Выемочно-погрузочные и транспортные операции в карьере

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ  ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение  
высшего профессионального образования 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

 

 

 

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых

 

 

 

Расчетная работа №2

 

 

 

 

По дисциплине: Основы горного дела и обогащения

 

 

 

«Выемочно-погрузочные и транспортные операции в карьере»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст.гр. ИЗ-10-2   /Сверчков И.П./

 

 

Проверил: доцент   /Антонов А.А./

 

 

 

Санкт-Петербург

2013 

В работе требуется:

1. Выбрать модель экскаваторов и автосамосвалов для выполнения выемочно-погрузочных операций во вскрышном уступе карьера и перевозки пород вскрыши во внешний отвал.

2. Определить требуемое количество экскаваторов для выполнения вскрышных работ и инвентарный парк автосамосвалов для перевозки пород вскрыши во внешний отвал карьера.

3. Составить и вычертить в масштабе схему выемочно-погрузочных работ во вскрышном карьера для выбранного оборудования.

4. Изобразить ситуационный план карьера.

 

Исходные данные

Высота уступа, h_у = 12 м;

Коэффициент крепости пород вскрыши, f_в = 18;

Способ подготовки пород к выемке БВР;

Высота развала пород взрывной заходки, Н_р = 9,6 м;

Ширина развала пород в заходке  от первого ряда скважин, В_р = 29,28 м;

Производительность карьера по полезному ископаемому А_гм = 10 млн. т/год;

Текущий коэффициент вскрыши, k_т = 2;

Плотность в породы вскрыши в  массиве, g = 2,7 т/м³;

Вид карьерного транспорта: автомобильный;

Длина пути транспортирования пород вскрыши, L = 3 км;

Режим работы оборудования экскаваторного и транспортного цеха: 3 смены в сутки;

Режим работы карьера: 300 дней в год.

 

Порядок выполнения работы.

1. Выбор модели экскаватора.

Выбор модели экскаватора осуществляем на основе сопоставления технических характеристик серийно выпускаемых экскаваторов с параметрами (ширина и высота) развала пород взрывной заходки.

Выбираю экскаватор АО «Ижорские  заводы» ЭКГ-8И

Вместимость ковша, м3:
основного	8
сменных	10
Радиус черпания на уровне стояния, Rч.у., м	12,2
Максимальный радиус черпания, Rчmax, м	18,2
Максимальный радиус разгрузки, Rрmax, м	16,3
Максимальная высота черпания, Hчmax, м	12,5
Максимальная высота разгрузки, Hрmax, м	9,2
Рабочая скорость передвижения, км/ч	0,45
Установленная мощность двигателя, кВт	630
Масса экскаватора с противовесом, т	370
Продолжительность цикла (при угле поворота 900),с.	26
Радиус вращения кузова, м	7,6
Ширина кузова, м	6,5
Высота экскаватора без стрелы, м	6,75
Расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения экскаватора, м	2,4

 

1. Проверка выбранной модели экскаватора по высоте расположения напорного вала и максимальной высоте черпания.

Высота расположения напорного  вала (Н_н.в) и максимальная высота черпания (H_max) экскаватора должны удовлетворять неравенству:

где Н_р – высота развала пород взрывной заходки, м

1.2. Н_н.в. – высота расположения напорного вала экскаватора, м;

где Н_ч^max - максимальная высота черпания экскаватора, м.

Условие выполнено.

1.3. Ширина экскаваторной заходки

,

где R_чу - радиус черпания экскаватора на уровне стояния, м.

При выборе типа экскаватора по ширине заходки следует учитывать, что развал пород должен быть отгружен за кратное число проходов экскаватора.

где n = 3 – число рядов скважин,

b = 7,15 м – расстояние между рядами скважин при многорядном короткозамедленном взрывании

где n – число проходов экскаватора

Поскольку целое число не входит в этот диапазон, применяем окучивание развала в целях уменьшения его  ширины.

Ширину полосы окучивания принимаем равной

Берем целое значение .

4. Сменная эксплуатационная производительность экскаватора

, м³/смен,

где Е - емкость ковша экскаватора, м³;

Т_см - продолжительность рабочей смены, ч; Т_см = 8 ч

k_н = (0,9 – 1,05) - коэффициент наполнения ковша экскаватора;

k_р = (1,3 – 1,5) - коэффициент разрыхления горной массы в ковше экскаватора;

k_и = (0,7 – 0,9) - коэффициент использования экскаватора во времени;

t_ц - продолжительность рабочего цикла экскаватора.

 м³/смен

1.5.   Годовая эксплуатационная производительность экскаватора

где   n_см - количество смен работы экскаватора в сутки, смен;

N_эг - количество суток работы экскаватора в год.

