ПРОЦЕССЫ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ. Процессы открытых горных работ

• Название: Процессы открытых горных работ
• Дата: 18.10.2021
• Размер: 1.74 Mb.
• Имя файла: ПРОЦЕССЫ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ.docx
• Тип: Документы; #249942
• страница: 10 из 19

R_р  R_чу + h_н ctg ^_н

+ Z_т, (3.12)

где Z_т– расстояние от верхней бровки уступа до оси транспортной полосы, м.

Z_т h_н(ctg _ну

 ctg_н)  0,5T,

(3.13)

где Т– ширина транспортной полосы, м (см. разд. 4).

Причем если R_рменьше, чем правая часть выражения (3.12), то не- обходимо уменьшить высоту уступа или заменить экскаватор.

Ширину заходки и углы откосов уступа определяют соответственно по формулам (3.5) и (3.6).

Данную технологическую схему можно также применять для разра- ботки взорванных пород. В этом случае высоту уступа в массиве опреде- ляют по формулам (3.10) и (3.11), ширину заходки – по (3.1), углы отко- са уступа – по (3.9).

4. 
   Схема работы мехлопаты с нижней разгрузкой горной массы в отвал (рис. 3.6, г)
   

Схему применяют как при разработке мягких пород, так и разру- шенных пород.

Высота уступа:

• 
  по наносам 2/3H_нв h_н Н_чmax; (3.14)
  
• 
  по взорванным коренным породам h=h_р Н_чmax. (3.15)
  

Ширину заходки и углы откоса уступа по наносам определяют со- ответственно по формулам (3.5) и (3.6), по коренным породам – по фор- мулам (3.1) и (3.9).

7. 
   Параметры рабочей площадки
   

При определении параметров рабочей площадки следует исходить из того, чтобы ее ширина была минимальной. Чем меньше ширина рабо- чей площадки, тем меньше текущий коэффициент вскрыши, а значит и меньше себестоимость добычи единицы полезного ископаемого.

Ширина рабочей площадки (рис.3.7):

• 
  по наносам (рис. 3.7, а)
  

Ш_рпн=Z_н1 +П +Т +С+А_н; (3.16)

• 
  по взорванным скальным породам (рис. 3.7, б)
  

Ш_рп = Z₁ + П + Т + С + В_р, (3.17)

где Z_н1, Z₁– берма безопасности соответственно по наносам и скальным породам, м; П – ширина рабочей площадки для размещения дополни- тельного оборудования (П = 5-6 ), м; Т - ширина транспортной полосы (для автотранспорта Т = 7; для железнодорожного транспорта Т = 5), м; С – расстояние от нижней бровки развала (уступа) до транспортной полосы (С= 0,5-1,0), м; В_р– ширина развала (см. разд. 2), м.

Рис. 3.7. Схема к определению ширины рабочей площадки
Берма безопасности:

• 
  по наносам
  

Z_н1=h_н(ctg^ _ун

• 
  по коренным породам
  

– ctg^_н) 3; (3.18)

Z₁=h(ctg^ _у

– ctg^ ) 3. (3.19)

8. 
   Технологические схемы выемки пород мехлопатами в траншейном забое
   

При проведении траншей используют следующие схемы работы механических лопат (рис. 3.8).

Данные технологические схемы можно применять как при проведе- нии траншей по наносам, так и по коренным породам. Основными пара- метрами траншейного забоя являются: ширина траншеи по низу, ее глу- бина и углы откоса, а также место расположения экскаватора в траншее.

Как правило, экскаватор устанавливают посередине траншеи, а фактические радиус черпания и радиус разгрузки находятся в пределах, определяемых по формуле (3.2).

64



Рис. 3.8. Технологические схемы выемки пород мехлопатами в траншейном забое с погрузкой горной массы: а – в средства транспорта на горизонте установки экскаватора; б – в средства транспорта выше горизонта уста-

новки экскаватора; в – на борт траншеи

1. 
   Схема работы мехлопаты в траншейном забое с нижней погрузкой горной массы в средства транспорта (рис. 3.8, а)
   

Схему применяют в основном с использованием автомобильного транспорта, реже – с применением конвейерного и железнодорожного (рис.3.8, а).

