По породе
По руде
С учетом коэффициента резерва 1,3 необходимо 4 буровых станка.
3.7.2.Погрузочные работы
Сменная производительность экскаватора
, (1.13)
где Е=10 – емкость ковша экскаватора, м3; Т=8 – продолжительность рабочей смены, час; кн=0,73 – коэффициент наполнения ковша; кр=1,5 – коэффициент разрыхления породы; Тц– время рабочего цикла экскаватора, сек.
Тц=Тч+Тп+Тр, сек, (1.14)
где Тч– время
черпания, сек
(1.15)
a=0,5 - средний размер куска взорванной массы, м
Тп– время поворота, сек
(1.16)
Тпасп=26 – паспортная продолжительность операции поворота, сек;bиbп– соответственно действительный и паспортный угол поворота экскаватора, град
Тр=15 – время разгрузки, сек
Тц=12+26+15=53 сек
Годовая производительность экскаватора
Qгод=QсмґNсм, м3, (1.17)
где Nсм=745 – число рабочих смен в году
Qгод= 1586,7ґ745=1182т.м3
3.7.3. Выбор типа автосамосвала
Оптимальный весовой модуль:
(1.18)
где tц=0,5 – время цикла экскаватора при повороте стрелы на 900, мин;
с=tз(tц+tдв+tр+tз), (1.19)
tз=1- время замены груженного автосамосвала порожним у экскаватора, мин; tдв– время движения автосамосвала с грузом и порожняком за один рейс, мин (14,1и 16 соответственно плечу откатки 1,5 км (вскрыше) и 2,2 км (руда); tр=2 – время разгрузки автосамосвала на приемном пункте, мин
Для породной откатки:
Для рудной откатки:
Средневзвешенное значение весового модуля по годовому грузообороту:
(1.20)
где Ари Ав=761 и 2900 – соответственно производительность карьера по руде и по вскрыше, м3/год; Lри Lв=2,2 и 1,5 – соответственно средневзвешенное плечо откатки по руде и по вскрыше, км
Определим наиболее подходящую грузоподъемность автосамосвала:
qа=qеґmв, (1.21)
qе– масса породы в ковше экскаватора, т
qе=Екэg, (1.22)
кэ=0,6 – коэффициент экскавации для скальных пород;g=2,7 – плотность породы в целике, т/м3
qе=10ґ0,6ґ2,7=16,2 т
Тогда оптимальная грузоподъемность автосамосвала по техническим условиям составит:
Qа=16,2ґ9=145,8 т
Выбираем ближайший в параметрическом ряду автосамосвал грузоподъемностью 120 т. Значение объемного модуля комплекса определяем как:
m0=mвґкн, (1.23)
кн=0,73 – средний коэффициент наполнения ковша экскаватора в заданных условиях
m0=9,4ґ0,73=7
Вместимость кузова автосамосвала:
, (1.24)
кнк– коэффициент наполнения кузова ковша с учетом ”шапки”.
3.7.4. Тяговый расчет
Сила тяги автосамосвала рассчитывается для движения его на руководящем уклоне по формуле:
(1.25)
где Nдв=956 – мощность дизельного двигателя, кВт; V=18 – скорость движения автосамосвала вверх по руководящему уклону, км/ч;hтр=0,85 – КПД трансмиссии;hк=0,8;hом=0,95 – коэффициент, учитывающий величину отбора мощности от главной передачи для питания бортовых систем автосамосвала
Сила тяги не должна превышать силу тяги, определенную из условия сцепления колеса с дорогой:
FкЈ1000Рсцj,
Где Рсц– сцепной вес автосамосвала, кН;j=0,75 – коэффициент сцепления ведущих колес с дорожным покрытием
Сцепной вес автосамосвала определяем по формуле:
Рсц=x(mа+qа)q, (1.26)
mа=90 – собственная масса автосамосвала, т; qа– расчетная масса груза в кузове, т;x=0,65 – коэффициент, учитывающий часть веса автосамосвала с грузом, приходящуюся на ведущие колеса
qа=q+qт,
q - грузоподъемность автосамосвала, т (120); qт–масса тары, т (210)
Рсц=0,65(90+330)9,81=2678,1 кН
FЈ1000ґ2678,1ґ0,75=2008575
3.7.5. Определение скорости движения автосамосвала
Для укрупненных расчетов принимаем по условию уклон всех автосъездов iр=80%, тогда динамический фактор автомобиля:
для движения вверх по съезду с грузом
D1= w0ґip= 40ґ0,8=32Н/кН; (1.27)
для движения с грузом по горизонтальной площадке
D2= w0= 40Н/кН
для движения без груза
D3= w0,
где w0и w0– удельное сопротивление движению в грузовом и порожнем направлениях.
