Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Российской  Федерации

Санкт-Петербургский  государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический  университет) 

 

Кафедра: Разработки месторождений полезных ископаемых 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

По дисциплине:      Технология и комплексная механизация открытых горных работ 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 

Тема  проекта: Выбор и обоснование типа бурового, экскавационного и транспортного оборудования при разработке условного месторождения открытым способом 
 
 
 

Автор: студент  гр. ТО-08                         _____________                               /Убугунов Э.Л./

                        (шифр группы)                      (подпись)                                          (Ф.И.О.) 
 
 
 

Руководитель  проекта: ассистент             ______                                         /Якубовский М.М./

                                   (должность)                (подпись)                                              (Ф.И.О.) 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2011 г.

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Оглавление 

Исходные данные к курсовому проекту

 

    В данной работе мы рассматриваем условное месторождение полезного ископаемого  в среднем регионе РФ, прерывная рабочая неделя с одним выходным днем при работе в две смены. Данное месторождение является: по рельефу поверхности – равнинное; по углу падения – горизонтальное; по мощности залежи – малой мощности (т.к. разрабатываем одним уступом); по форме залежи – плитообразное; по строению – простое. Вскрышные породы считаем рыхлыми, то есть нет необходимости предварительно рыхлить. Полезное ископаемое – скальная горная порода, для разработки которой требуется проведение буровзрывных работ.  

• размеры карьерного поля 750х1050 м;
• залежь пластообразная, горизонтальная;
• мощность рудной залежи h= 9 м;
• плотность полезного ископаемого g= 2,1 т/м³;
• коэффициент крепости руды f=8;
• блочность полезного ископаемого - мелкая;
• расстояние транспортирования полезного ископаемого L=3,2 км;
• мощность вскрышных пород H=14 м;
• покрывающие породы – рыхлые.

1. Вскрышные работы

1.1. Нижний вскрышной подуступ

1.1.1. Выбор вскрышного  оборудования для  внутреннего отвалообразования

 

    Так как вскрышные породы представлены рыхлыми отложениями, то наиболее рационально  использовать экскаваторы - драглайны, которые совмещают выполнение основных технологических процессов: экскавацию, транспортирование и внутреннее отвалообразование. Для выбора экскаватора-драглайна, соответствующего данным горно-геологическим условиям, необходимо проверить возможность размещения вскрышных пород во внутреннем отвале без подсыпки полезного ископаемого. Рассчитать радиус разгрузки экскаватора и сравнить его техническим параметром, проверить возможность отработки вскрышных пород при расположении экскаватора на кровле вскрышного уступа (при данном расположении драглайна мы получим максимальную производительность). Соответственно черпание только нижнее, вместимость отвалов минимальная, а производительность максимальная.

1.1.2. Определение параметров нижней вскрышной заходки

 

Расчет минимального радиуса разгрузки драглайна:

      

    Где - диаметр базы экскаватора-драглайна, м;

    H – мощность вскрышных пород, м;

     - безопастный угол откоса вскрышного уступа, град;

     - мощность полезного ископаемого, м;

    а – ширина площадки между добычным и вскрышным уступами, м;

     - угол откоса уступа полезного  ископаемого, град;

     - часть развала взорванной  горной массы значение которого  мы рассчитаем далее, м;

     - ширина железнодорожный путей  (используем в расчете т.к. один из рекомендуемых видов транспорта при перевозке на расстояние 3,2 км – железнодорожный), м.

     - ширина водоотводной канавы, м;

     - высота отвала, м;

     - угол откоса отвала вскрышных пород, град;

     , где F – группа пород по СНиП;

     ;

     = , где - ширина вскрышной заходки;

    Примем  экскаватор драглайн ЭШ-10/60 с м.

    

    Максимальный  радиус разгрузки ЭШ-10/60 равен 57 м. Максимальная высота разгрузки равна 21 м. Максимальная глубина черпанья равна 35 м.

    Экскаватор-драглайн ЭШ-10/60 по всем параметрам подходит для разработки данного вскрышного уступа.

