4. Производственная мощность карьера.

Производственная мощность карьера по добыче полезного ископаемого задана в проекте и составляет 4,9 млн. т. Между годовыми объёмами работ карьера по полезному ископаемому, по вскрыше и по горной массе существует определённая взаимосвязь, зависящая от промышленного коэффициента вскрыши.

Годовая производственная мощность карьера по вскрыше П_вск^год, млн.т/год, определяется по формуле:

П_вск^год = П^год_пи ∙К_пр∙К_нер = 4,9∙1,75∙1,1 = 9,4

где П^год_пи – годовая производственная мощность карьера по полезному ископаемому, т;

К_пр – промышленный коэффициент вскрыши;

К_нер – коэффициент неравномерности работы предприятия.

Годовая производственная мощность карьера по горной массе П^год_гм., млн.т/год определяется по формуле:

П^год_гм = П^год_пи + П_вск^год = 4,9+9,4 = 14,3

Суточная производительность карьера по горной массе П^сут_гм, т/сут, определяется по формуле:

П^сут_гм = П^год_гм / N_р = 14300000/351 = 40741

где N_р - число рабочих дней в году в карьере, дней.

Суточная производственная мощность карьера по вскрыше П^сут_вск, т/сут определяется по формуле:

П^сут_вск = П_вск^год / N_р = 9400000/351 = 26781

Суточная производственная мощность карьера по полезному ископаемому П^сут_пи, т/сут определяется по формуле:

П^сут_пи = П^год_пи / N_р = 4900000/351 = 13960

Сменная производственная мощность карьера по горной массе П^см_гм , т/см, определяется по формуле:

П^см_гм = П^сут_гм / n = 40741/3 = 13580

где n – число смен в сутки.

Сменная производственная мощность карьера по полезному ископаемому П^см_пи , т/см, определяется по формуле:

П^см_пи = П^сут_пи / n = 13960/3 = 4653

Сменная производственная мощность карьера по вскрыше П^см_вск, т/см определяется по формуле:

П^см_вск = П^сут_вск / n = 26781/3 = 8927

Ориентировочный срок службы карьера Т^кар_сл, лет, определяется по формуле:

Т^кар_сл = (Q_пром∙ﻻ) / П^год_пи = (65541577∙2,7)/4900000 = 36

где Q_пром - промышленные запасы полезного ископаемого, м³;

ﻻ - объемная масса пород, т/м³.

Полный срок существования карьера Т_кар^сущ, лет, определяется по формуле:

Т_кар^сущ = Т^кар_сл+T^кар_стр+T^кар_зат = 36+2+2 = 40

где T^кар_стр – срок строительства карьера, год;

T^кар_зат – срок затухания карьера, год.

5. Выемочно-погрузочные работы.

Одноковшовые экскаваторы применяются в разнообразных горнотехнических условиях при любой крепости пород. Выемка скальных пород осуществляется с обязательным рыхлением их взрывом. При проектировании выемочно-погрузочных работ в крупно-трещиноватых, трудно взрываемых скальных массивах, предпочтение следует отдавать экскаваторам с большим напорным усилием и емкостью ковша. Отношение емкости транспортного сосуда (думпкара, автосамосвала, загрузочного бункера к емкости ковша экскаватора должно быть не менее 3).

Работа карьерных механических лопат при транспортной системе разработки производиться с погрузкой в средства транспорта расположенной на горизонте установки экскаватора. Работа с верхней погрузкой может быть принята только при нарезке новых горизонтов или проведении траншей.

Согласно правилам безопасности высота уступа в скальных породах с применением БВР не должна превышать 1,5 максимальной высоты черпания экскаватора:

Н_у ≤ 1,5Н_чер^max 10 ≤ 1,5×12,5

В скальных породах забоем экскаватора является развал, высотой которого и определяются безопасные условия работы экскаватора:

Высота развала при многорядном взрывании примерно равна 0,85÷1,1 от высоты уступа:

Н_р ≈ (0,75 ÷ 1,1)Н_у 7,5 ≈ 0,85×10

При работе прямых мехлопат наиболее рациональная выемка в боковом забое при сквозной проходке. При автомобильном транспорте применяют продольные или поперечные заходки. Поскольку перенос забойных автодорог не требует больших затрат, а средний угол поворота экскаватора уменьшается до 90-100^о, следовательно ширину заходки принимают равной:

A = ( 1 ÷ 1,5)R_чу 15 = 1,23×12,2

Число заходок по развалу зависит от его ширины, вида применяемого транспорта и модели экскаватора. На практике ширина развала изменяется от 2Н_у до 3,5Н_у .

