Механизация горных работ в условиях карьера "Жеголевский" ВАТ "Комсомольского Р/У"

При выборе вида транспорта по вывозке полезного ископаемого и вскрыши принималось во внимание следующее:

- существующий вид транспорта на карьере «Жеголевский» и возможность использования его при дальнейшей эксплуатации карьера;

- размеры карьерного поля по поверхности 1500x1200 м, при глубине 100-137м и наклоне залегающего полезного ископаемого, предопределяющего сокращения фронта работ по мере углубления карьера;

- расположение дробильного корпуса в выработанном пространстве карьера «Жеголевский»;

- расположение внешних отвалов непосредственно на борту карьера и использование выработанного пространства карьера для размещения внутренних отвалов.

Исходя из всех выше перечисленных условий на карьере «Жеголевский» целесообразно применение при его дальнейшей эксплуатации автомобильного транспорта, который обладает высокой маневренностью, способностью преодолевать значительные уклоны, что позволяет сократить расстояние транспортировки.

Разработка полезного ископаемого и скальных пород вскрыши, которые обладают значительной крепостью, требует предварительного разрыхления с применением буровзрывных работ.

Параметры буровзрывных работ и расход взрывчатых веществ приняты на основании фактических данных многолетней практики ведения взрывных работ на карьере «Жеголевский» и на основании «Справочника по буровзрывным работам на карьере».

Вскрытие месторождения производится въездными и разрезными траншеями с внутренним заложением в контуре карьера. Траншеи проходят вдоль восточного борта с направлением подвигания фронта горных работ в западном, северо-западном и северо-восточном направлениях.

1.4 Расчет и выбор выемочно-погрузочного оборудования

Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные для копания (экскавации) и перемещения горной массы в отвал или для погрузки в транспортные средства.

Все экскаваторы делятся на две большие группы: на одноковшовые периодического (цикличного) действия и непрерывного.

Любой экскаватор состоит из таких основных частей: рабочего, механического, ходового, силового оборудования, механизмов управления, платформы с рамой и кузова.

Одноковшовый экскаватор состоит из трех основных частей:

а) рабочая часть;

б) ходовая часть;

в) поворотная часть.

Рабочая часть состоит из стрелы, на которой крепится рукоять в конце которой находится ковш. На стреле находятся также напорные механизмы и механизмы открывания ковша. Ходовая часть воспринимает и передает на основание нагрузки от веса машины и возникающие при работе а также обеспечивает передвижение экскаватора.

Поворотная часть состоит из поворотной платформы с механизмами, силовым оборудованием, рабочим оборудованием.

Рабочим оборудованием называется комплекс узлов экскаватора (рабочего органа, стрелы, системы подвески стрелы и рабочего органа), обеспечивающий его действие в зоне работы экскаватора.

В Комсомольском Р/У применяются экскаваторы типа ЭКГ-5 и ЭКГ-10. Эти экскаваторы имеют объем ковша 5 и 10м3.

Основным отличием в конструкции рабочего оборудования этих экскаваторов является рукоять ковша, у ЭКГ-5 рукоять ковша представляет собой две балки прямоугольного сечения с приводом рукояти, расположенном на стреле, у ЭКГ-10 рукоять ковша представляет собой балку круглого сечения с приводом, установленным на поворотной платформе. Благодаря этому рабочему оборудованию на ЭКГ-10 облегчена стрела и сняты крутящие моменты с рукояти ковша.

Для совершения рабочих движений ковша экскаватора-подъема и напора служат специальные механизмы, приводимые в действие от двигателя или группы двигателей. На экскаваторах ЭКГ-5 и ЭКГ-10 для привода рабочего оборудования применяются двигатели постоянного тока, потому что ими легче управлять, то есть регулировать их частоту вращения.

