Процессы открытых горных работ: буровзрывные работы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Буровзрывные работы

1.1 Выбор вида бурения, модели бурового станка и технологические расчеты процесса бурения скважин

1.2 Выбор взрывчатого вещества

1.3 Технологический расчет взрывных работ

2. Выемочно-погрузочные работы

2.1 Расчет производительности экскаватора

3. Перемещение горной массы

3.1 Основные требования правил безопасности на железнодорожном транспорте

4. Отвальных работы

4.1 Расчет параметров экскаваторного отвалообразования

4.2 Правила безопасности при отвальных работ

Список использованной литературы

1. Буровзрывные работы

Взрывная подготовка горных пород

Исходные данные:

· Разрушаемые горные породы - Крепкие мергели;

· Коэффициент крепости - 8-10;

· Категория трещиноватости - III-IV;

· Объёмная масса пород - 2,6 т/м³;

· Обводнённость породного массива - небольшая;

· Класс взрываемости - III-IV;

· Высота уступа - 14 м;

· Угол откоса уступа - 75°;

· Тип применяемого экскаватора - ЭКГ-8;

· Вид транспорта - автомобильный;

· Годовой объём горных работ - 6,5 млн. м³;

· Число рядов одновременно взрываемых скважин - 4.

1.1 Выбор вида бурения, модели бурового станка и технологические расчёты процесса бурения скважин

Сначала определяем показатель трудности бурения:

МПа;

МПа;

МПа,

где у_сж, у_р, у_сдв - соответственно пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг;

г=2,6 т/м³ - объёмный вес.

Данная порода по трудности бурения относится к II классу - средней буримости (П_б=5,11ч10).

Рассмотрим существующие способы бурения:

· Пневматические бурильные молотки - применяются для бурения шпуров диаметром 32-40 и 52-75 мм в скальных породах.

· Станки шарошечного бурения в последнее время получили наибольшее распространение при бурении скважин с диаметром 160-320 мм и глубиной 35 м. Наиболее перспективны для бурения в породах с показателем трудности бурения от 6 до 15 и крепостью пород от 6 до 18. Достоинства: высокая производительность, непрерывность бурения и возможность его автоматизации.

· Станки шнекового бурения применяют для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125-160 мм и глубиной до 25 м в мягких породах с показателем бурения до 5.

· Станки с погружными пневмоударниками применяются для бурения скважин диаметром 100-200 мм и глубиной до 30 м при разработке пород с показателем бурения от 5 до 20 и крепостью от 10 до 20. При производственной мощности до 4 млн. мі/год.

· Термическое (огневое) бурение используется при бурении скважин диаметром 250-360 мм и глубиной до 22 м главным образом в весьма и исключительно труднобуримых породах. Успешно применяется в породах с показателем бурения от 10 до 15.

· Станки вибрационного бурения находятся пока на стадии испытаний; их достоинства - относит небольшая масса, простой буровой инструмент и высокая производительность.

Исходя из вышеперечисленных способов бурения, выбираем бурение с шарошечными долотами.

Буровой станок выбираем СБШ-250МН, диаметр скважины равно d_с=0,25 м.

Техническая характеристика станка СБШ-250МН:

§ Диаметр скважины - 250 мм;

§ Глубина бурения - 32 м;

§ Угол бурения к горизонту - 60°, 75°, 90°;

§ Установленная мощность электродвигателей - 400 кВт;

§ Частота вращения долота - 0,2-2,5 с^-1;

§ Максимальное осевое усилие подачи на забой - 300 кН;

§ Скорость подачи/подъёма бурового снаряда - 0,017/0,12 м/с;

§ Скорость передвижения - 0,737 км/ч;

§ Расход воздуха на очистку скважин - 25 м³/мин;

§ Масса станка - 71,5 т.

Требуемое осевое усилие на долото диаметром D=250 мм для разрушения породы крепостью ѓ=8:

кН,

где k=15ч17 большие значения для более крупных долот.

Глубина внедрения зуба шарошки с углом заострения зуба б=90°:

мм,

где м₁=0,25ч1,0 - коэффициент трения металла шарошки о породу;

k_з=1ч1,3 - коэффициент затупления зуба (большее значение для пород более высоких крепости и абразивности).

