Разработка месторождения полезного ископаемого

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Ведущее место при добыче полезных ископаемых занимает прогрессивный открытый способ разработки, на долю которого приходится более 70% общего объёма добываемых полезных ископаемых. Такому широкому его развитию в значительной степени способствовало и способствует внедрение в практику результатов научных исследований по созданию новых и совершенствованию существующих технологий, техники и организации открытых горных работ

Основными техническими направлениями дальнейшего совершенствования технологии открытых горных работ являются повышение эффективности технологических схем путём комплексной механизации горных работ и оптимизации параметров используемого оборудования, разработка и внедрение новых технологических схем с включением техники цикличного и непрерывного действия. Рациональная комплектация оборудования, всемерное расширение области применения прогрессивных технологических решений с использованием специально создаваемого карьерного оборудования и комбинированного транспорта, а также совершенных форм организации и управления массовыми горными работами.

В связи с увеличением индивидуального гражданского строительства повышается спрос на строительные материалы. Это обуславливает необходимость проектирования новых карьеров по добыче строительных материалов.

Горные предприятия в отличие от многих других промышленных объектов и сооружений являются природно-технологическими комплексами. Параметры и показатели экономической эффективности горных предприятий определяются для данного уровня техники, в основном, природными факторами (строением и размером месторождения, рельефом местности, гидрологическими условиями и др.) и допустимыми воздействиями на окружающую среду. В отличие от других природно-технических комплексов (гидроэлектростанций, транспортных коммуникаций и т.д.) карьеры являются динамичными объектами, развивающимися в течение нескольких десятилетий во времени и пространстве.

1. Краткая геологическая и горно-техническая характеристика месторождения

Месторождение песчано-гравийной породы «Пилаты» расположено между деревнями Ковшелёво, Заборье, Пилаты. Центр месторождения расположен в 0,3 км на севере от деревни Пилаты и в 0,3 км на запад от д. Ковшелёво.

В0,2 км западнее месторождения проходит асфальтированная дорога. Ближайшая железнодорожная станция г.п. Шарковщина - 12 км к югу от месторождения.

По центру месторождения проходит линия электропередач, которая служит источником электроэнергии для карьера. В южной части месторождения расположен действующий карьер.

Месторождение Пилаты расположено на всхолмленой флювиогляциальной равнине. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 144.8 до 158.4, в контуре подсчёта запасов от 149.8 до 158.4.

Месторождение Пилаты приурочено к северо-западной части Полоцкой низины.

Полезное ископаемое обводнено незначительно и располагается в основном выше уровня грунтовых вод, за исключением мест наиболее низкого залегания его подошвы.

Полезным испопаемым являются ПГС с содержанием гравия крупнее 6 мм свыше 15%, гравийные пески, содержащие гравия менее 15% и различные по зернистости пески без гравия.

В процессе разведки гравий размером 6-40 мм, щебень из гравия крупнее 40 мм, пески и пески-отсевы изучались на пригодность для обычного бетона, дорожного строительства и стройрастворов.

2. Горная часть

2.1 Горно-геологический анализ карьерного поля. Уточнение запасов полезного ископаемого и вскрышных пород

Исходным материалом являются топографические планы с нанесенными изомощностями пород и полезного ископаемого и границами карьера. Для каждого из возможных вариантов развития горных работ устанавливают начальное положение фронта работ, ряд промежуточных и конечное. Для каждого положения фронта работ определяют извлекаемые объемы вскрыши и полезного ископаемого при подвигании фронта на единицу длины, т.е. находят элементарные приращения объемов, с помощью которых строится график режима.

Порядок выполнения работ:

Согласно принятому направлению развития горных работ (с запада на восток) поле разбивается серией параллельных линий, фиксирующих этапы работ. Число линий в простых условиях принимаем 18. Линии проводим через точки перелома контура карьера.

Фронт работ на каждой линии разделяем на участки одинаковой длины (в зависимости от масштаба чертежа 1:5000, принимаем длину участка 20 мм). В середине каждого участка, пользуясь отметкой изомощностей, проставляем значение мощностей вскрыши и полезного ископаемого.

