Выемочно погрузочные работы реферат

Обновлено: 05.07.2024

Добро Пожаловать на Aim.Uz

Referatlar to'plami

Barcha fanlardan o'zbek tilida referatlar mega to'plami, arxiv mutlaqo bepul.

Технологические и технические основы выемочно-погрузочных работ

Тема: Технологические и технические основы выемочно-погрузочных работ.

План:

Цель занятия – формирование знаний о технологических и технических основах выемочно-погрузочных работ и их производительности

Типы забоев

Выемка мягких, сыпучих и плотных пород обычно производиться непосредственно из массива, а выемка разрушенных (взорванных) пород – из развала или разрыхленного слоя. Поверхность горных пород в массиве или развале, являющаяся объектом выемки, называется забоем.

При выемке пород из массива забоем могут являться следующие поверхности уступа или подуступа: торец уступа, т. е. боковой его откос, образованный при выемке части полосы уступа (рис. 4.1, а, е, ж); площадка уступа (рис. 4.1, б); продольный откос уступа (рис. 4.1, в).

При выемке разрушенных пород забоями также являются торцовый (рис. 4.1, д) или продольный откос развала, а иногда и его верхняя поверхность. Соответственно забой называется торцовым, продольным и забоем площадкой. Чаще всего продольный откос уступа совпадает с фронтом его работ, и продольный забой называется фронтальным. Разновидностью торцового забоя является траншейный забой. Иногда применяются комбинированные забои, когда одновременно разрабатываются две поверхности уступа или развала, например площадка и продольный откос (рис. 4.1, г). Продольный и торцовый откосы относятся к разрабатываемой части уступа или развала.

Забои всех типов по структуре могут быть однородными (простыми), если в их пределах породы имеют сравнительно одинаковые свойства, и разнородными (сложными), если в их пределах перемежаются вскрышные породы с существенно разными свойствами, вскрышные породы с полезным ископаемым разных типов и сортов.

При сложном строение залежи структура забоя зависит от формы контактных поверхностей между полезным ископаемым вмещающими породами в массиве или в развале и расположения относительно забоя различных типов ископаемого. Забои при этом простые только в случаях, когда они параллельны контактам между разнотипными компонентами (см. рис. 4.1, б, в).

В простых забоях производится валовая (сплошная) выемка пород. В сложных забоях выемка вскрышных пород с различными свойствами также обычно валовая, а выемка полезного ископаемого и вскрышных пород или различных сортов полезного ископаемого чаще всего раздельно (раздельная выемка). Выбор типа забоя зависит как от свойств разрабатываемых вскрышных пород и полезного ископаемого и условий их залегания, так и от используемого выемочного оборудования. Обычно стремятся применять простые забои.

По взаимному расположению забоя и горизонта установки экскаватора различают способы выемки: верхним черпанием (забой расположен выше горизонта установки машины), нижним черпанием, смешанным (нижнем и верхним) черпанием. Аналогично различают и способы погрузки: нижнюю, верхнюю и смешанную. Смешанная погрузка одновременно или поочередно включает верхнюю и нижнюю погрузку на промежуточный транспортный горизонт.

Рис. 6.1. Типы забоев:

а, д, е, ж – торцовый; б – забой-площадка; в – фронтальный; г – комбинированный.

Типы заходок

В результате перемещения забоев в пределах определенного участка развала или массива уступа последовательно отрабатываются породные полосы, называемые заходками.

Часть заходки длинно Р, выемка которой характеризуется законченным технологическим циклом основных и вспомогательных операций выемочной машины, называется забойным блоком.

По расположению относительно фронта работ уступа заходки подразделяются (рис. 6.2.) на продольные (ориентированные вдоль фронта работ уступа), поперечные (направлены вкрест фронта) и диагональные (ориентированные в промежуточном направлении). Продольныезаходки возможны при всех видах транспорта, диагональные заходки – при железнодорожном и автомобильном, а поперечные – при автомобильном и конвейерном.

По ширинезаходки подразделяются на нормальные, узкие и широкие (см. рис. 6.2.)

