книги из ГПНТБ / Егурнов, Г. П. Выбор оптимальной мощности угольных и железорудных карьеров

верхней бровки уступа до края гусеницы экскаватора незначи­ тельно (например, при мощности пласта 10 м оно составляет около 1,5 м). Поэтому возможна работа либо с полной, либо с частичной подсыпкой пласта.

Зависимость между высотой отрабатываемого породного уступа и параметрами экскаватора для рассматриваемой схемы может быть выражена уравнением, которое выведено из условий работы по второй схеме (см. рис. 29):

бровки пласта полезного ископаемого до бровки нижнего отваль­ ного уступа и hx — высота подсыпки пласта.

Расстояние от, определяемое в общем случае наличием дренаж­ ной канавы и шириной развала взорванного полезного ископае­ мого, в рассматриваемой схеме обусловливает величину приемной способности выработанного пространства и объем переэкскавации породы; поэтому оно определяется не только указанными выше фактами, но и необходимой вместимостью первичного отвала.

Высота подсыпки пласта hx определяется также необходимой для укладки заданных объемов породной заходки приемной способ­ ностью выработанного пространства. Минимальное расстояние ai принимается равным не менее 5 м.

Выбор способа работы экскаватора (с полной или с частичной подсыпкой пласта) решается путем сравнения объема породной за­ ходки— левой части уравнения (81) с объемом первичного отвала в выработанном пространстве — с правой частью этого уравнения при й1= 5 м и полной подсыпке пласта.

Если левая часть уравнения больше правой, то необходимо ра­ ботать с полной подсыпкой пласта, и неизвестным в уравнении (81) будет расстояние «щ величина которого определяется по этому уравнению.

Если при сравнении правая часть окажется больше левой, то расчет необходимо производить из условия частичной подсыпки пласта, и неизвестным в уравнении (81) будет высота подсыпки, определяемая по этому уравнению при ai = const' = 5 м.

В табл. 24 приведены данные исследования уравнения (81) для отечественных моделей экскаваторов — механических лопат, приме­ няемых при бестранспортных системах разработки.

Как видно из данных табл. 24, для всех моделей отечественных экскаваторов — механических лопат, применяемых при бестранс­ портных системах разработки, возможна отработка породного уступа

85

высотой, определяемой параметрами экскаватора (высотой черпа­ ния), и только при работе экскаватора ЭВГ-6 на месторождениях с мощностью пласта около 2 м в крепких породах с шириной заходки 15 м максимально возможная высота отрабатываемого в от­ вал породного уступа меньше возможной по параметрам (1,5#ч) и составляет 32,6 м.

Величину приемной способности выработанного пространства молено регулировать, изменяя расстояние ащ при этом, естественно, будет увеличиваться объем переэкскавации породы, но вместе с тем будет повышаться высота отрабатываемого в отвал породного уступа.

Мощность вскрышных пород, которые могут быть отработаны в отвал, при бестранспортных системах с переэкскавацией больше, чем при простых системах.

При разработке уступа драглайном (рис. 32 и 33) возможны все указанные случаи: частичная или полная подсыпка пласта по­ лезного ископаемого, а также засыпка его кровли.

Максимально возможная высота вскрышного уступа, который может быть отработан с укладкой породы в выработанном прост­ ранстве, в данном случае определится из геометрических размеров схем (см. рис. 32 и 33):

H A k p= 0 , 5 H ‘; c b g [ i - № + *(сц» + чгИ)]> , т

Высота породного отвала Я ' рассчитывается по формулам: при установке драглайна на кровле уступа

Приведенная выше зависимость (84) выведена из условия обес­

в тех случаях, когда она меньше глубины черпания экскаватора, что определяется по условиям неравенства

87

Рис. 32. Схема работы драглайна при установке его на кровле уступа (усложнен­ ная)

Рис. 33. Схема работы драглайна при установке его на предуступе (усложненная)

уступа при отработке его в отвал превышает глубину черпания экскаватора.

При этом высота вскрышного уступа становится величиной по­ стоянной (для схемы с установкой драглайна на кровле уступа она равна Нч, для схемы с расположением его на предуступе Н' =

= ЯЧ + # В), и расчету подлежит степень засыпки кровли или под­ сыпки пласта полезного ископаемого, аналогично рассмотренному выше случаю работы экскаваторов — механических лопат.

Зависимости между' параметрами экскаватора, вскрышной заходки и отвального пространства в этом случае будут иметь вид:

88

Величина Z определяется по формуле

В уравнениях (87) и (88) три переменных: ai, hx, тх; два пер­ вых охарактеризованы выше при исследовании работы механичес­ кой лопаты; ширина тх засыпки кровли пласта определяет объем первичного отвала, а следовательно, и приемную способность вы-. работанного пространства. Величина ее зависит от ширины транс­ портной площадки к, размеры которой определяются в зависимости от применяемого для вывозки полезного ископаемого транспорта. При автотранспорте к принимается равным 5 м.

_Метод расчета параметров схемы и выбор способа работы экс­ каватора в этом случае аналогичны методу расчета и выбору спо­ соба работы машины при разработке уступа экскаватором — меха­ нической лопатой.

