Метод определения энергоэффективности технологий и механизации горных работ по добыче полезных ископаемых открытым способом

Анистратов Юрий Иванович

Возможная степень дробления в рудоспуске предложенной конструкции зависит от физико-механических свойств горной массы и глубины рудоспуска.

Сущность естественного дробления руды заключается в том, что при мгновенной остановке движущегося тела, что имеет место при ударе руды о плиту, каждая частица, за исключением тех, которые непосредственно соприкасаются с плитой, продолжает движение в пределах упругих деформаций, что вызывает в одних частях куска сжимающие напряжения, в других — напряжения растяжения. Если эти напряжения превышают предельные, куски руды

разрушаются. Для разрушения куска руды от сжимающих усилий требуется больше энергии, чем для разрушения от усилия растяжения. С целью надежности расчетов энергии падающих кусков и возможности их разрушения необходимо предположить, что куски при ударе разрушаются от сжимающих усилий и случайно попавший среди руды кусок породы раздробился до необходимых размеров.

Надежность работы этой конструкции рудоспуска по сравнению с обычно применяющейся вследствие отсутствия остановки рудного потока значительно выше.

В заключение анализа транспорта можно на основании энергетического метода сделать сравнение видов транспорта для забойной части технологического потока для следующего примера: длина фронта 1500 м, высота уступа 20 м из которого видно, что наименьшее технологическое энергопоглощение происходит при перемещении горной массы автомобильным транспортом.

Вместе с преимуществом в энергопоглощении технологические преимущества использования в сложных условиях карьера делают автомобильный транспорт эффективным для забойной части грузопотока.

Для части грузопотока по доставке горной массы из карьера аналогичное сравнение (при глубине карьера 100, 200 и 300 м.) показывает, что наименьшие технологическое энергопоглощения при перемещении горной массы скиповым и конвейерным подъемниками (табл. 13)

Таблица 13

Сравнительные показатели технологического энергопоглощения транспорта части потока по доставке гарной массы из карьера

Вид транспорта

Расчетная зависимость

Энергопоглощение, Дж/кг

Глубина карьера

100 м

200 м

300 м

Железнодорожный

Eж =v2/2g +o L +i Li

1068

2112

3273

Автомобильный

Eа =v2/2g +o L +i Li

1073

2122

3190

Конвейерный

Eк =v2/2g +o L + Hк

1056

2110

3143

Скиповой подъемник

Eп =v2/2g +o L +i Li + Нк

998

1998

3080

Энергопоглощение при доставке горной массы конвейерным транспортом является конкурентным автомобильному и железнодорожному транспорту. Если учесть, что горно-капитальные работы для подъемников (скипового и конвейерного) меньше, чем для железнодорожного и автомобильного, то применение их в грузопотоке по доставке горной массы из карьера является перспективным

В технологических потоках на нагорных карьерах активное энергопоглощение в гравитационных средствах доставки (рудоспуски и рудоскаты) отсутствует, поэтому они эффективны для перемещения горной массы,

Для части транспорта поток по доставке горной массы на поверхности карьера по

результатам исследования можно считать наиболее эффективным железнодорожный транспорт.

В этой части он обладает большими преимуществами перед остальными видами транспорта, вследствие того, что он обладает меньшим сопротивлением перемещению, включая отрезки пути на отвале.

Сопротивление движению на отвале при автомобильном транспорте возрастает в два раза (в забое о = 50—80 Н/кН, на отвале о = 150-130 Н/кН ).

9.6 Отвалообразование

Отвалообразование — конечный процесс технологического потока на вскрышных работах. Специфика работы машины на отвалообразовании состоит в том. что пункт приема груза все время перемещается. В настоящее время тенденция увеличения мощности бульдозеров на отвале энергетически целесообразна, применение одноковшовых экскаваторов по тем же причинам, которые были изложены в разделе выемочно-погрузочных работ на отвалообразовании, нерационально.

Увеличение мощности бульдозеров сделало возможным их применение для отвалообразования при железнодорожном транспорте.

Если учитывать сказанное по эффективности выемочно-погрузочного процесса технологического потока во взаимосвязи с качеством горной массы, то можно сделать предположение, что на отвале при колесном транспорте возможно применение выемочно-погрузочных машин непрерывного действия с рабочим органом роторного типа.

Отвальный плуг по принципу действия отвечает технологии непрерывного отвалообразования, но при увеличении производительности требуется увеличение мощности отвального плуга, его веса, однако, увеличение веса вступает в противоречие с устойчивостью отвала и допустимой нагрузкой на временный железнодорожный путь отвала, поэтому перспектива применения отвальных плугов ограничена небольшой производительностью.

При конвейерном транспорте отвалообразование предусматривается с помощью ленточного отвалообразователя. Принципиальные положения по мощности и технологии работ практически не отличаются от отвалообразования мягких пород в транспортно-отвальных комплексах.

10. Выводы анализа технологических процессов на карьерах

Анализ перспектив развития техники и технологии на карьерах со скальными породами по процессам на основе энергетического метода позволяет сделать следующие выводы:

Перспективными для открытых горных работ являются:

1) совершенствование существующей технологии разработки месторождений с крепкими горными породами и главное организации горных работ для доведения степени использования мощного надёжного оборудования в технологическом потоке до 95-97 %

2) уменьшение диаметра скважин;

3) применение агрегатов для бурения сразу нескольких рядов

скважин с механическим заряжанием взрывчатым веществом;

4) механическое рыхление при подготовке горных пород к выемке крепостью до f = 8;