Основы горного дела 2

число рабочих дней в году (прил. 10).

А _г = 8040,48*240 = 1929715,2 м³ /год

5.Определяется парк экскаваторов. Списочный парк экскаваторов

( N _эс , шт.)

где П _г.м – производительность карьера по горной массе, м³ /год

Рабочий парк экскаваторов (N _эр , шт.)

где k _рез – коэффициент резерва экскаваторов

где Т _г – число рабочих дней карьера в году (Т _г = 350 дней).

6.2.2.6. Определяется ширина экскаваторной заходки (А _з , м):

При автотранспорте А _з = (1,5¸1,7)R _ч.у ;

где R _ч.у – радиус черпания экскаватора на уровне стояния, м

А _з = 1,2*10,3 = 12,36 м

6.2.2.7. Определяется допустимая высота уступа (Н _у , м) для скальных пород

,

где - максимальная высота черпания экскаватора, м

.

Определение параметров транспортирования горной массы

Карьерный транспорт предназначен для перемещения горной массы от забоев до тупиков разгрузки. От четкой работы карьерного транспорта зависит эффективность разработки месторождения. Трудоёмкость транспортирования весьма высока, затраты на транспортирование и связаны с ними вспомогательные работы составляют 45 - 50%, от общих затрат.

Автомобильный транспорт применяют главным образом на карьерах малой и средней производственной мощностью с грузопотоком до 15 млн. в год.

Конструкция автосамосвалов должна максимально учитывать особенности работы в карьерах стеснённых условиях, короткие расстояния и затяжные подъёмы и спуски. Наилучшее использование по времени экскаваторов и самосвалов обеспечивается только при определённых соотношениях объёма экскаваторного ковша и объёма кузова машины.

Экскаваторы используются лучше при их совместной работе с большегрузными автосамосвалами, когда число операций по обмену машин наименьшее.

Рациональное отношение объёма кузова машины к объёму ковша экскаватора изменяется в зависимости от типа экскаватора, грузоподъёмности машин и длины откатки в диапазоне 4-10.

Достоинства автотранспорта: гибкость, маневренность и взаимо- независимость работ автосамосвалов, что упрощает схемы движения, допустимый радиусом до 15 м, подъём и уклон до 80%, меньше сроки и затраты на строительство карьера.

Недостаток автотранспорта: высокая стоимость большегрузных машин, а также больше эксплутационные расходы, жесткая зависимость от климатических условий и состояния автодорог.

Техническая характеристика автосамосвала БелАЗ-7549

Грузоподъемность, q a , т………….	80,0
Собственная масса, G a , т………….	67,0
Геометрическая вместимость кузова, V a , м3 ………………………….	35,0
Вместимость кузова «с шапкой», V ’ a , м3 ………………………………	46,0
К. п. д. трансмиссии, h т …………..	0,78
Мощность двигателя, N д , кВт…….	809
Продолжительность, мин:
маневровых операций при установке на погрузку, t м.п .......	0,64
маневровых операций при установке на разгрузку, t м.р …..	0,69
разгрузки, t р ……………….	1,00
Ширина проезжей части автодороги при двухполосном движении, Т , м ……………………………………	14,5

1.Определение производительности автосамосвала ( Q _a , т/смену)

где Т _см – продолжительность смены, мин; Т _см = 8 ч

q – вес груза в кузове автосамосвала, т;

k _и – коэффициент использования сменного времени;

– продолжительность транспортного цикла автосамосвала, мин;

N _p – количество рейсов автосамосвала в течение смены.

Продолжительность транспортного цикла (, мин)

= t _о + t _п + t _д + t _м.п + t _м.р + t _р

где t _о – продолжительность ожидания погрузки, мин (t _о » 0,5t _п =2,04);

t _п – продолжительность погрузки автосамосвала, мин;

t _д – продолжительность движения автосамосвала в грузовом и порожняковом направлениях, мин;

t _м.п – продолжительность маневровых операций при установке

на погрузку, мин; t _м.п = 0,64

t _м.р – продолжительность маневровых операций при установке

на разгрузку, мин; t _м.р = 0,69

t _р – продолжительность разгрузки, мин. t _р = 1,00

Расчеты выполняются в следующей последовательности:

где – продолжительность цикла экскавации, с (см. лаб. работу № 6);

– количество циклов экскавации при загрузке автосамосвала.

