Расчет потребности в оборудовании при отработке месторождения открытым способом

Расчет потребности горно-транспортного оборудования на карьере

Рассчитать производительность горно-транспортного оборудования на карьере можно по далее приведенным формулам.

Бурени скважин осуществляется станками вращательного (шнековые и шарошечные) и ударно-вращательного действия (пневмоударные станки).

Вращательное бурение скважин широко применяется на карьерах в породах c коэффициентом крепости 12…16. Буримость горной породы характеризуется относительным показателем трудности бурения породы.

Производительность станков вращательного бурения зависит от крепости пород, осевого давления на коронку и скорости вращения бурового инструмента.

Ударно-вращательное бурение скважин применяется при разра­ботке крепки труднобуримых пород. Скорость ударно-вращательного бурения станков с погружными пневмоударниками зависит, главным образом, от давления сжатого воздуха, подводимого к пневмоударнику, осевого усилия, с которым коронка прижимается к забою скважи­ны, скорости вращения бурового става и числа ударов пневмоударника в минуту.

Сменная производительность (P_см) станка без учета внеплановых простоев составляет

,(2)

где Т_см – продолжительность смены, мин; Т_п.з – продолжительность подготовительно-заключительных операций, равна 25-35 мин; Тр – продолжительность регламентированных перерывов в смене, равна 10 мин; – продолжительность вспомогательных операций при бурении в расчете на 1 м скважины, мин (при шнековом бурении = 1-5 мин; при шарошечном бурении = 2…4 мин, при пневмоударном бурении = 4…16 мин); – техническая скорость бурения станка, м/ч.

Сущность выемочно-погрузочных работ заключается в перемещении оборудованием горной породы из забоя в транспортные средства или отвал. В качестве выемочно-погрузочного оборудования в карьере наибольшее распростра­нение получили одноковшовые экскаваторы.

Способ производства выемки и погрузки горной породы и техноло­гическая схема работы оборудования в забое оказывают существенное влияние на организацию этого процесса.

Уровень организации выемочно-погрузочных работ наиболее полно отражает эксплуатационная производительность экскаватора, которую можно рассчитать по формуле

(3)

где Р_э – часовая эксплуатационная производительность экскаватора с учетом использования экскаватора во времени, м³/ч; вместимость ковша экскаватора, м³; К_н – коэффициент наполнения ковша; К_и – коэффициент использования экскаватора во времени, учитывает неизбежные внутрисменные задержки, вызываемые передвижками экскаватора по мере отработки забоя, сменой транспортных средств, передачей смены; он также учитывает устранимые потери - ожидание транспортных средств сверх технологической нормы, ожидание взры­ва и т.д. (при семичасовой рабочей смене К_и при нагрузке на железно­дорожный транспорт составляет 0,5…0,6; на конвейерный и автомо­бильный - 0,75…0,8; при работе в отвал - 0,75…0,9); – продолжи­тельность рабочего цикла экскаватора, с; К_р – коэффициент разрыхле­ния породы в ковше (для мягких пород К_р = 1,2…1,4; для скальных К_р= 1,4…1,6).

Вместимость ковша определяется типом экскаватора. Значения коэффициентов наполнения ковша и разрыхления породы в ковше зависят от физико-механических свойств горных пород, качества их разрыхления, вместимости и формы ковша, квалификации машиниста.

Многоковшовые экскаваторы по сравнению с одноковшовыми более экономичны в работе и позволяют значительно повысить произ­водительность труда. Однако применение их в отличие от одноков­шовых экскаваторов эффективно только при разработке мягких и плотных горных пород: песков, глин, мергелей, бурых углей, бокси­тов, фосфоритов и др.

По конструкции рабочего оборудования многоковшовые экскава­торы делятся на цепные и роторные.

Производительность многоковшовых экскаваторов зависит в основном от физико-механических свойств разрабатываемых пород, типа экскаватора, схемы его работы и вида транспорта, формы и размеров забоя, организации горных работ в карьере и квалификации машиниста экскаватора.

