ТиКМ ОГР. ТиКМ ОГР почти готовая,перепроверить. Открытых горных работ
 Скачать 156.5 Kb.
|
1 2 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Тихоокеанский государственный университет» Кафедра транспортно-технологических систем в строительстве и горном деле ТЕХНОЛОГИЯ И КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ Контрольная работа №1 Вариант 4 Выполнила Студентка Багинская Е.С. Группа ГД(с)з-61 Шифр 160015124 Хабаровск 2019 10. Классификация траншей и способов вскрытия рабочих горизонтов. Траншеи прокладываются с целью закопать сети инженерных коммуникаций. Обычно траншеи в глубину намного больше, чем в ширину. Как правило, траншея не должна оставаться не закопанной в течении долгого времени, так как открытая траншея несет в себе заведомо большую опасность. Траншеи нельзя выкладывать очень близко с сооружениями, такими, как здания или железная дорога, потому что этот процесс может испортить их внутреннюю структуру, ослабить фундамент, что в дальнейшем может привести к обвалу сооружения. Таблица 1. Классификация траншей (по Е. Ф. Шешко)
Вскрытие равнинных месторождений и смежных горизонтов карьера ведут траншеями полного трапециевидного профиля. Высотные месторождения вскрывают полутраншеями. Вскрывающие траншеи называют также и въездными. В процессе формирования рабочей зоны один борт внутренних траншей срабатывают, и они приобретают вид полутраншей. Если траншеи, вскрывающие каждый уступ, связаны в единую транспортную сеть, что встречается наиболее часто, то они представляют собой систему траншей. Внутренние траншеи, входящие в систему, непосредственно продолжают друг друга, а внешние составляют единый контур. Внешние капитальные (стационарные) траншеи могут закладывать за предельным и промежуточным контурами карьера. В первом случае их сохраняют на весь срок службы карьера, а во втором случае они переходят в систему временных или скользящих съездов. Основным способом вскрытия рабочих горизонтов карьера является вскрытие с применением капитальных траншей. Вскрытие с применением подземных горных выработок или вскрытие без применения горных выработок (бестраншейное вскрытие) в современной практике открытых горных разработок занимает подчиненное место. Трассой капитальной траншеи называется ее продольная ось, положение которой установлено в пространстве. В зависимости от положения трассы капитальной траншеи относительно конечного контура карьера различают трассы внешние, внутренние и смешанные. В последнем случае верхние уступы карьера вскрыты траншеями внешнего заложения, а нижние - траншеями внутреннего заложения. По сроку службы различают трассы стационарные и временные. Основными параметрами трассы являются величина ее подъема, глубина ее заложения, минимальный радиус криволинейных участков, теоретическая и действительная длина трассы, число и конструкция пунктов примыкания наклонных участков к горизонтальным. Положение трассы капитальной траншеи в пространстве характеризуется ее продольным профилем и планом. Продольный профиль трассы включает горизонтальные и наклонные участки, а также участки сопряжения между ними. Важным элементом продольного профиля трассы является конструкция пункта примыкания наклонных участков к рабочим горизонтам. Различие возможных вариантов примыкания определяется условиями трогания транспортных средств при их вынужденной остановке. В соответствие с этим различают примыкание на руководящем подъеме, смягченном подъеме, горизонтальных площадках. Таблица 2 - Признаки и способы вскрытия
В случае примыкания на руководящем подъеме вынужденная остановка транспортных средств происходит непосредственно на участке с руководящем подъемом. Удельная сала сопротивления движению в момент трогания в этом случае значительно превышает аналогичную силу при равномерном движении по руководящему подъему. При таком продольном профиле трассы для обеспечения трогания с места после остановки требуется увеличение сцепного веса локомотива на 10-50%. Однако в этом случае обеспечиваются минимальная длина трассы и минимальный объем системы капитальных траншей. При примыкании на смягченном подъеме в верхней части капитальной траншеи (при ее подходе к лежащему выше рабочему горизонту) устраивается участок определенной длины, имеющий меньший подъем, чем руководящий (смягченный подъем iCM, составляющий 60-65 % от руководящего). Длина LCM смягченного участка