Метод определения энергоэффективности технологий и механизации горных работ по добыче полезных ископаемых открытым способом

Фрезерные комбайны с передним креплением рабочего органа позволяют разрабатывать массив горных пород уступами высотой 1,8 2.5 м, шириной захвата 77,6 м н производительностью 5502100 т/ч .

Переднее расположение рабочего органа позволяет производить разработку горизонтов обычной технологией — уступами, как и ковшовой техникой, Работа с конвейерным транспортом обеспечивает поточную технологию разработки горных пород средней крепости.

Стреловые комбайны с фрезерным рабочим органом позволяют производить разработку массива горных пород забоями аналогично ковшовым экскаваторам. Отделенная рабочим органом от массива порода попадает на погрузочную плиту, с которой загружающими устройствами подается на конвейер.

Фрезерный стреловой комбайн ТВ-3000 английской фирмы «Доско» является наиболее крупным стреловым комбайном в мире. Он способен разрабатывать полускальные и скальные горные породы с пределом прочности на сжатие 160180 МПа производительностью до 690 т/ч, уступами высотой 5 м, с шириной захвата 9 м, обеспечивая кусковатость горной массы 0600 мм. Рабочие органы в виде продольных режущих головок расположены на двух стрелах. Привод головок, вращающихся навстречу друг другу, индивидуальный от электродвигателей. Привод стрел гидравлический, который обеспечивает независимое или синхронное движение (Рис.35).

Рис.35 Двухстреловой фрезерный комбайн.

Комбайн ВАФ-170 немецкой фирмы с двумя поперечно расположенными на поворотной стреле головками, нагребающими лапами на погрузочный скребковый конвейер разрабатывает горные породы с пределом прочности до 1001200 МПа при высоте забоя 5,5 м, ширине захвата 6,3 м и производительности 300 т/ч (рис. 36).

Рис.36 Стреловой фрезерный комбайн с двумя головками:

1 – стрела, 2 – погрузочный механизм, 3 – конвейер, 4 – фрезерные головки.

При разработке крепких горных пород с буровзрывной подготовкой операция зачерпывания энергоемкая, усилие рабочего органа должно преодолеть сопротивление сцепления кусков горной массы и их вес. Выше в работе было рассмотрено, что это сопротивление уменьшается с увеличением степени дробления горной массы и коэффициента разрыхления.

В этих условиях эффективным становится применение погрузочных машин непрерывного действия с роторным рабочим органом.

Отличительной чертой этой погрузочной машины от существующих роторных экскаваторов является отсутствие рукояти. Роторное колесо диаметром равным высоте развала укреплено непосредственно на поворотной платформе экскаватора.

Этим создается возможность создания усилий черпания для погрузки хорошо раздробленной горной массы. Как показано в работе хорошее дробление может быть достигнуто при взрывной подготовке горных пород к выемке скважинами малого диаметра на уступах высотой 5—8 м или механическим рыхлением, со штабелированием разрушенной горной массы бульдозером-рыхлителем. В этом случае высота развала будет 4—8 м, следовательно, диаметр ротора погрузочной машины тоже будет в пределах 8 м.

Ширина ковша роторного колеса (В) согласно исследованию взаимосвязи свойств горной массы и параметров погрузочного органа должна быть В>3dср. т.е. 1200—1500 мм.

Принцип действия роторной погрузочной машины, как известно, полностью соответствует специфике открытых горных работ, обеспечивает минимальное энергопоглощение в выемочно-погрузочном процессе.

Данная погрузочная машина может работать как с автомобильным транспортом в комплектах оборудования дискретного действия, так и с конвейерным с перегружателем в комплектах непрерывного действия.

8.6 Перемещение

Энергоемкость процесса перемещения в технологии горных работ на карьере занимает 50—60%. Это показывает его значение. В основу рассматриваемого в настоящей работе принципа формирования комплектов оборудования технологических потоков положено использование преимуществ транспорта в конкретных условиях их отдельных частей и звеньев. В данном разделе рассмотрены основные тенденции в развитии существующих видов транспорта и перспективности новых, применительно к забойной части технологического потока частей комплекта по доставке горной массы из карьера и на поверхности.

Тенденции в развитии существующих видов транспорта заключаются в увеличении количества горной массы, перемещаемой транспортной единицей, т.е. увеличение вместимости транспортных сосудов, грузоподъемности составов, ширины и скорости движения ленты, диаметра трубопровода, диаметра рудоспусков для гравитационного транспорта и т.д. С энергетической позиции концентрация мощности, увеличение производительности ведут к уменьшению затрат на перемещение единицы горной массы,

Однако увеличение вместимости сосудов колесных транспортных средств увеличивают его стоимость. При сохранении степени его использования в единицу времени увеличиваются затраты на единицу продукции в комплекте оборудования технологического потока, особенно при большой длине пути перемещения, поэтому тенденция увеличения грузоподъемности колесных видов транспорта дает существенный экономический эффект только при одновременном повышении степени его использования.