РАБОТА 11 Конструкция рабочего и нерабочего борта карьера

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 10Следующая ⇒

Для скальных пород ширина заходки устанавливается совместно с высотой уступа. В этом случае ширину заходки рекомендуется принимать с учетом параметров развала взорванных пород, который необходимо отрабатывать за один или несколько проходов экскаватора, т.е. она должна быть кратной IR^ (R, y- радиус черпания экскаватора на уровне стояния). Последнее обстоятельство связано с тем, что ширина забоя в скальных хорошо взорванных породах может быть несколько большей, чем в мягких породах, т.к. экскаватор при работе во внешней части забоя может подгребать ближе к себе разрыхленную породу, находящуюся на расстоянии более 0, 7 R^.

Минимальная ширина тупиковой заходки при проведении траншеи без учета транспортного обслуживания (средства транспорта расположены на борту траншеи и применяется верхняя погрузка) определяется радиусом вращения кабины R_K и расстоянием безопасности до откоса - С:

А_зт = 2 (R_K + С), м

При погрузке горной массы в средства транспорта на уровне стояния экскаватора ширина тупиковой заходки определяется с учетом размещения транспортных коммуникаций и схемы подачи транспортных средств под погрузку.

Ширина рабочей площадки уступа определяется с учетом физико-механических свойств горных пород, рабочих параметров экскаватора и вида транспорта.

При разработке мягких пород, не требующих предварительного рыхления взрывом, ширина рабочей площадки будет равна:

В_рп= A + T+ C + Z, м

где А - ширина заходки, м;

Т - ширина транспортной полосы, м;

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

Z - ширина призмы обрушения, м.

Минимальная ширина рабочей площадки в породах, требующих буровзрывной отбойки, устанавливается из условия свободного размещения и прохода основного горно-транспортного оборудования. При этом можно управлять параметрами развала взорванной горной массы посредством изменения количества буримых скважин и применения различных схем ко-роткозамедденного взрывания зарядов.

Ширина рабочих площадок на карьерах с автомобильным транспортом в большинстве случаев составляет 40 - 00 м.

Число рабочих уступов и длина фронта работ должны быть наименьшими, но достаточными для обеспечения производительности карьера по добыче полезного ископаемого и для подготовки вскрытых запасов.

Число блоков или экскаваторных забоев на одном уступе при железнодорожном транспорте по условиям транспортно-обменных операций не превышает трех, при автомобильном оно может достигать пяти - шести. Минимальная длина одного блока при железнодорожном транспорте 400-500 м, при автотранспорте 150 - 250 м.

Увеличение длины карьерного поля приводит к возрастанию вскрытых запасов, что благоприятно отражается на показатели работы карьера. Однако длина фронта работ часто определяется горнотехническими условиями, поэтому выбор ее следует производить на основе технико-экономических расчетов, учитывающих динамику ведения вскрышных работ и использования основного оборудования.

Для верхних горизонтов, вскрытие которых осуществляется различными способами, длина фронта будет находиться в широких пределах.

Для наклонных и крутых месторождений оптимальную длину фронта следует определять для средних и глубоких горизонтов, вскрываемых внутренними траншеями. Поэтому здесь число вскрышных уступов зависит от размеров рабочей зоны и времени подготовки новых горизонтов.

Для оценки интенсивности разработки горизонтальных и пологих месторождений пользуются критерием годовой скорости подвигания фронта работ, которая в зависимости от параметров карьера находится обычно в пределах 120 - 300 м.

Интенсивность горных работ в углубляющемся карьере характеризуется скоростью понижения рабочих горизонтов в течение одного года, и она при использовании железнодорожного транспорта составляет 7-12 м/год, а при автомобильном может достигнуть 15-20 м/год.

Многообразие природных условий разрабатываемых месторождений полезных ископаемых (МПИ) обуславливает использование большого числа технологических схем ведения горных работ.

При эксплуатации горизонтальных и пологих МПИ широко применяются высокоэффективные бестранспортные схемы горных работ, при которых выемка и складирование вскрышных пород в выработанное пространство осуществляются непосредственно мощными шагающими драглайнами и вскрышными мехлопатами. В данном случае отсутствие промежуточного транспортного звена и специального оборудования для отвало-образования приводит к лучшим технико-экономическим показателям даже при необходимости перевалки вскрыши в 2-3 раза.