Формула для определения сменной производительности:

м/смену,

где k_и.см.=0,8 - коэффициент использования сменного времени;

Т_см=8 ч - продолжительность смены;

ч

- продолжительность основных операций, приходящаяся на 1 м скважины;

v_т=14 м/ч - техническая скорость бурения, которая принимается 14-15 м/ч при П_б=8-10 (Таблица 2.5 из учебника П. И. Томакова «Технология, механизация и организация ОГР»);

Т_в=0,05 ч - продолжительность вспомогательных операций, приходящаяся на 1 м скважины, в расчётах для СБШ - 0,033-0,083 ч;

Формула для определения годовой производительности:

м/год,

где n_см=75 и N_мес=12 - соответственно среднее число рабочих смен в календарном месяце и число рабочих месяцев в году.

Рабочий парк буровых станков:

где V_год=6500000 т - годовой объём горных работ;

q_г.м=37,8 м³ - выход взорванной горной массы с 1 м скважины

1.2 Выбор взрывчатого вещества

Для пород повышенной крепости, а так же коэффициентом крепости ѓ<8 в обводненных скважинах в основном используют такие ВВ как: Ифзанит; карбатол 15Т; гранулотол; алюмотол; граммонит 30/70. Из списка выбираем Грамонит 30/70

Породы
Условия размещения зарядов ВВ	весьма труднобуримые и исключительно труднобуримые П6 = 16 - 25	средней буримости и труднобуримые Пб = 6-15	легкобуримые Пб<6
Сухие скважины и котлы " или сухая часть обводненных скважин	Ифзаниты карбатол ГЛ-10В; граммонит 79/21; гранулит АС-8	Ифзаниты карбатол 15Т; граммонит 79/21; гранулиты АС-8, АС-4	Гранулит АС-4, М; игданит: граммонит 79/21; карбатол 15Т
Обводненная часть скважин с непроточной водой	Алюмотол; гранулотол; карбатол ГЛ-10В; граммонит 30/70	Ифзанит; карбатол 15Т; гранулотол; алюмотол; граммонит 30/70	Граммонит 30/70; карбатол 15Т; гранулотол
Обводненная	Алюмотол;	Алюмотол; гра-	Гранулотол
часть скважин с проточной водой	гранулотол	нулотол
Камеры сухие и осушенные	Гранулит АС-8; гранулит М; игданит	Гранулит АС-4; игданит	Гранулит АС-4, М; игданит
Шпуры в сухих забоях Шпуры в обводненных забоях	Гранулит АС-8 Аммонал; детонит М; аммонит № 6ЖВ (патронированный)	Гранулит АС-4; игданит; аммонал; детонит М; аммонит № 6ЖВ (патронированный)	Игданит; гранулит АС-4; аммонит № 6ЖВ (патронированный)

Удельный расход ВВ является основным показателем, от которого зависят как качество дробления горных пород, так и стоимость буровзрывных работ. Значение удельного расхода зависит от факторов, главными из которых являются: свойства горных пород, тип применяемого ВВ и условия взрывания. Удельный расход обычно определяется по формулам приводимых в специальной температуре и уточняется по результатам проведения опытно-промышленных взрывов.

1.3 Технологический расчет взрывных работ

Для каждой породы по категории трещиноватости и коэффициента крепости устанавливают расчетный расход ВВ (кг/м³) при диаметре зарядов 300 мм.

q_p = (q_э Че Ч К_d Ч )/2,6 кг/м³;

где:- q_э - эталонный расход граммонита при кондиционном размере кусков и равен 1,2 кг/м³;

- - плотность породы;

- е - коэффициент работоспособности ВВ для граммонита 30/70 (е =1).

- К_d - коэффициент, учитывающий степень дробления

К_d =0,4 =0,4 =0,8 м.

Е-ёмкость ковша (ЭКГ-8);

V- плотность породы (V=2,6 т/м³)

q_p = (1.2 Ч1 Ч 0,8 Ч 2,6)/2,6 = 0,96 кг/м³;

Глубина скважины

L_c = Н_у + L_n=14+6=20 м,

где Н_у - высота уступа - 14 м;

L_n - длина перебура

Длина перебура

L_n = (10ч15)Чdc = 14Ч0,25 = 6 м.

dc - диаметр скважины 250 мм

Средний размер куска выбираем исходя из вместимости ковша экскаватора. По исходным данным задан экскаватор ЭКГ-8 с емкостью ковша 8 мі:

м.

Линия сопротивления по подошве уступа

W=0,9

Вместимость ВВ в 1 м скважины

Р=7,85Ч Ч?,

где

? - плотность ВВ в скважине (?=0,9 г/см³)

Р=7,85Ч0,25 ²Ч0,9=44 кг/м³

где: d_c - диаметр скважины составляет 250 мм, а - плотность ВВ - 0.9 кг/м³.