Расчет количества циклов экскаватора по грузоподъемности:

где q _a – грузоподъемность автосамосвала, т; q _a = 80 т

k _р – коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора; k _р = 1.35

g – плотность пород в целике, т/м³ . g = 2,1 т/м³

k _н = 0.95

исходя из вместимости кузова автосамосвала с «шапкой»:

где – вместимость кузова автосамосвала с «шапкой», м³ .

Затем сравниваются значения n _ц , вычисленные по формулам (7.5) и (7.6), выбирается меньшее () и округляется до целого числа в большую сторону ().

Вес груза рассчитывается (q , т)

т

Осуществляется проверка

q £ 1,1q _a ,

где q _a – грузоподъемность автосамосвала, т.

q £ 1,1*80 = 88, следовательно q = 70,93 т.

2.Производится расчет времени движения автосамосвала в грузовом и порожняковом направлениях ( t _д , мин)

где L – расстояние транспортирования горной массы, км; L = 4 км

v _ср.т – средняя техническая скорость движения автосамосвала по трассе, км/ч;

v _ср.т определяется в зависимости от заданного расстояния транспортирования (L , км) и высоты подъема горной массы (Н _п , м) v _ср.т = 19.2

с.

3.Производится расчет . При этом t _м.п , t _м.р и t _р принимаются для выбранной модели автосамосвала.

4.Производится расчет сменной производительности автосамосвала при k _и = 0,8; Т _см = 8 ч.

5.Производится расчет рабочего и инвентарного парка автосамосвалов.

Рабочий парк автосамосвалов (N _а.р , ед.)

где V _см – сменный объем перевозок, т/смену.

где k _н – коэффициент неравномерности выдачи горной массы из карьера (k _н = 0.95);

– сменная производительность карьера по полезному ископаемому, т/смену;

– сменная производительность карьера по вскрыше в целике, м³ /смену;

g – плотность вскрыши в целике, т/м³ .

Инвентарный парк автосамосвалов N _а.и :

где k _т.г – коэффициент технической готовности, определяемый в зависимости от суточного пробега автосамосвала.

Суточный пробег автосамосвала (L _c , км)

где k _о – коэффициент, учитывающий нулевой пробег от гаража до места работы и обратно (k _о = 1,05).

Определение параметров отвальных работ

Основное распространение бульдозерного отвалообразования совместно с автомобильным транспортом получило на уральских карьерных руд цветных металлов и на карьерах по добыче руд не цветных металлов.

Организация отвального хозяйства при автотранспорте значительно проще, чем при рельсовом, так как не требует укладки рельсового пути и тяжёлых локомотивов. При применении автосамосвалов устройство отвалов несложное, их конструкция в зависимости от рельефа местности и территории отводимой, под их размещение может меняться. При периферийном отвалообразовании, автосамосвалы разгружаются по периферии отвального фронта в непосредственной близости от верхней бровки отвального откоса или под откос. Часть или вся порода в этом случае бульдозерами сталкивается под откос.В практике в большинстве случаев применяют более экономичное периферийное отвалообразование, при котором меньше объём планировачных

работ.

Технологический процесс периферийного бульдозерного отвалообразования при автомобильном транспорте состоит из трёх операции: разгрузка автосамосвалов; планирование отвальной бровки; ремонт и устройства автодорог.

Успешная работа бульдозерных отвалов в значительной мере зависит от состояния автомобильных дорог. Последние по своему назначению делятся на подъездные и и отвальные.

Минимальные радиусы кривых для автосамосвалов устанавливаются от типа машин. Достоинства: большая маневренность оборудования, меньше размеры отвала.

