Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Расчет параметров механического рыхления и производительность рыхления

30.10.2018

Определив из табл. 3.6 возможное заглубление зуба рыхлителя, можно рассчитать основные параметры механического рыхления.

Ширина одиночной борозды поверху (в м) определяется по формуле

где Ki = hш/hз, hш — высота щели, м; а — угол откоса стенок борозды, град., hз — глубина внедрения зуба рыхлителя, м; bc — ширина меньшего основания трапецеидального сечения борозды, м.

Расчетные значения K1 и bc приведены в табл. 3.7.

Глубина эффективного рыхления массива (в м) при параллельных проходах рыхлителя определяется по формуле:

где К2 — коэффициент, учитывающий влияние трещиноватости пород на размеры образующихся при параллельных проходах неразрушенных гребней (см табл. 3.7)

Глубину эффективного рыхления h'э при перекрестных проходах рыхлителя при расстоянии между смежными проходами, соответствующем формуле 3.20, можно принимать равной заглублению рыхлителя при параллельных (первоначальных) проходах, т е hэ' = hэ. Если величина hэ является заданной (например, при селективной послойной выемке, когда значение hэ соответствует мощности селективно добываемого слоя), целесообразно расстояние между смежными параллельными проходами рыхлителя принимать максимально возможным, обеспечивающим требуемую глубину эффективного рыхления (в м), т.е.

При валовой выемке, а также при возможном заглублении рыхлителя, меньшем величины селективно разрабатываемого слоя, расстояние между смежными проходами рыхлителя следует принимать из условия обеспечения максимального объема рыхления за один проход.

Объем рыхления за один проход равен:

Подставив в формулу 3.24 значение hэ из формулы 3.22, найдем, что

Функция F = f(Cсп) при заданной величине hэ имеет максимум при определенном расстоянии между двумя смежными проходами (рис. 3.10). Очевидно, эта величина будет оптимальной, так как обеспечивает максимальный объем рыхления за один проход, т.е. соответствует максимальной производительности рыхлителя.

Оптимальное расстояние между проходами (в м) можно определить по формуле:
Расчет параметров механического рыхления и производительность рыхления

Глубина эффективного рыхления при оптимальном расстоянии между проходами рыхлителя определится по формуле (в м)

Предложенная методика позволяет рассчитать основные параметры механического рыхления, необходимые при проектировании этого способа подготовки горной массы, и дать предварительную оценку эффективности применения тракторных рыхлителей для конкретных месторождений.

Эксплуатационная производительность тракторных рыхлителей может быть определена по формулам (в м3/ч):

• при параллельных проходах:

• при параллельно-перекрестных проходах:

где Kи — коэффициент использования рыхлителя в течение смены (Kи = 0,7-0,9); Vср — средняя рабочая скорость движения рыхлителя (для расчета ее можно принимать равной 70—80 % от скорости рыхлителя на первой передаче), м/с; т — суммарное время на переезд рыхлителя на следующую борозду, с: т = t1 + t2 + t3, t1 — время выглубления зуба рыхлителя, с; t2 — время маневров рыхлителя при переезде, с; t3 — время заглубления зуба рыхлителя, с; L — длина параллельного хода, м; M — длина перекрестного хода, м

Производительность рыхлителя в значительной мере зависит от длины параллельных ходов. Целесообразная длина параллельных ходов находится в пределах 100—300 м.

Производительность рыхлителей при рыхлении различных пород неодинакова. В табл 3.8 приведены показатели работы рыхлителя ДП-9ВХЛ.

Высокая производительность рыхлителя достигнута при рыхлении массивов, сложенных углем, сланцем, фосфоритной рудой, выветрелыми известняками и песчаниками. В трещиноватых и слоистых массивах эффективность механического рыхления значительно возрастает. В этом случае даже весьма крепкие и прочные породы, залегающие в виде тонких прослойков, хорошо поддаются механическому рыхлению. Имеется положительный опыт рыхления 15-сантиметрового прослойка пирита f = 16-18, залегающего в породах небольшой прочности.

Рыхление массива навесными рыхлителями можно вести горизонтальными или наклонными слоями небольшой мощности от десятков сантиметров до 1,5—2 м в зависимости от свойств и состояния массива, а также параметров навесного оборудования. При рыхлении горизонтальными слоями по мере рыхления и погрузки разрыхленного слоя кровля уступа в пределах разрабатываемого блока постоянно понижается, что затрудняет транспортирование породы при ее погрузке на уровне забоя рыхлителя. Поэтому наиболее рациональна при рыхлении горизонтальными слоями подуступная схема (рис. 3.11), при которой разрыхленная порода из каждого слоя сталкивается бульдозером или транспортируется погрузчиком по выположенному откосу на подошву уступа, где и производится ее погрузка в транспортные средства.