Среднетехническая скорость движения автосамосвала:
(1.28)
Безопасная скорость движения на поворотах:
, (1.29)
R=12 – радиус кривой, м; fск=0,3 – коэффициент бокового скольжения; iв=0,06 – поперечный уклон виража
3.7.6. Определение тормозного пути автосамосвала
Тормозной путь автосамосвала определяется по формуле:
(1.30)
где V=30 – скорость движения автосамосвала, км/ч;g=0,075 – коэффициент инерции вращающихся масс
К величине тормозного пути добавляем путь, проходимый автосамосвалом за время реакции водителя и приведения тормозов в действие tр.в.:
S0=0,278ґV0ґtр.в.= 0,278ґ30ґ0,7=5,8м (1.31)
SТобщ=23,8+5,8=29,6м
3.7.7. Эксплуатационные расчеты
3.7.7.1. Определение расхода топлива
Расход топлива карьерными автосамосвалами является важнейшим экономическим показателем эксплуатации карьерного автотранспорта. Расход топлива автосамосвалами пропорционален выполненной им работе и определяется по эмпирической зависимости:
, (1.32)
гдеgТ- плотность топлива, г/см3; кт–коэффициент собственной массы автосамосвала; w0– удельное сопротивление качению, Н/кН; L – расстояние транспортирования, км; Н – высота подъема груза, м; qа– грузоподъемность автосамосвала, т; кq=0,85 – коэффициент использования грузоподъемности.
По вскрыше:
По руде:
Расход топлива на 100 км пробега
100. (1.33)
По вскрыше:
По руде:
Расход топлива при работе автосамосвалов лучше определять в литрах на 100 км пробега:
(1.34)
По вскрыше:
По руде:
С учетом дополнительных факторов, влияющих на расход топлива, его общий расход
qтопл.общ=qтоплkмkзkн, (1.35)
где км=1,15 – коэффициент, учитывающий повышенный расход топлива; кз=1,2 – коэффициент, учитывающий расход топлива в зимнее время; кн=1,05 – коэффициент, учитывающий дополнительный расход топлива на внутригаражные службы.
По вскрыше:
qтопл= 450ґ1,15ґ1,2ґ1,05=652л/км
По руде:
qтопл=468ґ1,15ґ1,2ґ1,05=678л/км
3.7.7.2. Определение необходимого парка автосамосвалов
Время рейса автосамосвала
Тр=tпогр+tдв+tразг+tдоп, (1.36)
Где tпогр– продолжительность экскаваторной погрузки автосамосвала, мин,
(1.37)
qа=120 – грузоподъемность автосамосвала, т; qе=27 – масса породы в ковше экскаватора, т; tц=0,8 – среднее расчетное время цикла экскаватора при угле поворота стрелы экскаватора 900; Е=10 – вместимость ковша экскаватора, м3; кэ=0,7 – коэффициент экскавации; tдв=12 – время движения автосамосвала в обоих направлениях между конечными пунктами, мин; tразг=1 –время разгрузки автосамосвала на приемном пункте, мин; tдоп=2 – время ожидания на примыканиях и пересечениях карьерных автодорог.
Тр=5+12+1+2=20мин
Рабочий парк автосамосвалов
(1.38)
где Qсм– сменный грузопоток карьера, т
(1.39)
А=8029 – годовая производительность карьера, т.т.; кн=1,1 – коэффициент неравномерности грузопотока; Тсм=8 – продолжительность смены, ч; Qа– производительность автосамосвала, т/смену,
(1.40)
ки=0,85 – коэффициент использования смены; кq=0,93 – коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала..
Инвентарный парк автосамосвалов
(1.41)
где кг=0,86 – коэффициент готовности; ки.п=0,9 – коэффициент использования рабочего парка; кр.с=1 – режим работы автосамосвала.
3.8. Расчет бульдозерного отвала
Производительность отвала
Q=QВґkР, м3, (1.42)
Где Qв=2627 – объем вскрыши, т.м3; kр=1,5 – коэффициент разрыхления
Q= 2627ґ1,5=3940,5 т.м3
Площадь отвала
, (1.43)
h=58 – высота отвала, м; kо=0,8 – коэффициент, учитывающий откосы и неравномерность заполнения площадки.
Число одновременно разгружающихся автосамосвалов
(1.44)
где No– число автосамосвалов, разгружающихся в отвале в течение часа, шт.