Бестранспортные схемы экскавации вскрышных пород подразделяются на две группы - простые и усложненные.

При первой схеме разработка вскрыши производится мехлопатой или драглайном с укладкой ее в выработанное пространство без последующей переэкскавации.

В усложненных схемах укладываемая экскаватором во временный (первичный) отвал порода подлежит частичной (редко полной) переэкскавации.

Производительность основной машины карьера-экскаватора предопределяет интенсивность и экономичность ведения горных работ. Она зависит от многих факторов, из которых можно выделить такие, как конструктивные особенности самого оборудования, свойства и состояние экска-вируемых пород, вид транспорта и организацию работ на уступе.

Для рационального использования конструктивных возможностей экскаватора в каждом конкретном случае целесообразно иметь ковш различной емкости и правильно определять параметры отрабатываемого забоя.

При выемке горных пород непосредственно из массива работа экскаватора будет затруднена при наличии глинистых фракций, валунов и обводненности породного массива. Снижение производительности экскаватора происходит из-за необходимости периодической очистки ковша от налипшей породы и уборки негабарита, а также ввиду недостаточной несущей способности сильноувлажненных пород.

При экскавации взорванной горной массы на производительность погрузочного оборудования большое влияние оказывает качество дробления, характеризуемое различными критериями.

Для оценки фракционного состава разрушенных пород используются, прежде всего, процент выхода негабаритов, коэффициент разрыхления и средний размер куска.

Если выход негабарита составляет свыше 5-6%, то рекомендуется учитывать его влияние на производительность экскаватора. По некоторым данным [5] в этом случае производительность экскаватора ЭКГ-5 снижается почти на 30%. Однако этот критерий не может служить исчерпывающей характеристикой качества дробления горных пород, так как применение эффективных методов взрывных работ может привести к устранению выхода крупнокусковой фракции.

Среднее значение коэффициента разрыхления по взорванному блоку в целом можно установить маркшейдерскими замерами объемов пород до и после взрыва. Наиболее лучшими по качеству дробления считаются формы с нормальным развалом взорванных пород, когда обеспечивается коэффициент разрыхления Кр=1, 3-4, 45.

Кусковатость взорванных пород часто характеризуется средним диаметром d_cp ее кусков. Он устанавливается как средневзвешенный в зависимости от процентного содержания отдельных классов крупности, для этого широко используется фотопланиметрический способ.

С учетом линейных размеров кусков все разрушенные горные породы по кусковатости акад. В.В. Ржевским [6] подразделены на пять категорий:

I категория - очень мелкоразрушенные породы с размером наиболее крупных кусков 1_тах до 0, 4-0, 6 м; d_cp < 0, 1 м.

II категория - мелкоразрушенные породы с размером кусков l_max до
0, 6-1, 0 M; d_cp =0, 15-0, 25 м;

III категория - среднеразрушенные породы с 1_тах до 1, 0-1, 4 м; d_cp

-=0, 25-0, 35 м.

IV категория - крупноразрушенные породы с 1_тах =1, 5-2, 0 м; d_cp =0, 4-0, 6 м.

V категория - весьма крупноразрушенные породы с 1_тах =2, 5-3, 0 и более; d_cp =0, 7-0, 9 м.

Оптимальная степень дробления горных пород, учитывающая затраты по отдельным процессам, устанавливается в зависимости от среднего диаметра куска с использованием различных формул и графиков [7].

На производительность экскаватора влияют также организационно-технические факторы, к которым можно отнести размеры забоя, вид транспорта, организацию работ на уступе и в карьере, квалификацию машиниста экскаватора и др.

При малой высоте забоя наполнение ковша ухудшается, а также увеличиваются затраты времени на передвижение экскаватора. От ширины забоя зависит продолжительность поворота экскаватора, поэтому, чем меньше (до известного предела) ширина забоя, тем меньше средний угол поворота экскаватора и меньше продолжительность цикла.