При рыхлении наклонными слоями (см. рис. 3.11) откос уступа (в торцевой части блока или по его фронту) выполаживается до 20 — 25°, что позволяет значительно увеличить производительность рыхлителей и бульдозеров.

Необходимость разработки уступов слоями небольшой мощности и, как следствие этого, незначительная высота забоя погрузочного механизма несколько ограничивают область применения рыхлителей и оказывают существенное влияние на выбор рациональных средств комплексной механизации и технологии добычных работ. С одной стороны, незначительная высота забоя затрудняет непосредственную выемку разрыхленной горной массы механическими лопатами, так как для производительной их работы в данном случае требуется предварительное ее штабелирование. С другой стороны, механическое рыхление, обеспечивая высокое качество подготовки скальных и полускальных пород, позволяет повысить эффективность работы и расширить область применения таких выемочно-погрузочных механизмов, как скреперы, бульдозеры, одноковшовые погрузчики, многочерпаковые и роторные экскаваторы, погрузочные машины непрерывного действия и др.

В схемах с предварительным штабелированием горной массы предусматривается включение в комплект добычных механизмов бульдозера. При этом следует иметь в виду, что бульдозерное оборудование навешивается на одном тракторном тягаче, и операции рыхления и штабелирования пород слоя выполняются последовательно одной и той же добычной машиной. Точно так же может быть осуществлена возможность совмещения операций рыхления и погрузки при агрегатировании рыхлителя и скрепера или рыхлителя и погрузчика. При попеременной работе такого агрегата на двух операциях в течение смены должно соблюдаться условие

где Раг' и Раг'' — соответственно производительность агрегата при выполнении I и II операций, м3/ч; t1 и t2 — соответственно сменное время, затраченное на выполнение I и II операций, ч.

Тогда сменную суммарную производительность агрегата Pаг (в м3/смену) по двум операциям можно определить из выражения:

где Тсм — продолжительность рабочей смены, ч; Kи — коэффициент использования агрегата в течение смены.

Применение механического рыхления для подготовки горной массы к выемке и погрузке наиболее перспективно при разработке сложноструктурных карбонатных месторождений, так как при этом достигается минимальное перемешивание породы и полезного ископаемого в зоне их контактов и снижаются общие потери полезного ископаемого. Механическое рыхление позволяет интенсифицировать селективную разработку горизонтальных и пологих залежей сложного строения, комплексно механизировать и упростить технологию раздельной выемки маломощных слоев и прослойков.

С целью снижения потерь полезного ископаемого рыхлители целесообразно использовать и при разработке месторождений неправильной формы (гнезд, микролинз, закарстованных зон и др.).

Способу подготовки горной массы к выемке при помощи навесных рыхлителей присущи следующие достоинства:

• высокая экономичность при разработке маломощных пластов (механическое рыхление в 2—5 раз дешевле буровзрывного рыхления);

• безопасность работ, отсутствие сейсмического воздействия на стационарные сооружения и капитальные выработки, отсутствие простоев добычного оборудования, связанных с необходимостью проведения взрывных работ;

• возможность регулирования кусковатости горной массы, позволяющей повысить эффективность работы погрузочно-транспортных механизмов, расширить область рационального применения конвейерного транспорта на скальных породах, а в ряде случаев исключить первичное дробление;

• минимальное переизмельчение, позволяющее снизить потери и улучшить качество карбонатного сырья при производстве прочных заполнителей для бетона;

• высокая маневренность агрегатов с рабочими органами для подготовки и выемки скальных пород, что позволяет значительно сократить размеры добычного блока и эффективно использовать этот вид оборудования для работы в стесненных условиях при раздельной выемке и небольшой производительности карьеров;

• возможность эффективного применения рыхлителей при разработке мерзлых пород, обеспечивающего нормальную работу выемочно-погрузочных механизмов в суровых климатических условиях и продление сезона горных работ;

• возможность эффективного применения рыхлителей для выполнения ряда вспомогательных работ (проведение дренажных канав, выкорчевывание пней, рыхление недомыва при гидравлической разработке и др.).

Для определения рациональных параметров механического рыхления (для эксплуатационных целей и проектирования) для конкретного месторождения необходимо проводить научно-исследовательские работы.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: