).;
– плотность заряжания, т/м3
:
Выбор бурового станка.
Выбор бурового станка осуществляется по требуемому диаметру скважины, коэффициента крепости пород и требуемой глубину бурения.
Для полезного ископаемого: требуемый диаметр скважины 269,34 мм, коэффициент крепости – 6, требуемая глубина скважины – 11 м. Выбираем буровой станок шарошечного бурения СБШ-270-ИЗ.
Таблица 2. −Основные раб. параметры бурового станка СБШ-270-ИЗ
| Тип станка | Диаметр скважины, мм | Глубина вертикальных скважин, м | Коэффициент крепости породы | Техническая производительность, м/ч | Угол наклона скважины к вертикали, гр. |
| СБШ-270-ИЗ | 270 | 55 | 6-16 | 22-11 | 0; 15;30 |
Для вскрышных пород: требуемый диаметр скважины 203,28 мм, коэффициент крепости – 8, требуемая глубина скважины – 8м. Выбираем буровой станок шарошечного бурения 4СБШ-200-40.
Таблица 3. − Основные раб. параметры бурового станка 4СБШ-200-40
| Тип станка | Диаметр скважины, мм | Глубина вертикальных скважин, м | Коэффициент крепости породы | Техническая производитель-ость, м/ч | Угол наклона скважины к вертикали, гр. |
| 4СБШ-200-40 | 200 | 40 | 6-16 | 18-9 | 0; 15;30 |
2.2 Параметры взрывных работ
Линия сопротивления по подошве:
где 
- диаметр скважины для выбранной модели бурового станка, м;
– плотность заряжания, 
; q – удельный расход ВВ, 
;
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Проверяем величину линии сопротивления по подошве, по условию обеспечения безопасной работы бурового станка:
- угол откоса уступа,
Для полезного ископаемого:
Так как W удовлетворяет неравенству 
,
то принимаем значение 
, равное 7,41 м.
Для вскрышных пород:
Так как W удовлетворяет неравенству ,
то принимаем значение , равное 7,41 м. Глубина перебура:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Длина забойки:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Длина заряда ВВ:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Глубина скважины:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Расстояние между скважинами в ряду:
- коэффициент сближения скважин.
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Величина общего заряда ВВ в скважине:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Вместимость 1 м скважины:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
- диаметр скважины для выбранной модели бурового станка, дм;
– плотность заряжания, т/м3
Проверяем массу заряда ВВ по условию вместимости его в скважину:
Для полезного ископаемого:
(условие выполняется)
Для вскрышных пород:
(условие выполняется)
Расстояние между рядами скважин при многорядном короткозамедленном взрывании (КЗВ):
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Ширина взрывной заходки:
– число рядов скважин
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Высота развала:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Ширина развала от одного ряда скважины:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Объем взрывного блока из расчета подготовленности для экскаватора запаса взорванной горной массы на двухнедельный срок:
- суточная эксплуатационная производительность экскаватора, 
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Длина взрывного блока:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Число скважин во взрывном блоке:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Выход горной массы с 1 м скважина:
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
2.3 Определение парка буровых станков карьера
Общая длина скважин, которую необходимо пробурить за год:
− годовая производительность карьера по скальной горной массе, м3
;
В случае, если подготовка всей горной массы в карьере осуществляется буровзрывным способом:
, м3
;
где 
– годовая производительность карьера по вскрышным породам, 
;
– текущий коэффициент вскрыши, м3
/т;
– годовая производительность карьера по полезному ископаемому, ;
– годовая производительность карьера по полезному ископаемому, согласно исходным данным;
– плотность полезного ископаемого, т/м3
;
;
По полезному ископаемому: 
По вскрышным породам: 
Необходимое количество буровых станков в карьере:
– сменная производительность бурового станка
– количество смен бурения одним станком в году, смен.
Режим работы карьера – 300 суток в год
Режим работы оборудования – 3 смены в сутки
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Списочное количество буровых станков:
– коэффициент резерва
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Полученное списочное количество буровых станков округляем до целого в большую сторону.
Для подготовки горных пород к выемке буровзрывным способом необходимо 43 буровых станков: из них для полезного ископаемого – 4, для вскрышной породы – 39.
3. Экскавация
Выбор экскаватора
Выбор модели экскаватора осуществляется на основе сопоставления технических характеристик серийно выпускаемых экскаваторов с параметрами развала пород взрывной заходки, а именно ширины и высоты.
Ширина развала – 29,34 и 22,77 м, высота развала – 8,8 и 5,6 м для полезного ископаемого и вскрышных пород соответственно. С учетом данных выбираем:
Ширина экскаваторной заходки:
- радиус черпания экскаватора на уровне стояния, м.
