Розрахунок продуктивності скреперної доставки руди

Технічна продуктивність скреперної установки визначається за формулою, м³/год.:

, (3.1)

де V_с – місткість скрепера, м³; К_н = 0,7…1,0 – коефіцієнт наповнення скрепера, долі од.; L_сер – середня довжина скреперування, м; v_вант, v_хол – відповідно, швидкість руху скрепера при вантажному і холостому ходах, м/с; t_пер = 15…30 с – час перемикання холостого і вантажного ходів на завантаження та розвантаження скрепера.

Швидкість вантажного і холостого ходів скрепера в залежності від потужності двигуна установки становить:

Тип лебідки	v_вант, м/с	v_хол, м/с
17ЛС – 2С	1,10	1,52
30ЛС – 2С	1,20	1,65
55ЛС – 2С	1,32	1,80

Змінну (експлуатаційну) продуктивність скреперної установки визначаємо за формулою, т/зм.:

, (3.2)

де t_зм = 420 хвилин – тривалість зміни; k_в – коефіцієнт використання лебідки у часі, який залежить від умов скреперування (k_в = 0,95 – при доставці руди з очисних вибоїв у підняттєвий, k_в = 0,90 – при доставці руди з очисних вибоїв з навантаженням через полок у вагонетку), долі од.; t_доп – витрати часу на допоміжні операції (ліквідація зависань в дучках, вторинне подрібнення негабариту), віднесені до 1 м³ гірничої маси, хв/м³; _р – об’ємна вага руди, т/м³; К_р = 1,4…1,6 – коефіцієнт розпушення руди, долі од.

Розрахунок продуктивності доставки руди віброживильниками

Технічну продуктивність віброживильника визначаємо за формулою, м³/год.:

, (3.3)

де b – ширина лотка віброустановки, м; h_ш – висота шару руди, який переміщується по лотку, м; v – швидкість переміщення матеріалу, м/с:

, (3.4)

де А = 0,005…0,007 м – амплітуда коливань лотка, м; – частота вібрації, с^-1; – кут встановлення лотка (платформи) віброустановки, град.; – кут вібрації, град.; k_к = 0,6…0,85 – коефіцієнт, який враховує ковзання грузу по лотку, долі од.;

k_н – коефіцієнт нерівномірності випуску руди, долі од.; k_g = 1,1…1,3 – коефіцієнт, який враховує довжину платформи, долі од.

В розрахунках приймаємо k_н = 0,6 та k_g = 1,1.

Експлуатаційну (змінну) продуктивність віброустановки визначаємо за формулою, т/зм.:

, (3.5)

де k_в = 0,1…0,3 – коефіцієнт використання віброустановки протягом зміни, долі од.; _р.р. – об’ємна вага руди у розпушеному стані, т/м³.

Необхідно мати на увазі, що експлуатаційна продуктивність віброживильників в реальних умовах коливається від 500 до 800 т/зміну.

Література для самостійного опрацювання роботи:

[1], с. 96-99, 106-107; [2], с. 173-181; [3], с. 90-96; [4], с. 75-82; [5], с. 144-159.

Таблиця 5.