Расчет площади полезного ископаемого и вскрыши в приведенных сечениях проводиться по формуле:

где F - площадь полезного ископаемого или вскрыши в сечении, м?,

h - мощность полезного ископаемого или вскрыши в середине каждого участка, длиной 20 мм, м,

h' - мощность в середине неполного участка, м,

l, l' - длина участка соответственно полного и неполного, см,

М - линейный масштаб, М=1:2 000.

Расчет длины фронта работ:

где n - количество участков длиной l=20 мм,

М - линейный масштаб, М=20

Расчет текущего коэффициента вскрыши (м?/м?).

гдеF- площадь вскрыши в сечениях,

F-площадь полезного ископаемого в сечении, м

Для построения графика режима горных работ вычисляем объемы полезного ископаемого и вскрыши в слое:

где F-площадь вскрыши или полезного ископаемого в сечении, м

l-расстояние между сечениями, мм

Календарный график может быть получен путем преобразования графика режима горных работ. Для этого сначала находят возможную максимальную производительность карьера по горно-геологическим условиям П_max: для горизонтальных месторождений - умножением минимальной ординаты полезного ископаемого на график исследования режима горных работ F_min на скорость подвигания фронта работ при принятой технологии отработки карьера v_ф.

П_max= F_minv_ф

где F_min= 2000 м?, v_ф=100 м/год

П_мах =2000 x 100=200000 м?/год

Необходимая производительность карьера может быть меньше или равна максимальной производительности по горно-техническим условиям.

П'_кП_мах

Принимаем программу карьера П=П

Затем по принятой производительности П'_к карьера по полезному ископаемому определяется срок отработки i - го контура с запасами V_iп.и полезного ископаемого

t_i= лет.

t= t=

Аналогичным образом рассчитываем и другие t_i

Исходя из срока отработки контура и объема V_iв вскрыши в нем определяют годовую производительность карьера по вскрыше в течении срока отработки контура.

П_в= м?/год

П_вI= м?/год, П_вII= м?/год,

Аналогичным образом рассчитываем и другие П_в.

Результаты расчетов выражают в виде таблиц и графиков (см. лист 1). На графике режима горных работ по оси абсцисс откладывается расстояние между сечениями, по оси ординат - объемы вскрыши и полезного ископаемого. В таблице, расположенной ниже графика режима, показывают запасы полезного ископаемого и объем вскрыши в каждом слое. Эти данные получены в результате выполненного ранее горно-геометрического анализа. На основании этих данных строится календарный график. Для этого в верхней строке указываются календарные годы разработки, а ниже в этом же масштабе времени откладывается продолжительность отработки каждого слоя. Верхняя строка этой таблицы является также шкалой оси абсцисс календарного графика. Полученные календарные графики служат в качестве исходных данных для обоснования годовых объемов вскрышных работ на карьере.

месторождение ископаемый залежь оборудование

2.2 Выбор высоты рабочих уступов исходя из принятого оборудования и строения залежи

Скорость подвигания

Принимаем высоту первого уступа Н_у=2,4 м, высоту второго уступа Н_у =4,7 м, высоту третьего уступа Н_у =4,9 м.

2.3 Выбор и обоснование рабочих и нерабочих углов откосов уступов и бортов карьера. Выбор строения нерабочего борта карьера

По степени устойчивости горные породы разделяют на слабые (плывуны, сыпучие пески), устойчивые (суглинки, глины) и весьма устойчивые (известняки другие скальные породы). Устойчивость пород характеризуется углом естественного откоса. Устойчивость откосов уступов является основным условием безопасного ведения горных работ на карьерах. Обрушения и оползни откосов нарушают весь технологический процесс. Деформации откосов уступов могут быть вызваны несоответствием угла откоса уступа углу естественного откоса разрабатываемых пород. Нарушение устойчивости откосов ведет за собой увеличение объемов вскрыши, непроизводительные расходы на дополнительную переэкскавацию, нарушает режим работы на карьерах, вызывает простои и аварии горно-транспортного оборудования и приносит значительный материальный ущерб.

Выбираемый рабочий и нерабочий углы откоса уступа и борта карьера должны прежде всего удовлетворять требованиям безопасного ведения горных работ, устойчивости бортов и условиям размещения на бортах необходимых площадок и транспортных коммуникаций.

Выбираем нерабочий угол откоса для уступа ,

Угол откоса определяется по формуле:

Ширина транспортной бермы В_m = 18 м.