В нормальных заходках выемка породы производится при постоянном положении оси движения выемочных машин по длине заходки и максимальном использовании их рабочих параметров. Например, при торцовом забое эта ширина равна длине лемеха бульдозера или (1,5-1,7) – радиуса черпания мехлопат, а при продольном забое – максимальной толщине одного или нескольких слоев выемки.

Узкие заходки отличаются от нормальных неполным использованием рабочих параметров выемочных машин при постоянном положении оси перемещения их вдоль заходки.

Широкие заходки при всех типах забоев характеризуется переменным положением оси движения выемочных машин в плане при выемке породы по длине заходки.

По характеру движения транспортных средств при выемке пород в пределах заходок последние подразделяются на тупиковые и сквозные.

Тупиковые заходки (рис. 6.2, а, б) характеризуются возможностью движения транспортных средств только в пределах выработанного пространства. Они подразделяются на траншейные и эксплуатационные; последние применяются при ограниченной ширине рабочих площадок уступа.Работа выемочных машин в тупиковых заходках обычно связана с увеличением продолжительности цикла погрузки транспортных средств, времени обмена последних в забое и с наращиванием транспортных коммуникаций по мере подвигания забоя.

Сквозные заходки (см. рис. 6.2, в, г) позволяют организовать движение транспортных средств в пределах всей длины заходки и типичны для эксплуатационного периода отработки уступа. Верхняя погрузка при проходке траншей позволяет работать экскаватору в сквозной траншейной заходке.

По структурезаходки могут быть однородными и разнородными, а также сложноразнородными в зависимости от условий залегания и степени разнотипности пород в пределах уступа или развала, ориентирования фронта работ уступа относительно залежи и заходок относительно фронта, а также ширине заходок.

Разнородные заходки характеризуются последовательной перемежаемостью по длине отдельных блоков пустых пород, полезного ископаемого и его отдельных сортов, поэтому забои в этих заходках простые и выемка валовая.

Сложноразнородными называются заходки, в пределах которых невозможно выделить блоки только с пустыми породами или отдельными сортами полезного ископаемого; в этих заходках забои сложные, а выемка в них раздельная.

Любой уступ отрабатывается панелями – полосами породного массива вдоль фронта работ уступа. Отработка каждой такой полосы характеризуется новым положением транспортных коммуникаций вдоль фронта работ уступа. В результате отработки панелей происходит перемещение фронта работ уступа.

Часть панели, разрабатываемая отдельной выемочной машиной, называется блоком панели. Часто блок панели называют по виду выемочного оборудования, например экскаваторный блок, скреперный блок и т. п. Понятия панели и блока панели относится только к массиву горных пород в пределах уступа, но не к развалу.

Рис. 6.2. Типы заходок:

а, б – тупиковые траншейная и эксплуатационная продольные; в, г – сквозные нормальная и узкая; д – сквозная диагональная; е – сквозная поперечная.

Общие сведения о производительности выемочных машин

Производительность карьерных выемочных машин является одним из важнейших технико-экономических показателей открытых горных работ. Она определяет требуемый парк выемочного оборудования и в большей степени влияет на производительность и требуемый парк транспортного оборудования, производительность труда горнорабочих и затраты на производство горных работ.

Различают паспортную, техническую, эффективную и эксплуатационную производительность выемочных машин.

Паспортная производительность зависит только от конструктивных факторов: мощности двигателей, линейных размеров рабочего оборудования, расчетной емкости и формы экскавирующего органа (ковша, лемеха и т. д.), кинематической схемы и расчетно-конструктивных скоростей движения рабочего органа.

Паспортная производительность всех выемочных машин цикличного действия (скреперов, бульдозеров, одноковшовых погрузчиков и экскаваторов)

где - паспортная продолжительность рабочего цикла машины.

Паспортная производительность является основой определения других категорий производительности и служит для сравнения отдельных видов и типоразмеров выемочных машин между собой.

Техническая производительность является наибольшей возможной часовой производительностью выемочной машины при непрерывной ее работе в конкретных горнотехнических условиях – при конкретных экскавируемых породах, видах и типоразмерах средств механизации смежных производственных процессов (в первую очередь транспортирования) и параметрах забоев.