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Исходя из значений высоты развала Н p =8,8 и 5,6 м и радиуса черпания на уровне стояния R чу = 17,5 и 12,2 м для полезного ископаемого и вскрышных пород соответственно, производим выбор экскаваторов – ЭКГ-12Ус и ЭКГ-8И.
Таблица 4. − Основные раб. параметры карьерных мехлопат ЭКГ-12Ус
| Показатели | ЭКГ-12Ус |
| Вместимость ковша, м3 : основного, сменных | 12,5 |
Радиус черпания на уровне стояния,  ,м |
17,5 |
Максимальный радиус черпания,  ,м |
28 |
Максимальный радиус разгрузки,  , м |
26 |
Максимальная высота черпания,  , м |
22 |
Максимальная высота разгрузки,  , м |
15,8 |
| Рабочая скорость передвижения, км/ч | 0,43 |
| Установленная мощность двигателя, кВт | 1250 |
| Масса экскаватора с противовесом, т | 695 |
| Продолжительность цикла (при угле поворота 900 ), с | 32 |
Таблица 5. − Основные раб. параметры карьерных мехлопат – ЭКГ-8И
| Показатели | ЭКГ-8И |
Вместимость ковша, м3 : основного сменных |
8 10 |
Радиус черпания на уровне стояния,  ,м |
12,2 |
Максимальный радиус черпания,  ,м |
18,2 |
Максимальный радиус разгрузки,  , м |
16,3 |
Максимальная высота черпания,  , м |
12,5 |
Максимальная высота разгрузки,  , м |
9,2 |
| Рабочая скорость передвижения, км/ч | 0,45 |
| Установленная мощность двигателя, кВт | 630 |
| Масса экскаватора с противовесом, т | 370 |
| Продолжительность цикла (при угле поворота 900 ), с | 26 |
Высота расположения напорного вала экскаватора, м;
Высота расположения напорного вала (Нн.в ) и максимальная высота черпания (Нмах ) экскаватора должны удовлетворять неравенству. :
Где Нр – высота развала пород взрывной заходки, м
Для полезного ископаемого:
где 
- максимальная высота черпания экскаватора, м;
, значит выбираем экскаватор ЭКГ-12Ус
Для вскрышных пород:
где - максимальная высота черпания экскаватора, м;
, значит выбираем экскаватор ЭКГ-8И
Сменная эксплуатационная производительность экскаватора:
- емкость ковша экскаватора, 
- продолжительность рабочей смены, ч; Тсм
=8 ч;
- коэффициент наполнения ковша экскаватора;
- коэффициент разрыхления горной массы в ковше экскаватора;
- коэффициент использования экскаватора во времени;
- продолжительность рабочего цикла экскаватора.
Для полезного ископаемого: 
Для вскрышных пород: 
Годовая эксплуатационная производительность экскаватора:
-
количество смен работы экскаватора в сутки, смен
;
-
количество суток работы экскаватора в год.
Для полезного ископаемого:
Для вскрышных пород:
Необходимое количество экскаваторов работ в карьере:
– годовая производительность карьера по полезному ископаемому, ;
– годовая производительность карьера по полезному ископаемому, согласно исходным данным;
– плотность полезного ископаемого, т/м3
;
;
По полезному ископаемому: 
По вскрышным породам: 
Списочное количество экскаваторов:
По полезному ископаемому:
По вскрышным породам:
4. Транспортирование горной массы
Выбор модели автосамосвала
Модели автосамосвала выбираются по оптимальному соотношению между емкостью кузова автосамосвала и ковша экскаватора.
Экскаватор – модель ЭКГ-12Ус
1. Выбираем автосамосвал БелАЗ-7519
Таблица 6. − Техническая характеристика автосамосвала БелАЗ
| Показатели | БелАЗ-7519 | |
| Грузоподъемность, т | 110 | |
Объем кузова, м3 : – геометрический – «шапкой» |
41 56 |
|
| Габариты, мм | длина | 11250 |
| ширина | 6100 | |
| высота | 5130 | |
| Радиус поворота (min), м | 12 | |
| Погрузочная высота, мм | 4600 | |
| Мощность двигателя, кВт | 956 | |
| Масса, т | 85 | |
Проверка возможности перевозки установленного объема горной массы выбранной моделью автосамосвала по грузоподъемности (при погрузке с «шапкой»;
Где
–
техническая грузоподъемность автосамосвала, т;
–
вес груза, фактически перевозимого автосамосвалом при погрузке с «шапкой», т;
–
вместимость кузова автосамосвала при погрузке с «шапкой», м3
;
-
насыпной вес 1 м3
вскрышных пород, т;
–
плотность пород вскрыши в массиве, т/м3
;
–
коэффициент разрыхления пород при погрузке, 
Для полезного ископаемого:
Для вскрышных пород:
Вес вскрышных пород, фактически перевозимых автосамосвалом при погрузке с «шапкой», т:
29-04-2015, 00:44