При проведении траншеи по наносам ее глубину и углы откоса оп- ределяют по формулам (3.3) и (3.6), по коренным породам – по форму- лам (3.7) – (3.9).

Ширина траншеи по низу, м:

• 
  по возможностям экскаватора: минимальная
  

В_Т.min=2(R_к+m); (3.20)

нормальная

В_Т=2R_чу; (3.21)

• 
  по требованию автотранспорта:
  

при петлевой схеме подачи автосамосвалов

В_Т.петл = 2 (R_a + 0,5b_a + m) ; (3.22)

при тупиковой схеме подачи автосамосвалов

В_Т.туп = R_a + 0,5b_a + 0,5l_a + 2m, (3.23)

где R_к– радиус вращения кузова экскаватора (см. табл.3.1), м; m - безо- пасный зазор между кузовом экскаватора или автосамосвала и нижней бровкой уступа (m = 0,5-1,0), м; R_а- радиус поворота автосамосвала (см. табл. 4.1), м; b_a- ширина автосамосвала, м (см. табл. 4.1); l_a- длина автосамосвала, м (см. табл. 4.1).

Ширину траншеи обычно принимают минимальной по требованию автотранспорта и возможностям экскаватора.

При необходимости ширина траншеи может быть увеличена. В этом случае экскаватор передвигается зигзагообразно или траншею про- водят короткими поперечными заходками.

2. 
   Схема работы мехлопаты в траншейном забое с верхней погрузкой горной массы в средства транспорта (рис. 3.8, б)
   

Данная схема наиболее эффективна с использованием железнодо- рожного транспорта.

Ширину траншеи понизу определяют по формулам (3.19) – (3.22), глубину траншеи и ее углы при проходке по наносам – по формулам (3.3), (3.6), при проведении траншеи по коренным породам – по (3.7) и (3.9).

3. 
   Схема работы мехлопаты в траншейном забое с верхней разгрузкой горной массы на борт траншеи
   

В данной схеме экскаватор может разгружать породу на один или два борта траншеи (рис. 3.8, в).

Глубина траншеи по условиям размещения породы

h_Т=Н_рmax– Н_о– е_о, (3.24) где h_Т– глубина траншеи, м; Н_о– высота отвала, м; е_о- безопас- ный зазор между открытым днищем ковша экскаватора и отва- лом (е_о=0,7-1,0), м.

Высота отвала:

• 
  при разгрузке на один борт траншеи
  

H_о

h_ТК_рtg_о(B_Т

• 
  h_Тctg_Т);
  

(3.25)

• 
  при разгрузке на два борта траншеи
  

H_о

h_ТК_рtg_о0,5(B_Т

• 
  h_Тctg_Т),
  

(3.26)

где

^_о– угол откоса отвала ( ^_о= 30 - 40), град; К_р– коэффициент раз-

рыхления породы в развале (в мягких породах К_р=1,1; в разрушенных

К_р= 1,35).

Ширину траншеи определяют по формулам (3.19) и (3.20), углы от- коса бортов траншеи при проведении ее по наносам – по формуле (3.6), по коренным породам – по (3.9).

9. 
   Технологические схемы выемки пород драглайнами
   

Выемку мягких и мелковзорванных пород драглайнами производят в основном в торцевом и траншейном забоях (рис. 3.9).

Расчет технологической схемы выемки пород драглайнами за- ключается в определении ширины заходки, высоты вскрышного уступа, углов откоса и места установки экскаватора.

3.9.1 Схема работы драглайна в торцевом забое при установке его на кровле уступа
Данная схема обеспечивает максимальную производительность драглайна. Это достигается за счет того, что угол поворота экскаватора (рис. 3.9, а) от места черпания породы до места ее разгрузки является ми- нимальным.