В общем виде техническая производительность выемочных машин

где - минимальная продолжительность рабочего цикла выемочной машины в конкретных горно-технических условиях, с; и - соответственно коэффициенты наполнения ковша и разрыхления породы в ковше; - коэффициент экскавации; - коэффициент влияния технологии выемки.

Техническая производительность необходима для определения эффективной и эксплуатационной производительности, а также для оценки эффективности применения данной выемочной машины в конкретных горнотехнических условиях.

Эффективная производительность является фактической часовой производительностью выемочной машины при непрерывной ее работе в конкретных горнотехнических условиях. Она учитывает изменение продолжительности основных и вспомогательных операций по сравнению с расчетными значениями из-за неоднородности экскавируемых пород, изменения параметров забоя, ручного управления машиной, а также потери экскавированной породы.

В общем виде эффективная производительность выемочных машин

где - средневзвешенный коэффициент влияния пород в сложном забое (сложенном неодинаковыми по трудности экскавации породами); - коэффициент влияния однородной породы; - коэффициент, учитывающий потери экскавированной породы; - коэффициент управления, учитывающий несоответствие паспортных и фактических параметров забоя, квалификацию машиниста и т. д.; - коэффициент влияния параметров забоя (коэффициент забоя).

Эффективная производительность в большинстве случаев (в том числе в первую очередь при использовании данных фактических хронометражных наблюдений) является основой определения эксплуатационной производительности выемочных машин.

Эксплуатационная производительность характеризует объем работы, который выполняет или реально может выполнить выемочная машина с учетом затрат времени на технические, технологические и организационные работы и перерывы.

В свою очередь, зависимости от длительности рассматриваемого периода различают эксплуатационную сменную, месячную и годовую производительность машин.

Эксплуатационная сменная производительность является основой оперативного планирования горных и транспортных работ. Показатели годовой и месячной производительности необходимы для определения потребности карьера в выемочно-погрузочном оборудовании, текущего и перспективного планирования горных работ.

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.

Прикрепленные файлы: 1 файл

ОГД 2.doc

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых

Расчетная работа №2

По дисциплине: Основы горного дела и обогащения

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

Проверил: доцент /Антонов А.А./

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.

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/м 3 ;

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.

Вместимость ковша, м 3 :

Радиус черпания на уровне стояния, R_ч.у., м

Максимальный радиус черпания, R_ч max , м

Максимальный радиус разгрузки, R_р max , м

Максимальная высота черпания, H_ч max , м

Максимальная высота разгрузки, H_р max , м

Рабочая скорость передвижения, км/ч

Установленная мощность двигателя, кВт

Масса экскаватора с противовесом, т

Продолжительность цикла (при угле поворота 90 0 ),с.

Радиус вращения кузова, м

Ширина кузова, м

Высота экскаватора без стрелы, м

Расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения экскаватора, м

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.

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 .

Сменная эксплуатационная производительность экскаватора

где Е - емкость ковша экскаватора, м 3 ;

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.

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:

ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫЕ РАБОТЫ в карьерах (а. gettingloading work; н. Gewinnungs- und Ladearbeiten; ф. abattage-chargement, travaux d'abattage et de chargement; и. trabajos de arranque у carga) — выемка из массива (развала или разрыхлённого слоя), перемещение и разгрузка горной массы в транспортные средства. Выемочно-погрузочные работы — один из основных технологических процессов на карьерах (удельный вес их в общих затратах на открытую разработку месторождений достигает 25%).

Выемочно-погрузочные работы осуществляются в забоях, которыми в зависимости от типа машин служат горизонтальные поверхности разрабатываемого горизонта, торец заходки или откос уступа. Геометрические параметры забоев и заходок зависят от способа подготовки горной породы к выемочно-погрузочным работам, их технологии, параметров и расположения в забое выемочно-погрузочного и транспортного оборудования с учётом обеспечения безопасных условий работы и максимального экономического эффекта.

