Метод определения энергоэффективности технологий и механизации горных работ по добыче полезных ископаемых открытым способом
Шрифт:
Гидроразмыв
Гидротранспорт
Гидроотвалообразование
Цикличный
– --
Драглайн
–
–
Вскрышная мехлопата
– --
– --
–
Бульдозер
–
Комбинированный
– --
Роторный экскаватор
Железнодорожный транспорт
Абзетцер
–
Многоковшовой экскаватор
Полускальная
Непрерывный
– --
Комбайн
Конвейер
Консольный отвалообразователь
Цикличный
Механический рыхлитель
Бульдозер
Автотранспорт
Бульдозер
Буро-зарядные машины
Одноковшовый экскаватор
Железнодорожный транспорт
– --
Одноковшовый экскаватор
Ковшовый погрузчик
Отвальный плуг
Комбинированный
Механический рыхлитель
Одноковшовый экскаватор
Конвейер
Консольный отвалообразователь
Буро-зарядные машины
Роторный погрузчик
Гидротранспорт
Гидроотвалообразование
Ковшовый погрузчик
– --
– --
Скальная
Непрерывный
– --
Комбайн
Конвейер
Консольный отвалообразователь
Цикличный
Буро-зарядные машины
Одноковшовый экскаватор
Автотранспорт
Одноковшовый экскаватор
Железнодорожный транспорт
Бульдозер
Отвальный плуг
Комбинированный
Буро-зарядные машины
Ковшовый погрузчик
Конвейер
Консольный отвалообразователь
Одноковшовый экскаватор
Гидротранспорт
Гидроотвалообразование
4.1 Влияние природных условий на работу комплектов оборудования технологических потоков
Разнообразие горно-геологических условий, свойств горных пород и необходимая производительность предприятия определяет многообразие сочетаний машин в комплектах и схемы их работы.
При выборе механизации горных работ в технологическом потоке критерием служит минимум эксплуатационных расходов, при решении вопросов вскрытия карьерного поля - минимум капитальных затрат и эксплуатационных расходов на транспорт, при решении системы и порядка разработки горизонтов - оптимальный текущий коэффициент вскрыши с учетом безопасного и планомерного ведения горных работ.
В процессе проектирования, оперативного планирования и анализа производственной деятельности производится сравнение возможных вариантов решения. Критерием, как правило, является себестоимость продукции по процессам и в целом по технологическому циклу. Этот критерий является объективной оценкой деятельности производства. Однако в нем не достаточно отражается характер взаимосвязи машин с объектом работы, взаимосвязи машин между собой и качеством получаемого продукта. Использование разных комплектов горного и транспортного оборудования на карьере со скальными породами, обеспечивает разные параметры конечного продукта, например, от комплекта с 2 СБШ-250 + 2 ЭКГ- 8 + 7 БелАз 548 горная масса поступает со средней крупностью dср= 450 мм, а от комплекта с 2 2СБШ-200 + 4 ЭКГ - 4,6 + 12 БелАз 540 со средней крупностью dср=300 мм.
Эти показатели конечного продукта технологического потока технико-экономический метод не учитывает.
При выборе комплекта оборудования или при анализе его работы в конкретных условиях возникает необходимость установить непосредственную взаимосвязь между свойствами горных пород разрабатываемого массива и качеством горной массы, например:
– высокопроизводительная работа экскаватора требует высокой степени дробления, но высокая степень дробления требует увеличения затрат на подготовку горной массы;
– высокая степень дробления горной массы делает возможным применение конвейерного транспорта, что предполагает снижение затрат в целом по комплекту с учетом затрат на подготовку горных пород. Однако малая надежность получения в настоящие время высокой степени дробления взрывом в забое требует применения дополнительного звена - дробилки, что снижает надежность комплекта;
– для полезного ископаемого высокая степень дробления в забое снижает затраты на дробление при переработке в процессе подготовки к обогащению, но наличие большого количества мелочи в горной массе снижает производительность перегрузочных емкостей в транспорте грузопотока, особенно при использовании гравитационных средств доставки;
– использование железнодорожного транспорта и экскаваторов с большой емкостью ковша не требует большой степени дробления, а следовательно, затрат на подготовку к выемке. Однако малые уклоны и сложная сеть транспортных коммуникаций увеличивают капитальные и эксплуатационные затраты на производство продукции в таком комплекте по сравнению с автотранспортом и специальным конвейерным подъемником, использование которого требует увеличения степени дробления горной массы и т.д.
Приведенные выше примеры показывают, что задача определения оптимального комплекта оборудования для технологического потока, технологии разработки рабочей зоны карьера и в целом месторождения в конкретных условиях связана со свойствами массива, качеством горной массы и кондициями на готовую продукцию карьера. Решение этой задачи по существу является ассоциирование технологии и механизации горных работ по добыче полезного ископаемого природным условиям месторождения.
Этим задачам отвечает метод, который учитывает свойства горных пород, качество горной массы, параметры машин и технологию горных работ.
Близко к этой задаче стоит используемый в инженерной практике энергетический метод. С его помощью, в частности, производится оценка совершенства рабочих органов машин, механизмов, передачи энергии и оценка энергетических систем. В строительной промышленности энергетический метод исследования был применен для оценки рабочих органов машин и комплексной механизации строительства.
Специфика горного производства и задача выбора оптимального технологического потока с учетом свойств горных пород, горной массы, кондиции готового продукта для карьеров не позволяют использовать указанные выше методы в известном виде. В данной работе для создания энергетического метода в горном деле, отвечающего поставленной задаче, была использована только известная в других отраслях терминология.
По терминологии физики энергия равна это работе, совершаемой под действием силы, т.е. произведение силы на перемещение по направлению силы.
Для нашего случая силой является величина сопротивления природной среды определяемой свойствами горных пород, т.е. сила равная величине сопротивления разрушению массива взрывным или механическим способом, перемещению, отвалообразованию или переработке.
Величина затрат энергии оцениваются составом разрушенной горной массы по крупности, характеризуемой средним размером куска породы, коэффициентом разрыхления горной массы и величиной развала массива после взрыва, расстоянием, высотой и сопротивлением её перемещения.