Уральская ГосударственнаяГорно-Геологическая Академия
Кафедра инженерной экологии
РАСЧЕТПАРАМЕТРОВ ГОРНЫХ РАБОТ В КАРЬЕРЕ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Пояснительнаязаписка
Руководитель проекта
доцент канд. техн. наук
_____________ А. П. Тюлькин
" " мая 2001 г.
Студент гр. ИЗС — 99
_____________ Г. А. Студенок
" " мая 2001 г.
Екатеринбург 2001
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект по дисциплине “Основы горного дела”
на тему “Расчет параметров горных работ в карьере”
Студент
Студенок Г. А.
Группа
ИЗС — 99
Вариант
18
Дата выдачи 16.03.01
I. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Характеристика горных пород:
Крепость, f
9
Плотность, gп , т/м3
1,9
Категория трещиноватости массива
II
Класс взрываемости
II
Показатель буримости, Пб
10
Обводненность
необводненные
2. Годовой объем работ по карьеру, Ак, тыс.м3
19 500
3. Параметры рабочей зоны:
Число рабочих уступов, пр
3
Число нерабочих уступов, пн
2
Высота уступа, hу , м
12
Устойчивый угол откоса уступа, a, град.
68
Средняя длина фронта работ на уступе, Lу, м
1900
4. Транспорт:
вид технологического транспорта
ж.д.
Общая длина транспортирования, Lо , м
6500
Средняя скорость движения, Vср , км/ч
22
5. Данные для расчета безопасных расстояний при ведении взрывных работ:
Группа пород по классификации СНиП
(задается коэффициентом kг)
1,0
Расположение объектов относительно
Границ карьера, м:
- жилой поселок
500
- здания и сооружения
производственного назначения
300
II.СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
1. При выполнении курсового проекта руководствоваться“Методическими указаниями по выполнению курсового проекта …” — УГГГА, 1993(получить на кафедре ИЭ).
2. Дополнительно к “Методическимуказаниям …” выполнить расчеты по определению безопасных расстояний при ведениивзрывных работ:
-
-
-
По результатамрасчета опасных зон обосновать рекомендуемые параметры БВР (общую массу ВВодного массового взрыва, число скважин в группе и число групп на взрывномблоке, интервал замедления). Результаты расчета отобразить графически впояснительной записке.
3. Курсовой проект состоит израсчетно-пояснительной записки и графического приложения в форме чертежаформата А1. Проект должен полностью соответствовать исходным данным, изменениепоследних допускается только по согласованию с руководителем.
Руководителькурсового проекта А.П.Тюлькин
Содержаниепроекта
TOC o «1-3» 1.Выбормеханизации процессов… PAGEREF_Toc515104243 h 4
2.Режим работы карьера… PAGEREF_Toc515104244 h 5
3.Технологические расчеты буровых работ… PAGEREF_Toc515104245 h 6
4.Технологические расчеты взрывных работ.… PAGEREF_Toc515104246 h 7
5. Технологические расчеты выемочно — погрузочныхработ… PAGEREF _Toc515104247h 10
6.Эксплуатационные расчёты транспорта… PAGEREF_Toc515104248 h 12
7.Организация работ на уступах… PAGEREF_Toc515104249 h 15
8.Расчет безопасных расстояний.… PAGEREF_Toc515104250 h 16
ПРИЛОЖЕНИЕ. Показатели проекта… PAGEREF _Toc515104252 h
Список использованной литературы:… PAGEREF_Toc515104253 h 18
1.Выбор механизации процессов
Выбор способа бурения и типавыемочно-погрузочного оборудования производится на основе рациональных условийприменения разных видов механизации (производился по соответствующимприложениям).
При крепости f = 9, годовомобъёме бурения Aк= 19,5 млн.м3/год и показателе побуримости Пб = 10 (средняя трудность бурения) был выбран шарошечныйспособ бурения.
Модели машин в структурахмеханизации комплектуются на принципах комплексности и взаимной оптимальности.Таким образом, исходя из условий проекта, было выбрано следующее оборудование:
Выемочные машины: вскрышнаямехлопата ЭКГ — 8И, тип транспорта: железнодорожный, дальность откатки до 8-10км, вид тяги: электрическая, одиночная, постоянный ток, напряжение 1,5 кВ,руководящий уклон iр= 300/00.
Локомотив: EL — 1, думпкары 2ВС — 105.
2.Режим работы карьера
Карьеры работают, какправило, по непрерывному режиму:
Nк= 365 — Nв — Nп(Nв — число общевыходных дней в году, Nп — простои по погодным условиям)
Nк= 365 — Nв — Nп= 365 — 10 — 3 = 352 дня
Выемочное и транспортноеоборудование эксплуатируется по общекарьерному режиму.