1.1.3. Определение производительности экскаватора

 

     , где  Е – емкость ковша драглайна;

    T – продолжительность рабочей смены, часов;

     - коэффициент использования;

     - коэффициент наполнения;

    N – количество смен в году;

     - время цикла драглайна, сек;

     - коэффициент рыхления;

    

1.1.4. Определение скорости подвигания забоя

 

     , где  - площадь вскрышной заходки;

     ;

1.2. Верхний вскрышной уступ

1.2.1. Выбор горно-транспортного  оборудования для  отработки верхнего  вскрышного подуступа

 

    Вскрышные породы представлены рыхлой горной породой, и поэтому целесообразно для отработки верхнего вскрышного подуступа использовать вскрышной экскаватор.

    Для выбора экскаватора необходимо чтобы  высота развала была меньше или равна  высоте черпания экскаватора. Т.к. высота развала не может превышать 9,9 метров, то подойдет практически любой вскрышной экскаватор.

    Выбираем  ЭКГ-4у со сменным ковшом (5 м ).

1.2.2. Проверка обеспечения равенства скоростей подвигания верхнего и нижнего вскрышных подуступов

 

    Определяем  производительность экскаватора:

     где E – геометрическая емкость ковша, м³; Т – продолжительность смены в часах; – коэффициент наполнения ковша; – коэффициент использования экскаватора в течении смены; – коэффициент рыхления породы в ковше; – время рабочего цикла экскаватора, сек;

     , где  - площадь вскрышной заходки;

    

1.2.3. Проектирование техники и технологии внешнего отвалообразования

 

    Для верхнего вскрышного горизонта будет  использоваться технология бульдозерного  отвалообразования. Т.к дальность транспортирования будет небольшой, то предпочтительнее использовать автомобильный транспорт. Отвал будет располагаться за пределами карьерного поля. Правильный технологический цикл на данном карьере предполагает, приемный пункт отвала должен продвигаться со скоростью равной скорости движения фронта горных работ.

1.2.4. Расчет параметров внешних отвалов, дальности транспортирования, необходимое количество отвального оборудования.

 

    Вместимость кузова автосамосвала должна быть в 4-6 раз больше емкости ковша экскаватора. Соответственно выбирает БелАЗ-548 с вместимостью кузова 21м и грузоподъемностью 40 тонн.

    Определяем  пропускную способность дороги:

    S - интервал видимости между движущимися друг за другом автосамосвалами,  который находится по формуле:

    

     время реакции водителя и приведение тормозов в действие. (0,4-0,7с).

     коэффициент сцепления для наиболее неблагоприятных условий. (0,2-0,25).

      коэффициент инерции вращающихся  масс  0,07, для гидромеханической трансмиссии.

     ускорение свободного падения. 9,8 м/с².

     уклон трассы. 0,07.

     длина автосамосвала.

    Удельное  сопротивление движению

     - для бетонной дороги (здесь  и далее в числителе для  груженного автосамосвала, в знаменателе  для порожнего):

     - для щебеночной укатанной дороги,

     - для забойной дороги,

     - для отвальных дороги;

    Определяем  пропускную способность дороги:

     , маш./час 

     скорость движения, км/ч (зависит  от типа покрытия и грузоподъемности автосамосвала).

    n - число полос движения.

    K_Н- коэффициент неравномерности движения; K_Н= (0,5-0,8). 

    Определяем  провозную способность:

     , где  , где, а

     т.

    Эксплуатационный  расчет автотранспорта

    Время рейса: , м.

    а) время погрузки; q_аф - грузоподъемность автосамосвала, т.

      т - фактическая масса груза в ковше экскаватора за один цикл для вскрышных пород. 

     время цикла экскаватора, c.

    б) время разгрузки. (40-50с).

    в) время движения пустого автосамосвала, с., где L – дальность транспортирования вскрышной породы.

    

    г) время груженого хода. .

    д) время задержек,  , где с тупиковой схемой подъезда а/с под погрузку и под разгрузку. Соответственно время маневров 100с.

    

    

    определяем  количество рейсов: ;

    Определяем  количество автосамосвалов на один экскаватор:

       - время простоя.

    Инвентарный парк:

    

2. Добычные работы