W=0,9=6 м

Минимальное значение линии сопротивления по подошве уступа, удовлетворяющее безопасное обуривание уступа

По условию безопасного ведения работ проверяем:

, м

где б=75° - угол откоса уступа;

Н=14 м - высота уступа;

с=3,0 м - минимально допустимое расстояние от оси скважин до верхней бровки уступа;

м

Расстояние между скважинами и рядами.

Расстояние между рядами b = w, т.е. b = 6 м.

Расстояние между скважинами

a = m Ч W = 1 Ч 6 = 6 м.

где m - коэффициент сближения (1 1,25).

Масса заряда определяется по формуле:

Q_з = q_p Ч H ЧW² = 0,96 Ч 14 Ч 6² = 484 кг.

Длина заряда определяется по формуле:

L_з = Q_з / Р = 484/44 = 11 м.

Длина забойки

L_заб = L_с - L_з = 20 - 11 = 9 м.

Выход взорванной горной массы с 1 погонного метра скважины.

м³,

где n_р=4 - с число рядов скважин.

Схема коммутации заряда

Выбираем диагональную так как они хорошо зарекомендовали в трудно - и весьмо трудно взрываемых породах

Инициирование взрывной сети

Осуществляется электродетонатором или капсюлем-детонатором. Взрывание зарядов электродетонаторами (электровзрывание) возможно при наличии источников тока, проводов и контрольно-измерительной аппаратуры. До начала монтажа электровзрывной сети все электроустановки, кабели и провода в пределах опасной зоны обеспечиваются. Многорядное короткозамедленное взрывание при массовых взрывах ограничено также количеством ступеней замедлений электродетонаторов.

Применяется при взрывах на выброс и отбойке пород, где не требуется большого числа замедлений. Перечисленные способы взрывания допускается применять на открытых и подземных работах для организаций, ведущих взрывные работы. Выбор их зависит от условий производства работ и поставленных задач, которые необходимо решить с помощью взрыва.

Выбор промежуточного детонатора.

Промежуточные детонаторы применяются для инициирования ВВ, обладающих пониженной чувствительностью - Т-400Г

Т-400 тротиловые прессованные цилиндрической формы с центральным сквозным отверстием, тротиловая шашка весом 400 г, скоростью детонации 6,8 км/с и плотностью 1,52г/см3. Имеет осевое отверстие под детонирующий шнур.

Выбор электродетонатора.

Электродетонатор мгновенного действия -- соединение КД с электровоспламенителем в одной гильзе, служащее для инициирования заряда ВВ. Принцип действия ЭД мгновенного действия; при прохождении электрического тока мостик накаливания электровоспламенителя мгновенно нагревается, вызывает вспышку зажигательного состава, от которого мгновенно загорается воспламенительный состав. Луч пламени воспламенительной головки вызывает взрыв ЭД. ЭД изготовляются мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия. В ЭД применяют безгазовые зажигательные, воспламенительные и замедляющие составы, Электровоспламенитель соединяется с КД при помощи мастики или обжима гильзы по пластикатовой пробочке, а в ряде конструкций резьбовым ниппелем и крышкой. Гильзы ЭД изготовляются из тех же материалов, что и гильзы КД. бурение взрывной отвальный железнодорожный

Детонаторные провода изготовляются с медной или стальной жилой в полиэтиленовой или полихлорвиниловой изоляцией.

Безопасный ток для всех марок ЭД равен 0,18 А. ЭД водонепроницаемы и выдерживают давление водяного столба высотой более 1 м.

Промышленность выпускает ЭД мгновенного действия ЭД-8П (предохранительный), ЭД-8-ПМ, повышенной инициирующей способности предохранительного типа, ЭДБ -- не содержит инициирующих ВВ, менее чувствителен к механическим и температурным воздействиям, ЭД-8-ЗПС -- для взрывания в сухих местах. ЭД-8-Э и ЭД-8-Ж выпускаются партиями не более 50000 шт., ЭДП, ЭДП-р и ЭДС -- не более 15000 шт.

Для эффективности поджога ДШ выбираем 2 электродетонатора мгновенного действия ЭД-8-ПМ.

Выбор ДШ и пиротехнического замедлителя.

Детонирующий шнур (ДШ) состоит из оболочки и сердцевины. Сердцевиной служит слабо спрессованное бризантное ВВ или смесь бризантного ВВ с инициирующим, навеска которого составляет 12-- 13 г на 1 м шнура. Через сердцевину пропущены две направляющие хлопчатобумажные нити, которые способствуют распределению ВВ при изготовлении шнура. Оболочка состоит из трех слоен льняных или хлопчатобумажных нитей. Средняя и наружная оплетка покрыты изолирующим составом и лаком, которые предохраняют сердцевину от влаги и механических повреждений.