(1.45)
Рв= 95,9 – часовая производительность экскаватора по вскрыше, м3; к=1,5 – коэффициент неравномерности работы карьера
tp– время разгрузки, мин
(1.46)
где tраз= 40 – продолжительность разгрузки автосамосвала, сек; tпер=10 – продолжительность переключения передачи, сек; R=15 радиус поворота автосамосвала при маневрировании, м;J=2 – скорость движения автосамосвала при маневрировании, м/сек
4) Длина фронта разгрузки
Lv=Nooґln, (1.47)
Где ln=40 – ширина полосы по фронту, занимаемой одним автосамосвалом при маневрировании, м
Lv=1ґ40=40 м
5) Число разгрузочных участков, находящихся в одновременной работе
(1.48)
6) Число участков, находящихся в планировке
Nn=Np=1 участок
Число резервных участков
Npp=Np(0,5-1)=1 участок
Общее число участков
Nобщ=NP+Nn+Npp=3 участка (1.49)
Общая длина отвального фронта
Lo=(2,5-3)Lv=0,5ґ40=20 м
Число бульдозеров в работе
(1.50)
где Qб–объем бульдозерных работ, м3
Qб=ТсмґРвґкз(1.51)
Тсм=8 – продолжительность рабочей смены, час; Рв– часовая производительность карьера по вскрыше, м3; кз=0,7 – коэффициент заваленности
Qб=8ґ95,9ґ0,7=537 м3
Рб=1450 – сменная производительность бульдозера, м3
Nб=537/1450=0,5=1 бульдозер
3.9. Пропускная и провозная способность транспортной системы
Пропускная способность самого напряженного участка трассы, полосы въездной траншеи определяется по формуле:
, (1.52)
где К=1,5 – коэффициент неравномерности движения; Sб– безопасный интервал между автосамосвалами, м.
Sб=Sт+Lа, (1.53)
Sт=29,6 – полный тормозной путь автосамосвала, м; Lа=11,25 – длина автосамосвала по технической характеристике, м.
Sб=29,6+11,25=40,9м
Но по нормативам Крайнего Севера расстояние между автосамосвалами не может быть меньше 50 метров.
Провозная способность транспортной системы определяется:
(1.54)
где f=2 – коэффициент резерва пропускной способности.
Полученную расчетную величину провозной способности проверяем по условию:
(1.55)
Qсут=8659 – максимальный расчетный суточный грузопоток на данном участке трассы, т.
Коэффициент резерва пропускной способности:
3.10. Ремонт горного оборудования
Техническое обслуживание и несложные текущие ремонты бурового оборудования и экскаваторов выполняются силами дежурных и ремонтных бригад карьера. Техническое обслуживание и текущий ремонт зарядных машин, спецмашин по доставке ВМ и другого оборудования, связанного с применением ВМ, осуществляются силами цеха по ведению взрывных работ, обслуживающего все карьеры комбината, входящих в состав Оленегорского ГОКа.
Участок горно-дорожных машин в составе ГОКа эксплуатирует, обслуживает и ремонтирует (за исключением капитальных ремонтов) дорожно-строительные машины, бульдозеры, трактора и спецмашины на их базе все карьеры комбината.
Кроме того, на ГОКе имеются централизованные службы и специализированные участки:
- водоотлива;
- ремонта бурового оборудования;
- ремонта горного оборудования;
- электроремонта горного оборудования, ремонтно-строительные.
Которые выполняют все виды ремонтов (за исключением капитального и среднего ремонта электрооборудования горных машин) в объемах, превышающих возможности соответствующих эксплуатационных участков карьеров.
Все обслуживание и текущие ремонты электрооборудования машин и механизмов ГОКа выполняются силами подразделений, эксплуатирующих это оборудование. Капитальные и средние ремонты электрооборудования выполняются электроремонтным участком электроцеха комбината, объединяющим всю службу его электроснабжения.
3.11. Водоотлив
Водоотлив на Оленегорском карьере в настоящее время осуществляется двумя насосными станциями.
Одна насосная станция, укомплектованная тремя насосными установками с насосами 8НДВ-60, откачивает поверхностные воды с висячего борта карьера. Приток к этой насосной станции составляет около 50 м3/ч, а с учетом паводковых и ливневых вод, он доходит до 825 м3/ч. Эти воды не имеют загрязнений и очистка их не производится.
Вторая насосная станция, укомплектованная шестью насосными установками с насосами ЦНС 300-480, установлена на дне карьера и служит для откачки карьерных вод на поверхность.
Проток к этой насосной станции составляет 600-700 м3/ч, а с учетом ливневых и паводковых вод он доходит до 1230 м3/ч. Эти карьерные воды насосной станцией по трем водопроводам, диаметром 273-325 мм откачиваются на поверхность и сбрасываются в самотечный коллектор.
