Вибір та розрахунок засобів механізації розкривних (добичних) робіт на кар’єрі
Вибір структури комплексної механізації. Режими буріння та розрахунок їх основних параметрів. Продуктивність бурових верстатів. Визначення навантаження на робоче обладнання та потужності приводів основних механізмів екскаваторів, кар'єрного автотранспорту.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Розміщено на http://www.allbest.ru/
до курсової роботи
«Вибір та розрахунок засобів механізації розкривних(здобичних) робіт на кар'єрі»
На відкритих роботах продуктивність праці вища, ніж при підземному видобутку, а вартість корисних копалин нижча. Витрати будівництво кар'єру менше, ніж будівництво рудника чи шахти тієї ж продуктивної потужності.
Умови праці на відкритих роботах більш гігієнічні та безпечні. На кар'єрах є можливість застосування машин будь-якої потужності та будь-яких параметрів, що дозволяє забезпечити комплексну механізацію та автоматизацію виробничих процесів. Можливості вітчизняної машинобудівної промисловості дозволяють повністю оновити парк гірських машин на кар'єрах, замінити машини, що раніше застосовувалися, більш потужними і продуктивними.
Потужні драглайни та розкривні екскаватори дають можливість використовувати безтранспортну систему розробки, що здешевлює розкривні роботи і збільшує продуктивність праці. Там, де дозволяють геологічні та кліматичні умови, використовують багаточерпакові екскаватори, що мають меншу питому витрату енергії та більшу.продуктивність, ніж одноковшові. Однак вони менш універсальні і не можуть повністю замінити одноковшові екскаватори.
У багатьох випадках перед екскавацією гірські породи необхідно розпушувати, навіщо виробляються буровибухові роботи. Буріння свердловин на кар'єрах ведеться верстатами ударно-канатного, обертального, шарошечного, ударно-обертального та термічного буріння.
Крім основних машин для екскавації, буріння свердловин та транспортування гірських порід, на кар'єрах використовується велика кількість машин, що виконують допоміжні роботи. Бульдозери та скрепери застосовуються для зачистки корисних копалин, вирівнювання поверхні перед укладанням рейкових шляхів або під час прокладання шосейних доріг для автотранспорту.
Застосовувані на відкритих гірничих роботах машини діляться на великі групи - видобувні і транспортуючі. В даному випадку розглядаються тільки машини, що добувають, до яких відносяться бурильні, виїмково-навантажувальні та виїмково-транспортуючі.
1.Вибір структури комплексної механізації
Теоретична продуктивність екскаватора Qmeop, м 3 год, визначається за формулою
деQрік. кар'єра - річна продуктивність кар'єру, м 3 ;
Т- тривалість зміни чи робочого дня, год;
Nдн- кількість робочих днів на рік;
псм- кількість робочих змін на добу.
визначають ємність його ковшаЕе, м 3
деtц- тривалість повного циклу роботи екскаватора, с;
кн- коефіцієнт наповнення ковша.
Обчисливши необхідну ємність ковша, орієнтовно вибираємо найближчий за технічними характеристиками екскаватор ЕКГ-15 із ємністю ковша E=15м3.
Для забезпечення заданої інтенсивності розпушення гірничої маси та надійного опрацювання підошви уступу діаметр свердловиниd, мм, розраховують за формулою
d= 9Н+35.5дор+ 33.5F- 195 =
= 9 17 + 35,5 1,7 + 33,5 7 -195 = 252 мм
деH-17мвисота уступу, м;
кр-1,7коефіцієнт розпушення підірваної маси;
F- 7 група ґрунтів по БНіП.
Виходячи з отриманого діаметра, виберемо верстат СБШ-250-32 з діаметром свердловини 250 мм.
1. Діаметр шматка після вибухуdпор.к, мм:
деl- коефіцієнт, що враховує тріщинуватість порід у масиві (l0.75);
Н- висота уступу, м;
d- діаметр свердловини, мм;
q- питома витрата вибухової речовини (ВР), кг/м 3 .
2. Оптимальний розмір шматка підірваної гірської породиdпор.опт, мм, для екскаватора з ковшем ємністюЕе:
3. Максимально допустимий розмір шматка підірваної гірської масиdпор.тах, мм:
Коефіцієнт використання екскаватора:
Остаточно вибираю екскаватор ЕКГ-10 із ємністю ковша E=10 м 3 .
Основними параметрами, що характеризують буровибухові роботи, є: діаметр свердловиниd, її глибинаLc, розмір сітки свердловини на уступіа, порядок підривання, тип та щільність ВР.
Мал. 1. Схема розташування вертикальних свердловинних зарядів
Глибина вертикальних свердловинLc, мм (рис. 1) визначається залежністю
Вибір ВР здійснюється за довідником [1, с. 33] відповідно до групи грунтів по БНіП і діаметрами свердловини. При цьому щільність заряджання
деdn- 210 мм - діаметр патрона ВР, мм (табл. 1.2).