В зависимости от положения забоя относительно уровня стояния выемочно-погрузочной машины выделяют выемочно-погрузочные работы с верхним (забой находится выше уровня стояния машины), нижним и смешанным (нижним и верхним) черпанием. Различают также выемочно-погрузочные работы с погрузкой горной породы на уровне стояния, верхней и смешанной. В первом случае транспортное оборудование расположено на одном уровне (отметке) с выемочно-погрузочной машиной, во втором — выше. Смешанная погрузка включает (одновременно или поочерёдно) как погрузку на уровне стояния, так и верхнюю погрузку на промежуточный транспортный горизонт. Преобладающее распространение получили выемочно-погрузочные работы с погрузкой на уровне стояния выемочно-погрузочной машины. Выемочно-погрузочные работы с верхней погрузкой применяют ограниченно, в основном при отработке нижних и нарезке новых уступов, проходке траншей.

Выемочно-погрузочные работы выполняются выемочно-погрузочными машинами цикличного (одноковшовые экскаваторы и погрузчики) и непрерывного (роторные и цепные экскаваторы) действия. Выбор выемочно-погрузочного оборудования производится одновременно по всей технологической цепочке — от буровзрывных работ до пунктов разгрузки на обогатительной фабрике или отвале.

Из всех типов одноковшовых экскаваторов наиболее часто на карьерах применяются прямые мехлопаты (рис. 1) и драглайны. При выполнении выемочно-погрузочных работ по мягким и плотным породам прямыми мехлопатами с расположением транспортных средств на горизонте установки экскаватора высота забоя (уступа) не превышает максимальную высоту черпания экскаватора. При разработке предварительно взорванных пород значение этого параметра может превышать максимальную высоту черпания в 1,5 раза, а в карьерах по добыче угля, известняка и гранита, в связи с повышенной устойчивостью горной породы, ширина заходки в большей степени зависит от рабочих размеров мехлопаты, схемы выемочно-погрузочных работ и в конечном счёте определяется условием обеспечения их минимальной стоимости.

Выемочно-погрузочные работы с использованием одноковшовых погрузчиков (рис. 2) производятся в карьерах при разработке разрыхлённых (взрывом или механических способом) полускальных и скальных пород, реже мягких и плотных пород из массива. Обычно погрузчики применяют в сочетании с автомобильным транспортом. Удельные эксплуатационные затраты на выемочно-погрузочных работах с использованием одноковшовых погрузчиков 5-10 коп/м 3 .

В процессе выполнения выемочно-погрузочных работ эксплуатационная производительность выемочно-погрузочного оборудования цикличного действия Q_э (м 3 /смена) определяется с учётом использования его во времени:

где Е — вместимость ковша, м 3 ;

t_ц — фактическая продолжительность рабочего цикла, с;

k_н — коэффициент наполнения ковша;

k_p — коэффициент разрыхления горной массы;

Т — продолжительность рабочей смены, ч;

k_и — коэффициент использования экскаватора в смену.

Величина k_и зависит главным образом от вида карьерного транспорта и организации работ в карьере. Её максимальное значение достигается при работе с погрузкой на конвейер; при автомобильном транспорте k_и на 10-15% выше, чем при железнодорожном транспорте; минимальная k_и — при погрузке в средства железнодорожного транспорта в тупиковом забое.

Выемочно-погрузочные работы с использованием оборудования непрерывного действия производятся при разработке мягких и плотных горных пород. Равномерность потока экскавируемой горной породы позволяет эффективно использовать транспорт непрерывного действия — ленточные конвейеры (рис. 3). Применяется также совместная работа многоковшовых экскаваторов с железнодорожным транспортом (рис. 4). На горизонтальных и пологих залежах распространены схемы с погрузкой вынутой пустой горной породы оборудованием непрерывного действия на ленточный отвалообразователь или транспортно-отвальный мост.

Удельные эксплуатационные затраты на выемочно-погрузочные работы при использовании многоковшовых экскаваторов в среднем 6-9 коп/м 3 . Их эксплуатационную производительность на этих работах Q_э (м 3 /смена) можно определить как

где А — число разгрузок ковшов в 1 мин.

Эффективность выемочно-погрузочных работ при погрузке горной массы на железнодорожный и автомобильный транспорт в значительной степени зависит от организации обменных операций на уступах, сочетания параметров выемочно-погрузочного и транспортного оборудования, взаимоувязки выемочно-погрузочной работы с другими смежными процессами. В зависимости от числа транспортных выходов с уступа движение поездов в его пределах организуют по маятниково-тупиковой (один выход) и поточно-сквозной (два выхода) схемам. При последней время обмена сокращается примерно в 2 раза. Раздельный обменный пункт поездов находится вне или в пределах фронта работ.

