где Ар- годовая производительность карьера по руде (табл. 1.1), млн. т; γ - плотность полезного ископаемого (табл. 1.2), т/м3.

2.3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И РЕЖИМ РАБОТЫ КАРЬЕРА

Формирование машин комплекса начинают с выбора типа выемочнопогрузочного оборудования, учитывая масштаб горных работ, горнотехнические свойства разрабатываемого массива, горно-геологические условия, а в транспортных технологических схемах и расстояние транспортирования. Окончательное решение о структуре комплекса горно-транспортного оборудования принимают на основе технико-экономической оценки. Для выбора конкурентоспособных вариантов могут быть использованы таблицы 2.2–2.3, которые составлены по материалам Л.А. Сорокина и акад. В.В. Ржевского с учетом новых моделей экскаваторов и транспортных средств. Кроме оборудования, выпускаемого в странах СНГ, вполне приемлемы горнотранспортные средства, выпускаемые ведущими мировыми машиностроительными фирмами [11, 16, 17].

Таблица 2.2

Рациональные сочетания вместимости ковша экскаваторов и мехлопат и грузоподъемности самосвалов

8

Таблица 2.3

Рациональные сочетания вместимости ковша экскаваторов и мехлопат и подвижного состава железнодорожного транспорта

Механическое рыхление предпочтительно при выемке пород скреперами, бульдозерами, одноковшовыми погрузчиками и экскаваторами с вместимостью ковша до 2,5–3,2 м3 на карьерах с годовой производительностью до 5– 7 млн. т. Мощность базового тягача зависит от крепости и трещиноватости пород [8].

Тип бурового станка выбирают в зависимости от принятой модели экскаватора (табл. 2.4). Мощному экскаватору, допускающему повышенную крупность кусков взорванной горной массы, должны соответствовать станки с долотами повышенного диаметра.

9

Способ отвалообразования обусловлен видом транспорта [8, 13]. Выбирая отвальное оборудование, руководствуются следующими положениями:

10

при использовании железнодорожного транспорта целесообразен экскаваторный способ отвалообразования, а автотранспорта – бульдозерный.

В качестве отвальных экскаваторов следует принимать мехлопаты или драглайны с той же вместимостью ковша, что и в карьере. При выборе бульдозеров [12] учитывают годовой объём пород (годовой объём вскрыши, поступающий на отвал): с возрастанием объёма отвальных работ должна расти и мощность бульдозеров [12].

Обосновывают режим работы карьера, считая, что отрабатывается рудное месторождение. При этом целесообразно руководствоваться следующими положениями института «Гипроруда»:

режим работы карьера должен быть круглогодовым; для карьеров с годовой производительностью по горной массе свыше 25

млн. т в год принимать непрерывную рабочую неделю и 3 смены в сутки; для карьеров с годовой производительностью по горной массе до 1,5

млн. т – пятидневную рабочую неделю и 2 смены в сутки; для карьеров с годовой производительностью по горной массе свыше

1,5 млн. т, но менее 25 млн. т – шестидневную рабочую неделю и 2 или 3 смены в сутки;

продолжительность смены во всех случаях 8 часов.

По табл.2.5 принимают число рабочих дней карьере в течение года с учетом заданных (табл.1.1) климатических условий района.

2.4. ВСКРЫТИЕ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ

При разработке месторождений открытым способом возникает необходимость транспортной увязки отдельных забоев с внутренними и внешними отвалами, складами полезного ископаемого, приемными пунктами потребителей. Комплекс работ по обеспеченью таких грузотранспортных связей называют вскрытием. Вскрытие месторождений предполагает создание системы горных выработок по которому направляют грузопотоки полезного ископаемого или пустых пород. Вскрывающими открытыми горными выработками служат траншеи, полутраншеи и котлованы.

11

Вскрытие равнинных месторождений и смежных горизонтов карьера ведут траншеями полного трапециевидного профиля (рис. 2.2, а, б). Высотные месторождения вскрывают полутраншеями (рис. 2.2, в).

Рис. 2.2. Открытых горных выработок: а – вскрывающая траншея;

б– разрезная траншея; в – полутраншея

Всоответствии с вариантом индивидуального задания и выбранного горно-транспортного оборудования дают описание способа вскрытия рабочих горизонтов карьера по классификации проф. Е.Ф. Шешко [11, табл. 7.3].

Если траншеи, вскрывающие каждый уступ, связаны в единую транспортную сеть, что встречается наиболее часто, то они представляют собой систему траншей. Основные параметры траншей и полутраншей:

глубина заложение (Hт), продольный уклон (iр), углы откоса бортов (α), ширина по нижнему основанию (bт), длина в плане Lт и горно-строительный

объем (Vт).

Глубина заложения траншей равна разности заложения ее устья и вскрываемого рабочего горизонта. При вскрытии одного горизонта, глубина траншеи равна высоте уступа. Продольный уклон капитальных траншей (скользящего съезда) устанавливается в зависимости от вида карьерного транспорта (табл. 2.6).

Угол откоса бортов капитальных траншей устанавливается в зависимости от срока ее службы и физико-технических свойств горных пород. В мягких и полускальных породах составляет 34-450. В скальных породах его значение принимается в пределах 60-800.

Длина наклонной траншеи в плане связано с ее глубиной и продольным уклоном, м:

где iр – руководящий (продольный) уклон, %.

Длина разрезной траншеи находят в зависимости от размеров подготовительного горизонта и принятой системы разработки.

В соответствии с заданным видом транспорта по табл. 2.7 и 2.8 выбирают ширину траншеи по дну.

Таблица 2.8

Ширина нижнего основания разрезных траншей в скальных породах (м)

Затем производят проверку ширины основания траншее по условиям ее проведения (табл. 2.9).

Таблица 2.9

Ширина нижнего основания капитальных траншей в зависимости от типа экскаватора, применяемого для их проходки, м

Сравнивают табличные значения ширины нижнего основания траншеи и принимают наибольшее из них.

После этого вычисляют объем капитальной наклонной траншеи (м3):

Рассчитывают строительный объем разрезной траншеи (м3):

Vрт = h·Lрт·(bрт + h·ctgα), (2.11)

где Lрт – длина разрезной траншеи, м; bрт – ширина нижнего основания разрезной траншеи (табл. 2.8), м.

Выполняют графическое изображение вскрывающей траншеи и указанием основных ее параметров.

Затем строят поперечный разрез карьера по образцу (рис. 2.1) и план карьера в виде горизонталей, показывающих положение нижних бровок соответствующих уступов (рис. 2.3). Минимальные радиусы закругления в торцах принимать равными 120 м при железнодорожном транспорте и 20 м при автомобильном и конвейерном транспорте.

Выбирают вид примыкания капитальных траншей к горизонту [11,

с.325–327].

Определяют длину трассы, необходимой для вскрытия одного горизонта (м):

где h – высота уступа, м; lп – длина горизонтальной площадки примыкания (при автомобильном транспорте lп = 40–50 м, при железнодорожном транспорте lп = 200–250 м),м; lк – увеличение длины трассы за счет криволинейных участков (учитывается при спиральной форме трассы), м; lс – приращение длины трассы за счет смягчения уклона (lс составляет 200–250м, учитывается только в случае примыкания на смягченном уклоне, при этом lп = 0),м.

14