Исходя из типа выбранногооборудования: для мехлопат ЭКГ — 8И: число рабочих дней в неделю Nд= 7,число смен Nсм= 3, следовательно, Nэ= 760 смен/год.
Для бурстанков: Nд= 7, Nсм= 2,следовательно, 490 смен/год.
3.Технологические расчеты буровых работ
Выбираем станок СБШ — 250 МНА- 32. Диаметр долота dд= 244,5 мм. При имеющейся крепости пород f= 9 имеем следующие показатели: осевое давление Pо= 8,95кН/см, частота вращения долота nо= 125 об/мин.
Скорость бурения считается поформуле:
Vб= dд — диаметр долота, см.
Таким образом, имеем:
Vб= = 11,4 м/ч
Сменная производительностьстанка:
Aб.см= VбTсмки= = 66,12 м
Годовая производительностьстанка:
Aб.г= Aб.смNб= = 32 400 м
Рабочий парк станков:
Nб.р= = = 4
Списочный парк станков
Nб.сп= = = 6
4.Технологические расчеты взрывных работ.
Взрывные работы проводятсяпосредством вертикальных, сплошных колонковых зарядов. По числу рядов скважин — взрывание многорядное, по времени взрывания зарядов — короткозамедленное; таккак используем железнодорожный транспорт, взрывание в «зажатойсреде». Породы средневзрываемые, следовательно применяется «шахматная»сетка скважин.
Диаметр скважин:
dс= dдкразб = = 252,813 мм
Длина перебура:
lпер= dcкпер= = 2288 мм
Общая длина скважин:
lс= hу+ lпер= 12 + 2,288 = 14,288 м
Допускаемый габаритный кусок:
аг , где E — ёмкость ковша погрузчика (у ЭКГ — 8И она равна 8 м3)
aг; таким образом, агмм
Взрывчатое вещество — АкватолАВ
Паспортный расход ВВ
а) для первого ряда скважин:
qэ= 0,35 кг/м3 (так как f= 9, показатель трещиноватости II)
Для акватола АВ квв= 1,20; = 1450 кг/м3
кдс = 1,00
кдр = 0,86 (таккак аг 1500 мм)
= 1
Итого имеем:
= 0,361 кг.
б) для второго и последующегорядов скважин:
Для IIкатегории трещиноватости:
= 0,388 кг.
Линия сопротивления по подошве (ЛСПП)
Для средневзрываемых пород:коэффициент сближения скважин m= 1,0-1,15, к1= 0,8; кв = 2,5-3
Удельная вместимость ВВ в скважине:p= 0,785 = = 72,743 кг/м
Wmin 3м
Wmax (3 — m); Подставив имеющиеся данные, имеем: Wmax 10,591 м
Wo = 12,693 м
Итого в данном случаерасчетная ЛСПП будет равна:
Wр= 10,591 м
Контроль длины перебура:
lпер0,3Wр; 2287,563177,3
Конроль пройден.
Расстояние между скважинами вряду:
a= mWр= = 11,385 м
Расстояние между рядами
b=
кс = 0,85(«шахматная» сетка скважин для средневзрываемых пород)
b= = 9,678 м
Масса зарядов в скважинах:
а) первого ряда
= = 522,636 кг
б) второго и последующихрядов
= = 513,017 кг
Длина забойки в скважинах:
lзабlcкзб
Для II-й категории трещиноватости кзб = 0,225
Следовательно, lзб3,2148 м
Берем lзб= 3,5 м
Допускаемая длина заряда ВВ:
lc — lзб
Фактическая длина колонкизаряда в скважинах:
а) первого ряда
= = 7,185 м
б) второго ряда
= = 7,052 м
Необходимое условие lзар выполняется.
Значения длительности t замедления приКЗВ, мс:
при однорядном взрывании: t1= кр= = 37 мс (стандартно 35мс)
к = 3,5 для средневзрываемых пород.
при многорядном взрывании: tII= t1к2= = 43,75 мс (стандартно50 мс)
к2 = 1,25(коэффициент увеличения t длямногорядного взрывания).
Число рядов скважин
n= +1; где Bрац=53,55 м (рациональная ширина развала породы, см. раздел 5), кз =0,85 (коэффициент связанный со временем замедления), кв = 3 (длясредневзрываемых пород), b=900).
Таким образом: n= +1 4,6 (берем nр= 5)
Выход горной массы с 1 мдлины скважины, м3/м:
qгм= = = 94,2 м3/м
Паспортный расход взрывчатоговещества по взрывному блоку:
qп= = = 0,382 кг/м3
Ожидаемый размер«среднего» куска горной массы после взрыва:
Для породы II-й категории трещиноватости:
dср ; где Pни Pмсоответственно, ожидаемый выход негабарита и содержание негабаритных кусков вмассиве, %
dср = 0,424 м
Годовой объём бурения
Lб= = = 207 006 м
Годовой расход взрывчатоговещества
Qвв= qп = = 7449 т
На один взрыв:
= = 62400 кг = 62,4 т.