Высоту уступа устанавливают по глубине копания с учетом распо- ложения драглайна на кровле за пределами призмы обрушения при угле наклона плоскости забоя к горизонту ^ = 30-60⁰(см. рис.3.1, г):

h Н_ч, (3.27)

Ширина заходки экскаватора:

А_э=R_ч(sin^₁ +sin^ ₂ ), (3.28)

где

_{1 ,}  ₂

• 
  углы поворота драглайна от оси его хода соответственно в
  

сторону массива и выработанного пространства (^₁

град.

 ₂

 30  45 _),

Обычно при работе в отвал ^₁ =0и тогда

А_э=R_чsin^ ₂ . (3.29)

Углы откоса уступа, град:

• 
  по наносам - рабочий ^_н=60⁰, устойчивый ^_ну=40⁰; (3.30)
  
• 
  по взорванной породе - рабочий ^=50⁰,
  

- устойчивый ^_у=35-40⁰, (3.31)

• 
  по коренным породам - рабочий ^=75⁰,
  

- устойчивый ^_у=60⁰. (3.32)

2. 
   Схема работы драглайна в торцевом забое с расположением его на промежуточной площадке
   

Применяют с целью более полного использования параметров экс- каватора и увеличения высоты уступа (рис. 3.9, б).

Высота уступа, м:

h h_н

^{ h}_в, (3.33)

где h_в,h_н- соответственно высота верхнего и нижнего подуступов,м.
h_н = (0,7-0,8) Н_к ; h_в = (0,4-0,8) Н_р. (3.34)

68






Рис. 3.9. Технологические схемы работы драглайна
Ширину заходки определяют по формуле (3.27), а углы откоса ус- тупа по формулам (3.29) – (3.31). При этом угол откоса забоя верхнего подуступа для предотвращения скольжения ковша не должен превышать 25 градусов.

При расчете производительности драглайна, работающего по дан- ной схеме, следует помнить, что при верхнем черпании производитель- ность экскаватора на 10 - 15% ниже, чем при нижнем черпании.

2. 
   Схема работы драглайна в торцевом забое при установке его на почве уступа
   

Из-за низкой производительности драглайна данную схему приме- няют редко, в основном при разработке неустойчивых пород (рис. 3.9, в).

Высота уступа, м:

h=(0,7-0,8)Н_р. (3.35)

Ширину заходки определяют по формуле (3.27), а углы откоса ус- тупа - по формулам (3.29) – (3.31).

2. 
   Схема работы драглайна в траншейном забое при установке его на кровле уступа
   

При проведении траншей драглайн в зависимости от его параметров и параметров траншеи располагают либо по оси траншеи, либо ближе к одному из ее бортов. При этом отвалы могут располагаться как на одном, так и на двух бортах траншеи (рис. 3.9, г).

Глубина траншеи, м:

h_Т^ Н_кmax. (3.36)

Ширину траншеи по низу определяют по формуле (3.27) или (3.28),

а углы откоса траншеи – по формулам (2.29) и (2.31).

10. 
    Производительность экскаваторов
    

Различают паспортную (теоретическую), техническую и эксплуата- ционую производительности экскаватора. В свою очередь, эксплуатаци- онная производительность может быть сменной, суточной, месячной и годовой.

Паспортную производительность экскаватора определяют только конструктивными параметрами машины:

Q_эп=3600Е/t_цп, (3.37)

где Е – вместимость ковша, м³; t_цп– паспортная продолжительность цикла (см. табл.3.1), с.

Техническойпроизводительностьюявляется наибольшая возмож- ная часовая производительность экскаватора при непрерывной его работе в конкретных горно-геологических условиях:

Q_эч= 3600ЕК_эК_з /t_ц, (3.38)

где Q_эч– техническая производительность экскаватора, м³/ч; К_з– коэффициент влияния параметров забоя (для торцевого забоя К_з=0,9; для тупикового К_з=0,8); К_э– коэффициент экскавации; t_ц- время цикла экскаватора в конкретных горно-геологических услови- ях, с:

t_ц=(1,1-1,2)t_цп. (3.39)

К_э=К_нк /К_рк, (3.40)

где К_нк– коэффициент наполнения ковша (для наносов К_нк= 9,5-1,1; для взорванных пород К_нк= 0,7-0,95); К_рк– коэффициент разрыхления породы в ковше (для наносов К_рк=1,1-1,2; для взорванных пород К_рк=1,3-1,45).

