5. Отвалообразование

5.1 Экскаваторное отвалообразование при железнодорожном транспорте

Искусственная насыпь, образуемая в результате складирования пустых пород, называется отвалом, а совокупность производственных операций по приему и размещению вскрышных пород на отвале – отвальными работами. По месту расположения отвалов относительно конечных контуров карьера различают внутренние (в контурах отвала) и внешние (вне контуров карьера) отвалы, по конструкции – одно- и многоярусные. Отвал вскрышных пород, как правило, представляет собой геометрическое тело в виде неправильной усеченной пирамиды или конуса и характеризуется следующими параметрами: высотой и числом уступов, углом откоса отвала и уступа, числом, приемной способностью и длиной отвальных участков.

При железнодорожном транспорте при складировании пустых пород применяют отвальные плуги, абзетцеры, бульдозеры и д.р., но 85-90% всех объемов складируемых пород укладывают мехлопатами и драглайнами.

В случае если складируемые породы обладают слабой устойчивостью, применяют схему последовательной отсыпки отвальных ярусов.

Экскаватор при прямом ходе, располагаясь ниже уровня железнодорожных путей, проводит отсыпку только нижнего подуступа. Для приема вскрышной породы из думпкаров экскаватор сооружает приемный бункер, который перемещается по мере отсыпки подуступа. Длина приемного бункера составляет полуторную или двойную длину думпкара, глубина 0,8-1 м. Состав на отвал подают вагонами вперед, а думпкары разгружают поочередно. При обратном ходе экскаватор укладывает породу в верхний подуступ отвального яруса.

Если складируемые породы устойчивы, то применяют схему с одновременной укладкой пустых пород в нижний и верхний подуступы.

Принимаю схему с одновременной укладкой пустых пород в нижний и верхний подступы.

В этой схеме вскрышу вначале укладывают в нижний подступ на величину радиуса разгрузки, а затем в верхний. Учитывая усадку пород в отвале, верхний подступ отсыпают высотой, несколько превышающей уровень железнодорожного пути. После заполнения отвальной заходки экскаватор возвращают в первоначальное положение и начинают отсыпку новой заходки. Принимаем Ш_п=3,5; h_п=2 [2].

Продолжительность обмена поездов:

ч;

где - среднее расстояние от обменного пункта до экскаватора, км (исходя из задания км);

- средняя скорость движения поездов по отвальным тупикам, км/ч (принимаю =17км/ч);

- время на связь, ч (принимаю автоматическую связь, тогда =0 ч);

Время разгрузки поездов на отвале( ):

где - продолжительность разгрузки одного вагона, ч (принимаю =3мин=0,03ч); n_в – число вагонов в составе, шт ( принимаю n_в=10).

Число поездов, которые могут быть разгружены на отвальном тупике за сутки

( , шт.):

-коэффициент, учитывающий неравномерность работы тупика (принимаю =0,85);

- число часов работы отвального тупика в сутки, ч (принимаю =24ч);

Суточная приемная способность отвального тупика ( , м³/сутки):

_{Где Vгр-обьем породы, перевозимой локомотивсоставом за один рейс.}

Определим среднивзвешеный объем груза, перевозимого одним локомотивосоставом ( , м³):

м³.

где- - соответственно объем мягких и коренных пород перевозимых одним локомотивосоставом;Vк,Vн - соответственно годовой объём мягких и коренных пород.

Необходимая вместимость ковша экскаватора при известной продолжительности обмена поездов:

_{Число рабочих циклов экскаватора:}

_nк=60/tцп

_{nк=60/26=2,3}

_{Средневзвешеный коэффициент экскавации:}

м³.

Исходя необходимая вместимость ковша экскаватора при известной продолжительности обмена поездов принимаем экскаватор ЭКГ-10 для работы на отвале.

Технические параметры экскаватора – ЭКГ-10

Таблица 5.1.

Показатели	Значения
Емкость ковша экскаватора, м³ Радиус черпания Rчmax, м Радиус вращения кузова Rк, м Радиус разгрузки Rрmax, м Паспортная продолжительность рабочего цикла tцп, с	10 18,4 7,78 16,3 26

Производительность отвального экскаватора должна соответствовать приёмной способности отвального тупика:

17960,3 17709,49

Приемная способность отвального тупика по объему в целике между двумя переукладками пути ( , м³):

м³

где - длина отвального тупика, м (согласно заданию =3600 м); A₀- шаг переукладки пути, м

Найдем шаг передвижки отвальных путей (ширину отвальной заходки), м

м

где , - соответственно радиусы разгрузки и черпания экскаватора, м. (таблица 5.1.);

Найдем продолжительность работы отвального тупика между двумя переукладками пути( ):

сут

Среднесуточный объем вскрыши, поступающей на отвал ( , м³):

м³;

Число отвальных тупиков в работе ( , шт.):

Принимаю равным N_тр=3 шт

Общее количество отвальных тупиков с учетом тупиков, на которых производят переукладку путей ( , шт.):

Принимаю равным =3 шт

где - продолжительность переукладки пути на отвальном тупике, сутки;

Высоту отвала принимаю равной 40 м.

Превышение вновь формируемой отвальной заходки над старой,h₅=1,6 м

Коэффициент разрыхления породы, отсыпаемой в отвал определяю по формуле :

где K_рк - коэффициент разрыхления породы в ковше забойного экскаватора

м³.

_{Коэффициент остаточного разрыхления породы в отвале принимаю} =1,4