Количество взрывов в течениегода:
Nвзр= = = 120 взрывов
5. Технологические расчеты выемочно — погрузочныхработ
Планируемая ширинаэкскаваторной заходки при железнодорожном транспорте:
Аз = (1,5¸1,7)Rч.у= = 17,85 м
Рациональная ширина развалапород при железнодорожном транспорте:
Bрац= nпАз = (3¸5,1)Rч.у, где nп — планируемое число заходок. Планируем 3 заходки.
Таким образом, Bрац= nпАз= = 53,55 м
Определим фактическую ширинуразвала пород:
Bф= + (nр — 1)b= 16,8 + = 55,512 м
Ширина буровой заходкиопределяется следующим образом:
Bб.з= Wр+ (nр — 1)b= 10,591 + = 49,303 м
Фактическая ширинаэкскаваторной заходки определяется исходя из фактической ширины развала пород:
Aф= = = 18,5 м
Необходимо, чтобы Aф1,7Rч.у
18,5
Длительность цикла экскаватора
а) длительность черпания
Тч = = = 8,8 с
б) длительность поворота
Тпов = (10 + Е) +0,18(β0 — 900) = (10 + 8) + 0,18(1090 — 900) = 21,4 с
в) длительность разгрузки всреднем при E= 8 м3; Tр= 2,7 с
Итого длительность цикла:
Tц= Тч + Тпов + Тр =8,8 + 21,4 +2,7 = 32,9 с
Производительность и рабочий парк экскаваторов
Техническаяпроизводительность машины
Аэ.т = , кэ — коэффициент экскавации пород(кэ = 0,6)
Аэ.т = = 525,228 м3/ч
Сменная производительность экскаватора
Аэ.см = Аэ.тTсмки(ки — коэффициент использования экскаватора в течение смены; прижелезнодорожном транспорте ки = 0,675)
Аэ.см = = 2836,6 м3
Годовая выработка списочноймашины
Аэ.г = = = 1389,9 тыс. м3
Рабочий парк экскаваторов
Nэ.р= = 6
Списочный парк экскаваторов
Nэ.сп= = 14
6.Эксплуатационные расчёты транспорта
Весовая норма поезда
а) из основного уравненияустановившегося движения
Qп= , где Pсц — сцепной вес локомотива (у EL — 1 Pсц= 150т), Ψдв — коэффициент сцепления при установившемся движении(для постоянного тока Ψдв = 0,225), ω0 — основное удельное сопротивление движению, для груженного 2ВС — 105 принимаемравным 4,5 Н/кН, ωiр, ωк — дополнительные удельные сопротивления движению, отуклона и кривизны пути. ωiр= 30 Н/кН, ωк= 0.
Таким образом, имеем:
Qп= = 828,3 т
б) = — Pсц, где Ψтр — коэффициент сцепления притрогании с места, при постоянном токе берем равным 0,30. а — ускорение притрогании с места, принимается 0,03 м/с2. ωтр = 0,65Н/кН
= — 150 = 1175,5 т
Число вагонов
Число вагонов найдем исходяиз наименьшего из значений Qпили
QпQп.
nв= qгр — грузоподъемность думпкара (для 2ВС — 105грузоподъемность соответственно 105 т), кт — технический коэффициенттары, для 2ВС — 105 при ЭКГ — 8И равен 0,46.
киг — коэффициентиспользования грузоподъемности в думпкаре
киг = = qф — фактическая масса груза в думпкаре; Vд — геометрическая вместимость думпкара (для 2ВС — 105 равна 50 м3),γм — плотность горной массы в массиве, кр — коэффициент разрыхления горной массы в думпкаре, примем равным 1,4.
ки = = 0,65
Число вагонов nв= 7 шт.
Определение времени оборота состава
Tоб= tп+ tдг+ tдп+ tр+ tз
а) tп- время погрузки локомотивосостава
tп= п — коэффициент снижения производительностиВПО цикличного действия (принимаем равным 0,9, так как nвqгр>500 т)
tп= = 116 мин
б) tдги tдп — времядвижения в грузовом и порожнем направлениях.
tд= tдг+ tдп = 60(
lпк, lпо,lс, lу — расстояние транспортировки соответственно по передвижным путям в карьере(к) ина отвале(о), по стационарным путям на поверхности(с) и на уклонах(у), км.
vпк, vпо,vс