№ вар.	Доставка руди скреперними установками	Доставка руди віброживильниками
Потужність скреперної лебідки, кВт	Середня довжина скреперування L_сер, м	Витрати часу на допоміжні операції T_доп, хв/м³	Ємкість скрепера V_с, м³	Об’ємна вага руди, _р, т/м³	Ширина лотка b, м	Висота шару руди на лотку h_ш, м	Частота вібрації , с^-1	Кут нахилу лотка , град.	Кут вібрації , град	Коеф. нерівномірності випуску руди k_н	Об’ємна вага розпушеної руди _р.р., т/м³
			1,7	0,6	3,3	1,2	0,30				0,60	2,1
			1,6	0,5	3,4	1,4	0,30				0,55	2,2
			1,5	0,3	3,5	1,2	0,30				0,50	2,3
			1,8	0,5	3,6	1,4	0,32				0,65	2,0
			1,7	0,4	3,7	1,2	0,30				0,50	2,3
			1,6	0,2	3,3	1,4	0,28				0,55	2,3
			1,9	0,6	3,4	1,2	0,30				0,58	2,2
			1,8	0,5	3,5	1,4	0,32				0,60	2,1
			1,7	0,3	3,6	1,2	0,35				0,62	2,1
			2,0	0,5	3,7	1,4	0,30				0,53	2,2
			1,9	0,4	3,7	1,2	0,35				0,50	2,3
			1,8	0,2	3,6	1,4	0,32				0,63	2,0
			2,1	0,6	3,5	1,2	0,35				0,65	2,0
			2,0	0,5	3,4	1,4	0,25				0,50	2,3
			1,9	0,3	3,3	1,2	0,32				0,60	2,2
			2,2	0,5	3,3	1,4	0,30				0,58	2,1
			2,1	0,4	3,4	1,2	0,28				0,50	2,2
			2,0	0,2	3,5	1,4	0,25				0,60	2,2
			2,3	0,6	3,6	1,2	0,30				0,50	2,3
			2,2	0,5	3,7	1,4	0,28				0,65	2,0
			2,1	0,3	3,7	1,2	0,30				0,63	2,0
			2,4	0,5	3,6	1,4	0,25				0,50	2,3
			2,3	0,4	3,5	1,2	0,32				0,55	2,2
			2,2	0,2	3,4	1,4	0,35				0,55	2,1
			2,5	0,6	3,3	1,2	0,30				0,50	2,2
			1,5	0,2	3,5	1,4	0,32				0,65	2,0
			2,0	0,4	3,6	1,2	0,28				0,55	2,1
			2,3	0,5	3,7	1,4	0,25				0,55	2,2
			1,8	0,5	3,8	1,2	0,28				0,50	2,3
			1,6	0,6	3,4	1,4	0,32				0,60	2,0

Лабораторна робота №10

Тема: Вивчення та конструювання камерних-стовпових систем розробки. Визначення питомих витрат підготовчо-нарізних виробок.

Мета: вивчити основні варіанти систем та навчитися їх конструювати; навчитись визначати питомі витрати підготовчо-нарізних виробок.

Порядок виконання роботи

1. За плакатами і макетами вивчити основні варіанти камерно-стовпові систем розробки.

2. Згідно табл.___ викреслити у масштабі (1:500 або 1:1000) для заданих умов вказаний варіант камерної-стовпової системи розробки.

3. Дати повний перелік підготовчо-нарізних виробок, які необхідно пройти при вказаному варіанті системи розробки та заповнити табл.___, а також вказати на рисунку їх позиції.

4. Визначити питомі витрати підготовчо-нарізних виробок за формулою, м/1000 т:

, (4.1)

де , – загальна довжина горизонтальних виробок м; – кількість рудної маси, т:

, (4.2)

де В – ширина камери, м; М_в – вертикальна потужність покладу, м; L – довжина камери за простяганням, м; _р – об’ємна вага руди, т/м³.

5. Привести основні техніко-економічні показники вказаного варіанту поверхово-камерної системи розробки, вказати його переваги та недоліки.

Порядок виконання роботи

1. Горизонтальне родовище розбиваємо на виймальні панелі розмірами в плані згідно завдання, які визначаються за мінімумом вартості видобутку.

2. По границям панелі наносимо контури бар’єрних ціликів, ширина яких визначається розрахунком за умовами міцності.

3. В підстилаючи породах по короткій стороні панелі на відстані 10-15м від контакту з рудою проходять відкотні штреки - 3. Заглиблення відкотних виробок від контакту з рудою роблять із ціллю утворення необхідної ємності рудоспусків і забезпечення незалежності робіт по доставці руди з панелі і транспортуванні руди по відкотним штрекам.

4. Із відкотних штреків в межах покладу проходять похилі з’їзди до рудного покладу для переміщення по ним самохідного обладнання. В межах іншого блоку)

5. Від похилих з’їздів в контакті з підстилаючими породами по границям панелі (осі бар’єрних ціликів) проходять панельні штреки – 4 і по кутам панелі ходки і господарчі підняттєві – 6.

6. По короткій стороні панелі роблять пункт розгрузки – 5, проходять з відкотного штреку рудоспуски і збільшуючи панельний штрек. Відкотні і панельні виробки залежно від міцності і стійкості руди можуть кріпитися кріпленням.

