Системы разработки месторождения

где – максимальный радиус капания экскаватора, м;

        Рассчитаем ширину рабочей площадки

                                                  м;                                             (24)

где Шв – ширина рабочей площадки на вскрышном уступе, м;

       Х – ширина развала взорванной горной породы, м;

- на вскрышном уступе

м;

- на добычном уступе

м;

 

        Усредним ширину рабочих площадок на вскрышных и добычных уступах и принимаем её в размере 45 м.

 

       4.2 Выемочно-погрузочные работы

       В качестве основного выемочно-погрузочного  оборудования на вскрышных и  добычных работах в данном  проекте принят экскаватор типа  прямая механическая лопата марки  ЭКГ-8И. 

 

      4.2.1 Расчёт производительности экскаватора

      Определим производительность экскаватора  ЭКГ–8И

- сменная  производительность

;                                                (25)

где: Q_см – сменная производительность экскаватора, т/см;

         Е – ёмкость ковша экскаватора, м³;

         t_ц – время цикла экскаватора; с;

         к_н – коэффициент наполнения ковша породой;

         к_р – коэффициент разрыхления породы в ковше;

        Т_см – продолжительность смены;

         к_и – коэффициент использования сменного времени;

        к_з, к_у, к_г – коэффициенты снижения производительности экскаватора, учитывающие параметры забоя, качество управления машиной, условия выемки пород (влажность, глубину открытых горных работ и т.д.).

- среднечасовая  эксплутационная производительность

                                                                            (26)                  

где Qч – среднечасовая производительность, м³/ч.

- суточная  производительность

                                 м³/сут,                                (27)               

где – суточная производительность экскаватора, м³/сут;

       Nсм– число рабочих смен в сутки;

- годовая  производительность

                                  м³/год;                         (28)

где Q_год – годовая производительность экскаватора, м³/год;

       Т_раб – число дней работы экскаватора в течение года.

       Определим требуемое количество  экскаваторов для выполнения  годового объёма работ предприятием  по горной массе: 

                ₍₂₉₎

 

        4.3 Карьерный транспорт

         Исходя из принятой системы разработки транспортированию подлежат вскрышные породы и руда. Породы вскрыши после выемки и погрузки доставляются карьерными автосамосвалами на внешний отвал. Руда из забоя автосамосвалами доставляется на обогатительную фабрику.           

         Определим тип и марку автосамосвала по соотношению объема кузова и ёмкости ковша экскаватора по формуле

 

V_к = (4 ÷ 6)∙Е,                                                               (30)

 

где Е – емкость ковша экскаватора.

 

V_к = 5×8 = 40 м³

        

         Исходя из этого, для транспортирования  пород вскрыши и руды принимаем автосамосвал БелАЗ-7519 грузоподъемностью 110 т и геометрической ёмкостью кузова 41 м³.

         Определим количество ковшей экскаватора, необходимое для погрузки автосамосвала

N_к = V_к/Ек_н,                                                                (31)

 

где V_к – объём кузова автосамосвала, м³;

       Е – ёмкость ковша экскаватора, м³;

       к_н – коэффициент наполнения ковша породой;

 

N_к =41/(8×0,9) = 6 шт.

 

         Определим  массу породы в кузове автосамосвала

 

M_п=V_к к_нγ_п/к_р,                                                             (32)

 

где к_н – коэффициент наполнения кузова автосамосвала;

      γ_п – плотность породы, т/м³;

 

m_п=41×1×2,7/1,35 = 82 т.

 

         Проверим массу погружаемой породы  на грузоподъёмность автосамосвала 

m_п < Ф    

где Ф – грузоподъёмность автосамосвала, т.

82 < 110

 

        Аналогично  выполним проверку грузоподъёмности  для транспорта руды 

 

m_р=41×1×3,5/1,35 = 106  т.

106 < 110

 

         Данный автосамосвал полностью  соответствует необходимым требованиям транспортирования как руды, так и пород вскрыши, т.к наиболее полно используется вместимость кузова, а его грузоподъёмность превышает массу породы при полной загрузке.

         Рассчитаем  время погрузки автосамосвала

 

                                                    ₍₃₃₎

 

где t_ц – время цикла экскаватора, с;

       n_к – количество ковшей экскаватора разгружаемых в кузов автосамосвала, шт.

мин.

 

         Определим время движения автосамосвала  при среднем расстоянии транспортирования  3,5 км по формуле

 

                                                  ₍₃₄₎

 

где L_тр – длинна транспортирования, км;

      υ_гх – скорость гружёного автосамосвала, км/ч;

      υ_хх – скорость холостого хода автосамосвала, км/ч. 

 

мин.

 

      Определим время  рейса автосамосвала по формуле

 

                                                 ₍₃₅₎

 

где t_п t_р t_дв t_м – время соответственно погрузки, разгрузки, движения и маневровых операций, мин.