По самотечному коллектору карьерная вода поступает в отстойник, откуда она после очистки сбрасывается в реку Ках.
На горизонте +35м в районе ЦПТ из наклонного ствола конвейера №4 по дренажному ходку производится сброс канализационных вод под откос уступа. Выход из ходка в настоящее время привален отвальными породами и вода поступает в пригрузку. Сброс канализационных вод на откос резко ухудшает инженерно-геологические условия, т.е. снижает устойчивость пород в откосе, При увлажнении происходит снижение сцепления по сланцеватости в гнейсах кварцитах и по контакту пригрузка-порода что приведет к обрушению.
Возможны два варианта отвода канализационных вод с помощью расширения наклонного ствола в зоне сопряжения ходка и квершлага для организации насосной станции и спуска воды не на откос, а перехвата её внутри наклонного ствола.
Качественный состав карьерных вод характеризуется наличием взвешенных веществ в количестве 43.8-66.5 мг/л, нефтепродуктов 2.3-6.25 мг/л, нитратов - до 128 мг/л и нитритов - до 10 мг/л.
Максимальная пропускная способность существующего коллектора карьерных вод, диаметром 600 мм, при уклоне 0,005 составляет 1577 м3/ч.
Существующий односекционный отстойник карьерных вод рассчитан на пропуск максимального расхода 14.4 тыс.м3/сут.
Для равномерного распределения карьерных вод по ширине отстойника, перед его рабочей частью устроена каменно-набросная призма.
Для задержания нефтепродуктов, в конце отстойника установлена, заглубенная под уровень, перегородка.
Осветленные карьерные воды при выходе из отстойника дополнительно очищаются фильтрами, заполненными стекловолокном.
Пропуск нормального расхода карьерных вод 900 м /ч осуществляется через одну секцию отстойника, пропуск максимального расхода 1500 м /ч - через две секции отстойника.
Карьерные воды после прохождения очистных сооружений сбрасываются в реку Ках и далее в озеро Колозеро.
В настоящее время на Оленегорском карьере находится в эксплуатации две насосные станции N 1, N 2 с насосами ЦНС 300-480. На северо-восточном участке находится станция N 1 с двумя насосами ЦНС 300-480; на юго-западном участке находится станция N 2 с тремя насосами ЦНС 300-480.
Насосные станции N 1, N 2 располагаются на дне карьера у водосборников, полезная емкость которых не менее трех часового нормального притока. Каждая насосная представляет собой утепленный вагон на салазках с прицепным устройством. Внутри вагона располагаются: насосный агрегат, трубопроводная арматура, электрооборудование и средства автоматизации, прибор электроотопления. Транспортирование насосных установок по карьерным дорогам производится с помощью трактора, а монтаж и обслуживание - с помощью самоходных грузоподъемных средств, для чего крыша вагона выполняется съемной.
Напорные магистральные трубопроводы прокладываются по горизонтальным уступам - на деревянных подкладках, по откосам - на металлических опорах, при пересечении дорог - в засыпке, с чехлом, и в траншеи - с чехлом. Трубопроводы укладываются с уклоном не менее 0,003 в сторону водосборника, что обеспечивает в зимнее время их освобождение от воды при остановке насоса. Количество труб предусмотрено с учетом их переукладки в рабочей зоне карьера.
По мере отработки карьера и в связи с понижением горных работ потребуется произвести замену существующих насосов на насосы с большим напором. Общее направление потока подземных вод с северо-запада на юго-восток с уклоном 0,009-0,013. Водообильность и фильтрационные свойства кристаллических пород в разрезе не равномерны и обусловлены характером и степенью трещиноватости пород, но отмечается общая закономерность уменьшения их с глубиной. Коэффициент фильтрации пород изменяется от 0,003 до 0,23 м/сут..
Карьерные воды средствами карьерного водоотлива сбрасываются в существующий коллектор диаметром 600мм. После прохождения очистных сооружений, сбрасываются в ручей, впадающий в Кахозеро. Данные об ожидаемой водопритоке в карьер приведены в таблице 1.4. и о притоках к системе осушения за 2002 год в таблице 1.5.
|
Таблица 1.4
|
|
Ожидаемый водоприток в карьере
|
|
Год
работы
|
Участок
карьера |
Горизонт |
Водопритоки, куб.м/ч |
| | |
за счет подземных вод
|
за счет атмосферных осадков |
max |
|
|
юго-западный |
110 |
150 |
240 |
390 |
2003 |
центральный |
90 |
50 |
70 |
120 |
|
северо-восточный |
95 |
90 |
110 |
200 |