Определяем техническую производительность (Р_тех) многоковшового экскаватора по формуле

,(4)

где Е – вместимость ковша экскаватора, м³; n_ч – число разгрузок в минуту; К_н – коэффициент наполнения пород; К_р – коэффициент разрыхления экскавируемых пород.

На карьерах бульдозеры широко применяются для совместной работы с экскаватором или скрепером, для планировки рабочих площадок, отвалов, дорог для зачистки кровли пласта. При разработке россыпных месторождений бульдозеры успешно применяют на вскрышных и добычных работах.

Рабочий цикл бульдозера состоит из зарезки слоя выемки, набора призмы волочения, ее перемещения к месту разгрузки.

Производительность бульдозеров зависит, главным образом, от мощности машины, размеров отвала (табл.1), свойств разрабатываемых пород и расстояния транспортирования. С увеличением дальности транспор­тирования производительность бульдозеров резко снижается.

Производительность бульдозера определяется следующим образом.

Необходимо определить продолжительность заезда по формуле

,(5)

где l_r и l_n – длина соответственно грузового и порожнего пути, м; v_r и v_n – скорости движения соответственно грузовой и порожней машины, м/мин (v_r = 35 м/мин, v_n = 90 м/мин); t₁ – время заполнения отвала, бульдозера породой, мин (t₁ = 1,5…2 мин); t₂ – время остановок бульдозера для переключения на порожний ход, мин (t2 = 0,15 мин).

Число заездов бульдозера в смену рассчитывается по формуле:

,(6)

где К_и – коэффициент использования рабочего времени (Ки = 0,65…0,85); изменяется в зависимости от технологии работ, организации обслуживания и ремонта машин. Т_см – продолжительность смены, ч. Объем породы, доставляемый бульдозером к месту разгрузки, определяется по формуле:

,(7)

где Е – объем вала породы впереди отвала бульдозера, м³ (определяется по табл.1); К_н – коэффициент наполнения отвала бульдозера у места доставки (при сбрасывании с гребня Кн = 0,76; при слоевой укладке К_н = 0,84); К_р – коэффициент разрыхления пород.

Суточная производительность бульдозера рассчитывается:

,(8)

где n_см – количество смен в сутках.

Таблица 1

Расчет объема вала пород

Категории пород по крепости	Объемы вала пород (м3) для бульдозера
Д-494	Д-532	Д-275А	Д-575	Д-572	Д-9Ж
Ι и ΙΙ	1,5-2,0	1,7-2,3	1,7-2,5	2,8-3,8	3,9-5,4	5,0-8,0
Окончание табл. 1
ΙΙΙ	0,6-1,7	0,7-2,0	1,0-2,0	1,6-3,3	2,2-4,6	2,7-7,0
ΙV и V	0,6-1,4	0,6-1,8	0,7-2,0	1,2-3,0	1,5-4,0	2,0-6,5
VI-VIII	1,3	1,5	1,9	2,5	3,0	4,0-5,0

Расчет потребности в оборудовании при отработке россыпных месторождений

Разработка россыпных месторождений производится с использо­ванием средств гидромеханизации, драг и других горных и землерой­ных машин.

Под гидромеханизацией понимают производство горных или земляных работ с использованием энергии водного потока.

Определяем среднесменную производительность (м³) гидромо­нитора по породе

,(9)

где Q_ч.пор – часовая производительность гидромонитора по породе, м³; Т_см - продолжительность смены, ч; К_и – коэффициент использо­вания гидромонитора во времени (К_и=0,7…0,8).

Производительность драги зависит от конструкции черпающего устройства, физико-механических свойств пород, организации работ (коэффициентов использования драги К_и во время суток) и продолжи­тельности сезона Т_сез работы драг.

Производительность драги (м³/ч)определяется по формуле:

,(10)

где Е – вместимость черпака драги, м₃; n_ч – число черпаний в минуту.

Также при отработке россыпных месторождений широко используются бульдозеры.