книги из ГПНТБ / Совершенствование горных работ на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината

В табл. 63 приведены рассчитанные по данному методу значения коэффициента использования забойных экскаваторов в сравнении

Рис. 62. Изменение производительности забойных

с определенными ки как отношение отработанного времени и кален­ дарному.

Для определения оптимальной производительности экскаваторов Ээ необходимо учитывать коэффициент обеспеченности забоя порож­

няком к0.

Коэффициент использования экскаватора может быть предста­ влен в виде

ки — kCMkHkQ[1 (А;^ -j—А:2 —{—* . •-j~ Асл)],

где кСК — коэффициент, учитывающий перерывы на прием и сдачу смены; кн — коэффициент, учитывающий простои из-за неравно­ мерной работы; к0 — коэффициент обеспеченности забоя порож­ няком.

171

Коэффициенты кг, к2, . . ., кп учитывают перерывы в работе экскаватора на устранение неисправностей электрической и механи­ ческой части, путевого хозяйства, перегоны, буровзрывные работы, вспомогательные работы и др. (ряд коэффициентов различается сво­ ими составляющими для карьеров с различными условиями и раз­ личными схемами механизации.

Фактические значения коэффициента обеспеченности забоя порож­ няком по данным наблюдений и статистики для условий карьера

не определяется, хотя он объективно отражает такие важнейшие технологические параметры, как емкость состава, длина заходки экскаватора, расположение обменных пунктов и технологический уровень средств организации движения поездов.

Коэффициент обеспеченности к0 можно определить по формуле

где tn — время погрузки состава экскаватора, ч; tQ— время обмена состава у экскаватора, ч; т — время на связь для обмена составов, ч; Ln — расстояние от места погрузки до обменного пункта, км; vcp — средняя скорость движения по забойному пути, км/ч; V — емкость думпкара, м3; п — число думпкаров в составе.

Пользование этой формулой несколько затруднено большим числом входящих в нее показателей. Для облегчения определения коэффициента к0 предложена номограмма, рекомендуемая для использования на карьерах с различным оснащением и производи­ тельностью (рис. 63).

Номограмма имеет шкалы емкости состава, времени обмена соста­ вов, технической производительности экскаватора и коэффициента к0. В правой нижней части номограммы расположены шкалы стационного интервала на одну пару поездов и рабочей длины тупика экскаватора для разных скоростей движения по забойному пути. Отрезок, обозначающий длину экскаваторного тупика, в масштабе времени равен времени движения поезда по этому тупику.

Пользуются номограммой следующим образом.

172

переносится на шкалу т и откладывается ниже значения заданного станционного интервала. Из конца полученного отрезка проводится перпендикуляр до пересечения с перпендикуляром, опущенным из соответствующей точки шкалы емкости поезда. Через найденную

Рис. 63. Номограмма для определения коэффициента обеспеченности забоя порожняком

точку и полюс номограммы Р проводится линия до пересечения с пер­ пендикуляром, восстановленным из соответствующей точки шкалы технической производительности экскаватора. Полученный отрезок перпендикуляра в приведенном масштабе есть искомая величина

К(0,54).

Заштрихованные области на номограмме показывают, что уве­

личение емкости состава с 230 до 350 м3 при прежних условиях обмена повышает коэффициент к0 от 0,54 до 0,65.

С помощью номограммы легко определяется коэффициент ка при изменении длины экскаваторного тупика. Так, при увеличении длины тупика с 1,5 до 3 км при неизменных других условиях коэф­ фициента к0 уменьшается с 0,54 до 0,37.

Время ожидания обмена груженого состава зависит в основном от расстояния до обменного пункта и при текущем планировании заданий забойным экскаваторам это необходимо учитывать. Ра­ счеты показывают, что для условий карьера Кальмакыр изменение

173

расстояния Ln от 300 до 2600 м приводит к снижению производитель­ ности экскаватора ЭКГ- 8 на 25%, а экскаватора ЭКГ-4,6 на 15%.

Этим объясняется тот факт, что при больших расстояниях до обменного пункта коэффициент использования экскаваторов с мень­ шей емкостью ковша выше, чем более мощных экскаваторов, и при увеличении мощности экскаваторов не наблюдается пропорциональ­ ный рост их производительности.