трассы составляет 200-250 м. Это обеспечивает трогание и разгон локомотивосостава без увеличения мощности локомотива. Длина трассы в этом случае увеличится на величину (м), определяемую по формуле: ?Lт=nLсм(1- iсм/iр) 2.3. где п - число смягченных участков. Объем системы капитальных траншей в этом случае также несколько увеличится. Примыкание на горизонтальной площадке не вызывает увеличения объема капитальных траншей (по сравнению с объемом при примыкании на руководящем подъеме), но длина трассы увеличивается на величину: ?Lр=nln 2.4. где Ln = 200-250 - длина участка примыкания, м. Различают теоретическую и действительную длину трассы капитальной траншеи. Теоретическая длина трассы (м) определяется по формуле Lт.т = (HH - Hk) /tg бr = (HH - Hk) 1000/iT где HH, Hk - отметки начала и конца трассы соответственно, м; бr - угол подъема трассы, градусы; iT - величина подъема трассы, 0/00. Действительная длина трассы (всегда больше теоретической из-за наличия участков примыкания) определяется по формуле LТ.Д = LТ.Тky, где ky - коэффициент удлинения (развития) трассы. Значения коэффициентов удлинения трассы характеризуется следующими данными Условия примыкания ky На руководящем подъем 1-1,2 На смягченном подъеме 1,2-1,3 На горизонтальных площадках 1,4-1,6 Трассы капитальных траншей в плане разделяются на простые и сложные. Трасса капитальной траншеи называется простой, если она имеет одно направление. Трасса, состоящая из нескольких участков, имеющих разное направление, называется сложной. В зависимости от положения этих участков в контуре карьера и способа их соединения различают форму трассы тупиковую, петлевую, спиральную и комбинированную. Капитальные траншеи внешнего заложения всегда имеют простую форму трассы. При вскрытии карьерного поля капитальными траншеями внутреннего заложения форма трассы зависит от соотношения длины L6 борта карьера, предназначенного для размещения трассы, и ее действительной длины LТ.Д. Если LТ.Д. ? L6,, трасса имеет простую форму, если Lт.д. >Lб, трасса имеет сложную форму. К основным факторам, определяющим выбор формы трассы, относятся условия залегания полезного ископаемого, рельеф поверхности, размеры карьерного поля в плане, вид карьерного транспорта. Тупиковая форма трассы применяется в основном при железнодорожном транспорте, петлевая - при автотранспорте. В зависимости от числа уступов (один, группа или все уступы карьера), обслуживаемых траншеями с общей трассой, различают соответственно отдельные, групповые и общие траншеи. Таблица 3. Классификация способов вскрытия (по Е. Ф. Шешко)
На выбор и формирование способа и схемы вскрытия карьерного поля, прежде всего, влияют природные факторы: рельеф поверхности карьера и прилегающей зоны, а также размеры, глубина, угол падения, форма залежи полезного ископаемого. В свою очередь, решения по вскрытию карьерных полей оказывают влияние на конструкцию конечных бортов, границы карьера и его параметры, порядок развития горных работ и график развития добычи; объем, стоимость горно-капитальных работ и продолжительность периода строительства карьера; эксплуатационные затраты на транспортирование и др. Вскрытие рабочих горизонтов осуществляется для обеспечения сформированных на уступах грузопотоков транспортными коммуникациями, позволяющими перемещать грузы с рабочих горизонтов до пунктов приема на поверхности или на промежуточных горизонтах. Вскрывающие выработки начинаются с поверхности или с уже вскрытого промежуточного рабочего горизонта и заканчиваются на отметке рабочей площадки вскрываемого горизонта. Способ вскрытия определяется рядом признаков, в первую очередь видом вскрывающих выработок. В отдельных случаях (использование башенных экскаваторов и кабельных кранов) разработка всего месторождения и перемещение карьерных грузов производятся без проведения вскрывающих выработок. Возможно создание транспортного доступа к отдельным рабочим горизонтам карьера и при отсутствии вскрывающих выработок: например, при перевозках вскрышных пород на погоризонтные отвалы карьеров нагорного или нагорно-глубинного вида, при использовании конвейеров, расположенных на нерабочем борту, и т. д. Такой способ вскрытия называется бестраншейным. В большинстве случаев рабочие горизонты карьера вскрывают капитальными траншеями или полутраншеями. Реже осуществляется вскрытие подземными выработками (наклонными и вертикальными