Вид транспорта является важнейшим фактором, определяющим использование экскаватора во времени, и он учитывается при расчете сменной производительности экскаватора. Коэффициент влияния вида транспорта на экскавацию определяется по следующей формуле:

К_тр =

где t_пог - время погрузки железнодорожного состава или автосамосвала, мин; t_об - время обмена груженого транспортного средства на порожний, мин.

При автомобильном и конвейерном транспорте этот коэффициент близок к единице; при железнодорожном транспорте он составляет 0, 5-0, 7.

От организации работ зависит использование сменного и годового времени. Простои экскаватора можно свести к минимуму в том случае, если работу организовать по технологическим графикам. Снижение простоя экскаватора ЭКГ-5 в течение смены даже на 0, 5 ч позволяет повысить его производительность приблизительно на 60-100 тыс. м в год.

Продолжительность рабочего цикла экскаватора в значительной мере зависит от квалификации машиниста экскаватора. Лучшие машинисты, совмещая отдельные операции цикла и соблюдая определенную последовательность в разработке забоя, добиваются увеличения производительности экскаватора за счет снижения продолжительности цикла.

Кроме того, для производительной работы экскаватора ими проводятся своевременный профилактический ремонт и смазка, а также обеспечивается правильная установка машин в забое.

Принято различать теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность одноковшовых экскаваторов.

Теоретическая или паспортная производительность Q_Teop - это объем породы, вырабатываемый при непрерывной работе экскаватора в единицу времени (обычно за 1 ч). Она служит для сравнения отдельных видов и типоразмеров машин между собой.

Техническая производительность Q_т_ex_н- это максимально возможная производительность экскаватора данной модели в конкретных горнотехнических условиях его работы. Ее определяют по следующей формуле:

Q_техн=

где Е - вместимость или емкость ковша экскаватора, м³; К_н - коэффициент наполнения ковша экскаватора; К_р- коэффициент разрыхления горной массы в ковше экскаватора; К_э - коэффициент экскавации пород (К, = К„/К_р); t_ц - продолжительность рабочего цикла в конкретных условиях, с; Коэффициент наполнения ковша механической лопаты при экскавации различных пород может иметь следующие значения:

Легкие влажные пески, суглинки 1, 1 -1, 0

Песчано-глинистые породы средней плотности 0, 8-0, 6

Плотные песчано-глинистые породы с галькой и валунами 0, 7-0, 6
Удовлетворительно взорванные скальные породы 0, 75-0, 6

Плохо взорванные скальные породы 0, 6-0, 4

Коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора принимается равным: для мягких пород К_р=1, 2-1, 4; для скальных К_р=1, 4-1, 6.

Для драглайна, работающего в легких влажных песках, К_н= 1, 05-Ю, 9, а в песчано-глинистых породах средней плотности К„=0, 7-Ю, 4.

Продолжительность рабочего цикла t„ с учетом возможного совмещения операций определяется из выражения:

t_ц = (t_ч+t_п._p + t_п.з + t_р) с,

где t_ч - время черпания (продолжительность экскавации породы), с;

t_п.р - время поворота экскаватора от забоя к месту разгрузки, с;

t_п.з - время поворота экскаватора в забой, с;

t_р - время разгрузки ковша экскаватора, с.

При экскавации взорванных скальных пород элементом цикла, непосредственно зависящим от качества подготовки пород, является время черпания. Количественная связь времени черпания с кусковатостью взорванной горной массы устанавливается на основе хронометражных наблюдений. В результате статистической обработки полученных данных выведены различные эмпирические зависимости времени черпания от кусковатости пород и вместимости ковша экскаватора

. Чем больше емкость ковша экскаватора, тем меньше влияние гранулометрического состава пород (и в целом ее экскавируемости) на продолжительность черпания. Однако увеличение среднего диаметра куска d_cp с 0, 2-0, 3 м до 1, 0 м может привести к кратному увеличению времени черпания при применении даже крупных экскаваторов, имеющих емкость ковша 20 и более м³.

Около 60% времени в продолжительности цикла занимают повороты экскаватора, поэтому для уменьшения угла поворота необходимо правильно выбрать ширину забоя и обеспечивать рациональную установку транспортного средства под погрузку.