Таблица 4 – Техническая характеристика ЭКГ-5A.

Показатели	ЭКГ-5A
Вместимость ковша, м3	5
Угол наклона стрелы α,градус	47
Длина стрелы А, м Длина рукояти В, м	13,35
	11,51
Максимальный радиус черпания на уровне стояния, м	12,2
Максимальный радиус разгрузки, м	16,3
Максимальный высота черпания, м	12,5
Максимальная высота разгрузки, м	9,2
Радиус вращения кузова, м Ширина кузова, м Высота экскаватора без стрелы, м Рабочая скорость передвижения, км/час Преодолеваемый уклон, градус	7,62 6,512 6,73 0,45 12
Среднее удельное давление на грунт, Мпа	0,199
Максимальное усилие на блоке ковша, кН	363
Скорость подъема ковша, м/с	0,94
Мощность сетевого двигателя, кВт	250
Продолжительность цикла, с	26
Масса экскаватора с противовесом, т	370

Грузоподъемность автосамосвала G, т, определяется по формуле:

G = (4,5∙E+a)∙ = (4,5∙5+3)∙ = 42

где L_тр – расстояние откатки горной массы, км.

Сменная производительность экскаватора Q_см, м³/см, на погрузку в автотранспорт определяется по формуле:

Q_см = ((Т_см – Т_пз – Т_лн)∙V_к∙n_к)/(Т_па + Т_уп)

где Т_см – продолжительность смены, мин;

Т_пз – время выполнения подготовительно-заключительных операций, мин;

Т_лн – время на личные надобности, мин;

Т_уп – время на установку самосвала под погрузку, мин.

Q_см = ((480-35-15)∙2,3∙9)/(6,5+1) = 1582

Объем горной массы V_к, м³, в ковше экскаватора определяется по формуле:

V_к = E∙К_н/К_р = 5∙0,7/1,5 = 2,3

где E – емкость ковша экскаватора, м³;

К_н – коэффициент наполнения ковша экскаватора;

К_р – коэффициент разрыхления горной массы.

Число ковшей n_к для загрузки автосамосвала определяется по формуле:

n_к = (E_авт∙К_н)/V_к = (21∙1)/2,3 = 9

где К_н – коэффициент наполнения кузова автосамосвала;

Е_авт – объем кузова автосамосвала, м³.

Время погрузки автосамосвала Т_па, мин, определяется по формуле:

Т_па = Т_ц∙n_к = 32,5∙12 = 6,5

Продолжительность цикла Т_ц, с, определяется по формуле:

Т_ц = Т_ч+Т_пов+Т_р = 10+20+2,5 = 32,5

где Т_р – длительность разгрузки, c.

Длительность черпания Т_ч, c, определяется по формуле:

Т_ч =((194∙d_ср²)/E)+(E/(0,11E+0,6))=((194∙0,5²)/5)+(5/(0,11∙5+0,16)) = 10

где d_ср² – размер среднего куска, м.

d_ср = 0,3∙ = 0,3∙ = 0,5

Длительность поворотов Т_пов, с, определяется по формуле:

Т_пов = (10+Е)+0,18(β-90^о) = (10+5)+0,18(120^о-90^о) = 20

где β – средний угол поворота экскаватора, град.

Суточная производительность экскаватора Q_сут, м³/сут, определяется по формуле:

Q_сут = Q_см∙m = 1582∙3 =4747

где m – число смен в сутки.

Годовая производительность экскаватора Q_год, м³/год, определяется по формуле:

Q_год = Q_сут∙N_р = 4747∙281 = 1333907

где N_р - количество рабочих дней в году экскаватора на погрузку.

Количество экскаваторов в карьере N_кар, шт, определяется по формуле:

N_кар = V_год.п∙К_н/Q_год∙j = 14300000∙1,1/1333907∙2,7 = 4

где j - объемная масса пород, т/м³;

К_н – коэффициент неравномерности работы предприятия.