1.6.   Необходимое количество экскаваторов для вскрышных работ в карьере

где - производительность карьера по вскрыше, т/ год.

1.7.   Списочное количество  экскаваторов

где n_сп = 1,2 - коэффициент резерва экскаваторов.

Принимаю 6 экскаватора ЭКГ-8

2. Транспортирование горной массы

2.1. Выбор модели автосамосвала. 

Модель автосамосвала выбирается по оптимальному соотношению между емкостью кузова автосамосвала и ковша экскаватора:

,

где  V_а.г – геометрический объём кузова автосамосвала, м³

Е - емкость ковша экскаватора, м³

.

Выбираю автосамосвал – БелАЗ 7512 (с электромеханической трансмиссией)

Грузоподъемность, т	120
Объем кузова, м3:
- геометрический	47
- «шапкой»,	62
Габариты, мм:
- длина	11250
- ширина	6100
- высота	5280
Радиус поворота (min), м	16
Погрузочная высота, мм	4900
Мощность двигателя, кВт	956
Масса, т	90

Проверка возможности  перевозки установленного объема горной массы выбранной моделью автосамосвала  по грузоподъемности (при погрузке с «шапкой»);

 , т

где G_т – техническая грузоподъемность автосамосвала, т;

G_ф - вес груза фактически перевозимого автосамосвалом при погрузке с «шапкой», т;

V_а.ш - вместимость кузова автосамосвала при погрузке с «шапкой», м³ ;

р_в.н - насыпной вес 1 м³ вскрышных пород,  т

,  

где g_в – плотность пород вскрыши в массиве, т/м³;

k_р – коэффициент разрыхления пород при погрузке, (1,2¸1,4)

 т/м³

т

Равенство не выполнено, следовательно, примем ограничение числа ковшей.

Ограничим число ковшей n_k = 7, получаем

Тогда условие будет выполнено.

 

2.2. Продолжительность рейса автосамосвала

, ч

где  t_п - продолжительность погрузки автосамосвала, мин;

t_р - продолжительность разгрузки автосамосвала, мин;

t_гр  - продолжительность движения груженого автосамосвала, мин;

t_пор - продолжительность движения порожнего автосамосвала, мин;

t_м - продолжительность маневровых операций и ожидания, мин.

2.3.  Продолжительность погрузки  автосамосвала

,  мин

где V_ас - фактическая вместимость кузова автосамосвала, м³;

t_ц - продолжительность рабочего цикла экскаватора, сек;

Е - емкость ковша экскаватора, м³ ;

k _э - коэффициент экскавации;

 мин

2.4. Продолжительность движения груженого и порожнего автосамосвала

, мин

где L_гр, L_пор - длина пути соответственно в грузовом и порожнем направлении, км;   L_гр = L_пор  = 3 км

V_гр, V_пор - скорость движения соответственно груженого и порожнего автосамосвала, км/ч; ( V_гр = 30 км/ч , V_пор = 40 км/ч )

k_раз = 1,1 - коэффициент учитывающий разгон и торможение самосвала.

мин

2.5. Продолжительность разгрузки автосамосвала – t_p = 1,0 мин.

2.6. Продолжительность маневровых операций и ожидания за рейс - t_м = 2,0 мин.

2.7. Эксплуатационная производительность автосамосвала

,  м³ / смен.

где Т_см - продолжительность рабочей смены, ч;

V_ас - фактическая вместимость кузова автосамосвала, м³ ;

k_тг = 0,9 - коэффициент использования грузоподъемности.

м³/смен

2.8 Количество автосамосвалов, необходимых для обслуживания экскаватора

, шт.

шт

2.9. Суточный грузооборот карьера по горной массе

, т/ сут.

где А_гм - годовая производительность карьера по горной массе, т/год;

N_га - количество суток работы автотранспорта в год.

т/сут

2.10. Рабочий парк автосамосвалов, обеспечивающий суточный грузооборот карьера

, шт,

где G_кс - суточный грузооборот карьера, т/ сут.;

k_нер - коэффициент неравномерности работы автотранспорта (k_нер = 1,1);

Q_а - эксплуатационная производительность автосамосвала, т/смен.;

n_см - количество смен работы экскаватора в сутки, смен.

шт

Полученное дробное  значение N_ра не округляют.

2.11. Инвентарный (списочный ) парк автосамосвалов

 ,   шт,

где n_сп = 1,2 - коэффициент резерва автосамосвалов.

шт

Принимаю 27 самосвалов. (полученное списочное количество автосамосвалов округляем до целого в меньшую сторону)

3. Составить  и вычертить в масштабе схему  выемочно-погрузочных работ во  вскрышном и добычном уступе карьера для выбранного оборудования.