Сменная производительность характеризует объем работы, кото- рый выполняет экскаватор за смену с учетом затрат времени на техниче- ские, технологические и организационные работы и перерывы:

Q_э.см=Q_эчТ_смК_иэ, (3.41)

где Q_э.см, - сменная производительность экскаватора, м³/смену; Т_см– продолжительность смены (Т_см = 8), ч; К_иэ– коэффициент использова- ния экскаватора в течение смены (табл.3.2).

Значения коэффициента К_иэ

Таблица 3.2

Вид транспорта	Схема подачи транспортных средств	Киэ
Железнодорожный	тупиковая	0,55 -0,65
	сквозная	0,7 -0,8
Автомобильный	тупиковая	0,6 -0,65
	кольцевая	0,7 -0,75
	сквозная	0,75 -0,85

Суточнаяпроизводительностьэкскаватора,м³/сутки:

Q_э.сут=n_смQ _э.см, (3.42)

где n_см– число смен в сутках (n_см=3).

Годоваяпроизводительностьэкскаватора,м³/год:

^Qэ.год⁼ⁿгод^Qэ.сут^{, (3.43)}

где n_год– число рабочих дней в году (n_год=252).
Вопросы для самоконтроля

1. 
   Дайте определение выемочно –погрузочным работам.
   
2. 
   Назовите технологические параметры экскаваторов.
   
3. 
   Дайте определение рабочим параметрам экскаваторов.
   
4. 
   Назовите типы забоев экскаваторов и дайте им характеристику.
   
5. 
   Назовите типы заходок экскаваторов и дайте им характеристику.
   
6. 
   Дайте технологическую характеристику схемам работы механи- ческой лопаты в боковом забое, в траншейном забое.
   
7. 
   Назовите основные параметры забоя мехлопаты, драглайна.
   
8. 
   Назовите формулы для определения высоты уступа и ширины за- ходки бокового забоя механической лопатой по наносам, по ко- ренным породам.
   
9. 
   Назовите основные параметры траншеи, сооружаемой мехлопа- той при погрузке горной массы в средства транспорта на уровне стояния экскаватора, как они определяются?
   
10. 
    Дайте определение паспортной (теоретической), технической и эксплуатационной производительности экскаваторов.
    

Литература: [8, с. 110-129, 151-189; 7, с. 70-236; 6, с. 231-243;

9, с. 170-175, 185-189].

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЦИКЛИЧНОГО ТРАНСПОРТА

1. 
   Общие сведения
   

Карьерный транспорт предназначен для перевозки горной массы от забоев к пунктам разгрузки и является связующим звеном в общем тех- нологическом процессе. Ему присущи следующие особенности: значи- тельный объем и сосредоточенная направленность перемещения карьер- ных грузов при относительно небольшом расстоянии транспортирования; периодический перенос забойных и отвальных путей в процессе работы карьера; значительная крутизна преодолеваемых подъемов в груженом направлении.

Интенсивность работы карьерного транспорта характеризуется гру-зооборотом карьера, который определяется количеством груза, переме-щаемого в единицу времени. Различают часовой, сменный, суточный и годовой грузообороты карьера:

Р_гр=V/Т , (4.1)

где V– объем горной массы, перевозимой за время Т.
Грузооборот(илиегочасть),характеризуемыйустойчивымвовременинаправлением,называетсягрузопотоком. Грузопоток может быть сосредоточенным, когда все грузы перемещают из карьера в одном направлении по одним транспортным коммуникациям, и рассредоточен-ным, когда не соблюдается это условие.

Транспортные коммуникации характеризуются планом и профилем трассы. План трассы (горизонтальная проекция трассы) состоит из пря- мых участков и закруглений, сопряженных переходными кривыми. Про-дольный профиль (вертикальная проекция) трассы состоит из подъемов и спусков и горизонтальных участков. Величина подъема (уклона) i изме- ряется тангенсом его угла, выраженным в тысячных долях (промилях^о/_оо)