Наружная белая оболочка детонирующего шнура марки ДШ-А имеет спиральные красные нити, а водоустойчивый шнур марки ДШ-В покрыт красной полихлорвиниловой оболочкой. Шнуры имеют диаметр 5 -- 6 мм и выпускаются отрезками длиной 50м, свернутыми в бухты. Бухты заворачивают и бумагу, упаковывают в ящики и в таком виде отправляют потребителям. В горной промышленности наиболее широкое распространение получили шнуры, сердцевина которых изготовлена из тэна. Такие ДШ сравнительно безопасны: к удару они почти не чувствительны, от огня не взрываются.

Выбираем марку ДШ-А

Пиротехнические замедлители ДШ применяются для создания необходимых замедлений между взрывами зарядов.

Конструкция замедлителя КЗДШ-69 предусматривает 10 ступеней замедлений - 10, 20, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175 и 200 мс.

Замедлитель состоит из жёсткой бумажной трубки, в которую помещён КД в металлической гильзе с пиротехническим замедлителем. С обоих концов трубки закреплены отрезки ДШ, один касается донышка КД, другой расположен на расстоянии 100 мм от среза гильзы детонатора. Замедлитель КЗДШ-69 включают в разрыв сети ДШ. При взрыве первым детонирует входящий (длинный) отрезок шнура. Пламя взрыва шнура воспламеняет замедлитель, огонь которого спустя заданный интервал времени инициирует КД, а взрыв последнего инициирует примыкающий к нему (короткий) отрезок ДШ, выходящий из трубки.

При замедлениях, отличных от номиналов, допускается последовательное включение нескольких КЗДШ между зарядами ВВ.

Замедлитель КЗДШ-69 передает детонацию только в одном направлении. Это требует повышенного внимания при монтаже сети, чтобы направление стрелки на трубке КЗДШ всегда совпадало с направлением детонации в сети.

Lc - длина скважины, l_BB - длина ВВ, lз - длина забойки,

Hy - высота уступа, Lп - длина перебура,

С - безопасное расстояние от бровки уступа до оси скважины,

бу - угол откоса уступа, l л.н.с. - длина линии сопротивления расстояние от центра заряда до открытой поверхности,

a - расстояние между скважинами, b - расстояние между рядами скважин.

W - Линия сопротивления по подошве

1 - боевики, 2 - взрывчатое вещество Граммонит 30/70,

3 - забойка, 4 - детонирующий шнур.

Диагональная схема инициирования

Паспорт буровзрывных работ

№	наименование	Единица измерения	Значение
1	Коэффициент крепости горных пород		8-10
2	Высота уступа	м	14
3	Тип бурового станка		СБШ250-МН
4	Диаметр скважины	м	0.25
5	Применяемые ВВ		Граммонит 30/70
6	Удельный расход ВВ	кг/м3	0,96
7	Линия сопротивления по подошве	м	6
8	Величина перебура скважины	м	6
9	Длина скважины	м	20
10	Вес заряда скважины	кг	484
11	Высота заряда	м	11
12	Длина забойки	м	9
13	Вместимость 1м скважины	кг/м	44
14	Количество рядов скважин	шт.	4
15	Схема короткозамедленного взрывания зарядов ВВ		Порядные схемы
16	Интервал времени замедления	мс	35
17	Выход горной массы с 1 м скважины	м3/м	37,8
18	Размер кондиционного куска или его средний диаметр	м	0,4
19	Сменная производительность бурового станка	м/см	61,5

2. Выемочно-погрузочные работы

Исходные данные:

· Характеристика разрабатываемых пород - трещиноватые с проточной

· Способ подготовки горной массы - буровзрывной

· Средний размер куска, м - по расчету

· Вид транспорта - ж/д

· Грузоподъёмность думпкара или автосамосвала, т - думпкар ВС 145

· Схема подачи транспортных средств сквозная

· Годовой объём вскрышных работ, млн. м³ - 20

· Число рабочих дней в году - 300

Показатели	ЭКГ -20
Емкость ковша м3 Длина стрелы, м Длина рукояти, м Угол наклона стрелы, град Радиус черпания на уровне стояния, м Наибольший радиус черпания, м Наибольший радиус разгрузки, м Наибольшая высота черпания, м Наибольшая высота разгрузки, м Радиус вращения кузова, м Ширина хода, м Преодолеваемый подъем, град Техническая продолжительность цикла, сек	20 17 12,6 45 14.2 23.4 20.9 17 18.2 10 9.6 12 28