=arctg (

Для оконтуривания карьерного поля при горизонтальных и пологих залежах имеет значение принятая разбортовка карьера. Она может быть по отношению к граничной мощности полезного ископаемого в бортах карьера внешняя, внутренняя и половинчатая. Принимаем внешнюю разбортовку. В этом случае объем полезного ископаемого увеличивается, но объем экскавируемых вскрышных пород в бортах карьера так же увеличивается рис. 2.

Ширина разноса борта карьера по верху:

В_р=(h^ср_пи + h_в)сtg_н = 12ctg20 = 33 м

b= h^ср_пи сtg_н = 9,6ctg20=26,4 м

Принимаем b = 5 м - ширина защитной полосы.

2.4 Определение потерь полезного ископаемого

Согласно «Единой классификации потерь твердых полезных ископаемых при разработке месторождений» потери подразделяются на общекарьерные и эксплуатационные.

Общекарьерные потери равны 0.

Эксплуатационные потери f_э складываются из потерь в подошве, при зачистке и в бортах карьера.

1. Потери при зачистке

f^з_э=

где h³ - толщина потерь полезного ископаемого при зачистке, h³=0.25 м,

S_к - площадь карьера в контурах подсчета запасов, м?,

V - объем полезного ископаемого в контурах карьера, м?,

f^з_э=

2. Потери в подошве f

f=

где hⁿ - толщина потерь полезного ископаемого в подошве, hⁿ=0.3 м.

.

3. Потери в бортах

2.5 Определение эксплуатационных запасов полезного ископаемого

Эксплуатационные запасы

Уточненная программа карьера с учетом транспортных потерь:

П=1,004П=1,004????? =200800 м/год

Срок существования карьера Т_к, лет

Т_к=

Определение объёмов вскрыши и плодородного слоя при разработке карьера. Средний коэффициент вскрыши.

1. Объем вскрыши V_в складывается из вскрыши в контурах подсчета запасов V^к_в при разносе бортов карьера V^б_в и потерь полезного ископаемого при зачистке V^з_в.

V^к_в= h^ср_вЧS_к, м?,

где h^ср_в - средняя глубина вскрыши по карьеру, h^ср_в =2,4 м.

V^к_в=(2,4-0,2)*151381 =333038 м?

2. Объем вскрыши при разносе борта V^б_в определяется согласно принятой схеме разбортовки карьера.

V^б_в=,

где Р - периметр карьера, м, Р =2030 м.

V^б_в== 132640 м?,

Общий объем вскрыши по карьеру

V_в = V^к_в+ V^б_в+ V^з_в=503523 м?

Объем плодородного слоя складывается из объема в контурах подсчета запасов V^к_пл под отвалами V^о_пл, объема на ширину разноса борта карьера V^б_пл и объема на ширину защитной полосы, предотвращающей смыв плодородного слоя в карьер, V^с_пл.

Вскрышной отвал располагаем по периметру борта карьера на расстоянии 50 м от него. Принимаем отвал высотой H_от= 7 м;

Общий объем плодородного слоя V_пл (без учета объема плодородного слоя при вскрытии карьера внешней капитальной траншеей) определяется по формуле

V_пл = V ^к_пл + V^o_пл + V^б_пл + V^c_пл =62488м?

Средний коэффициент вскрыши к_ср

к_ср= м?/м?

Возможная сменная производительность карьера по полезному ископаемому:

Q^п.и_см=м?/смену

где П_к - принятая производительность карьера по полезному ископаемому, П_к=200000м?/год.

Т_раб - число рабочих дней в году, Т_раб=254,

n_см - число рабочих смен в сутки, n_см=2.

Q^п.и_см=200000/254/2=394 м?/смену.

Производительность карьера по полезному ископаемомупо уступам

Q^пи1_см=м?/смену

Q^п.и2_см=м?/смену

На вскрышных работах принимаем 160 рабочих дней в году и пятидневную рабочую неделю при 2-ух восьмичасовой смене в сутки.

Среднегодовой объем по вскрыше

V_вср.г= V_в/Т_к=503523/6,8=74048м?/год

Сменная производительность карьера по вскрыше

Q^в_см=V_вср.г/(160*2)=74048/(2*160)=231м?/смену.