Величина опору по підошві уступуW, м, що долається поодиноким свердловинним зарядом
де =58,87 кг/м - маса ВР у 1 м свердловини, кг/м (табл. 1.3);
q=0,6- питома витрата ВР, кг/м 3 (табл. 1.4).
ВідповідністьWдіаметру свердловини визначається залежністю
деk- коефіцієнт, що залежить від міцності порід:
k= 30 - для міцних порід (f= 8-12),
k= 40 - для порід середньої фортеці (f= 5-8),
k= 45 - для слабких порід (f5).
Маса заряду ВР у свердловиніQBB, кг, визначається за формулою
Відстаньа, м між свердловинними зарядами в ряду (рис. 1):
дет- коефіцієнт зближення зарядів.
Для зарядів нормального дроблення коефіцієнт зближення приймається залежно від діаметра вибухових свердловинd, м:
При багаторядному короткосповільненому підриванні відстаньb, м, між рядами свердловин:
Ширина блоку підриванняА, м, при однорядному розташуванні свердловин приймається рівноюW:
Довжина блокуLбл, м визначається залежністю
- Добова продуктивність екскаватора, м 3 ;
А-7,5м - ширина вибухового блоку, м;
Н-17 м - висота уступу, м;
Кількість свердловин у блоці
деа- 6 м - відстань між свердловинами, м;
п- 2 число рядів свердловин у блоці;
Загальна довжина свердловин у блоціLскв.заг, м:
Виходячи з цього, визначаються:
деnрд- кількість робочих днів на рік (260);
депдм- кількість робочих днів на місяць (22);
деnсм-2 - кількість робочих змін на добу.
Також визначаються ширина та висота розвалу підірваної гірської маси при одноразовому миттєвому підриванні.
дедов-3-коефіцієнт, що характеризує вибуховість порід
Н-17 м - висота уступу, м.
деN- 2 число вибухових рядів свердловин.
Приймаємо верстат обертального (шарошкового) буріння
СБШ-250-32 діаметром свердловини 250 мм та глибиною до 32 м у породах з коефіцієнтом міцностіf= 9.
Інструмент: шарошечне долото серії "ТЗ".
Верстати обертального (шарошечного) буріння призначені для буріння вертикальних і похилих свердловин діаметром 160400 мм і глибиною до 32 м у породах з коефіцієнтом міцностіf= 618. Ними проводиться близько 70% обсягу бурових робіт на кар'єрах. Основні їх переваги: висока продуктивність (20150 м/зміну); безперервність процесу буріння; можливість повної автоматизації процесу буріння. Недоліки: велика маса верстата; мала стійкість доліт у важкобуримих породах. По масіті осьовому зусиллю, що розвивається,Росверстати шарошечного буріння поділяють на:
- легкі СБШ-160-48,т40 т,Рос200 кН, діаметр свердловиниd== 150 200 мм;
- середні СБШ-200 (5 моделей) та СБШ-250 (6 моделей),т60 т,Рос350 кН,d=200270 мм;
- важкі СБШ-320-36 та СБШ-400 (2 моделі),т120 т,Рос700 кН,d =300-400 мм.
3. Режими буріння та розрахунок їх основних параметрів
3.1 Розрахунок параметрів шарошечного буріння
Потрібне осьове зусилля (зусилля подачі), Н з достатньою для інженерних розрахунків точністю може бути визначено за емпіричною залежністю
деD- діаметр долота, м.м.
Частота обертання шарошечного долота зазвичай приймається рівною 80 ... 150 хв -1, іноді 300 хв -1. Найменші значення приймаються для міцних порід та великих діаметрів доліт, а великі значення частот обертання – для середньої міцності порід та менших значень діаметра (табл. 2.2).
Зі збільшенням частоти обертання бурового ставу швидкість буріння підвищується, але з цим зростає знос долота.
Швидкість бурінняVБ, м/хв, визначається за однією з наведених нижче емпіричних формул:
Крутний моментМ, Нм, для подолання сил опору при сколюванні породи штирями шарошечного долота з урахуванням сил тертя в підшипниках шарошок та бурового ставу об стінки свердловини визначиться з виразу
деск-32МПа - межа міцності породи на сколювання
Ктр1.15 - коефіцієнт, що враховує тертя в підшипниках шарошок та бурового ставу об стінки свердловин;
Кск0.5 - коефіцієнт, що враховує зменшення швидкості буріння через неповне сколювання породи між зубами
ПотужністьN, Вт, двигуна обертача:
де - Кутова швидкість обертання долота, рад/с;
= 0.65 -1 - ККД передачі трансмісії обертача.
Витрата повітряWв, м 3 /хв, на продування свердловини від бурової дрібниці залежить від обсягу породи, що вибурюєтьсяVn, м 3 /хв., та питомої витрати повітря, потрібної на 1 м 3 бурової дрібниці:
деVБmах - 0,14 максимальна механічна швидкість буріння, м/хв;
D-0,250 діаметрсвердловини, м;
- Питома витрата повітря, що дорівнює 80 ... 150 м 3 /м 3 .