Для выбора способа работы необходимо сравнить объемы по­ родной заходки и первичного отвала при условии засыпки кровли пласта на величину т = к и од= 5 м. Если при этом левые части уравнений (87) и (88) будут больше правых, то расчет произво­ дится из условия засыпки кровли пласта и неизвестным в уравне­ нии будет ал. Если правая часть будет больше левой, то расчет

89

производится также из условия засыпки пласта, только неизвест­ ным в уравнениях (87) и (88) будет ширина засыпки тх.

Работа только с подсыпкой (полной или частичной) пласта в данном случае возможна при условии, если объем первичного отвала, рассчитанный при ai = 5, т = 0 и полной подсыпке пласта, будет превышать объем породной заходки. Неизвестным в уравне­ ниях (87) и (88) при этом будет высота подсыпки пласта hx.

Данные по исследованию бестранспортных систем с переэкскавацией при применении выпускаемых в настоящее время отечест­ венных шагающих экскаваторов-драглайнов (ЭШ-10/60, ЭШ-15/90 и ЭШ-25/100), полученные по формулам (84), (87) и (88) и нера­ венству (86), приведены в табл. 25 и 26.

Втабл. 25 в прямоугольнике очерчены данные, полученные для случаев, когда высота отрабатываемого в отвал породного уступа определяется из условия работы по второй схеме (см. рис. 29) и рассчитывается по формулам (89) и (91). Как видно из данных таблицы, при разработке мягких пород более эффективна схема работы с расположением экскаватора на предуступе.

Втабл. 26 в прямоугольнике приведены данные, полученные для случаев, когда высота отрабатываемого в отвал породного

лицы видно, что при разработке месторождений с крепкими поро­ дами в основном целесообразно принимать вторую схему работы (см. рис. 29). Предельная высота отрабатываемого уступа ограни­ чивается глубиной черпания вскрышного экскаватора.

Из данных табл. 25 и 26 можно сделать следующие выводы: при разработке месторождений с мягкими породами, отработка

вскрышного уступа на которых возможна по двум схемам (см. рис. 32 и 33), наиболее целесообразно применять схему с располо­ жением драглайна на предуступе, т. е. отрабатывать вскрышной уступ двумя подуступами; при соответствующем подборе ширины заходки почти во всех случаях возможна отработка вскрышного уступа в отвал при высоте уступа, превышающей глубину черпания экскаватора;

при установке экскаватора на кровле породного уступа его вы­ сота почти во всех случаях и при применении всех моделей машин меньше глубины черпания экскаватора и определяется по формуле

(87);

высота отрабатываемого в отвал вскрышного уступа при разра­ ботке месторождений с мягкими породами по наиболее рациональ­ ной схеме (см. рис. 33) и небольшой ширине заходки (10—20 м) всегда несколько меньше, чем это возможно по параметрам экска­ ватора (Я ^ Я ч + Яв);

при разработке крепких пород при соответствующем подборе ширины заходки почти во всех случаях и для всех моделей экскава­ торов возможна отработка вскрышного уступа высотой, равной глу­ бине черпания экскаватора;

90

Т а б л и ц а 25

Проверка условий неравенства (86) для мягких пород

величина правой части неравенства (86).

91

ширина заходки А оказывает существенное влияние на возможную высоту отрабатываемого в отвал вскрышного уступа, причем с уве­ личением величины А высота уступа уменьшается.

Параметры экскаватора-драглайна для переэкскавации. Выбор модели драглайна для переэкскавации породы в выработанном про­ странстве определяется объемами переэкскавируемой породы при условии обеспечения укладки всего объема породы за один раз, без дополнительной повторной переэкскавации.

92

Значения /о, //' и s для различных случаев работы и разных

моделей экскаваторов определяются по формулам (89), (90), (91) и др.

Рис. 34. Схема к определению параметров драглайна на пе­ реэкскавации

Л и н е й н ы е п а р а м е т р ы э к с к а в а т о р а при п е р е э к с ­ к а в а ц и и определяются в зависимости от схемы его расположе­ ния (на первичном или вторичном отвале) и способа отсыпки вто­ ричного отвала. При расположении драглайна на вторичном отвале и отсыпке вторичного отвала в два подуступа (рис. 34) между па­ раметрами машины и отвала существуют следующие зависимости:

Объемы нижнего и верхнего отвалов (на ширину заходки и еди­

Возможный для данной модели экскаватора объем верхнего от­

93

ЭШ-10/60), 20 м (экскаваторы ЭВГ-35/65 и ЭШ-15/90) и 30 м (экскаваторы ЭШ-25/100); мощ­ ность пласта 5 м; работа драглайнов производится по схеме № 4 (см. рис. 32).

Очевидно, что условием, при котором возможна укладка объема VB переэскавируемых пород данной моделью экскаватора без до­ полнительной переэкскавации, будет соблюдение следующего нера­ венства:

или

(100)

Hkр — Но ^ Н 0— 0,25A tg р.

94