К экскаватору подводится трехфазный переменный ток напряжением 6000В. Преобразуется переменный ток в постоянный при помощи системы ДГ (двигатель-генератор), то есть переменный ток подводится к асинхронному двигателю, который вращает генератор постоянного тока, от которого питаются рабочие двигатели. Для безопасного ведения всех видов работ при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте экскаваторов обслуживающий персонал должен строго выполнять правила техники безопасности, действующие на данном предприятии. При работе экскаватора все ограждения, площадки, переходы, лестницы, перила должны быть исправными и установленными на своих местах.

1.4.1 Расположение оборудования на ЭКГ-5

На ЭКГ-5 установлен преобразовательный агрегат, состоящий из приводного асинхронного двигателя и четырех генераторов постоянного тока: подъемного, напорного, поворотного и ходового, и возбудителя. В передней части платформы располагаются два поворотных механизма. На поворотной платформе расположены компрессор, силовой трансформатор, высоковольтный распределительный шкаф, контакторная панель. Механизм подъема ковша, состоящий из лебедки, двигателя, редуктора и тормоза.

1.4.2 Расчет выемочно-погрузочного оборудования

Расчет выемочно-погрузочного оборудования производим следующим образом:

1. Определяем теоретическую производительность экскаватора:

где, E = 5м3 - емкость ковша экскаватора;

tц = 24сек. - продолжительность цикла экскавации.

2.Определяем техническую производительность экскаватора:

где, Кн - коэффициент наполнения ковша;

Кпр - коэффициент простоев;

Кр - коэффициент разрыхления.

3. Определяем эксплуатационную производительность:

где, Тсм=8часов - продолжительность смены;

Qтехн - техническая производительность экскаватора;

Км - коэффициент машинного времени.

4. Определяем необходимое количество экскаваторов:

Для добычи:

Для вскрыши:

где, Кнр - коэффициент неравномерности работ;

Крез - коэффициент резерва;

Тгод - число рабочих дней в году;

п - число рабочих смен в сутки.

Принимаю 2 экскаватора ЭКГ-5А для вскрыши,

и 1 (той же марки) для добычи.

1.5 Расчет и выбор бурового оборудования

Для разведки, вскрытия или добычи твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых, а также для различных вспомогательных целей в горных породах бурят вертикальные, горизонтальные или наклонные скважины.

Бурение - процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы путём разрушения горных пород в торцевом забое. Скважиной называют искусственное цилиндрическое углубление в горных породах диаметром более 75мм и глубиной более 5м. Бурение производится с помощью буровой установки, комплекса оборудования, включающего буровую вышку (мачту), силовой привод, механизм передвижения, оборудование для механизации спускоподъёмных операций и очистки скважин и др.

Буровые станки классифицируются по характеру (способу) разрушения горной породы, типу привода и назначению. Бурение горной породы можно производить механическим и немеханическим способами. Механический способ реализуется в машинах ударного, вращательного, ударно-вращательного бурения, когда разрушение горной породы производится инструментом под действием прикладываемых к нему силовых нагрузок.

По характеру разрушения горной породы буровые станки классифицируются на такие способы бурения:

- ударный способ, осуществляется в результате нанесения ударов инструмента по породе. Удары можно наносить по хвостовику бура, лезвие которого, внедряясь, разрушает некоторый объём породы. После каждого удара буровой инструмент принудительно поворачивается. Этот способ бурения используется в бурильных машинах- перфораторах. Удары по породе можно наносить буровым инструментом, периодически падающим с некоторой высоты на забой под действием собственного веса. Так осуществляется бурение станками ударно-канатного бурения.

- вращательный способ бурения, осуществляется в результате скалывания, смятия, истирания вращающихся инструментов с приложением значительной осевой нагрузки. Этот способ реализуется в станках вращательного бурения с шарошечными долотами и резцовыми коронками.

- ударно-вращательный, реализуется в виде непрерывно вращающегося бурового инструмента, по которому наносятся удары. Этот способ реализуется в станках ударно-вращательного бурения с погруженными пневмо-ударниками.

По назначению буровые станки делятся на машины для бурения шпуров и небольших скважин, и машины для бурения скважин большого и среднего диаметра.