2.1 Расчет производительности экскаватора

Техническая производительность

Q _тех = 3600*Е К_н / t_ц К_р= 3600*20*0.65/28*1,5 = 2507 м³/ч

где E -- вместимость или емкость ковша экскаватора, м ;

К_н -- коэффициент наполнения ковша экскаватора;

К_р- коэффициент разрыхления горной массы в ковше экскаватора;

К_э -- коэффициент экскавации пород (К_э = К_н/К_р);

t_ц -- продолжительность рабочего цикла в конкретных условиях, с;

Коэффициент наполнения ковша механической лопаты при экскавации различных пород может иметь следующие значения:

Легкие влажные пески, суглинки 1,1-1,0

Песчано-глинистыс породы средней плотности 0,8-0,6

Плотные песчано-глинистые породы с галькой и валунами 0,7-0,6 Удовлетворительно взорванные скальные породы 0,75-0,6

Плохо взорванные скальные породы 0,6-0,4

Коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора принимается равным: для мягких пород К_р=1,2ч1,4; для скальных К_р=1,4ч1,6.

Сменная производительность экскаватора (м³) определяется по формуле

Q_.см. = П_э.техн. Ч Т_см. Ч к_и.э.

где Т_см. - продолжительность смены, ч.

К_и.э. - коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа применяемого оборудования в сменных технологических процессах, организации производства и других факторов.

К_и.э. = (0,5ч0,65) тогда

Q_.см. = 2507 Ч8Ч0,65 = 13036 м³/см

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора (м³) определяется по формуле

Q_.г. = П_э.см.ЧN_дЧ n_см

N_д - число рабочих дней в году (300 дней)

n_см - число рабочих смен в сутки (n_см =2)

Q_.г. = 13036Ч300Ч2 = 7821600 м³/год.

Число машин для выполнения заданного объёма вскрышных работ

n_м = V_в/ П_э.г. = 20000000/7821600 = 3 шт.

Для выполнения данного объёма вскрышных работ потребуется 3 экскаваторов и 1 экскаватор для инверторного парка.

H - высота уступа, м, А - ширина заходки по целику, м

Расстояние от оси железнодорожного пути, м

С₁ - до полосы электроснабжения, С₂ - до нижней бровки уступа

Ширине полосы для размещения, м, П_э - устройств электроснабжения

П - дополнительного оборудования, Ш - минимальная ширина рабочей площадки С - предохранительная берма

Расстояние от оси хода экскаватора до нижней бровки заходки, м а₁ - внутренней, а₂ - внешней

3. Перемещение горной массы

Исходные данные:

· Вид транспортируемого груза - железная руда

· Глубина карьера - 300 м;

· Параметры карьера (по верху) - 3,5Ч1.5 км;

· Погрузочное оборудование - ЭКГ-20;

· Годовой грузооборот карьера - 30,0 млн. м³;

· Место расположения отвалов или ОФ - внешнее;

· Расстояние транспортирования - 10,5 км;

· Протяжённость дороги или железнодорожного пути в рабочей зоне карьера - 8 км;

· Объёмная масса породы или ПИ - 3,4-3,6 т/м³;

На карьерах для перемещения горной массы и хозяйственно-технических грузов используются различные виды карьерного транспорта, из которых основными являются ж/д, автомобильный и конвейерный.

Железнодорожный транспорт целесообразно применять на карьерах с большим годовым грузооборотом (25 млн. т и более) при значительной длине транспортирования (4 км и более).

Автомобильный транспорт применятся главным образом на карьерах с небольшим годовым грузооборотом (15-20 млн. т) при расстоянии транспортирования до 4-5 км.

Конвейерный транспорт (ленточный конвейер) применяется на карьерах для перемещения горной массы в рыхлом раздробленном (размер кусков до 400 мм) состоянии. Его целесообразно применять на карьерах с мягкими породами при годовом грузообороте 2 млн. т и более

Учитывая заданные горно-геологические условия, расстояние транспортировки, годовой грузооборот и выемочный тип оборудования выбираем Ж\Д транспортировку горной массы.

Техническая характеристика думпкаров

Показатели
Грузоподъемность,т	145
Объем кузова, м3	68
Тара вагона, т	78
Число осей	8
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН	273
Габариты, мм:
Длина по осям автосцепок	17630
Ширина	3500
Высота	3635
Способ разгрузки	двусторонняя

Степень использования грузоподъемности вагона его вместимости зависит от плотности перевозимой породы. Масса (т) перевозимой породы в вагоне определяется по формуле:

т

где Е_в =68- вместимость вагона, м³; г_н- плотность насыпной породы в вагоне, т/м³; k_заг- коэффициент загрузки вагона.