 

мин.

 

         Определим  число рейсов автомобиля в  смену по формуле

 

                                                ₍₃₆₎

 

где n_р – число рейсов автомобиля в смену;

      Т_см – продолжительность смены, ч;

      k_см – коэффициент использования сменного времени;

      Т_р – время рейса автосамосвала, мин.

 

рейс.

 

         Сменная производительность автосамосвала  составит

 

                                                      ₍₃₇₎

 

где q – грузоподъёмность автосамосвала, т;

      k_q – коэффициент использования грузоподъёмности;

       n_р – число рейсов автомобиля в смену.

 

     – вскрыша 

т.

     – руда 

т.

 

      Определим годовую  производительность автосамосвала  по формуле 

 

                                               ₍₃₈₎

 

где Q_см – сменная производительность автосамосвала, т;

      N_см – число рабочих смен в сутки;

     Т_раб – количество рабочих дней в течение года.

     – вскрыша 

991 тыс. т.

Или при плотности пород вскрыши 2,7 т/м³

991/2,7=367 тыс.м³

     – руда 

1 220 тыс. т.

Или при плотности руды 3,5 т/м³

1 220/3,5=348,6 тыс.м³

 

         Определим необходимое количество  автосамосвалов для выполнения  годового объёма работ по транспортной вскрыше

 

N_ав = П_в / Q_год,                                                             (39)

 

где П_в – годовая производительность карьера вскрыше, тыс.м³;

      Q_год – годовая производительность автосамосвала, тыс.м³.

 

N_ав = 2 400 / 367 ≈7 шт.

 

         Определим необходимое количество  автосамосвалов для выполнения  годового объёма работ по транспортированию  руды 

N_ар = 1 200 / 348,6 ≈ 3 шт.

 

         Определим  инвентарный парк автосамосвалов  по формуле

 

N_иа = 1,3∑N_а,                                                                (40)

где ∑N_а – суммарное количество автосамосвалов необходимых для транспортирования пород вскрыши и полезного ископаемого

N_иа = 1,3×10 ≈ 13 шт.

 

         4.4 Отвалообразование

         В соответствии с принятой  в проекте системой разработки  месторождения породы вскрыши  будут доставляться автомобильным  транспортом и складироваться во внешний бульдозерный отвал. Общий объём вскрышных пород, предполагаемый к складированию в отвал, составляет 68 млн.м³. Отвал планируется отсыпать в два яруса высотой по 60 м с оставлением берм между ними шириной 20 м. Угол откоса отвального яруса составит 35^о, генеральный угол откоса овала 32^о. Доставка пород вскрыши во внешний отвал будет осуществляться карьерными автосамосвалами БелАЗ-7519 грузоподъёмностью 110 т. Разгрузка автосамосвала производится непосредственно на верхнюю часть разгрузочной площадки с последующим складированием пород при помощи бульдозера Т-500 (рис. 5).

Отвал условно  разбиваем на 2 сектора. В первом секторе производится разгрузка  автосамосвалов, во втором - складирование  пород, планировка поверхности отвала, формирование предохранительного породного  вала. Схема движения автосамосвалов по отвалу принимается веерной.

         С целью обеспечения устойчивости  отвала верхняя площадка яруса  устраивается под наклоном 2^о к горизонту для сбора и стока поверхностных вод, которые отводятся за пределы отвала по сточным канавам. 

         Определим площадь поверхности  необходимую для размещения отвала  по формуле

Га;                                                  (41)

где V_в – объём пород складируемых в отвал, м³;

       к_р =1,15÷1,4 – коэффициент разрыхления пород в отвале;

       n₁ =0,4÷0,6 – коэффициент занимания площади вторым ярусом;

       h₁,h₂ – высота соответственно 1-го и второго яруса, м;

Рис. 5. Схема отвалообразования

 

            n₁=0,4÷0,8 – коэффициент заполнения площади вторым ярусом.

 

 8,03 Га.

 

         4.4.1 Расчёт производительности бульдозера

         Работа бульдозера на отвале  заключается в складировании  пород вскрыши, планировке поверхности  отвала, формировании предохранительного  породного вала, устройстве автомобильных  подъездов и дорог.

      Определим время  цикла бульдозера

 

(42) 

где L_н – расстояние набора породы бульдозером, м;

       L_г – расстояние на которое перемещается порода, м;

       υ_н – скорость движения бульдозера при наборе породы, м/с;

       υ_г и υ_п – установленная скорость хода соответственно гружёного и порожнего бульдозера, м/с;

       t_п – время на переключение скорости, с.  

 

с.

 

      Определим объём  призмы волочения перемещаемой  бульдозером

 

                                                        ₍₄₃₎

 

где h_о и l – соответственно высота и длинна отвала бульдозера, м;

      a – угол откоса развала, град. 

 

м³.

 

      Определим сменную  производительность бульдозера  по формуле