Перемещение горной массы из рабочей зоны карьера

      , м при Q_э < 2 кг,

     где Q_э - эквивалентная масса заряда, кг.

     Для группы из N скважинных зарядов длиной более 12 своих диаметров взрываемых одновременно

     Q_э =12·р×d_c×k_з×N_одн=12·36.6·0,216·0,002·4=0,76кг,

      м,

     где k_з=0,002 - коэффициент, значение которого зависит от отношения L_заб/d_с и принимается из таблицы [2,п. 5.1.10 ]

     N_одн=4 – число зарядов одной группы, взрываемых одновременно.

     При короткозамедленном взрывании под Q_э и N следует понимать соответственно массу эквивалентного заряда и число зарядов одной группы, взрываемой одновременно. При интервале замедления между группами зарядов от 30 до 50 мс безопасное расстояние должно быть увеличено в 1,2, от 20 до 30 мс - в 1,5 и от 10 до 20 мс - в 2 раза.

     Принимаем r_в=R_без=1,2×57=69 м.

     Если  взрывные работы проводятся при отрицательной температуре воздуха, то безопасное расстояние должно быть увеличено не менее чем в 1,5 раза: R_без=1,5×69=103 м.

 

      II. Технология выемочно-погрузочных работ на карьере 

     Экскавируемость взорванных вскрышных пород

     Показатель  трудности экскавации разрушенных пород определяется по эмпирической формуле:

     

     где γ=27 Н/дм³ – плотность известняка;

     g=9,81 м/с² – ускорение свободного падения;

     d_ср=0,45 м – средний размер кусков разрушенной породы;

     К_р=1,27 – коэффициент разрыхления породы в развале;

       МПа,

      МПа,

       МПа,

      МПа,

       МПа,

      МПа,

     где σ_сж, σ_р, σ_сдв – соответственно пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг;

• ЭШ – экскаватор шагающий. Драглайн применяется на лёгких, средней крепости или взорванных крепких породах, как с нижним так и с верхним черпанием при бестранспортной системе разработки, при работе на отвалах, при переэкскавации горной массы, при погрузке в транспортные сосуды или в бункер, при строительстве карьеров и проходке траншей.
• ЭГ – экскаватор карьерный гидравлический, на гусеничном ходу, прямая лопата.
• ЭГО – экскаватор карьерный гидравлический, на гусеничном ходу, обратная лопата. Обратная лопата применяется на тех же породах, что прямая лопата, при черпании ниже уровня его стояния и погрузке в транспортный сосуд, расположенный на нижележащем уступе или на уровне стояния экскаватора и при проходке траншей.
• ЭКГ – экскаватор электрический, на гусеничном ходу. Прямая карьерная лопата используется на мягких, плотных и разрыхленных (полускальных и скальных) породах, при погрузке пород в отвал и транспортные сосуды, установленные на уровне стояния экскаватора или на вышележащем уступе, а также при проходке траншей и на отвальных работах.

     Буквы А, И, М, С, добавленные к названию, обозначают модификации экскаваторов; Ус – экскаватор с удлинённым рабочим  оборудованием для погрузки транспорта, расположенного на уровне стояния экскаватора; У – экскаватор с удлиненным рабочим оборудованием для верхней погрузки.

     Исходя  из способа подготовки горных пород, вида транспорта, годового объёма вскрышных  работ, высоты уступа, среднего размера  куска, расчёта экскавации и вышесказанного выбираем ЭКГ-20А.

     Техническая характеристика ЭКГ-20А:

• Вместимость ковша – 20м³;
• Расчётное время цикла – 28 с;
• Максимальное усилие на подвеске ковша – 1764 кН;
• Длина стрелы – 17 м;
• Длина рукояти – 12,6 м;
• Максимальный радиус копания на уровне стояния 14,2м;
• Максимальный радиус копания – 23,4 м;
• Максимальная высота копания – 17м;
• Максимальный радиус разгрузки – 20,9 м;
• Максимальная высота разгрузки – 11,5 м;
• Радиус копания на уровне стояния – 13,5 м;
• Масса экскаватора с противовесом – 1040 т.

     Ширина  тупикового забоя:

       м,

      м

     где, R_к.у=14,2 м – максимальный уровень копания на уровне стояния

     h_у=20 м – высота уступа;

     α=70° - угол откоса уступа.

     Расчет  производительности экскаватора

     Теоретическая производительность экскаватора ЭКГ-20А в разрыхленной массе определяется по формуле

      м³/ч,

       м³/ч,

     где Е=20 м³ – вместимость ковша;

     Т_ц.т=28 с – теоретическая продолжительность рабочего цикла.