На снятии плодородного слоя принимаем 160 рабочих дней в году и пятидневную рабочую неделю при одной восьмичасовой смене в сутки.

Среднегодовой объем по плодородному слою

V_пл.ср.г=V_пл/T_к =62488/6,8=9189 м?/год.

Сменная производительность карьера по плодородному слою

Q^пл_см= V_пл.ср.г /(Т_раб*n_см)=9189/(160*1)=57,4 м?/смену.

2.7 Вскрытие карьерного поля и система разработки

Целью вскрытия месторождения является установление грузотранспортной связи между горизонтами его разработки и техническими сооружениями на поверхности и в карьере. Горизонтами разработки являются рабочие площадки. Сооружениями на поверхности являются станции, через которые грузы следуют на склады, дробильно-сортировочные заводы и обогатительные фабрики, отвалы, пункты назначения грузов.

Вскрытием месторождения называется проведение системы капитальных горных выработок, открывающих доступ от земной поверхности к месторождению или от какой-либо разрабатываемой его части к другой и обеспечивающих возможность проведения разрезных траншей.

На выбор способа вскрытия и места расположения вскрывающих выработок на карьерах строительных материалов существенные влияние оказывают: рельеф поверхности месторождения, мощность вскрышных пород и место расположения отвалов, направление трещиноватости, относительное расположение дробильно-сортировочной фабрики, качество пород месторождения и взаимное расположение слоев пород различной прочности, производственная мощность карьера и вид применяемого транспорта.

Отдельной называется траншея, выравнивающая только один уступ. Принимаем вскрытие внешней стационарной отдельной траншеей, так как оно обычно применяется для неглубоких горизонтальных или пологих месторождений. Траншею располагаем в восточной части месторождения.

Направление фронта горных работ следует выбирать из условия сохранения его неизменной протяженности с учетом равномерности распределения вскрышных пород и полезного ископаемого на различных этапах отработки месторождения. Принимаем направление подвигания фронта работ с севера на юг.

Под системой разработки месторождения понимается порядок и последовательность выполнения открытых горных работ в пределах карьерного поля или его участка.

Выбираем сплошную систему разработки, так как при разработке строительных материалов, имеющих горизонтальные и пологие месторождения с небольшой мощностью вскрыши и полезного ископаемого, подготовительные работы обычно завершаются в период производства горно-капитальных, работ когда создается первичный фронт вскрыши и добычных работ на карьере. Система разработки таких месторождений относится к группе сплошных систем (с постоянным положением рабочей зоны), так как практически рабочая зона (по глубине) весь период эксплуатации месторождения остается неизменной.

Основными отличительными признаками классификации систем разработки В.В. Ржевского является направление выемки в плане и профиле, а также место расположения отвалов. Выбираем систему СПО - сплошная поперечная (фронт работ подвигается параллельно короткой оси карьерного поля) однобортовая.

2.8 Выбор и обоснование основных параметров системы разработки

Основными параметрами систем открытой разработки являются: рабочие уступы, заходки, рабочие площадки, транспортные и предохранительные бермы, разрезные траншеи, отвалы.

Основными параметрами систем разработки являются: высота уступа и угол рабочих уступов, ширина заходок, ширина рабочих площадок, транспортных и предохранительных берм, угол откоса рабочего борта, длина фронта работ, численность рабочих уступов и размеры отвалов.

Высота уступа непосредственно влияет на ряд общекарьерных показателей: качество добытого полезного ископаемого, скорость подвигания горных работ, темп углубления горных работ, срок строительства карьера, объем горно-капитальных работ, общую протяженность фронта работ, внутрикарьерных путей и дорог, угол откоса рабочих и нерабочих бортов. Безопасность ведения горных работ является основным требованием.

При разработке горизонтальных и пологих залежей мощность залежей и покрывающих пород обычно предопределяет высоту и число уступов. На данном месторождении мощность залежи полезного ископаемого составляет в среднем 9,6 м, мощность вскрыши 2,4 м, поэтому разработку ведем двумя уступами, высота которых Н_уI=4,7 м, Н_уII=4,9 м. На вскрышном уступе принимаем экскаватор (обратная лопата лопата) ЭО-5126 с наибольшей высотой копания Н_вк=6,5 м, на добычных уступах принимаем экскаватор ЭО-2503.