По типу привода буровые станки делятся на электрические и тепловые, работающие от двигателей внутреннего сгорания.

Буровой станок вращательного бурения состоит из следующих основных частей:

- рабочее оборудование;

- исполнительные механизмы;

- ходовое и силовое оборудование;

- механизмы управления;

- гидро и пневмосистемы;

- оборудование для удаления и улавливания продуктов разрушения.

Рабочее оборудование буровых станков состоит из бурового инструмента, мачты; механизмов подъёма и опускания мачты, хранения и подачи штанг, свинчивания и развинчивания бурового става.

Буровой инструмент шарошечных станков состоит из пустотелых буровых штанг и шарошечного долота, которое выполняется с одной, двумя, тремя и большим числом шарошек. Наибольшее распространение получили трех шарошечные долота. Основными параметрами буровых станков является: диаметр, глубина и угол наклона пробуриваемой ими скважины.

1. Определяем расчетное усилие подачи бурового станка:

где, f - коэффициент крепости по Протодьяконову;

D1 - диаметр буримой скважины,м.

2. Определяем техническую скорость бурения станка:

где, nдв - частота вращения бурового става,мин-1;

Пб - показатель буримости породы;

D - диаметр шарошечного долота,м;

Nпод - паспортное усилие подачи бурового станка,Н.

3. Определяем сменную производительность станка:

где, Тсм - продолжительность смены(8ч);

Ки - коэффициент использования станка по времени для бурения в течении смены(0,06ч0,07);

tв - удельные затраты времени на выполнение вспомогательных опера- ций (0,03ч0,04).

4. Определяем годовую производительность бурового станка:

где, nсм - количество смен в сутки;

Тдн.раб - число рабочих дней в году.

5.Определяем выход горной массы с одного метра скважины:

где, q- удельный расход взрывчатого вещества (кг/м3);

6. Определяем потребное количество буровых станков:

где, Q- годовая производительность карьера по полезному ископаемому;

б- плотность горной массы.

Принимаю для бурения скважин 3 буровых станка СБШ-250МН -- 32А.

1.6 Транспорт на карьере

Электровозы

Основными параметрами подвижного состава являются сцепной вес, мощность двигателей и мощность источника автономного питания. Рациональный сцепной вес локомотива в значительной мере определяется транспортными параметрами карьера: руководящим уклоном, глубиной карьера, расстоянием транспортирования. Мощность электродвигателей карьерных электровозов определяется режимом работы. Основными влияющими факторами являются глубина карьера, величина уклона и скорость движения на расчетном уклоне.

Конструктивно подвижной состав различается по числу осей, форме кузова и способу питания двигателей энергией. По способу питания электродвигателей современные карьерные электровозы разделяются на контактные, контактно-аккумуляторные, контактно-дизельные и аккумуляторные.

Контактные электровозы - основной тип карьерных электровозов. Они получают электроэнергию от контактной сети постоянного или переменного тока, благодаря чему мощность контактных электровозов практически не ограничивается мощностью источника энергии. Потому контактные электровозы имеют наибольшую удельную мощность по сравнению с другими типами электровозов. Это позволяет с применением электровозов такого типа реализовать большие скорости движения и большие ускорения при трогании с места.

Контактно-дизельные электровозы со вспомогательной дизельной установкой на постоянных путях работают в электровозном режиме, питаясь от контактной сети, а на не электрифицированных передвижных путях работают, получая энергию от дизель-генераторной установки.

В последнем случае дизель мощностью, равной 25-35% номинальной мощности электровоза, вращает генератор, который питает электроэнергией тяговые двигатели. Применение контактно-дизельных электровозов особенно целесообразно при значительной протяженности внутрикарьерных и отвальных передвижных путей.

Контактно-аккумуляторные электровозы при работе на передвижных путях с легким профилем тяговые двигатели электровоза питаются энергией от аккумуляторной батареи. При движении по стационарным путям тяжелого профиля электровоз получает энергию от контактной сети, вместе с этим емкость батареи, израсходованная при работе на передвижных путях, также восстанавливается при помощи подзарядки.

