Учебное пособие: Горные породы и полезные ископаемые

Для каждого конкретного карьера система разработки органически связана со структурой его комплексной механизации. Если система разработки определяет требуемые объемы и порядок выполнения горных работ, то структура комплексной механизации определяет мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего производство горных работ в установленном объеме и порядке. В структуру комплексной механизации горных работ входят комплексы горного, транспортного, дробильно-сортировочного и вспомогательного оборудования, обеспечивающего планомерную выемку и перемещение вскрышных пород в отвалы, а полезного ископаемого - к складам и потребителю. В табл. 2.9 приведена классификация структур комплексной механизации на карьерах, разработанная акад. В.В. Ржевским.

Комплексы с применением выемочно-погрузочного оборудования непрерывного действия называются выемочными, а комплексы с применением выемочно-погрузочного оборудования цикличного действия - экскаваторными. Комплексы для вскрышных работ включают средства механизации отвальных работ, а комплексы для добычных работ - средства механизации разгрузочных работ.

Наибольшее применение на отечественных карьерах (до 75 %) получили комплексы ЭТО с железнодорожным и автомобильным транспортом, с одноковшовыми экскаваторами и бульдозерами на отвалах. При разработке глубоких месторождений все большее применение находят комбинации различных видов транспорта (автомобильного и железнодорожного, автомобильного и конвейерного, автомобильного и скипового). На месторождениях нагорного типа применяют комплексы ЭТО и ЭТР с комбинированным многозвенным транспортом, включающим автотранспорт, рудоспуски, канатно-подвесные дороги, конвейерный и железнодорожный транспорт. Комплексы ВТО и ВТР используются в основном при разработке мягких пород и полезных ископаемых.

Таблица 2.9. Классификация комплексов оборудования, применяемых при открытой разработке

Локомотивосоставы, автопоезда (с)

Комплекс разгрузочно-приемного оборудования

6

Экскаваторно-транспортно-разгрузочный (ЭТР)

Карьерные одноковшовые экскаваторы

Локомотивосоставы, автосамосвалы, автопоезда (с)

Гидравлическое оборудование, конвейеры (м)

То же

Примечание. м - мягкие породы; с - скальные породы

3. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Практическая работа 1

Обоснование параметров и производительности карьера. Выбор оборудования. Режим работы карьера

Цель работы. Ознакомление с методикой определения главных параметров карьера. Получение навыков выбора комплекса карьерного оборудования для разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом.

Порядок выполнения работы

Ознакомиться с исходными данными индивидуального задания, по номеру варианта выданному преподавателем (табл. 3.2, 3.3). Исходные данные студенты выбирают по двум цифрам варианта: первая цифра - вариант исходных данных (табл. 3.2), вторая - характеристика горных пород (табл. 3.3).

В соответствии с коэффициентом крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова определить (табл. 3.2) углы погашения бортов карьера. Найти конечную глубину карьера по формуле В.В. Ржевского

м

где Кгр граничный коэффициент вскрыши (табл. 3.2), м3/м3; mг горизонтальная мощность рудного тела (табл3.2), м; mп мощность прослоев пустых пород (табл. 3.2), м; в, л углы погашения бортов карьера со стороны висячего и лежачего боков, град.

Таблица 3.1. Углы погашения бортов карьера (по «Гипроруде»), град

Таблица 3.2. Исходные данные

Таблица 3.3. Характеристика горных пород

Определить длину и ширину карьера по верхнему контуру

Lв = Lp + Hк·(ctgв + ctgл), м

Вв = mг + Hк·(ctgв + ctgл), м

где Lp длина рудного тела по простиранию (табл. 3.1), м.

Вычертить в масштабе 1:500, 1:1000, 1:2000 поперечный разрез месторождению с контурами карьера и упрощённый план карьера на конец отработки (рис. 3.1). Размеры карьера по дну принять равными длине и горизонтальной мощности залежи.

Вычислить запасы полезного ископаемого в контуре карьера

Vp = (mгmп)·(Нкhн)·Lp, м3

где hн мощность наносов (см. табл. 3.1), м.

Определить объем горной массы в контуре карьера

Vг.м = mг ·Lp·Hк + H2к·(Lp + mг)·ctgср+1,05H3к·ctg2ср, м3

где ср средний угол откоса бортов карьера при погашении, град.

Величину ср можно найти как среднее арифметическое от суммы углов откоса бортов карьера со стороны висячего и лежачего боков залежи.

Найти средний коэффициент вскрыши и сравнить его с граничным

м3/м3

Оптимальным будет контур карьера, для которого Кср ? Кгр. Если условие не выполняется, то необходимо уменьшить глубину карьера, до такой величины при котором оно будет выполнятся.

Вычислить производительность карьера по вскрыше и горной массе:

, млн. м3

Аг.м = Ар·(1+Кср), млн. т.

где Ар годовая производительность карьера по руде (табл. 3.1), млн. т; плотность полезного ископаемого (табл. 3.2), т/м3.

Рисунок 3.1. Поперечный разрез и план карьера на коней отработки

По табл. 3.4, 3.5 с учетом расчетной годовой производительности карьера по горной массе и заданного расстояния транспортирования (табл. 3.1) подобрать емкость ковша экскаватора и соответствующее транспортное оборудование. По емкости ковша выбрать (см. прил. 1) модель экскаватора, по прил. 2, 3 или 4 модель подвижного состава.

Таблица 3.4. Рациональные сочетания емкости ковша экскаватора и грузоподъемности автосамосвалов

Таблица 3.5. Рациональные сочетания емкости ковша экскаватора и подвижного состава железнодорожного транспорта

Тип бурового станка выбирают в зависимости от принятой модели экскаватора и крепости пород (по шкале М.М.Протодьяконова, табл. 3.6). Техническая характеристика буровых станков приведена в прил. 5 - 7. Мощному экскаватору, допускающему повышенную крупность кусков взорванной горной массы, должны соответствовать станки для скважин повышенного диаметра.

Обосновать режим работы карьера, пользуясь рекомендациями института «Гипроруда». Режим работы карьера должен быть круглогодовым.

Для крупных карьеров с годовой производительностью свыше 25млн. т горной массы принимать непрерывную рабочую неделю и три смены в сутки.

Для карьеров с годовой производительностью до 1,5 млн.т горной массы - пятидневную рабочую неделю и две смены в сутки.

Для карьеров с годовой производительностью свыше 1,5, но менее 25 млн.т горной массы - шестидневную рабочую неделю и две, либо три смены в сутки.

Таблица 3.6. Оптимальные сочетания типов экскаваторов и буровых станков