В нормальных заходках выемка породы производится при постоянном положении оси движения выемочных машин по длине заходки и максимальном использовании их рабочих параметров.

Ширина заходки экскаватора Э-5126 (обратная лопата) определяется по формуле:

Анд= Rч(sin+sin), м

где Rч - радиус черпания, Rч=9,6 м.

, - углы разворота экскаватора от его оси, при черпании, принимаем =100, = 300

Анд= 9,6 ? (sin0⁰ + sin45⁰) =6,8 м.

Ширина заходки экскаватора ЭО - 5111Б - прямая лопата определяется по формуле:

Анэ= Rчу*(1,5-1,7) = 1,5*5 =7,5 м,

где Rч - радиус черпания на уровне стоянки, Rчу=5 м.

Ширина бермы безопасности:

для вскрышного уступа

Пб= Ну ? (ctg- ctg) = 2,4 ? (ctg 38⁰ - ctg 55⁰) =1,44 м

где Н - высота уступа, м

в - угол устойчивого откоса уступа, град

б - угол рабочего откоса уступа, град.

для первого добычного уступа

Пб= Ну ? (ctg- ctg) = 4,7? (ctg 38⁰ - ctg 55⁰) =2,9 м

для второго добычного уступа

Пб= Ну ? (ctg- ctg) = 4,9? (ctg 38⁰ - ctg 50⁰) =2,3 м

2.9 Выбор и определение производительности технологического оборудования

2.9.1 Производительность экскаватора ЭО - 5126

Выемку вскрышных пород производим экскаватором обратной лопатой ЭО - 5126. В качестве транспортного оборудования принимаем автосамосвал Маз 516.

Техническая характеристика экскаватора ЭО - 5126

Мощность привода, кВт	132
Преодолеваемый уклон, град.	22
Емкость ковша, м?	1,8
Наибольший радиус копания на уровне стояния Rч. у, м	9.6
Наибольшая глубина копания Нвк, м	6,2
Наибольший радиус выгрузки R в, м	9,6
Продолжительность рабочего цикла t ц, с	20

Сменная производительность экскаватора при погрузке в автотранспорт.

Qсм =, м?/смену

где Тсм - продолжительность смены, Тсм= 480 мин,

Тпз - время на подготовительно-заключительные операции, Тпз= 35 мин,

Тлн - время на личные потребности, Тлн= 10 мин,

Е - емкость ковша экскаватора, Е=1,8м?,

nк - число ковшей, загружаемых в самосвал, которое зависит от:

р =/Кр=1,6/1,2=1,33,

где - плотность породы в целике =1.6 т/м?;

Кр - коэффициент разрыхления породы в ковше, Кр=1,2 при р< G/Va=14,5/9,5=1,53, где G - грузоподъемность самосвала, G=14,5т, Vа-объем кузова автомобиля, Vа= 9,5м?, количество ковшей рассчитывается по формуле

принимаем пк= 6 ковшей.

Кирв - коэффициент использования рабочего времени, Кирв=0.7

tп - время загрузки самосвала, с,

tп=с

где nк - принятое число ковшей загрузки, nк=3,

nц - число циклов экскавации в минуту,

nц=цикла/мин,

где tц - продолжительность рабочего цикла экскаватора, tц=20 с.

tп=с.

tо - время обмена (установки под загрузку самосвала), при петлевой схеме подачи автомобилей принимаем tо= 36c

м?/смену,

Годовая производительность экскаватора

Qгод= Qсм ? Тр ? nсм,

где Тр - число рабочих дней в году Тр= 160,

nсм - число смен в сутки, nсм = 1.

Qгод= 1066*160? 1 =170560 м?/год.

Расчетное число экскаваторов

N'экс= шт.

где ^QIIсм - проектная сменная производительность,=204 м?/см

км - коэффициент запаса мощности по производительности, км = 1.1

N'экс=

Принимаем N_p = 1 шт.

