2.2. Выбор вариантов вскрытия рабочих горизонтов карьера, механизации вскрышных работ, конструкции отвалов и схемы отвалообразования
В 2022 году отработка месторождения будет осуществляться одним добычным горизонтом +76,0 м с высотой уступа от 2 до 6 м. Угол откоса добычных уступов в конечном положении составляет 90°. Отметка подошвы добычного уступа должна совпадать с постельной (пологопадающей) трещиной. При отсутствии такой трещины подошва уступа формируется искусственно.
Вскрышные работы в 2022 году не предусматриваются, так как вскрыша удалена со всей поверхности месторождения.
Комплекс горного производства по эксплуатации карьера включает в себя следующие технологические процессы:
- добычные работы - отделение монолитов от массива, разделка на блоки, погрузка блоков;
- транспортировка побочного продукта и блоков к местам складирования;
- складирование побочного продукта и готовой продукции;
- дробление побочного продукта;
- отгрузка готовой продукции потребителям.
Готовая продукция погрузчиком транспортируется к местам складирования, откуда уже отгружается в автотранспорт потребителя, допущенным к движению по дорогам общего пользования.
Рис. 2.1 – Схема отделения монолита от массива
Рис. 2.2 – Разделка монолита на технологические панели
Рис. 2.3 – Заваливание технологической панели фронтальным погрузчиком
Рис. 2.4 – Разделка технологических панелей на блоки-заготовки
Рис. 2.5 – Разделка блоков-заготовок на товарные блоки
Рис. 2.6 – Перевозка блоков на склад готовой продукции
Рис. 2.7 – Схема формирования склада побочного продукта
Схемы ведения горных работ приведены на рисунках 2.1 – 2.7.
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
Vк = (4 ÷ 6)∙Е, (2.1)
где Е – емкость ковша экскаватора.
Vк = 5×8 = 40 м3
Исходя из этого, для транспортирования пород вскрыши и блоков предлагаем применить автосамосвал БелАЗ-7519 грузоподъемностью 110 т и геометрической ёмкостью кузова 41 м3.
Определим количество ковшей экскаватора, необходимое для погрузки автосамосвала
Nк = Vк/Екн, (2.2)
где Vк – объём кузова автосамосвала, м3;
Е – ёмкость ковша экскаватора, м3;
кн – коэффициент наполнения ковша породой;
Nк =41/(8×0,9) = 6 шт.
Определим массу породы в кузове автосамосвала
Mп=Vк кнγп/кр, (2.3)
где кн – коэффициент наполнения кузова автосамосвала;
γп – плотность породы, т/м3;
mп=41×1×2,7/1,35 = 82 т.
Проверим массу погружаемой породы на грузоподъёмность автосамосвала
mп < Ф (2.4)
где Ф – грузоподъёмность автосамосвала, т.
82 < 110
Аналогично выполним проверку грузоподъёмности для транспорта
mр=41×1×3,5/1,35 = 106 т.
106 < 110
Данный автосамосвал полностью соответствует необходимым требованиям транспортирования как добычи, так и пород вскрыши, т.к наиболее полно используется вместимость кузова, а его грузоподъёмность превышает массу породы при полной загрузке.
Рассчитаем время погрузки автосамосвала
(2.5)
где tц – время цикла экскаватора, с;
nк – количество ковшей экскаватора разгружаемых в кузов автосамосвала, шт.
мин.
Определим время движения автосамосвала при среднем расстоянии транспортирования 3,5 км по формуле
(2.6)
где Lтр – длинна транспортирования, км;
υгх – скорость гружёного автосамосвала, км/ч;
υхх – скорость холостого хода автосамосвала, км/ч.
мин.
Определим время рейса автосамосвала по формуле
(2.7)
где tп tр tдв tм – время соответственно погрузки, разгрузки, движения и маневровых операций, мин.
мин.
Определим число рейсов автомобиля в смену по формуле
(2.8)
где nр – число рейсов автомобиля в смену;
Тсм – продолжительность смены, ч;
kсм – коэффициент использования сменного времени;
Тр – время рейса автосамосвала, мин.
рейс.
Сменная производительность автосамосвала составит
(2.9)
где q – грузоподъёмность автосамосвала, т;
kq – коэффициент использования грузоподъёмности;
nр – число рейсов автомобиля в смену.
– вскрыша
т.
– добыча
т.
Определим годовую производительность автосамосвала по формуле
(2.10)
где Qсм – сменная производительность автосамосвала, т;
Nсм – число рабочих смен в сутки;
Траб – 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
– добыча
1
220 тыс. т.
Или при плотности добычи 3,5 т/м3
1 220/3,5=348,6 тыс.м3
Определим необходимое количество автосамосвалов для выполнения годового объёма работ по транспортной вскрыше
Nав = Пв / Qгод, (2.11)
где Пв – годовая производительность карьера вскрыше, тыс.м3;
Qгод – годовая производительность автосамосвала, тыс.м3.
Nав = 2 400 / 367 ≈7 шт.
Определим необходимое количество автосамосвалов для выполнения годового объёма работ по транспортированию добычи
Nар = 1 200 / 348,6 ≈ 3 шт.
Определим инвентарный парк автосамосвалов по формуле
Nиа = 1,3∑Nа, (2.12)
где ∑Nа – суммарное количество автосамосвалов необходимых для транспортирования пород вскрыши и полезного ископаемого
Nиа = 1,3×10 ≈ 13 шт.