г_ц=3,1 - плотность породы в целике, т/м³; k_р=1,45 коэффициент разрыхления породы в вагоне

гдe q_в- грузоподъемность, т.

Коэффициент тары вагона

где q _т- масса вагона т.

Техническая характеристика экскаватора ЭКГ-20

Показатели	ЭКГ -20
Емкость ковша м3 Длина стрелы, м Длина рукояти, м Угол наклона стрелы, град Радиус черпания на уровне стояния, м Наибольший радиус черпания, м Наибольший радиус разгрузки, м Наибольшая высота черпания, м Наибольшая высота разгрузки, м Радиус вращения кузова, м Ширина хода, м Преодолеваемый подъем, град Техническая продолжительность цикла, сек	20 17 12,6 45 14.2 23.4 20.9 17 18.2 10 9.6 12 28

Техническая производительность

Q _тех = 3600*Е К_н / t_ц К_р= 3600*20*0.65/28*1,5 = 2507 м³/ч

где E -- вместимость или емкость ковша экскаватора, м ;

К_н -- коэффициент наполнения ковша экскаватора;

К_р- коэффициент разрыхления горной массы в ковше экскаватора;

К_э -- коэффициент экскавации пород (К_э = К_н/К_р);

t_ц -- продолжительность рабочего цикла в конкретных условиях, с;

Коэффициент наполнения ковша механической лопаты при экскавации различных пород может иметь следующие значения:

Легкие влажные пески, суглинки 1,1-1,0

Песчано-глинистыс породы средней плотности 0,8-0,6

Плотные песчано-глинистые породы с галькой и валунами 0,7-0,6 Удовлетворительно взорванные скальные породы 0,75-0,6

Плохо взорванные скальные породы 0,6-0,4

Коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора принимается равным: для мягких пород К_р=1,2ч1,4; для скальных К_р=1,4ч1,6.

В качестве локомотивов на карьерах применяется электровозы, тепловозы и тяговые агрегаты. Достоинствами электровозов являются относительно высокий КПД, равный 14-16%, высокая производительность движения на руководящем подъеме, способность преодоления подъемов до 40‰, постоянная готовность к работе, простое обслуживание и надежная работа в суровых климатических условиях. Недостатками электровозов являются зависимость от источника энергии и значительные первоначальные затраты на строительство контактной сети и тяговой подстанции. Для нашего случая выбираем электровоз 21Е.

Техническая характеристика:

Параметры
Сцепной вес, кН	1500
Осевая формула	2 о +2 о +2 о
Напряжение сети	1500
Мощность (при часовом сети) кВт	1510
Тяговое усилие (при часовом режиме), кН	198
Скорость движения км/ч	28
Нагрузка на ось, кН	250
Минимальный радиус кривой, м	60
Высота (с опущенным пантографом), мм	4800

Сцепным весом локомотива называется часть его веса, приходящаяся на движущие оси. У электровозов и тепловозов обычно все оси движущие (оси, на которые передается вращающий момент от двигателя), т.е. Р_сц =Р_п=1500. Сцепной вес локомотива является важнейшей характеристикой, так как она создает силу сцепления между колесами движущих осей и рельсами и обеспечивает преобразование усилия на ободе движущих колес в силу тяги, необходимую для движения поезда.

Где k_сц = 0.18-0,34 - коэффициент сцепления движущих колес с рельсами.

Основное удельное сопротивление w_о различно для локомотивов и вагонов. В приближенных же расчетах можно принимать w _о =20-30 Н/т

Определяем число вагонов в локомотивосоставе:

где Q_л =150 - вес локомотива; q_т=78т - масса вагона; i_р=30‰ - руководящий уклон.

Находим полезную массу поезда по формуле:

т

Определяем продолжительность погрузки состава :

ч

Находим значение t_д.п, для железнодорожной дороги протяженностью

L _в= 8,5 км и скоростью движения Vст=28 км/ч:

ч

t _раз= t _р.в /60=0,1ч

t _р.в. = 3-5мин -продолжительность разгрузки вагона;

t _ож=5-10мин.

Среднетехническая скорость движения локомотивосостава:

;

где V_гр иV_пор - соответственно скорость движения локомотивосостава в грузовом и порожняковом состоянии;

- коэффициент использования пробега.

Находим продолжитетльность рейса состава:

ч

Техническая производительность локомотивосостава:

м³/ч

где L_тр - дальность транспортировки.

