Выбор средства механизации. Буровые работы

Разработка железистых кварцитов требует предварительного их рыхления буровзрывным способом: Бурение скважин производится буровыми станками
СБШ–250МН с диаметром долота 243 мм.

1. Расчетный диаметр заряда определяется по формуле:

d_зар= 0,0135 · H_у · N_эн

где N_эн – удельная энергоемкость взрывного разрушения пород,

N_эн ≈ 1,4 кал/м³, для пород крепостью f = 10;

d_зар = 0,0135 · 15 · = 0,249 м.

Принимаем диаметр скважины d_скв = 0,250 м – типовой диаметр шарошечного долота для СБШ–250М.

2. Размер максимального допустимого кондиционного куска горной массы

d_к = 0,6 ·

где Е – емкость ковша экскаватора – Е = 8 м³, для ЭКГ–8И.

d_к = 0,6 · = 1,2 м

3. С учетом обводненности горизонтов, в среднем равным 50% высоты уступа, принимаем 50% гранулотола и 50%;граммонита.

Удельный расход ВВ определяем по формуле:

q = 0,6 · k_к ·k_д · k_п

где 0,6 – удельный расход эталонного взрывчатого вещества (согласно справочнику он равен 0,5 – 0,8);

k_к = коэффициент, учитывающий размер кондиционного куска;

k_д = 1,0 – коэффициент, учитывающий диаметр скважины;

k_п = 1,0 – переводной коэффициент эталонного взрывчатого вещества.

q = 0,6 · 0,948 · 1,0 · 1,0 = 0,57 кг/м³

Линия сопротивления по подошве уступа равна:

W =

где P – количество ВВ в одном метре скважины, м

P = 7,85 · d_cкв² · p = 7,85 · 2,5² · 0,9 = 44,2 кг/м

где d_c – диаметр скважины, дм;

p = 0,9 кг/дм³ – плотность заряжания ВВ в скважине

Н_у – высота уступа, м;

L_скв – длина скважины, м;

m – коэффициент сближения скажин – m = 1,1

L_скв = H_у + h_пер,

где h_пер = (8 – 10) · d_скв = 10 · 0,250 = 2,5 м – величина перебура скважин.

Принимаем величину перебура h_пер = 2,5 м

L_скв = 15 + 2,5 = 17,5 м

Линия сопротивления по подошве уступа равна:

W = = 9 м

Определим:

W_min = H_у · сtgb + c

где b = 75° –угол откоса добыч кого уступа.

W_min = 15 · сtg75° + 3 = 7 м

так как W > W_min, то проектом принимаем бурение вертикальных скважин с диагональной схемой взрывания.

Расстояние между скважинами в ряду:

a = m · W

где т = 0,8 – коэффициент сближения скважин.

a = 0,8 · 9 = 7,2 м

Проектом принимаем расстояние: а = 7 м.

Расстояние между рядами скважин равно:

b = 1 · а = 1 · 7 = 7 м

Принимаем 7 м.

Выход горной массы с одного метра скважины определим по формуле:

V =

где n – число рядов скважин

V = = 42 м³/м

Масса заряда в скважине:

q_вв = q · W · H_Y · a

где q – удельный расход ВВ, кг/м³.

q_вв = 0,57 · 9· 15 · 7 = 539 кг

Длина заряда в скважине:

L_з = = 12,2 м

Длина забойки определяется как разность между длиной скважины и длиной заряда:

l_зб = 17,5 – 12,2 = 5,3 м

Ширина буровой заходки равна:

А_б = W + b · (n – l) = 9 + 9 · (3 – 1) = 27 м

Принимаем проектом А_б = 9 м.

Определим ширину развала:

В_Р = А_Б · (2 · k_P · · γ₀)

где k_р = 1,3 – коэффициент разрыхления;

h_раз – высота развала;

γ₀ = 1 –коэффициент, зависящий от формы развала

В_р = 9 · (2 · 1,3 · · γ₀) = 29,25 м

Общий объем бурения в год:

SL_скв =

где А_r – годовая производительность карьера, т;

q =42 – выход горной массы с одного метра скважины;

У_пл – объемный вес горной массы;

A_r = 46000 тыс. т – по добыче;

A_r = 9000 тыс. м – по скальной вскрыше;

Тогда общий объем бурения на добыче равен:

SL_скв = = 322128,8 м

На вскрыше:

SL_{вск.скал.} = = 214285,71 м

Количество бурстанков определим:

N_б.ст. =

где М_n = 500 смен (на добыче), 540 смен (на вскрыше) – общее количество смен работы одного станка

Р_б.ст. – сменная производительность бурувого станка.

На добыче:

N_{б.ст.доб} = =» 14 буровых станков

На скальной вскрыше:

N_{б.ст.вск} = =» 7 буровых станков

Инвентарный парк буровых станков составит:

N_инв = (N_{б.ст.доб..} + N_{б.ст.вск..}) · k_p

где kp = 1,2 – коэффициент, учитывающий наличие станков в резерве и ремонте.

N_инв = (14 + 7) · 1,2 = 25,2» 25 ед

Принимаем 25 буровых станков СБШ–250МН.

Выемочно–погрузочные работы

В соответствии с принятой системой разработки, типом выемочно–погрузочного оборудования, а также с учетом безопасного ведения буровзрывных работ ширина рабочих площадок составляет:

– с применением железнодорожного транспорта В = 50 – 70 м;

– с применением автотранспорта В = 30 – 60 м.

Высота уступа по типу применения оборудования составляет Н_у = 15 м на добыче и скальной вскрыше. Н_у = 12,5 м на рыхлой вскрыше. Выемка горной взрывной массы осуществляется:

1. При железнодорожном транспорте – продольными заходками с нормальной шириной.

2. При автотранспорте – поперечными заходками с установкой автосамосвалов таким образом, чтобы средний угол поворота экскаватора не превышал 100°,

Ширина заходки ограничивается параметрами выемочно–погрузочного оборудования и должна соответствовать паспорту ведения горных работ.

При взрывании скальной горной массы ширина развала взорванных пород определяется шириной рабочей площадки и паспортом БВР. При автомобильном транспорте оптимальная ширина заходки меньше, чем при железнодорожном транспорте. Для подъезда автомашин используют выработанное пространство сбоку или позади экскаватора.Подготовка нового горизонта осуществляется траншеей с тупиковым забоем. Проходка съездов производится по горной массе либо вверх, либо вниз в сходящем порядке с погрузкой породы в транспортные средства.

Необходимое количество экскаваторов для запланированного объема определим по формуле:

N_экс. = ,

где Q_год – годовая производительность экскаватора ЭКГ–8И

Скальной вскрыши:

Q_год = 1500000 м³/год (согласно данным «Гипроруда»)

N_{экс с в} =

Инвентарный парк:

Принимаем 8 экскаваторов.

Рыхлой вскрыше:

Годовая производительность экскаватора ЭКГ–8И равна:

Q_год = 1500000 м³/год (согласно данным «Гипроруда»)

N_{экс р в} = = 3,3

Инвентарный парк:

Принимаем 4 экскаватора.