     Часовая техническая производительность в  плотной массе для одноковшовых экскаваторов определяется по формуле

      м³,

       м³,

     где k_н.к=0,85 – коэффициент наполнения ковша;

     k_р.к=1,45 – коэффициент разрыхления породы в ковше;

     k_з=0,9 – коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций; [9 ,таблица 8.11 ]

     Т_ц.р=37,5 с – расчётная производительность рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящая от типа разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке.

     Сменная эксплуатационная производительность определяется по формуле

      м³,

       м³,

     где Т_см=8 ч – продолжительность смены;

     k_и.э=0,6 – коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа применяемого оборудования в смежных технологических процессах, организации производства и других факторов.

     Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

       м³,

       м³,

     где n_см=3 и N_д=300 – соответственно число рабочих смен в сутки и число рабочих дней экскаватора в году.

     Число экскаваторов

       шт.

      шт.

     где V_г=30.000.000 м³ – годовой объём вскрышных работ.

     При 20%-ном резерве инвентарный парк составит 2 экскаватора, окончательное количество экскаваторов принимаем 9 экскаваторов, т.к. могут быть простои на ремонт и техническое облуживание экскаватора.

 

      III. Перемещение горной массы из рабочей зоны карьера 

     Использую данные таблицы и, учитывая заданные горно-геологические условия, выбираем автомобильный вид транспорта. Автосамосвал БелАЗ-7509 с техническими характеристиками:

• Грузоподъёмность – 75 т;
• Масса снаряженного автомобиля – 90 т;
• Габариты – 10250×5360×4790 мм;
• Погрузочная высота – 4550 мм;
• База – 4450 мм;
• Наименьший радиус поворота – 10,5 м;
• Объём кузова:

     - геометрический – 35 м³;

     - с «шапкой» - 46 м³;

• Двигатель – 6ДМ-21А;
• Номинальная мощность – 772 кВт;
• Частота вращения – 1500 мин^-1;
• Мощность генератора – 630 кВт;
• Мощность тягового двигателя – 360 кВт;
• Размер шин – 27.00-49.

     По  сравнению с железнодорожным  транспортом он обладает большой  гибкостью и маневренностью. Его особенно эффективно применять в период строительства карьеров. Отсутствие рельсовых путей и контактной сети, менее жесткие требования к плану и профилю автодорог обеспечивает уменьшения объёма горно-капитальных работ, сроков и затрат на строительство карьеров.

     Ширина  проезжей части автодороги при двустороннем движении

       м,

       м,

     где, а=5,36 м – ширина автосамосвала;

     х=2·у=1,5 м – зазор между кузовами встречных  автосамосвалов;

     у=0,5+0,005·v=0,5+0,005×60=0,8 м – ширина предохранительной полосы;

     v=60 км/ч – скорость движения автосамосвала.

     Число автосамосвалов, которые могут эффективно использоваться в комплексе с одним экскаватором

       шт.

     N_р.а= шт.

     где, Т_р=S/v_ср=9,8/30=0,33 ч =19,8 мин – продолжительность рейса;

     v_ср=30 км/ч –средняя скорость движения машин;

     S=6,5+2,8=9,3 км – расстояние транспортировки;

     t_п=n_к·t_ц=3×0,46=1,38 мин – продолжительность погрузки автосамосвала;

     n_к=3 – число ковшей, разгружаемых экскаватором в кузов автосамосвала;

     t_ц=0,46 мин – продолжительность рабочего цикла экскаватора.

     Так как часть автосамосвалов постоянно  находится в ремонте и проходит техническое обслуживание, то интервальный парк автосамосвалов

      шт

     N_и.п. шт.

     где, τ_р=0,7 – коэффициент технической готовности парка.

     Пропускная способность автодороги

     

     N

     где, t_а – интервал времени между автосамосвалами;

     l_б=60 – безопасное расстояние между следующими друг за другом автосамосвалами;

     n=2 – число полос движения;

     k_н.д=0,65 – коэффициент неравномерности движения.

     Провозная способность автодороги

       м³/ч

     М м³/ч

     где, V_а=46 м³ – вместимость автосамосвала.

     Выбранная модель автосамосвала и условия  движения отвечают требуемому грузообороту, так как провозная способность автодороги за час больше чем часовой грузооборот карьера.

 

      IV. Технология отвальных работ 

     Для данных условий целесообразно применять  бульдозерный способ отвалообразования. Выбираем бульдозер Д-335А.