Часовая пропускная способность ограничивающего перегона (при двухпутной линии =0,02 ч):

поездов/ч;

где - время на связь между раздельными пунктами.

Расчетная пропускная способность:

поездов/ч;

где f - коэффициент резерва пропускной способности.

Провозная способность:

м³/ч;

Число рабочих локомотивосоставов для выполнения заданного грузооборота:

3.1 Основные требования правил безопасности на железнодорожном транспорте

Основной безопасностью работ железнодорожного транспорта на карьерах являются исправность подвижного состава, средств связи, управление движением и соблюдение должностных инструкций обслуживающим персоналом. Все сооружения и устройства железнодорожного транспорта должны находиться в полной исправности.

Безопасное движение поездов обеспечивается только при соблюдении правил укладки железнодорожного пути в плане и профиле в соответствии с Правилами технической эксплуатации. Отклонение от номинальной ширины колеи не должны превышать предусмотренных допусков. Особое внимание необходимо уделять содержанию стрелочных переводов в исправном состоянии и чистоте. В местах пересечения железнодорожных путей с автодорогами устраиваются охраняемые и неохраняемые переезды. Охраняемые переезды имеют шлагбаум и, как правило, централизованное управление. В темное время суток, а также во время туманов, снегопадов и метелей переезды должны освещаться.

Работающие на карьере люди должны строго соблюдать установленные правила перемещения. Ходить разрешается только по междупутью или обочине.

Место ремонтных работ на рабочем участке железнодорожного пути должно быть ограждено специальными сигналами, видимыми издалека.

4. Технология отвальных работ

Исходные данные:

· Рельеф поверхности карьерного поля - равнинный;

· Форма залежи и залежи и угол наклона к горизонту, град ---

· Характер разрабатываемых пород - ----

· Глубина карьера - ----

· Общий объём вскрышных пород - 45 млн. м³;

· Вид применяемого транспорта - экскаваторный;

· Общая высота отвала - 90 м.

Отвал вскрышных работ имеет форму неправильной усеченной пирамиды. Он характеризуется следующими параметрами: высотой и числом уступов (ярусов), угла откосов уступа, результирующим углом отвала, принятой способностью, длиной и способом перемещения отвального фронта работ, размерами в плане и др.

Укладка породы экскаватором в отвал производится в трех направлениях: вперед по ходу в нижний подуступ, в сторону развития отвала под откос нижнего подуступа и назад в верхний подуступ.

Рациональная высота отвального уступа меняется в широких пределах и зависит в основном от физико-технических характеристик складируемых пород, и составляет в равнине 15-30 м и более, а в гористой местности 70 м и более. Высота верхнего подуступа зависит от высоты разгрузки экскаватора и составляет 4-6, 6-8, 7-9 м соответственно для экскаваторов ЭКГ-5, ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5. ЭКГ-20,… Шаг переукладки отвальных путей зависит от линейных параметров экскаватора и определяется по формуле:

А_о = (R_ч+R_р)к_п,

где R_ч, R_р - соответственно радиусы черпания и разгрузки экскаватора, м

к_п = 0,85ч0,9 - коэффициент, учитывающий использование линейных параметров экскаватора.

Выбираем экскаватор ЭКГ-20

R_ч = 23,4 м

R_р = 20,9 м

Тогда А_о = (23.4+20.9)*0,9 = 40 м.

Необходимая площадь (м²) под отвал определяется по формуле:

S_о = V_о k_р.о./ ( Н_оk_о)

где V_о - объём вскрыши, подлежащий размещению в отвале (V_о = 45 млн.м³)

k_р.о. - коэффициент, учитывающий использование площади отвала (при одном уступе k_р.о.= 0,8ч0,9, при двух уступах k_р.о.= 0,6ч0,7).

S_о = 45Ч10⁶Ч0.9/90Ч0,7=6428571429 м³

4.1 Расчет параметров экскаваторного отвалообразования

Техническая производительность

Q _тех = 3600*Е К_н / t_ц К_р= 3600*20*0.65/28*1,5 = 2507 м³/ч

где E -- вместимость или емкость ковша экскаватора, м ;

К_н -- коэффициент наполнения ковша экскаватора;

К_р- коэффициент разрыхления горной массы в ковше экскаватора;

К_э -- коэффициент экскавации пород (К_э = К_н/К_р);

t_ц -- продолжительность рабочего цикла в конкретных условиях, с;

Коэффициент наполнения ковша механической лопаты при экскавации различных пород может иметь следующие значения:

Легкие влажные пески, суглинки 1,1-1,0

Песчано-глинистыс породы средней плотности 0,8-0,6

Плотные песчано-глинистые породы с галькой и валунами 0,7-0,6 Удовлетворительно взорванные скальные породы 0,75-0,6

Плохо взорванные скальные породы 0,6-0,4

Коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора принимается равным: для мягких пород К_р=1,2ч1,4; для скальных К_р=1,4ч1,6.

