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

3. Для обеспечения установленной производительности карьера по полезному ископаемому и вскрыши формируются варианты комплексной механизации вскрышных и добычных работ.

4. Конструируются технологические схемы для возможных вариантов комплексной механизации вскрышных и добычных работ в плоскости и плане.

5. Определяются возможные варианты вскрытия карьерного поля и устанавливаются кинематические схемы перемещения вскрышных пород и полезного ископаемого.

6. Производится оценка вариантов технологических схем по величине энергозатрат.

7. Для схемы с минимальным значением энергозатрат определяется типоразмер

горного и транспортного оборудования.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВСКРЫТИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ПРОСТРАНТВА КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ

Исследования современной энергоёмкости технологических процессов показывают, что из общего расхода электроэнергии по карьеру электропотребление железнодорожным транспортом горной массы составляет 34,5-79,3%, на буровзрывные работы 1,8-17,6%, экскавацию 15,0-25,2%, вспомогательные работы 2,2-15,2%.

Фактический удельный расход электроэнергии на крупных карьерах с железнодорожным транспортом составляет 1,6-2,9 кВт∙ ч /т и 0,17-2.5 кВт∙ ч/ткм.

В целом затраты на транспорт горной массы в карьерах составляют от 50 до 90 % общих затрат на добычу полезного ископаемого открытым способом.

Вместе с факторами технологии и механизации горных работ энергетическая оценка транспортных систем является основанием для принятия решения по вскрытию месторождения при открытой разработке полезных ископаемых.

Энергетическая оценка дополняет денежную. Денежная оценка дает основание для выработки производственной тактики, энергетический анализ - для выработки стратегии вскрытия эксплуатационного пространства карьера.

Оценка вскрытия эксплуатационного пространства карьерного поля по энергетической теории заключается в определении энергозатрат транспорта горной массы по системам вскрывающих выработок в эксплуатационный период. Она определяется с учётом параметров транспорта, трассы, свойств вскрышных пород и полезного ископаемого.

Удельные энергозатраты при транспортировании (Дж/кг)

,

где - средняя скорость перемещения горной массы в технологическом потоке, м/с;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

- основное сопротивление движению транспорта, Н/кН;

L - расстояние перемещения горной массы транспортом технологического потока, м;

H - высота подъема горной массы в процессе перемещения средствами транспорта в технологическом потоке (разность отметок пункта погрузки и пункта разгрузки или перегрузки горной массы), м.

Энергетический анализ карьерного транспорта многих исследователей позволяет оценить совершенство существующих транспортных систем на карьерах, область применения различных видов транспортных средств и их сочетание, пути совершенствования транспортных средств и в целом транспортных систем, а в результате – систему вскрытия карьеров.

Исследования выполненные д.т.н. Ю. И. Лелем и к.т.н. Е. Ю Терёхиным. в области энергоёмкости транспортных систем на карьерах по удельному расходу условного топлива, показали, что расход энергии является универсальным показателем, определяющим эффективность транспорта горной массы на карьерах.

Критерий «удельные затраты условного топлива» представляет собой подъем 1 т горной массы из карьера с расходом дизельного топлива и электроэнергии, приведенные к условному топливу (у.т.). Приведение фактических затрат энергии к расходу условного топлива производится по следующим выражениям:

P_а = q k_пер.k_т k_д , P_(ж,к) = ϖ k_э k_пот. k_д .

где Р_а, P_(ж,к) - удельный расход топлива на подъем горной массы, соответственно, автомобильным, железнодорожным и конвейерным транспортом, г у.т./тм;

q, ϖ - соответственно, удельный расход дизельного топлива (г/тм) и электроэнергии (кВт∙ч/тм) конвейерным (железнодорожным) транспортом;

k_д, k_пер. - коэффициенты, учитывающие затраты энергии на добычу и транспортирование топлива (k_д = 0,4÷1,10) и на получение дизельного топлива из нефти (k_пер = 1,18÷1,20);

k_т = 1,5 - коэффициент, учитывающий разницу удельной теплоты сгорания дизельного и условного топлива;

k_э - коэффициент, учитывающий затраты условного топлива на получение I кВт-ч электроэнергии (k_э = 31О÷ЗЗО г/кВт∙ч);

k_пот= 1,09 - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии при передаче и распределении.