стволами, штольнями, тоннелями), а также комбинированным способом. Траншеи, предназначенные для движения колесных транспортных средств (железнодорожный и автомобильный транспорт), должны быть наклонными; траншеи, оборудуемые подъемниками,— крутыми. Внешние траншеи бывают стационарными или полустационарными. Внутренние траншеи могут быть стационарными (расположены на нерабочих бортах карьера), полустационарными, временными и скользящими. Временные и полустационарные внутренние траншеи на рабочих бортах карьера применяют для уменьшения объемов горно-капитальных работ и при перераспределении во времени объемов вскрышных работ. На рабочем горизонте, вскрытом одной (одинарной) капитальной выработкой, чаще всего применяется маятниковое (возвратное) движение транспортных средств. Если рабочий горизонт вскрыт двумя выработками (грузовой и порожняковой), то обеспечивается сквозное движение транспортных средств на уступах и в этом случае повышается использование горного оборудования во времени, в результате чего компенсируется увеличение затрат на сооружение вскрывающих выработок. Такие выработки называютпарными,они могут иметь внешнее или внутреннее заложение и состоять из пары отдельных, групповых или общих траншей или полутраишей. Соответственно выделяются одинарные ипарныетрассы.Парные траншеи и трассы применяют в основном в неглубоких карьерах с интенсивным грузооборотом. При вскрытии горизонтов, расположенных ниже господствующего уровня земной поверхности, продольный профиль капитальных траншей характеризуется подъемом в направлении движения груженых транспортных средств, а при вскрытии горизонтов, расположенных выше господствующего уровня земной поверхности,— подъемом в направлении движения порожних транспортных сосудов. По расположению вскрывающих выработок относительно карьерного поля и залежи различают вскрытие фланговымии центральными траншеями (или подземными выработками), вскрытие со стороны лежачего или висячего бока залежи, а также с торца карьера. 24. Системы разработки, основные элементы и параметры горизонтальных и пологих залежей. Под системой открытой разработки месторождения понимается определенный порядок выполнения во времени и в пространстве горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ. В условиях данного карьера принятая система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого при соблюдении мер по охране окружающей среды. Под системой открытой разработки месторождений понимается установленный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ на уступах рабочих горизонтов. Применяемая система разработки считается эффективной, если она обеспечивает плановую производственную мощность карьера, минимальные потери угля, низкую его себестоимость, высокую производительность оборудования и труда, безопасные условия работ. Системы разработки горизонтальных и пологих залежей в период эксплуатации характеризуются только порядком производства вскрышных и добычных работ, изменениями длины фронта работ или высоты уступов. Горно-подготовительные работы в этом случае заканчиваются созданием первичного фронта вскрышных и добычных работ и сдачей карьера в эксплуатацию. Эти системы разработки называются сплошными, для них характерно постоянное положение рабочей зоны. Особенность разработки наклонных и крутых залежей — неизбежное по мере развития горных работ в глубину увеличение высоты рабочей зоны и необходимость производства горно-подготовительных работ в течение всего периода эксплуатации для вскрытия очередных горизонтов, последнее обеспечивает создание устойчивого фронта вскрышных и добычных работ. Такие системы разработки называются углубочными; для них характерно переменное положение рабочей зоны. Положив в основу принцип генерального развития горных работ по отношению к контурам карьерного поля, акад. В. В. Ржевский предложил классификацию систем открытых разработок (рис. 20.6).  