Сменная производительность экскаватора (м³) определяется по формуле

Q_.см. = П_э.техн. Ч Т_см. Ч к_и.э.

где Т_см. - продолжительность смены, ч.

К_и.э. - коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа применяемого оборудования в сменных технологических процессах, организации производства и других факторов.

К_и.э. = (0,5ч0,65) тогда

Q_.см. = 2507 Ч8Ч0,65 = 13036 м³/см

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора (м³) определяется по формуле

Q_.г. = П_э.см.ЧN_дЧ n_см

N_д - число рабочих дней в году (300 дней)

n_см - число рабочих смен в сутки (n_см =2)

Q_.г. = 13036Ч300Ч2 = 7821600 м³/год.

Число машин для выполнения заданного объёма вскрышных работ

n_м = V_в/ П_э.г. = 45000000/7821600 = 5 шт.

Для выполнения данного объёма вскрышных работ потребуется 5 экскаваторов и 1 экскаватор для инверторного парка.

4.2 Правила безопасности при отвальных работ

Безопасность производства отвальных работ в значительной степени зависит от устойчивости откоса отвальных уступов. Поэтому высота отвального уступа, при которой обеспечивается необходимая устойчивость его откоса, должна устанавливаться индивидуально для каждого карьера и различных типов вскрышных пород и способов механизации отвальных работ. Увеличивать проектную высоту отвального уступа без достаточного обоснования не разрешается.

Сущность влияния на устойчивость отвалов оказывает порядок отсыпки пород. В основании отвала необходимо укладывать наиболее устойчивые и легко дренируемые породы (скальные). При отсутствии таких пород в основание отвалов следует укладывать перфорированные керамические и металлические трубы, и обкладывать их ветками, а затем слоем скальных пород.

Во избежание скопления воды на поверхности отвалов ей следует придавать форму, обеспечивающую хороший сток воды с целью предотвращения образования оползней.

Требования правил безопасности при обращении с электрооборудованием, горными и транспортными машинами на отвалах те же, что и на карьере.

Запрещается спускаться и подниматься по откосам отвальных уступов, а также вблизи их основания. При приемке локомотивосоставов на отвал необходимо находиться со стороны борта думпкара, противоположного откоса отвала в момент разгрузки быть на расстоянии от него не ближе 5 м. Разгрузку думпкаров разрешается начинать только после полной остановки локомотивосостава. При этом необходимо убедиться, что под откосом отвала нет людей и оборудования. Пыльную и горелую породу, негабаритные куски разрешается разгружать вне пределов забоя экскаватора. В ночное время разгружать автосамосвалы и локомотивосоставы, а также очищать думпкары разрешается только при достаточной освещенности рабочего места и в присутствии лиц технадзора. Перед отправлением локомотивосостава из отвального пункта необходимо его осмотреть, убедиться в исправности пути в районе разгрузки и безопасности находящихся поблизости людей. При заднем ходе автосамосвала к бровке отвала необходимо применять ограничители движения.

Использованная литература

1. Ржевский В. В. Открытые горные работы: Учебник для вузов. Ч.1 М.: Недра, 1985.

2. Справочник «Открытые горные работы». М.: Горное бюро, 1994.

3. Томаков П. И., Наумов К. И. Технология, механизация и организация открытых горных работ: Учебник для вузов. М.: Изд. Моск. горного института, 1992.

4. Анистратов Ю. И. Технология открытых горных работ. Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 1984.

5. Подэрни Р. Ю. Горные машины и комплексы для открытых горных работ. Учебник для вузов. Том 1, 2. М.: МГГУ, 1999.

6. Симкин Б. А. Технология и процессы открытых горных работ. М.: Недра, 1970.

7. Хохряков В. С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1990.

8. Механизация вспомогательных и ремонтных процессов на карьерах / Под. ред. Ф. П. Малашенко, А. Т. Калашникова, Е. Т. Зябрева и др. М.: Недра 1984.

9. Механизация вспомогательных работ на карьерах / Под. ред. А. Г. Печеркина, Л. Ф. Русяева, Ю. А. Пиленкова и др. М.: Недра 1967.

10. Единые правила безопасности при разработке МПИ открытым способом. М.: НПО ОБТ, 1992.

Размещено на Allbest.ru