Организация работы транспорта в карьере
Добытую в забоях руду нужно быстро и с наименьшими затратами доставить на обогатительную фабрику или на рудный склад, а добытую вскрышную породу в отвал. Производственная мощность карьера определяется количеством руды и вскрышных пород, которые будут вывезены из карьера транспортными средствами.
Наилучшие показатели транспортных средств достигаются при отсутствии их простоев в ожидании погрузки. При этом работа экскаваторов будет наиболее эффективна при постоянном наличии транспортных средств под погрузкой.
Необходимо учитывать вероятностный, изменчивый характер исходных данных, которые используют в расчетах производительности горного и транспортного оборудования. На производительность экскаваторов влияет множество факторов: изменчивость свойств пород на разных участках уступов, степень дробления пород при взрывах, бесперебойность подачи транспортных средств под погрузку и т. д. И, конечно, работа транспорта должна находиться в полном соответствии с законами развития рабочей зоны карьера - обеспечивать необходимые скорости движения экскаваторных забоев, рабочих уступов и понижения горных работ.
В общем виде расчет транспорта в карьере проводится исходя из двух условий: а) по провозной способности транспорта и б) пропускной способности карьерных дорог.
Провозная способность транспорта определяется по формуле:
,
где
-
коэффициент неравномерности движения;
-
производительность
-ого
очистного забоя, т/год;
-
число действующих очистных забоев в
карьере;
-
производительность
-го
вскрышного забоя, т/год;
-
число вскрышных забоев.
Имеющиеся в карьере транспортные средства должны обеспечивать вывоз из карьера и доставку к местам назначения всех добываемых полезных ископаемых и вскрышных пород.
Пропускная способность карьерных дорог рассчитывается по формуле:
где
-
коэффициент неравномерности движения;
,
-
число автосамосвалов (поездов), которые
нужно вывезти соответственно из
-ого
очистного и
-го
вскрышного забоев за год ;
-
число действующих очистных забоев в
карьере;
-
число вскрышных забоев.
Созданные в карьере дороги (автомобильные и железные) в своей совокупности должны обеспечивать возможность пропуска по ним необходимых для выполнения плана карьера транспортных средств.
Для действующего карьера в приведенные формулы нужно вводить данные, полученные на основе статистического анализа. По каждому забою необходимо проводить от 50 до 80 замеров. Для проектируемого карьера исходные цифры принимают на уровне нормативных данных и показателей аналогичных предприятий.
Организация работы автомобильного транспорта в карьере
Задача 7. Рассчитать и построить график организации движения автотранспорта в карьере.
Общая продолжительность рабочего цикла автосамосвала
где
,
,
и
- соответственно время погрузки, разгрузки
и обмена автосамосвала.
-
считается от момента окончания погрузки
предыдущего автосамосвала до начала
погрузки данного автосамосвала;
-
время движения автосамосвала в грузовом
и порожнем направлениях;
-
время ожидания погрузки и разгрузки.
Продолжительность погрузки автосамосвала зависит от числа ковшей горной массы, погружаемой в кузов автомашины:
где
- число ковшей горной массы, необходимых
для погрузки автосамосвала;
-
продолжительность рабочего цикла
экскаватора, мин
Она определяется из двух условий:
вместимости кузова
грузоподъемности автосамосвала
где
-
вместимость кузова автосамосвала, м3
;
-вместимость ковша экскаватора, м3;
-
коэффициент наполнения ковша экскаватора;
и
-
коэффициенты разрыхления породы
соответственно в ковше и в кузове;
- грузоподъемность автосамосвала, т;
-
плотность погружаемой горной массы (в
массиве), т/м3.
Следует принимать целое число наименьшее из рассчитанных по формулам.
Время движения автосамосвалов зависит от длины грузового и порожнего пути и возможной скорости движения автосамосвалов.
Все величины в формулах принимают по данным обработки статистических наблюдений, данным паспорта экскаватора и автосамосвала с учетом фактической или проектируемой трассы дорог.
Простои одноковшовых экскаваторов при обмене автосамосвалов и в ожидании их в течение смены составят
,
где
-
фактическая производительность
экскаватора, м3/смену;
Фактическая (реализуемая) грузоподъемность автосамосвала, т:
Возможное время работы экскаватора без учета транспорта
где
-
коэффициент использования экскаватора
во времени (учитываются простои на сдачу
и прием смены, осмотры и т.д.); обычно
=
;
-
продолжительность смены, мин.