Принятая по горно-геологическим и геометрическим признакам система разработки увязывается со структурой комплексной механизации, которую составляет комплект машин и механизмов, обеспечивающих полный цикл производственных процессов на данном карьерном грузопотоке. По степени взаимной зависимости вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ различают системы разработки: зависимые, полузависимые и независимые от времени и пространства при выполнении перечисленных работ. В этой связи выделяют системы разработки сплошные, углубочные и смешанные (углубочно-сплошные), которые характеризуются постоянным или переменным положением рабочей зоны. Системы разработки органически связаны с развитием горных работ по отношению к контуру карьерного поля. В этой связи по направлению перемещения фронта вскрышных и добычных работ в плане различают следующие системы разработки: продольные, поперечные, веерные и кольцевые (см. рис. 20.6). Основными параметрами систем разработки являются: высота уступа, ширина заходки и забоя, длина блока, ширина рабочей площадки, фронт работы, годовое подвигание, годовое понижение горных работ. Высоту уступа обычно устанавливают в соответствии с рабочими размерами экскаватора. Однако при этом следует стремиться к тому, чтобы каждый уступ был нарезан в толще однородных пород. По породе уступы обычно имеют высоту от 10 до 15 м. Высота уступа по углю зависит от мощности пласта и может составлять от 3 до 30 м. Отрабатывают уступы отдельными полосами или заходками. Длина заходки равна длине уступа; ширина заходки — ширине забоя. Ширина забоя при использовании механических лопат равна радиусу их черпания, а при работе драглайна определяется принятым углом поворота стрелы. Заходка может разделяться на части, которые носят название блоков. Длина блока принимается в пределах от 300 до 500 м. Каждый блок разрабатывается своим экскаватором, бурильным станком и др. Это обеспечивает быструю отработку заходки, увеличивает фронт работ и производственную мощность карьера. Рабочая площадка предназначена для размещения горнотранспортного оборудования. Ширина ее изменяется от 25 до 100—130 м. Меньшие размеры принимаются при разработке скальных пород с использованием автомобильного и конвейерного транспорта. При разработке горизонтальных и пологих залежей горно-подготовительные работы заканчиваются в период строительства карьера. В этом случае в процессе эксплуатации месторождения отпадает необходимость вскрытия новых горизонтов и система разработки характеризует порядок выполнения вскрышных и добычных работ. В случае добычи полезных ископаемых, выходящих непосредственно на поверхность, вскрышные работы отсутствуют или не имеют существенного значения. Тогда система разработки характеризует порядок выполнения добычных и горно-подготовительных работ по вскрытию новых горизонтов. Для выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ в определенном объеме и порядке применяется различное горное и транспортное оборудование. На карьерах необходимо стремиться обеспечить такую технологию, при которой все основные и вспомогательные процессы и операции полностью механизированы, а применяемые машины и механизмы по своей мощности и производительности взаимоувязаны и обеспечивают заданный темп горных работ, что соответствует принципам комплексной механизации. Комплексная механизация открытых горных разработок имеет своей целью не только замену тяжелого ручного труда механизированным, но и получение наилучших технико-экономических показателей. Поэтому для выполнения основных и сопутствующих им вспомогательных процессов и операций изыскиваются по возможности наилучшие технические решения, которые позволяют получить высокие экономические результаты. Комплекс горного, транспортного, дробильно-сортировочного и вспомогательного оборудования на карьере, обеспечивающий планомерную выемку горной массы в забоях и перемещение вскрыши на отвалы, а полезного ископаемого к складам и потребителям, составляет структуру комплексной механизации карьера. Система разработки месторождения и структура комплексной механизации данного карьера взаимосвязаны. Параметры элементов системы разработки (высота уступов, ширина рабочих и нерабочих площадок, длина фронта работ, скорость подвигания фронта работ, размеры панелей и заходок и др.) взаимосвязаны с рабочими параметрами и мощностью комплекса оборудования. Поэтому они должны рассматриваться в единстве на основе единой методики расчета технологии производства вскрышных и добычных работ и технологических характеристик комплекса оборудования. Для осуществления такого единства технологии и комплексной механизации открытых разработок акад. В. В. Ржевским введено понятие технологических комплексов вскрышных и добычных работ как совокупности комплексов оборудования и технологических решений (в первую очередь по системам