Минимальная ширина рабочей площадки определяется по формуле:

Ш_р.п.min.э= А_э + С₁ +2Ra + Б+C₂+C₃

где А_э - ширина «экскаваторной» заходки,

Ra - минимальный радиус поворота МАЗ 516, R_а=11 м,

С₁ - расстояние от транспортной полосы до нижней бровки первого уступа,

С₂ - ширина полосы под ЛЭП, м;

С₃ - ширина полосы для дополнительного оборудования, 1,0 м;

Минимальная ширина рабочей площадки для вскрышного уступа при отработке его экскаватором Э-5126-обратная лопата составляет:

Ш= 6,8+22+1,0+0,96+3+1,0=34,76 м.

2.9.2 Производительность экскаватора ЭО-5111Б

Разработка первого и второго добычного уступа ведется экскаватором ЭО-5111Б.

Техническая характеристика экскаватора ЭО - 5111Б

Мощность привода, кВт	103
Преодолеваемый уклон, град.	20
Емкость ковша, м?	1.0
Наибольший радиус черпания Rч, м	9.2
Наибольший радиус копания на уровне стояния Rч. у, м	7.2
Наибольшая высота копания Нвк, м	6.5
Наибольший радиус выгрузки Rв, м	8.3
Глубина копания ниже уровня стояния Нк, м	1.8
Продолжительность рабочего цикла tц, с	17

В качестве транспортного оборудования принимаем автосамосвал МАЗ 516.

Сменная производительность экскаватора при погрузке в автотранспорт.

Q_см =, м?/смену

где Т_см - продолжительность смены, Т_см= 480 мин,

Т_пз - время на подготовительно-заключительные операции, Т_пз= 35 мин,

Т_лн - время на личные потребности, Т_лн= 10 мин,

Е - емкость ковша экскаватора, Е=1 м?,

n_к - число ковшей, загружаемых в самосвал, которое зависит от =/К_р, где - плотность породы в целике =1.5 т/м?; К_р - коэффициент разрыхления породы в ковше, К_р=1.2, и при <G/V_a, где G - грузоподъемность самосвала, G=14,5 т, V_а - объем кузова автомобиля, V_а= 9,5 м?, рассчитывается по формуле:

,

где К._н - коэффициент наполнения ковша, К._н=1,05 /3, табл. 9.5/,

Принимаем пк = 10 ковшей.

К_ирв - коэффициент использования рабочего времени, К_ирв=0.75 /1, с. 65/.

t_п - время загрузки самосвала, с,

t_п=с

где n_к - принятое число ковшей загрузки, n_к=10,

n_ц - число циклов экскавации в минуту,

nц=мин^-1,

где t_ц - продолжительность рабочего цикла экскаватора

t_п=с.

t_о - время обмена (установки под загрузку самосвала), при кольцевой схеме подачи автомобилей принимаем t_о= 25c /1, с. 65/,

Q_см =м?/смену,

Годовая производительность экскаватора

Q_год= Q_смx Т_р х n_см,

где Т_р - число рабочих дней в году Т_р= 254,

n_см - число смен в сутки, n_см = 2.

Q_год= 696 х 254 х 2 = 353568 м?/год.

Расчетное число экскаваторов:

N'_экс= шт.

где Q^I_см - проектная сменная производительность первого уступа, Q^I_см = 197,6 м?/смену,

к_м - коэффициент запаса мощности по производительности, к_м = 1.25 /1, с. 65/,

N'_экс= шт.

Принимаем N'_экс = 1 шт.

Ширина рабочей площадки для добычного уступа при отработке экскаватором ЭО-5111Б составляет:

Ш =7,5+2*11+1,5+3+1,5=35,5 м

2.9.3 Производительность бульдозера Т-170

На снятии плодородного слоя принимаем гусеничный бульдозер Т-170.

Техническая характеристика бульдозера Т-170

Мощность двигателя, кВт	132
Размер отвала, мм
длина	3200
высота	1300
Угол резания	57-62
Максимальный подъем лемеха, мм	935
Максимальное заглубление лемеха, мм	1000
Максимальное тяговое усилие, кН	90
Масса бульдозера, т	17
Угол установки лемеха в плане, град	90

Объем призмы волочения определяется по формуле

, м?

где h_от - высота отвала бульдозера, =1,3 м;

- ширина отвала бульдозера, =3,2 м;

- угол естественного откоса породы, = 38^О.

м?