Продолжительность разгрузки ковша мехлопаты в транспортные сосуды зависит в основном от типа экскавируемых пород и составляет 2-6 с (максимальное значение характерно для глинистых вязких пород).

Техническая производительность экскаватора служит критерием для оценки его работы при экскавации горных пород с конкретными физико-механическими свойствами.

Для практических целей целесообразно использовать эксплуатационную производительность экскаватора, которая отражает действительный объем пород, отрабатываемых в течение определенного промежутка времени.

Сменная производительность экскаваторов цикличного действия (мехлопат и драглайнов) Q_CM определяется по формуле:

Q_см = О_техн ∙ Т ∙ К_исм³/смену,

где Т - продолжительность смены, ч;

К_ис - коэффициент использования сменного времени экскаватора.

На величину К_ис влияет в основном организация выемочно-погрузочных и транспортных работ. При применении автотранспорта этот коэффициент колеблется в пределах от 0, 6 до 0, 85 в зависимости от условий обмена автосамосвалов в забое экскаватора. Об этом свидетельствуют показатели работы экскаваторно-автомобильного комплекса на карьере трубки «Удачная» (таблица 5).

При определении годовой эксплуатационной производительности экскаватора исходят из годового фонда и количества смен в сутки. Время использования экскаватора в течение года на погрузке зависит от количества простоев в праздничные и выходные дни, а также по климатическим условиям. Кроме того, высчитывается время, отведенное на различные виды ремонта, которое может составить 40-60 дней в году.

Работа экскаватора в забое значительно осложняется при разработке породного массива с наличием большого количества валунов и негабаритных кусков, при выемке нескольких типов или сортов горной массы и при низких температурах наружного воздуха.

Выемка крупных валунов, присутствующих в рыхлых отложениях, требует особой осторожности со стороны машиниста экскаватора, так как он скатившись по забою может повредить ходовую часть экскаватора.

Перед тем, как приступить к удалению валуна, необходимо осторожно обобрать вокруг него мягкую породу или руду, при этом, если валун находится на некоторой высоте от подошвы уступа, то снизу под ним оставляется «ножка». Когда валун будет достаточно обнажен, «ножку» разрушают ковшом, притом днище его держат открытым.

После того, как валун лишится сцепления с породой напорным механизмом создают усилие на забой, чтобы валун в ковше опустился вниз и переместился в сторону.

Крупность отдельных кусков взорванных пород должна допускать прохождение их через ковш экскаватора. Этому условию удовлетворяют куски с линейными размерами 1_к, определяемые по формуле:

1_к =0, 8³

где Е - емкость или вместимость ковша экскаватора, м³.

С увеличением выхода более крупных кусков затрудняется черпание, затрачивается дополнительное время на разборку забоя и складирование негабаритов. Больше затруднения возникают в том случае, если длинная сторона негабарита в значительной мере превышает размеры ковша.

Здесь требуется повернуть негабарит так, чтобы длинная сторона совпала с направлением движения ковша для захвата его зубьями.

При работе экскаватора в забое с неравномерным распределением горных пород по крепости экскавацию следует производить с наиболее слабых мест забоя. В этом случае легко создаются дополнительные обнаженные плоскости крепких пород, в результате чего разработка последних облегчается. При плохо взорванной горной массе в забое, разработку его нужно вести с наиболее трещиноватой части, причем так, чтобы в забое появились новые системы трещин.

Обычно в сложных забоях полезное ископаемое перемежается с прослойками пустой породы.

Основные типы сложных забоев

Степень сложности забоя зависит от различных факторов: мощности рудного или породного включения, числа прослойков полезного ископаемого или пустой породы, количества типов или сортов полезного ископаемого в забое требующих раздельного извлечения и др.

Условно из всего разнообразия можно выделить четыре типа сложных забоев:

по высоте забоя наблюдается два слоя рудных разновидностей (типов или сортов) или только один слой руды и один слой породы; это наиболее простая структура сложного забоя, и при разработке его обеспечивается почти полное извлечение руды при незначительном разубоживании.

РАБОТА 12 Расчёт бульдозерного отвалообразования при автомобильном транспорте.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 10 Следующая ⇒