разработки и вскрытию, их параметрам), совместно обеспечивающих безопасное, высокопроизводительное и экономичное выполнение горных работ в заданных объемах. Технологические комплексы горных работ различаются типами применяемых комплексов оборудования, а их варианты — моделями и параметрами горного и транспортного оборудования, а также вариантами с технологической расстановки оборудования. При одинаковом оборудовании технологический комплекс может быть организован различным взаимным положением оборудования в плане и по высоте рабочей зоны карьера. При этом изменяются только технологические параметры вскрышных и добычных работ. Такие варианты технологических комплексов называются схемами экскавации. По углу паденияразличают залежи:пологие, характеризующиеся слабонаклонным (до 8—10°) 35. Движение твердых частиц в потоке, расчет гидротранспорта. Характер движения твердых частиц в значительной мере зависит от степени их окатанности и абсолютного геометрического размера. Плоские частицы при малых скоростях будут стремиться двигаться волочением по дну потока. Если на дне потока одновременно находятся твердые плоские пластинчатые и круглые (окатанные) частицы более или менее одинаковых геометрических размеров, то окатанные частицы раньше выйдут из состояния покоя, т. е. начнут двигаться при меньшей средней скорости потока, поскольку трение качения меньше трения скольжения. Поэтому скорость перемещения по дну потока окатанных частиц будет больше, чем пластинчатых, в результате круглые частицы перескакивают через плоские и быстрее наступает скачкообразное движение для частиц окатанной формы.  Установлено, что одинаковые по форме, но разные по размеру твердые частицы движутся по дну потока с разной скоростью (более крупные частицы движутся с большими скорстями, чем мелкие). Это объясняется характером распределения скоростей жидкости по вертикали. Центр миделева сечения крупных частиц находится на линии большей скорости, чем центр сечения мелких частиц, поэтому крупные частицы будут перемещаться быстрее, обгоняя и перескакивая через мелкие (рис. 97). Очень мелкие частицы, соизмеримые с толщиной придонного слоя, могут оставаться неподвижными при качении по ним более крупных частиц. 35. Транспортирующая способность речного потока может быть исследована и определена лишь на основе детального изучения движения твердых частиц в водном потоке. Придонная область руслового потока наиболее сильно насыщена взвесью. Здесь перемещается основная доля наносов. Исследование движения частиц в придонной области потока необходимо для установления основной характеристики руслового процесса — расчета расхода наносов. В придонной области потока частицы находятся в «полувзвешенном состоянии», движутся скачками, сальтируют. Для вычисления расхода наносов необходимо установить соотношение между скоростью движения твердых частиц из и скоростью движения жидкости. Данные, показывают, что чем крупнее частицы (и меньше отношение ц /И7), тем больше отстают они от окружающей жидкости. При « /№-> 1 отношение ив/и- -1. Причиной отставания сальтирующих частиц от окружающих масс жидкости является уменьшение импульса при падении частиц в медленно движущиеся слои жидкости непосредственно вблизи дна, а также потеря количества движения при соударении их с самим дном и трении по дну. Рассмотрим процесс сальтации частицы, поднимающейся из слоя окружающих ее частиц. После того, как частица выходит из своего «гнезда» и поднимается на высоту 2к=1,5й!, она может перемещаться качением по дну, если импульс подъемной силы имел малую продолжительность, либо подъем ее будет продолжаться до высоты /гп, если импульс подъемной силы достаточно велик. Следует отметить, что в рамках рассматриваемой схемы взвешивания подъем частицы из гнезда может произойти при йк 1, однако по мере «выхода» частицы подъемная сила нарастает и значительно превосходит вес частицы. Следовательно, в турбулентном потоке режим качения может наступать лишь в периоды уменьшения подъемной силы за счет отрицательных пульсаций скорости. При дальнейшем увеличении скорости потока в режим качения будут переходить группы частиц, ориентированные иначе, причем частицы, взвешенные в первую очередь, будут уже совершать скачки. Однако эти частицы будут также передвигаться перекатыванием в промежутках между скачками. С увеличением скорости течения высота скачков и их длина