Длина участка набора породы:

м,

где П_ЭБи П_ЭП - фактический и паспортный показатели трудности экскавации породы бульдозером, П_ЭБ= П_ЭП = 1.5

К_п - коэффициент потери породы, К_п = 1,2 [12]

F_n - паспортная площадь поперечного сечения стружки, F_n = 0,6 [12]

К_Т - коэффициент, учитывающий неравномерности толщины стружки, К_м =0,7. [5]

м.

Принимаем L_H = 12 м.

Время рабочего цикла бульдозера:

где v_H - скорость набора породы, v_H = 0,45 м/с [10]

v_п - скорость перемещения породы, v_n = 0,65 м/с [10]

v_xx - скорость холостого хода, v_xx = 1,05 м/с [10]

t_n - время вспомогательных операций, приходящихся на цикл, t_n = 7,8 с

L_n - длина перемещения грунта, м;

Принимаем такую схему работы, при которой бульдозер формирует навал плодородного слоя за два цикла при ширине рабочей площади 24 м. Тогда длина перемещения грунта в первом цикле составит - 0 м, во втором - 12 м.

Параметры навала плодородного слоя, образовываемого бульдозером, будут следующие:

м,

=73.

Часовая производительность бульдозера:

, м?/ч,

где - коэффициент, учитывающий потери породы в процессе ее перемещения, [5]

=

К_укл - коэффициент влияния уклона, К_укл = 1

К_р - коэффициент разрыхления породы в призме волочения, К_р = 1,15

Q_б = м?/ч.

Сменная производительность бульдозера:

м?/смену

где t_см - число часов работы в смену, t_см = 8 ч;

К_ирв - коэффициент использования рабочего времени, К_ирв = 0,75

м?/смену.

Расчетное количество бульдозеров

Принимаем шт.

N_{см =} V_пл.ср.г/Q_б^см=9189/857=11 смен.

2.9.4 Производительность погрузчика

Выемку грунта из формируемого бульдозером навала производим фронтальным погрузчиком Амкодор-342В.

Техническая характеристика погрузчика Амкодор-342В[15]

Грузоподъемность, т	4
Емкость ковша, м?	2,2
Ширина ковша, мм	2550
Наибольшая высота разгрузки, м	3,7
Мощность двигателя, кВт.	134
Скорость движения, км/ч	36
Наименьший радиус поворота, м	5,95
Масса, т	11,7

Продолжительность цикла погрузчика при совмещении основных и вспомогательных операций:

Т_ц = с

где t_ч - время черпания породы, t_ч = 12 с

- расстояние перемещения породы, из схемы работы погрузчика (черпание из навала, отъезд задним ходом от навала, разворот и погрузка в автосамосвал) принимаем = 18 м,

v_ср - скорость перемещения погрузчика при работе в качестве выемочно-погрузочного оборудования, v_ср=1,5 м/с

t_р - время разгрузки, t_р= 25 с;

Т_ц=с.

Расчетная емкость ковша погрузчика

Е_р=м?

где G - грузоподъемность погрузчика,=4 т;

К._н - коэффициент наполнения ковша, К._н=1,25

- плотность породы, =1,2 т/м?.

К_р - коэффициент разрыхления породы в ковше, К_р=1,15

Е_р= м?

Часовая производительность погрузчика:

м?/ч

где К₀ - коэффициент использования времени, учитывающий влияние вспомогательных операций, К_о=0,85

м?/ч

Сменная производительность погрузчика:

Q_nсм=м?/смену,

где Т_см - продолжительность смены, Т_см = 480 мин;

Т_пз - время на подготовительно-заключительные операции, Т_пз = 35 мин;

Т_лн - время на личные надобности, Т_лн = 10 мин;

Е_р - емкость ковша погрузчика, м?;

К _ирв - коэффициент использования рабочего времени, К _ирв = 0,75 (1, c. 65)

Q_n.см=м?/смену.

Расчетное количество погрузчиков

Принимаем шт.

N_см=V_пл.ср.г/Q_п^см=9189/706=13 смен.

2.10 Вскрышные работы и отвалообразование

Сменная производительность карьера по вскрыше рассчитана в пункте 2.6 и составляет Q^в_см= 231 м?/смену.

На данном карьере вскрышные работы ведутся экскаватором обратной лопатой ЭО-5126 с годовой производительностью Q_год=170560 м?/год, сменной производительностью Q_см=1066 м?/смену.