Электровоз состоит из механической, электрической и пневматической частей. К механическому оборудованию относятся: кузов с опорами, тележки с колесными парами, ударно-тяговые приборы рессорное подвешивание, буксы, зубчатые передачи и подвеска тяговых двигателей. Электрическая часть состоит из тяговых двигателей, пускорегулирующей аппаратуры, токоприемников, аппаратуры защиты. В пневматическую часть входят тормозное и пневматическое оборудование.

Кузов электровоза служит для размещения в нем кабины и всего электрического, пневматического и тормозного оборудования. Электровозная тележка состоит из рамы, колесных пар с буксами, рессорного подвешивания и тормозной системы. Рессорное подвешивание служит для смягчения ударов от колесных пар и равномерного распределения нагрузок между осями. Пневматическая часть электровоза состоит из таких систем: тормозной и управления.

Выемочно-транспортирующие машины.

Выемочно-транспортирующие машины предназначены для разработки и перемещения малосвязанных или хорошо разрыхленных скальных пород. Выемочно-транспортирующие машины состоят из базовых тракторов, тягачей или специальных шасси и навесного, прицепного, полуприцепного рабочего оборудования.

К рабочему оборудованию выемочно-транспортирующих машин относятся: бульдозеры, скреперы, грейдер элеваторы, струги, одноковшовые погрузчики.

К характерным особенностям выемочно-транспортирующих машин относятся:

- разработка и перемещение пород за счет тяговых усилий ходовых механизмов базовых тракторов (тягачей), обеспечивающих также движение самих тяговых машин вместе с рабочими органами;

- разработка пород тонкими горизонтами или наклонными слоями мощностью от нескольких сантиметров до 0,5-1м;

- сравнительно легкая автоматизация машин, так как они имеют простые, последовательно выполняемые операции;

- высокая мобильность машин;

При равной производительности в сравнении с экскаваторами выемочно-транспортирующие машины имеют в 3-10 раз меньшую металлоемкость, в 3-5 раз меньшую стоимость, а также обеспечивают снижение затрат на выполнение работ в 3-4 раза. При использовании нескольких видов выемочно-транспортирующих машин может быть обеспечена комплексная механизация основных: и вспомогательных работ на карьере. Выемочно-транспортирующие машины позволяют успешно обрабатывать сложно структурные месторождения полезных ископаемых, а также осуществлять разработку месторождения со сложными горно-геологическими условиями, вести работы в суровых климатических условиях, интерфицировать горные работы при строительстве и эксплуатации карьеров.

Автомобильный транспорт

Достоинства: гибкость, манёвренность, независимость работы авто самосвалов, радиус разворота до 25 м, подъём и уклон до 100о, на 50 % меньше объёмы наклонных траншей, меньше затраты и сроки введения карьера в эксплуатацию, эффективен при строительстве карьеров, увеличивается темп углубления карьера, может применяться при раздельной выемке горной массы.

Недостатки: высокая стоимость большегрузных автомобилей, большие эксплуатационные расходы, жёсткая зависимость от климатических условий и состояния дорог, загазованность атмосферы, дефицитность топлива, большая себестоимость перевозимого груза.

В зависимости от конструктивного исполнения и условий эксплуатации выемочно-транспортирующие машины могут применятся различные типы ходовых устройств. Ходовые устройства выемочно-транспортирующих машин с навесным рабочим оборудованием определяется ходовыми устройствами базовых тракторов и тягачей. У полуприцепных и прицепных машин ходовые устройства могут быть различными. Гусеничные ходовые устройства благодаря лучшему сцеплению с породами развивают значительно большие тяговые усилия, чем пневмоколесные, а буксование гусеничного хода значительно меньше. Однако гусеничный ход имеет сложную конструкцию, большую массу(в 3-4 раза большую чем пневмоколесный), более высокую стоимость, высокое внутренние сопротивление движению, малый срок службы, низкий КПД и сравнительно низкие скорости движения.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10