будут возрастать, а периоды перекатывания будут сокращаться. Скорость качения частицы по дну будет определяться большим числом факторов: силой лобового давления, силой сопротивления, силой Магнуса, кулоновским трением, а также ударным взаимодействием с частицами неподвижного слоя. Точный учет всех этих факторов затруднителен. Представляет интерес сравнение скорости движения твердых частиц со скоростью движения жидкости. Наиболее часто скорость движения частиц сравнивают со средней скоростью движения жидкости. Однако частицы в условиях сальтации находятся на незначительном удалении от дна, не превышающем лишь несколько диаметров зерен. По этой причине скорость перемещения частиц будет значительно меньше средней скорости потока. В этой связи интересно сравнить скорости движения частиц с характерными скоростями движения жидкости вблизи дна. По данным рис. 4.4 можно сравнить скорость движения твердых частиц со скоростью жидкости на координате г = с1 при постоянной шероховатости дна, образованной частицами мелкого гравия диаметром с/= 6 мм, и различной плотности и крупности частиц Гидравлические расчеты гидротранспорта необходимы для определения удельных потерь напора на трение и местные сопротивления, критической скорости движения пульпы, диаметра пульпопровода, дальности транспортирования одним или несколькими насосами(одной или несколькими насосными станциями). При расчете гидроустановок для тонкодисперсных грузов критическая скорость  , (1)где n = 1 – 1,5 – эмпирический коэффициент, учитывающий влияние степени перемешивания смеси;  – соотношение плотностей частиц груза и несущей среды.Концентрация тонкодисперсных грузов составляет s = 0,2–0,5. Выбранный диаметр трубы проверяют по условию  (2)где Vг – расход гидросмеси, м3/ч; D – диаметр трубы, м; u – скорость транспортирования, м/с. Удельные потери напора (м/м) при движении смеси  (3)где k1 = 1,1–1,5 – коэффициент, учитывающий степень перемешивания смеси; Н0 – удельные потери напора при движении чистой воды со скоростью, равной скорости гидросмеси, м/м;  (4)где  – коэффициент гидравлических сопротивлений.Если трубопровод имеет вертикальные участки высотой Lп, то потребный напор для него больше на величину статического напора при подъеме Нп. При движении смеси вниз он на столько же меньше, поэтому  .Дополнительные потери в трубопроводе составляют около 5%. При расчете гидроустановок для транспортирования кусковых грузов критическая скорость  , (5)где С1 = 8,5–9,5 – эмпирический коэффициент; f – обобщенный коэффициент трения груза о нижнюю стенку трубы. Удельные потери напора при движении гидросмеси  . (6)Для предотвращения скопления груза в трубопроводе максимальный размер кусков груза должен быть не более 1/3 диаметра трубы, концентрация должна составлять s = 0,2– 0,25. При расчете гидроустановок для транспортирования грубодисперсных грузов по полному расчетному напору Нр (м) и производительности V (м3/ч) выбирают насосный агрегат и рассчитывают необходимую мощность двигателя  , (7)где kз =1,1–1,2 – коэффициент запаса;  = 0,7–0,9 – кпд насосного агрегата.Нр = Нп + Нм , (8) где Нп – статический напор при подъеме; Нм – дополнительные местные потери. Зная расчетный грузопоток Q (т/ч), объемную массу  (т/м3), длину трубопровода L (м) и геодезическую высоту h (м), можно определить расход пульпы и воды VП и VВ, диаметр трубопровода d (м), напор Н (мм вод. ст.) и мощность двигателя N (кВт).Объемный расход твердого (м3/ч)  . (1)Расход пульпы по условиям поддержания объемной концентрации пульпы (м3/ч)  , (2)где: S – концентрация пульпы, равная 0,2 и 0,25 соответственно для угля и породы. Расход воды для перемещения пульпы установленной концентрации (м3/ч)  . (3)Диаметр трубы по кусковатости (мм)  , (4)где:  - максимальный размер кусков груза, мм.Скорость движения пульпы (м/с)  . (5)Величина напора, на которую может быть перемещена пульпа (мм вод. ст.)  , (6)где:  - объемная масса пульпы, т/м3; - гидравлический уклон.Мощность двигателя (кВт)  , (7)где: 367 – переводный коэффициент механической работы, кВт;  - к.п.д. углесоса.Экономические показатели таких установок зависят от производительности, способа загрузки материалов в напорный трубопровод, длины транспортирования и других параметров. Быстрый износ углесосов и трубопровода обусловливает большие амортизационные отчисления. 1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||