Принимаем схему производства вскрышных работ с размещением вскрыши на бортах карьера, т.к. она наиболее проста и экономична.

Угол погашения борта отвала после завершения работ по укладке породы должен обеспечивать долговременную устойчивость борта и отвечать требованиям рекультивации. Для того, чтобы на бортах удерживалась плодородная порода, их выполаживают до 12…20⁰, а ряде случаев создают площадки для посадки кустарников и деревьев.

Вскрышной отвал располагаем по периметру борта карьера на расстоянии 50 м от него.

Принимаем отвал трапециевидной формы высотой H_от= 7 м; угол откоса борта отвала равным углу естественного откоса вскрышных пород - 43⁰.

Отвалы плодородного слоя.

Принимаем отвал трапециевидной формы. Высота отвала м. Угол откоса борта принимаем равным углу естественного откоса пород плодородного слоя .

Удельная приемная способность отвала:

, м?/м

где - объем кузова автомобиля, м?;

- коэффициент разрыхления пород плодородного слоя;

- ширина автомобиля, м.

=9,5*1,2/2,6=4,38 м?/м

Длина отвального участка по условиям планировки:

, м

где - производительность бульдозера, м?/смену;

L₀ = 857/4,38=196 м

Длина отвального участка по условию разгрузки автомобилей:

, м

где - количество автомобилей, обслуживающих отвальный участок, шт.;

- продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала на отвале, мин;

- время рейса автосамосвала, мин.

L₀^' = 1*22*75/322,6=5,1 м

Длина отвальных участков:

, м

где - количество бульдозеров, шт. L_уч= 196*1=196 м

Количество отвальных участков:

, шт.

N_уч= 33,5/(857*1)=0,1 шт.

Ширина отвала по верху:

, м

где - коэффициент, учитывающий резервные участки (1?4);

B = 196*0,1*1=19,6 м

Ширина отвала понизу:

, м

B_H=19,6+(2*7)/tg38^o=38 м

Площадь поперечного сечения отвала:

S_OTB = (19,6+38)*7/2=200м?

Длина отвала: L_ОТВ= 38644/200=193 м

Отвал вскрышных пород

Принимаем отвал трапециевидной формы. Высота отвала м. Угол откоса борта принимаем равным углу естественного откоса вскрышных пород .

Удельная приемная способность отвала:

, м?/м

где - объем кузова автомобиля, м?;

- коэффициент разрыхления вскрышных пород;

- ширина автомобиля, м.

=9,5*1,2/2,6=4,38 м?/м

Длина отвального участка по условиям планировки:

, м

где - производительность вскрышного экскаватора, м?/смену;

- удельная приемная способность отвала.

L₀ =1066/4,38=243 м

Длина отвального участка по условию разгрузки автомобилей:

, м

где - количество автомобилей, обслуживающих отвальный участок, шт.;

- ширина полосы, занимаемой автосамосвалом при маневрировании и разгрузке, м;

- продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала на отвале, мин;

- время рейса автосамосвала, мин.

L₀^' = 1*22*75/335,7=4,9 м

Длина отвальных участков:

, м

где - количество вскрышных экскаваторов, шт.

L_уч = 243*1=243 м

Количество отвальных участков:

, шт.

N_уч = 204/(1066*1)=0,2 шт.

Ширина отвала по верху:

, м

где - коэффициент, учитывающий резервные участки (1?4);

B = 243*0,2*1=48,6 м

Ширина отвала понизу:

, м

B_H = 48,6+(2*7)/tg38=66,5 м

Площадь поперечного сечения отвала:

S_OTB = (48,6+66,5)*7/2=403 м?

Длина отвала:

L_OTB = 235524/403=584 м.

Список литературы

Сенкевич В.И. Методическое пособие к выполнению курсового проекта по дисциплине «Открытые горные работы» для студентов специальности Т.20.02 - «Разработка полезных ископаемых». - Мн.: БГПА, 1997, 99 с.

Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам, 4-е изд., перераб. и доп. - М., Недра, 1982, 414 с.

Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Недра», 1978, 541 с.

Малышева Н.А., Сиренко В.Н. Технология разработки месторождений нерудных строительных материалов. М., «Недра», 1977, 392 с.

Размещено на Allbest.ru