Порядок выполнения расчетов

1.Определяется требуемая площадь отвала ( S _o , м² )

где W – объем пород, подлежащих размещению в отвале за срок его существования, м³ W =150 млн. м³ .

– коэффициент разрыхления пород в отвале = 1,06

h _я – высота яруса, м h _я = 30

n _я – количество ярусов; n _я = 3

h_о – коэффициент использования площади отвала h_о = 0,5

2.Рассчитывается количество автосамосвалов, разгружающихся на отвале в течение часа ( N _o , шт.)

где – часовая производительность карьера по вскрыше, м³ ;

k _н – коэффициент неравномерности работы карьера по вскрыше (k _н = 1,1 ¸ 1,2);

Q _п – объем вскрыши в целике в кузове автосамосвала, м³ .

Q _п = q /g=70,93/2,1=33,77 м³

где q – вес груза в кузове автосамосвала, т

g – плотность пород в целике, м^з /т. g = 2 м^з /т

где П _в – годовая производительность карьера по вскрыше, м³ /год;

Т _г – число рабочих дней карьера в году (Т _г = 350 дней);

n _см – число рабочих смен в сутки (n _см = 3);

Т _см – продолжительность смены, ч (Т _см = 8).

3.Определяется число одновременно разгружающихся автосамосвалов на отвале ( N _а.о , шт.)

где – продолжительность разгрузки и маневровых операций при установке на разгрузку, мин

4.Определяется длина участка разгрузки ( L _p , м)

L _p = N _а.о l _п ,

где l _п – ширина полосы по рабочему фронту отвала, занимаемой одним автосамосвалом при маневрировании, для автосамосвалов грузоподъемностью:

30 - 55 т l _п = 30¸40 м, 80 - 130 т l _п = 50¸60 м, 180 - 240 т l _п = 60¸70 м.

L _p = N _а.о l _п =1*60=60 м.

5.Число разгрузочных участков, находящихся в одновременной работе N _yp шт, определяется по формуле:

где длина фронта одного участка, (60-80 м)

6.Определение число участков, находящихся в планировке

7.Определение числа резервных участков

8. Определение общего числа участков

9.Определение обшей длины отвального фронта

10.Определяется объем бульдозерных работ ( Q _б , м³ /смену)

где – сменная производительность карьера по вскрыше, м³ /смену;

10.Выбирается модель бульдозера и определяется число бульдозеров в работе ( N _б , ед.):

N _б = Q _б /П _б ,

где П _б – сменная производительность бульдозера, м³ /смену

N _б = Q _б /П _б =3262/1300=2.5=3

Рассчитывается инвентарный парк бульдозеров (N _б.и , ед.)

N _б.и = 1.4 N _б =1.4*3=4.2=4

Расчет расхода электроэнергии, дизельного топлива горным и транспортным оборудованием

1.Рассчитывается общий годовой расход электроэнергии по карьеру по формуле:

Э = П_г.м (W_э ^б +W_э ^э + W_э ^в + р (W_т ^а L +W_т ^о + W_т ^в )) ,

Э = 13957961,9*(0,25+0,6+0,8+12,08(0,14*4,0+0,01+0,003)) =119645416,1 кВт

Где Э - годовой расход энергии , кВт

П_г.м – производительность карьера по горной массе , т/год

W_э ^б , W_э ^э , W_э ^в – удельный расход электроэнергии , соответственно: на бурение, экскавацию и вспомогательные процессы, кВт ч/т

W_т ^а – удельный расход дизтоплива на технологических автоперевозках , кг/т км;

L – среднее расстояние транспортирования горной массы, км;

W_т ^о ,W_т ^в – удельный расход дизтоплива ,соответственно , на бульдозерное отвалообразование и вспомогательные процессы, кг/т;

Р- энергия, выделяемая при сгорании 1кг дизтоплива,

кВт ч/кг= 12,08

2. Общий годовой расход электроэнергии по карьеру ( Э_э , кВт ч)

рассчитывается по формуле:

Э_э = П_г.м (W_э ^б + W_э ^э + W_э ^в )

Э_э = 13957961,9 *(0,25+0,6+0,08) =12980904,57кВтч

3. Общий годовой расход дизельного топлива по карьеру(Э_г ,т)

Э_г = П_г.м (W_т ^а L +W_т ^о + W_т ^в )*10^-3

4.Э_г = 13957961,9 *(0,14*4,0+0,01+0,003)*10^-3 =7997912,169*10^-3 =7997,9т.