7. Із панельних штреків 4 біля границі камери проходять відрізну виробку – 7, яка розширюється до 6-7м і на висоту рівну потужності покладу, утворюючи відрізну камеру – 8 та лінію очисного забою – 10. Для сполучення з камерою із панельних штреків – 4, які розташовані по довгій стороні панелі через кожні 20-35м проходять заїзди – 9.

8. Виїмку руди з камер проводять суцільним забоєм – 10. руду відбивають шпурами, які бурять самохідними буровими установками. Розташування шпурів в забої – вертикальними рядами з розмірами сітки 1,2-1,4м.

9. Прибирання і доставку руди при проходці виробок і очисного простору проводять навантажувально-доставочними машинами, які працюють в комплексі з самоскидами.

10. В процесі виїмки руди в межах виробленого простору для підтримання порід стелини залишають підтримуючі стовпи-цілики круглої або квадратної форми – 11. Цілики розташовують по сітці, розміри якої визначають розрахунками (дані лаб. роб.) за умовами міцності і стійкості руди. При необхідності стелина камери закріплюється кріпленням.

Таблиця 10.1

№ з/п	Найменування виробок	Довжина виробки	Кількість	Загальна довжина
	Відкотний штрек
	Похилі з’їзди
	Панельні штреки
	Підняттєві господарчі
	Ходки
	Відрізна виробка
	Заїзди

	Всього

Таблиця 10.2

Дані до роб №10

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №11

Тема: Вивчення та конструювання камерних систем розробки. Визначення питомих витрат підготовчо-нарізних виробок.

Мета: На прикладі поверхово-камерних систем розробки вивчити основні варіанти систем та навчитися їх конструювати; навчитись визначати питомі витрати підготовчо-нарізних виробок.

Порядок виконання роботи

6. За плакатами і макетами вивчити основні варіанти поверхово-камерних систем розробки.

7. Згідно табл.7 викреслити у масштабі (1:500 або 1:1000) для заданих умов вказаний варіант поверхово-камерної системи розробки.

8. Дати повний перелік підготовчо-нарізних виробок, які необхідно пройти при вказаному варіанті системи розробки та заповнити табл.6, а також вказати на рисунку їх позиції.

Таблиця 6.

№ позиції виробки	Найменування виробки	Довжина виробки, м	Кількість виробок	Загальні довжина, м
	Відкотний штрек
	Орт-заїзд
	Блоковий ВХП
	Штрек скреперування
	Вентиляційний орт
	Вентиляційний підняттєвий
	Господарчий підняттєвий
	Дучки
	………………………………..
	Всього

Таблиця 7.

№ вар.	Висота поверху Н_п, м	Кут падіння покладу , град.	Горизонтальна потужність покладу М_г, м	Вид доставки руди в блоці	Тип стелини	Товщина стелини h_ст, м	Довжина камери за простяганням а, м	Ширина МКЦ с, м	Об’ємна вага руди, _р, т/м³
				Скреперними установками	Горизонт.				3,3
				Похила				3,4
				Горизонт.				3,5
				Похила				3,6
				Горизонт.				3,5
				Віброживильниками	Горизонт.				3,7
				Похила				3,3
				Горизонт.				3,4
				Похила				3,5
				Горизонт.				3,4
				Самохідними машинами	Похила				3,6
				Похила				3,7
				Похила				3,7
				Похила				3,6
				Похила				3,7
				Скреперними установками	Горизонт.				3,5
				Похила				3,4
				Горизонт.				3,3
				Похила				3,3
				Горизонт.				3,7
				Віброживильниками	Горизонт.				3,4
				Похила				3,5
				Горизонт.				3,6
				Похила				3,7
				Горизонт.				3,3
				Самохідними машинами	Похила				3,7
				Похила				3,6
				Похила				3,5
				Похила				3,4
				Похила				3,5

9. Визначити питомі витрати підготовчо-нарізних виробок за формулою, м/1000 т:

, (4.1)

де , – загальна довжина відповідно горизонтальних і вертикальних виробок у блоці, м; – кількість рудної маси, видобутої з блоку, т:

, (4.2)

де Н_п – висота поверху, м; М_г – горизонтальна потужність покладу, м; а – довжина камери за простяганням, м; _р – об’ємна вага руди, т/м³.

10. Привести основні техніко-економічні показники вказаного варіанту поверхово-камерної системи розробки, вказати його переваги та недоліки.