Действительное время работы экскаватора
Общий коэффициент использования экскаватора
,
где
-
техническая производительность
экскаватора, м3/см
Коэффициент возрастает с уменьшением времени на обмен и ожидание автосамосвалов, а также с увеличением грузоподъемности автосамосвалов.
Число автосамосвалов, которые может загрузить экскаватор в течение смены:
а потребное число автосамосвалов для обслуживания одного экскаватора:
В течение смены один автосамосвал может сделать рейсов:
Расчеты по этим уравнениям дадут ориентировочные результаты, поскольку здесь использованы средние показатели. В действительности же в карьере расстояние до каждого забоя все время изменяется; в процессе углубки карьера увеличивается общий путь движения автосамосвалов. На отвалах также расстояния до места разгрузки изменяются, кроме того, в работе может находиться несколько отвалов. Колеблются и другие параметры формул.
Более надежно можно описать и рассчитать параметры и показатели с использованием метода статистических испытаний (метода Монте-Карло) на ЭВМ.
Время на обмен автосамосвалов стараются уменьшить за счет более совершенной организации подачи автомашин под погрузку.
Во многих случаях горные работы в карьере ведутся в три смены в сутки. В то же время каждый автомобиль, требующий техобслуживания и ремонта, должен иметь свой режим работы. Наилучшим здесь является двухсменный режим при третьей ремонтной смене.
Если средняя производительность автосамосвала известна, то необходимое число машин в карьере определяют из условия:
,
где
-
годовая производственная мощность
предприятия т/год;
-
среднесменная производительность
автосамосвала т/смену;
-
количество смен работы автосамосвала
в год.
Если парк автомашин новый и в хорошем состоянии, то целесообразно в первые 1,5 - 2 года использовать трехсменный режим работы по 8 ч в смену, а затем переходить на двухсменный режим.
Для современных автосамосвалов рациональный пробег составляет 180 - 220 тыс. км, что примерно соответствует 5 - 6 годам эксплуатации машин. Оценивая автомобильный транспорт в целом, следует отметить, что он обеспечивает высокую интенсивность отработки карьера за счет повышения производительности экскаваторов и возможности уменьшения длины экскаваторных блоков (до 150 - 200 м по сравнению с 500 - 1000 м на железнодорожном транспорте). Эффективность автотранспорта зависит от расстояния доставки, поэтому его эффективное применение в настоящее время ограничивается расстоянием до 2 - 2,5 км.
Рассчитаем график организации движения автомобильного транспорта для условий карьера «Центральный» Михайловского ГОКа.
Время цикла автосамосвала
Время погрузки автосамосвала
число
ковшей горной массы, необходимых для
погрузки автосамосвала исходя из
вместимости кузова (
=
21,7 м3
;
=
4,6 м3;
=
0,89;
=
1,4 и
=
1,2;
=
40 т;
=
2,6 т/м3,
=
30 сек,
м3/см)
=
число ковшей горной массы, необходимых для погрузки автосамосвала исходя из грузоподъемности автосамосвала
=
Тогда время погрузки составит:
=
мин
Время
движения автосамосвала (
м;
=
30 км/час;
=
15 км/час)
=
мин
Время разгрузки автосамосвала (определяется по техническим характеристикам = 1,5 мин); время обмена зависит от схемы обмена и составляет = 1,16 мин; время ожидания по данным замеров = 0,58 мин.
Время цикла автосамосвала:
=2,5+1,5+1,16+12+0,58=17,74 мин
Возможное время работы экскаватора:
=
мин
Фактическая (реализуемая) грузоподъемность автосамосвала, т:
=
т
Простои
одноковшовых экскаваторов при обмене
автосамосвалов и в ожидании их в течение
смены составят (с учетом возможного
времени работы экскаватора
его фактическая производительность
составит
м3/см)
=
мин
Действительное время работы экскаватора:
=
мин
Общий коэффициент использования экскаватора
=
Число автосамосвалов, которые может загрузить экскаватор в течение смены:
=
а потребное число автосамосвалов для обслуживания одного экскаватора:
=
В течение смены один автосамосвал может сделать рейсов:
=
необходимое
число автосамосвалов в карьере определяют
из условия (годовая производственная
мощность карьера
млн.тонн/год):
=
График организации движения автотранспорта представлен на рис.13
Варианты заданий см. в ПРИЛОЖЕНИИ 7