Увеличение коэффициента обеспеченности забоя порожняком мо­ жет быть достигнуто установлением соответствия мощностей погру­ зочного и транспортного оборудования и рациональной протяжен­

Среднесменная производительность рудных и вскрышных поездов и коэффициент их использования (по данным учета ж.-д. цеха)

приведены в табл. 6 6 .

Т а б л и ц а 66

Анализ использования поездов показывает, что наибольшее количество простоев приходится на ожидание погрузки в забоях и разгрузки на фабрике. Коэффициент использования определяется как отношение отработанного времени к планируемому. Наблюда­ ется несоответствие между производительностью и коэффициентом использования составов (рис. 64).

Более правильным следует считать метод определения коэффи­ циента использования подвижного состава т]0 как отношение вели­ чины фактической производительности и технически возможной при данном варианте технологического режима.

174

При этом нужно учитывать технически возможную в данных условиях производительность экскаваторов, расчетную скорость движения по временным и постоянным путям, расстояние транспор­ тирования, время выгрузки.

коэффициента использования равно 1. Приведенные в табл. 67 значения коэффициента tj0 свидетельствуют о возможности улучше­ ния использования поездов.

Для удобства определения т] 0 можно использовать удельное время движения, т. е. время движения поезда, отнесенное к 1 м® емкости состава:

где тп, т/в — продолжительность погрузки и выгрузки 1 м3 горной массы, ч/м3; тр — удельное время движения, соответствующее расчет­ ным (по тяговому расчету) емкости состава и времени движения поезда, ч/м3; тд — удельное время движения, соответствующее рас­ сматриваемому варианту технологического режима, ч/м3.

Использование горнотранспортного оборудования находится в не­ посредственной зависимости от емкости состава, т. е. от числа думп­ каров в составе (рис. 65). Использование локомотива резко ухуд­ шается при сокращении числа думпкаров относительно макси­ мального, установленного согласно технической характеристике

175

локомотива. Использование экскаватора (кривая ки) с увеличением числа думпкаров в составе улучшается, но использование думпкара ухудшается (кривая d0). Зависимость использования локомотива от

Voj £Л-' 'ел-гнм__ЭКГ-к.

«0

а0

/? ?<Г

О 2 4 6 в Ю п п !6 п

Рис. 65. Зависимость коэффициентов использования локо­ мотива, думпкара и экскаватора в забое от числа думпкаров

впоезде при погрузке:

а— экскаваторами ЭКГ-8; б — экскаваторами ЭКГ-4

числа думпкаров в составе с увеличением мощности локомотива изменяется незначительно (кривая для электровоза EL — 1, часовая мощность 350 х 6 кВт и для тягового агрегата из электровоза EL-2 с моторным вагоном, часовая мощность 350 х 8 кВт). Из этого следует, что для условий карьера лучшим является вариант технологического режима, при котором число думпкаров в составе равно максимально допустимому по технической характеристике локомотива. Уменьшение числа думпкаров в составе относительно этой величины несколько улучшит использование думпкара, но

176

Т а б л и ц а 68

в то же время ухудшит использование более дорогого оборудова­ ния — экскаватора и локомотива.

Вскрышные породы и некондиционные руды на карьере склади­ руются на экскаваторных отвалах. На отвалообразовании приме-

Рис. 66. График изменения производительности и коэф­ фициента использования во времени отвальных экска­

ваторов:

няются экскаваторы ЭКГ-8 , ЭКГ-4,6 и ЭКГ-4. Годовая производи­ тельность (тыс. м3) отвальных экскаваторов на 1 м3 емкости ковша приведена в табл. 6 8 .

Коэффициент использования отвальных экскаваторов составляет в среднем 55% по отношению к календарному времени.

На рис. 6 6 показано изменение среднемесячной производитель­ ности и коэффициента использования отвальных экскаваторов. Наблюдается несоответствие между производительностью и коэф­ фициентом использования.

Основными причинами довольно низкого коэффициента исполь­ зования отвальных экскаваторов являются простои из-за отсутствия вскрышных пород (14—20%) и технологические (12—14%).

По принятой схеме отвалообразования экскавация породы из приемной емкости производится под откос нижнего подуступа при работе экскаватора к тупиковой части и экскавации на верхний под­ уступ при движении в обратном направлении.