Література для самостійного опрацювання роботи:

[1], с. 142-147; [2], с. 196-200; [3], с. 131-139; [4], с. 165-174; [5], с. 345-350; [6], с. 488-493.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №12

Тема: Вивчення та конструювання систем розробки довгими стовпами з одношаровим вийманням руди заходками або лавами. Визначення показників втрат і засмічення руди».

Мета: На прикладі систем розробки з одношаровим вийманням руди довгими стовпами та обваленням налягаючих порід

вивчити основні варіанти цих систем та навчитися визначати рівень втрат та засмічення руди при її видобутку.

Порядок виконання роботи

1. По плакатам і макетам вивчити основні варіанти систем розробки з одношаровим вийманням руди довгими стовпами та обваленням налягаючих порід.

2. Згідно табл.8 викреслити у масштабі 1:1000 для заданих умов вказаний варіант системи розробки з одношаровим вийманням руди довгими стовпами та вказати на малюнку найменування виробок та місце розташування й тип очисних вибоїв.

3. Визначити балансовий запас у стовпі, тимчасовому цілику та основний запас стовпа, який підлягає вийманню заходками або лавами з формул, т:

· балансовий запас стовпа:

; (5.1)

· балансовий запас в тимчасовому цілику:

; (5.2)

· основний запас стовпа, який підлягає вийманню:

, (5.3)

де L_ст – довжина стовпа, м; В_ст – ширина стовпа (при відпрацюванні лавами ширина стовпа приблизно дорівнює довжині лави, а при відробці заходками – їх подвійній довжині), м; М_п – потужність покладу, м; _р – об’ємна вага руди, т/м³.

4. Визначити кількість рудної маси, яку буде отримано при повній відробці стовпа, т:

, (5.4)

де В'_ціл, З'_ціл, В'_осн, З'_осн – втрати та засмічення руди при відпрацюван-ні, відповідно, тимчасового цілика і основного запасу стовпа, долі од.

5. Визначити рівень загальних та відносних втрат руди при відпрацюванні стовпа:

, т; (5.5)

, %. (5.6)

6. Визначити кількість примішаних до руди в процесі виймання пустих порід та загальний рівень засмічення видобутої рудної маси:

· кількість примішаних пустих порід, т:

- при попередньому розрахунку:

; (5.7)

- при наявності даних кількості видобутої рудної маси та її коефіцієнта засмічення:

; (5.8)

· загальний рівень засмічення рудної маси, %:

. (5.9)

Література для самостійного опрацювання роботи:

[1], с. 219-228; [2], с. 220-226; [3], с. 184-190; [4], с. 207-213; [5], с. 427-429.

Таблиця 8.

№ вар.	Варіант системи розробки	Потужність покладу М_п, м	Довжина стовпа L_ст, м	Довжина лави (заходки) l, м	Ширина цілика В_ціл, м	Об’ємна вага руди _р, т/м³	Втрати руди, долі од.	Засмічення руди, долі од.
в цілику, В_ціл	при підробці осн. запасу, В_осн	в цілику, В_ціл	при підробці осн. запасу, В_осн
	З вийманням руди лавами із застосуванням щитового комплексу	1,8				2,1	0,140	0,120	0,100	0,090
	2,0				2,2	0,145	0,125	0,095	0,085
	2,2				2,3	0,150	0,130	0,090	0,080
	2,4				2,4	0,155	0,135	0,085	0,075
	2,6				2,5	0,160	0,140	0,080	0,070
	З вийманням руди лавами із застосуванням механізованого кріплення	2,0				1,8	0,160	0,140	0,100	0,085
	2,2				1,9	0,155	0,135	0,095	0,090
	2,4				2,0	0,150	0,130	0,090	0,075
	2,6				2,1	0,145	0,125	0,085	0,080
	2,8				2,2	0,140	0,120	0,080	0,070
	З вийманням руди двохсторонніми заходками	1,8				2,1	0,160	0,140	0,100	0,090
	2,0				2,2	0,165	0,145	0,095	0,085
	2,2				2,3	0,170	0,150	0,090	0,080
	2,4				2,4	0,175	0,155	0,085	0,075
	2,6				2,5	0,180	0,160	0,080	0,070
	З вийманням руди лавами із застосуванням щитового комплексу	1,9				2,45	0,160	0,140	0,100	0,090
	2,1				2,35	0,155	0,135	0,095	0,085
	2,3				2,25	0,150	0,130	0,090	0,080
	2,5				2,15	0,145	0,125	0,085	0,075
	2,7				2,05	0,140	0,120	0,080	0,070
	З вийманням руди лавами із застосуванням механізованого кріплення	2,1				2,25	0,140	0,120	0,100	0,085
	2,3				2,15	0,145	0,125	0,095	0,090
	2,5				2,05	0,150	0,130	0,090	0,075
	2,7				1,95	0,155	0,135	0,085	0,080
	2,9				1,85	0,160	0,140	0,080	0,070
	З вийманням руди двохсторонніми заходками	1,9				2,45	0,180	0,160	0,100	0,090
	2,1				2,35	0,175	0,155	0,095	0,085
	2,3				2,25	0,170	0,150	0,090	0,080
	2,5				2,15	0,165	0,145	0,085	0,075