При использовании автотранспорта возможны сквозной (без встречного движения порожних и гружёных автосамосвалов) подъезд автосамосвалов к экскаватору и подъезд с петлевым и тупиковым разворотом (при встречном движении порожних и гружёных автосамосвалов). Первый используют при наличии двух выездов с горизонта, второй — при достаточно широких рабочих площадках.

Подъезд с тупиковым разворотом применяют в стеснённых условиях, когда невозможно осуществить петлевой разворот. В основном схема используется в тупиковых заходках при проведении траншей. При ширине рабочей площадки (основание траншеи), меньшего радиуса поворота автосамосвала, устраивают специальные ниши для разворота машин. Подъезд с тупиковым разворотом вызывает снижение производительности самосвалов на 10-15% (по сравнению с другими схемами подъезда). В зависимости от числа автосамосвалов, находящихся одновременно в забое, осуществляют одиночную или спаренную установку их под погрузку.

При одиночной установке автосамосвалы располагаются параллельно оси забоя (при заходках небольшой ширины) или с разворотом (при более широких заходках). Последняя позволяет уменьшить угол поворота экскаватора. Спаренная установка автосамосвалов обеспечивает более высокую производительность экскаваторов. При правильной организации работ, заключающейся в обоснованной комплектации горных машин, включая вспомогательное оборудование, и соблюдении режима технического обслуживания, более целесообразен закрытый цикл (закрепление в течение смены определенного количества транспортных единиц за выемочно-погрузочной машиной). Увязка процессов выемки и погрузки с другими смежными работами (подготовка к выемке и т.д.) производится при составлении паспортов забоев и типовых технологических схем ведения горных работ.

По своему назначению все выемочные машины подразделяются на
выемочно-погрузочные и выемочно-транспортирующие. Выемочно-
погрузочные машины осуществляют выемку породы с погрузкой в
транспортные средства (автосамосвалы, думпкары и др.), а выемочно-
транспортирующие предназначены не только для выемки породы, но и для ее
перемещения к месту разгрузки на расстояние от нескольких десятков метров
до 2—3 км. К выемочно-погрузочным машинам относятся все экскаваторы и
10 фрезерные комбайны, а одноковшовые погрузчики, скреперы и
бульдозеры относятся к классу машин выемочно-транспортирующего типа.
Погрузчики могут также выполнять функцию выемочно-погрузочных
машин, если существует возможность подачи транспортных средств
непосредственно к месту работы погрузчика[2].
Удельный вес затрат на выемочно-погрузочные работы в общих
суммарных затратах на единицу объема горной массы при транспортной
технологии в зависимости от свойств пород составляет от 15 до 40 %. При
бестранспортной технологии с перевалкой породы в выработанное
пространство эти затраты составляют 50—70 %, а при разработке
относительно слабых пород, выемка и перевалка которых производится без
применения буровзрывных работ, они приближаются к 100 %.

Глава 1. Выемочно-погрузочные машины с жестким закреплением

1.1 Вскрышные механические лопаты

Подавляющая часть объемов вскрышных и добычных работ на
карьерах выполняется с помощью экскаваторов. Главенствующая роль при
этом принадлежит одноковшовым экскаваторам типа карьерных
механических лопат — ЭКГ. Отличительной особенностью этих
экскаваторов является жесткая связь ковша 1 с рукоятью 2 и стрелой 3, что
позволяет развивать большие усилия черпания (копания) и наряду с высокой
прочностью рабочего оборудования осуществлять выемку любых по
свойствам пород — от мягких и плотных до наиболее тяжелых и прочных
пород, разрушенных взрывом и характеризующихся крупной кусковатостью.
Экскаваторы ЭКГ предназначены исключительно для работы с погрузкой
породы в транспортные средства. Маркировка экскаваторов, например ЭКГ-
15, означает: экскаватор карьерный гусеничный; цифра указывает
вместимость ковша в кубических метрах.