Такая схема отвалообразования исключает холостой перегон экскаватора из тупиковой части в исходное положение и позволяет вести переукладку ж.-д. путей одновременно с приемом вскрышной породы при возвращении экскаватора из тупика. Шаг передвижки ж.-д. пути 22 м при экскаваторе ЭКГ-4,6 и 28—30 м при ЭКГ-8 .

Расчеты показывают, что провозная способность отвальных ту­ пиков в основном обеспечивает доставку вскрышных пород к экска­ ваторам в количестве, обеспечивающем их техническую производи­ тельность.

Анализ работы отвальных экскаваторов показывает, что простои являются следствием неправильно выбранного соотношения числа забойных и отвальных экскаваторов.

Одним из резервов повышения производительности экскаваторов

Производительность экскаваторов может быть повышена уста­ новлением рациональной длины забойного тупика, которая, как уже отмечалось выше, оказывает большое влияние на коэффициент обеспеченности забоя порожняком. Установление рациональной длины тупика приобретает особое значение для условий Кальмакырского карьера.

Производительность экскаватора зависит от продолжительности рабочего цикла, обусловливаемой средней величиной рабочего угла поворота, на которую оказывают влияние правильно определенные относительно параметров экскаватора элементы забоя, и в первую очередь ширина экскаваторной заходки.

Повышение производительности ж.-д. транспорта возможно уве­ личением емкости составов, скорости движения, улучшения органи­ зации обслуживания.

На эффективность работы забойных экскаваторов и ж.-д. транпорта также влияет протяженность отвальных тупиков и производи­ тельность отвальных экскаваторов.

Р а ц и о н а л ь н а я д л и н а з а б о й н о г о т у п и к а . Размеры карьерного поля месторождения Кальмакыр и условия залегания рудного тела учтены при проектировании карьера. По­ этому ниже рассматриваются пути улучшения работы погрузочного и транспортного оборудования в условиях действующего карьера.

178

Существующая схема транспорта предусматривает укладку на каждом рабочем горизонте по одному ж.-д. пути без разминок в пре­ делах горизонта.

Как отмечалось выше, коэффициент обеспеченности забоя порож­ няком к0 изменяется с увеличением длины забойного тупика, а сле­ довательно, изменяется и зависящая от него производительность экскаватора.

Техническая производительность экскаваторов определяется по известной формуле

ЗбООЕ&н

tyhp М3/ч ,

где Е — емкость ковша экскаватора, м3; ty — продолжительность цикла экскавации, с (по хронометражным данным для экскаватора ЭКГ-4,6 ty = 28с для экскаватора ЭКГ- 8 (6 ) ty = 32 с, для экска­ ватора ЭКГ-12,5 ty = 35 с); ка — коэффициент наполнения ковша равен 0,85; кр — коэффициент разрыхления равен 1,4.

Техническая производительность экскаваторов по данным руд­ ника приведена в табл. 69.

Эксплуатационная производительность экскаваторов определяется по формуле

Ээ = Этк'и, м3/ч.

Для определения сменной производительности экскаваторов до­ статочно в предыдущие формулы ввести продолжительность смены Т■ Для упрощения выражение /ссм/сн[1 — (кх+ к2+ . . . +&„)] обозначим к'а. Тогда формулу определения эксплуатационной произ­

водительности можно записать в следующем виде:

Для условий карьера Кальмакыр с учетом данных табл. 64 к"„ для дальнейших сравнительных расчетов принимается равным 0 ,6 .

Эксплуатационная производительность экскаваторов и коэф­ фициента обеспеченности забоя порожняком в зависимости от протя­ женности забойных тупиков при неизменной емкости поезда (300 м3) приведены в табл. 70.

Среднее расстояние от обменного пункта до начала фронта работ 500 м, максимальная длина фронта 3200 м. При изменении рас­ стояния от места погрузки до обменного пункта от 500 до 3500 м

ЭКГ-12,5 - на 44%.

Коэффициент обеспеченности забоя порожняком также значи­ тельно снижается (рис. 67).

Зависимости изменения сметной производительности экскавато­ ров и коэффициента обеспеченности забоя порожняком при погрузке в составы емкостью 370 и 450 м3 от протяженности тупиков приве­ дены на рис. 6 8 .

180