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №13

Тема: Вивчення систем розробки підповерхового обвалення. Визначення необхідного об’єму компенсаційного простору.

Мета: На прикладі систем розробки підповерхового обвалення руди та налягаючих порід вивчити основні варіанти цих систем та навчитися їх конструювати.

Порядок виконання роботи

1. За плакатами і макетами вивчити основні варіанти систем підповерхового обвалення.

2. Згідно табл.9 викреслити у масштабі для заданих умов вказаний варіант системи підповерхового обвалення. Дати повний перелік підготовчо-нарізних виробок, які необхідно пройти в блоці при вказаному варіанті системи розробки і дати на малюнку їх позиції.

Таблиця 9.

№ вар.	Варіант системи розробки підповерхового обвалення	Висота поверху Н_п, м	Висота під-поверху h_п/п, м	Кут падіння покладу , град.	Горизонтальна потужність покладу М_г, м	Довжина блоку за простяганням L_бл, м
	З відбійкою руди свердловинами на вертикальну компенсаційну камеру
		37,5



	З відбійкою руди свердловинами на горизонтальну підсічку
		37,5



	З відбійкою руди свердловинами на «затиснене» середовище

		37,5


	З відбійкою руди свердловинами на вертикальну компенсаційну камеру
		37,5



	З відбійкою руди свердловинами на горизонтальну підсічку
		37,5



	З відбійкою руди свердловинами на «затиснене» середовище

		37,5

3. Необхідний об’єм компенсаційного простору при масовому обваленні масиву в загальному вигляді можна визначити з виразу, м³:

, (4.1)

де V_рм – об’єм рудного масиву панелі (блоку), м³; К_р – коефіцієнт розпушення (К_р = 1,2…1,3), долі од.

4. Привести основні техніко-економічні показники заданого варіанту системи підповерхового обвалення, вказати його недоліки та переваги.

Література для самостійного опрацювання роботи:

[1], с. 210-214; [2], с. 215-218; [3], с. 172-177; [4], с. 214-226; [5], с. 454-459; [6], с. 524-528; [7], с. 169-172, 180-183, 187-190.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. – М., Наука, 1983 г.

2. Борисов С.С. Горное дело. – М., Наука, 1988 г.

3. Борисенко С.Г. Технология подземной разработки рудных месторождений. – К., Вища школа, 1987г.

4. Бизов В.Ф., Корж В.А. Підземні гірничі роботи. Том XII. – Кривий Ріг: Мінерал, 2003 р.

5. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. – М., Недра, 1984г.

6. Справочник по горнорудному делу. – М., Недра, 1983г.

7. Чернокур В.Р., Шкребко Г.С., Шелегеда В.И. Добыча руд с под-этажным обрушением. – М.: Недра, 1992. – 271 с.

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу «Підземні гірничі роботи» для студентів напряму 6.050301 «Гірництво» спеціальності «Відкриті гірничі роботи» усіх форм навчання.

Укладачі: Кушнерьов Іван Петрович

Грищенко Тетяна Степанівна

Шепель Олександр Леонідович

Реєстрац. № ____

Підписано до друку «___» ______________ 2016 р.

Формат А5

Обсяг 28 стор.

Тираж ______20_____ прим.

Видавничий центр ДВНЗ «КНУ», вул. Віталія Матусевича,11,

м. Кривий Ріг