Методы расчета главных параметров карьера и комплекта оборудования для производства горных работ

Разработка крутопадающих месторождений ограниченных в плане характеризуется применением сложных трасс. В этом случае для описания траектории перемещения вскрышных пород и полезного ископаемого необходимо знание всех параметров трассы и технологических параметров карьера. В рабочей зоне карьера перемещение вдоль фронта работ, далее по транспортным коммуникациям вскрышного или добычного горизонта. Для выезда на участок перемещения по капитальной трассе необходимо преодолеть участки по наклонным бермам и по вышележащим горизонтам карьера. Так же необходимо выделить участок перемещения по капитальной траншее и далее по поверхности до отвалов. На отвале возможны различные траектории перемещения, которые зависят от технологии отвалообразования.

При разработке нагорных месторождений траектория перемещения горных пород весьма зависит от горно-геологических условий. Технология разработки так же строго подчинена природным условиям. Как правило, подвигание забоев происходит поперек падения поверхности, поэтому перемещение горной массы в рабочей зоне карьера транспортными средствами осуществляется только вдоль фронта работ. При этом возможны участки перемещения с одного горизонта на нижележащий горизонт по наклонным транспортным бермам. Траектория перемещения вдоль фронта работ, как правило, криволинейна. Если горная масса перемещается автомобильным транспортом к более низким высотным отметкам по отношению к высоте, на которой ведутся горные работы, то необходим анализ траектории перемещения. Трасса чаще всего имеет петлевой вид, на которой возможны различные участки по конфигурации.

Для того чтобы проанализировать схему разработки полностью необходимо использовать технологические параметры оборудования с учетом реальной картины самого процесса разработки забоя и складирования пород в отвал, поэтому для расчетов энергоемкости используются максимально необходимые для разработки в конкретных условиях технологические параметры.

Для количественной оценки технологических схем разработки производится расчет эргозатрат по каждой схеме на 1 м подвигания вскрышного забоя. Чтобы определить эффективную схему разработки из ряда схем необходимо выполнение следующих условий:

схемы применяются в одинаковых горно-геологических условиях. (Пласт полезного ископаемого мощностью h. Мощность вскрыши H. Угол откоса добычного и вскрышного уступов соответственно α, β. Угол откоса отвала γ. Ширина заходки В. Объемный вес пород ρ).

вскрышное оборудование устанавливается на минимальном расстоянии до верхней бровки уступа на горизонте установки с учетом бермы обрушения;

расстояние между нижней бровкой добычного уступа и нижней бровкой откоса отвала z.

Технологическая схема разработки с перевалкой вскрыши в выработанное пространство, с расположением вскрышного оборудования на нижней площадке вскрышного уступа.

В качестве вскрышного оборудования используется механическая лопата (рис.1.1).

Рис.1 Расчётные схемы энергозатрат вскрышных работ на карьерах

Перемещение породы осуществляется из забоя во внутренний отвал. При разработке забоя экскаватор экскавирует породу у подошвы вскрышного уступа и перемещает ковш на высоту h_ч (м) до полного его наполнения. Далее порода перемещается в отвал на расстояние L (м). При этом может происходить подъем породы относительно точки, где происходит полное наполнение ковша.

Энергозатраты суммируются из затрат на черпание породы в забое и затрат на перемещение породы в отвал. В соответствии с теоретической формулой энергозатраты на 1 м подвигания забоя составят

где Н – высота вскрышного уступа, м,

L – расстояние перемещения породы в отвал, м,

g – ускорение свободного падения, м/с².

,

где Δh = h_o – (h + h_ч), м – высота подъема породы.

Технологическая схема разработки с перевалкой вскрыши в выработанное пространство, с расположением вскрышного оборудования на промежуточном вскрышном горизонте.

В качестве вскрышного оборудования используется драглайн (рис.1,2).

Работа совершается при подъеме породы на нижней части вскрышного уступа h_н (м) и при перемещении всей породы из забоя в отвал на расстояние L (м). При отработке верхней части вскрышного уступа порода перемещается вниз до уровня стояния драглайна и при этом работа не совершается. Объем породы, отрабатываемый при нижнем черпании, составляет часть от общего объема пород.

При перемещении возможен подъем породы относительно уровня стояния драглайна. Энергозатраты суммируются из затрат на черпание породы в забое и затрат на перемещение породы в отвал.

, Дж