Расчет элементов карьера

1.Определяется высота рабочего борта карьера (Н _р.б , м)

Н _р.б = Н _у n _р.у ,

Н _р.б =12*2=24 м,

где Н _у – высота уступа, м;

n _р.у – количество рабочих уступов.

2. Определяется ширина рабочей площадки при погрузке горной массы в автомобильный транспорт (Ш _р.п , м)

Ш _р.п = В _р + С + Т + S + Z + Ш _в.б ,

Ш _р.п =22,91+2+14,5+1+2,56+7,97=50,94 м

где В _р – ширина развала породы, м;

С – безопасный зазор между нижней бровкой развала и транспортной полосой (2 - 3 м);

Т – ширина транспортной полосы (проезжей части временной автодороги при двухполосном движении), м;

S – безопасное расстояние (1,0¸2,0 м);

Z – ширина призмы обрушения, м;

Z = Н _у (ctg a_y – ctg a);

Z = 10 (ctg 60 – ctg 70)=2,56

Ш _в.б – ширина взрывного блока, м (при однорядном взрывании, Ш _в.б = W , принимается по результатам расчетов;

a – угол откоса рабочего уступа;

a_у – угол устойчивого откоса уступа.

3. Определяется горизонтальное проложение откоса рабочего борта (С _р.б , м)

С _р.б = Н _у ctg a n _{p . y} + Ш _р.п (n _{p . y} – 1).

С _р.б = 12* ctg 70*2 + 50,94(2 – 1)=61,96 м,

4. Определяется тангенс угла рабочего борта карьера ( j )

tg j = Н _р.б / С _р.б .

tg j = 24 /61,96=0,3873

5. Определяется величина угла рабочего борта j :

φ = arctg (tg φ)

φ = 21,17

6. Определяется высота нерабочего борта карьера (Н _н.б , м)

Н _н.б = Н _у n _н.у ,

Н _н.б = 12*3=36 м,

где n _н.у – количество нерабочих уступов (принимается n _н.у = 3).

7. Определяется горизонтальное проложение откоса нерабочего борта (С _н.б ,м)

С _н.б = n _н.у (Н _у ctg a_y + b _c ) + (n _н.у – 1) b _б ,

С _н.б =2 (12* ctg 60+15) + (2 – 1)10=71,93 м,

где b _c – ширина съезда, м;

b _б – ширина бермы безопасности, м (b _б = 8÷10 м).

8. Определяется тангенс угла нерабочего борта карьера ( g )

tg g = Н _н.б /С _н.б . ,

tg g = 36/71,93=0,5

Затем сам угол откоса нерабочего борта карьера

(g): g = arctg(tg g),(g): g =26,6.

П оказатели проекта

В разделе приводится таблица основных технико-экономических показателей, полученных в результате расчетов и сведенных в следующие группы.

Параметры горных работ:

Промышленные запасы в контурах карьера; Q_пи =159213600 т

Объем вскрыши в контурах карьера; V_п =240786246,52 м³

Средний коэффициент вскрыши; К_ср =1,55 м³ /т

Производительность карьера по ПИ.; A=6,1 т/год

Производительность карьера по вскрыше; П_в =11053200м³ /год

Производительность карьера по горной массе; П_гм =13957961,9 м³ /год

Срок службы карьера; Т_сл =27,6лет

Принятое основное оборудование и парк:

Буровые станки: СБШ-250=5шт

Экскаваторы; ЭКГ-8И=7шт

Автосамосвалы; БелАЗ -7549=23шт

Бульдозеры на отвале; Т-180=4шт

Основные показатели


29-04-2015, 00:58