Выемочно-погрузочные работы и транспортирование горной массы карьеров: Лабораторный практикум по дисциплине «Процессы открытых горных работ»

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

3.7.1. 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 от места черпания породы до места ее разгрузки является минимальным.

Высота (м) уступа устанавливается по глубине черпания с учетом расположения драглайна на кровле за пределами призмы обрушения при угле наклона плоскости забоя к горизонту = 30-60 ⁰ (рис. 3.3 б)

                                .                                                                 (3.25)

Ширина (м) заходки

                                ,                                                           (3.26)

где    - угол поворота драглайна от оси его хода

              соответственно в сторону разгрузки ( = 30-45), град.

Углы (градус) откоса уступа:

-  по наносам

рабочий   = 60, устойчивый  =40;                                       (3.27)

-  по взорванной породе

рабочий    = 50, устойчивый   = 35-40;                                 (3.28)

-  по коренным породам

рабочий    = 75, устойчивый    = 60.                                     (3.29)

Таблица 3.4 – Техническая характеристика автосамосвалов БелАЗ с гидромеханической трансмиссией

Показатели	БелАЗ 540А	БелАЗ 7540	БелАЗ 7526	БелАЗ 548А	БелАЗ 7523	БелАЗ 7548	БелАЗ  7527
Грузоподъемность, т	27	30	30	40	42	42	42
Масса снаряженного автомобиля, т	21	21,75	21,475	28,8	29,48	29,5	29,48
Габариты, мм	7250х3480х3580	7133х3480х3560	7435х3480х3620	8120х3787х3910	8120х3787х3830	8120х3787х3845	8250х3787х4035
Погрузочная высота, мм	3255	3255	3620	3805	3805	3805	4135
База, мм	3550	3550	3550	4200	4200	4200	4200
Наименьший радиус поворота, м	8,7	8,7	8,7	10,2	10,2	10,2	10,2
Вместимость кузова, м: геометрическая с «шапкой»	15 18	15 18	19 23,5	21 26	21 26	21 26	27,4 33,7

Таблица 3.5 – Техническая характеристика автосамосвалов БелАЗ с электромеханической трансмиссией

Показатели	БелАЗ 7509	БелАЗ 75091	БелАЗ 7519	БелАЗ 75191	БелАЗ 75199	БелАЗ 7512	БелАЗ 7521	БелАЗ 75213, 75214	БелАЗ 75202	БелАЗ 75501
Грузоподъемность, т	75	75	110	110	105	120	180	180	200	280
Масса снаряженного автомобиля, т	67,48	67,68	85	85,5	90	90	145	157	143	200
Габариты, мм	10250х х5360х х4790	10250х х5360х х4790	11250х х6100х х5130	11250х х6100х х5130	11700х х6980х х5700	11250х х6100х х5280	13580х х7640х х6100	14575х х7700х х6375	13280х х7780х х6580	15250х х8000х х6750
Погрузочная высота, мм	4550	4550	4600	4600	5225	4900	5700	6055	5870	Н.д.
База, мм	4450	4450	5300	5300	5300	5300	6650	6650	6100	Н.д.
Наименьший радиус поворота, м	10,5	10,5	12	12	12	16	16	16	16	16,5
Вместимость кузова, м: геометрическая с «шапкой»	35 46	35 46	41 56	41 56	82 -	47 62	80 108	80 108	85 115	110 Н.д.

Паспортная производительность (м³/ч) экскаватора определяется только конструктивными параметрами машины

                                ,                                                 (3.34)

где    - вместимость ковша, м³;

                  - паспортная продолжительность цикла (см. табл. 3.1), с.

Технической производительностью (м³/ч) является наибольшая возможная часовая производительность экскаватора при непрерывной его работе в конкретных горно-геологических условиях

                                ,                                                 (3.35)

где   - коэффициент влияния параметров забоя (для бокового

               забоя =0,9; для тупикового = 0,8);

      - коэффициент экскавации;

       - время цикла экскаватора в конкретных

             горно-геологи-ческих условиях, с;

                            ;                                                   (3.36)

                            ,                                                            (3.37)

где     - коэффициент наполнения ковша (для наносов

                 =0,95-1,1; для взорванных пород =0,7-0,95);

         -  коэффициент разрыхления породы в ковше (для наносов  

                 = 1,1-1,2; для взорванных пород   =1,3-1,45).

Сменная эксплуатационная производительность (м³/смену) характеризует объем работы, который выполняет экскаватор за смену с учетом затрат времени на технические, технологические и организационные работы и перерывы

                                ,                                                 (3.38)

где    - продолжительность смены, (= 8), ч;

                   - коэффициент использования экскаватора

                          в течении смены (табл. 2.3).

Суточная производительность (м³/сутки) экскаватора

                                ,                                                   (3.39)

где   - число смен в сутках (= 3).

Месячная производительность (м³/год) экскаватора

                                .                                                  (3.40)

Таблица 3.6 - Значения коэффициента

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

Годовая производительность  (м³/год) экскаватора

                                ,                                                 (3.41)

где    - число рабочих дней в году (см. табл. 3.2).

Необходимое количество экскаваторов в работе (рабочий парк)

                                ,                                                        (3.42)

где  - годовая мощность карьера по  горной массе, м³/год.

Инвентарный парк экскаваторов

                              ,                                                           (3.43)

где   - коэффициент резерва ( = 1,2-1,4).

3.9. Способы выемочно-погрузочных работ с применением

погрузчиков, бульдозеров и скреперов

При небольшом объеме горной массы выемочно-погрузочные работы могут выполняться специальными способами с помощью одноковшовых погрузчиков, бульдозеров-рыхлителей и скреперов.

При разработке уступов относительно небольшой высоты, сложенных рыхлыми или хорошо раздробленными крепкими породами, а также добыче применяют одноковшовые погрузчики.

Бульдозеры-рыхлители или скреперы применяют в карьерах для зачистки кровли угольного пласта от остатков вскрышных пород, удалении рыхлых пород небольшой мощности (плодородный слой почвы -–ПСП), для рыхления и выемки тонких платов полезного ископаемого или породных прослоев при селективной отработке пласта или свиты пластов (с пределом прочности на сжатие до 40 МПа).

Разработка породы скрепером производится горизонтальными слоями (при заполнении ковша на горизонтальной площадке) и наклонными слоями (в основном при проведении траншей) с заполнением ковша на наклонной поверхности при движении скрепера под уклон. В последнем случае время загрузки ковша сокращается на 20 – 30% благодаря большей толщине срезаемого слоя. Угол наклона забоя изменяется в пределах 10 - 20. Длина наклонного забоя (м) определяется по формуле

                                ,                                                      (3.44)

где  - вместимость ковша скрепера, ;

       - коэффициент скреперования (экскавации);

      - ширина режущей кромки ковша, м;

      - толщина слоя, срезаемого скрепером, м.

Коэффициент скреперования равен отношению коэффициента  наполнения ковша () к коэффициенту  разрыхления породы в ковше.

Часовая техническая производительность скрепера (м) зависит от свойств