CC BY
85
УДК 622.271.3
В. А. Шевелев, асп., 8-904-631-47-52, [email protected] (Россия, Санкт-Петербург, Горный университет)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ БУФЕРНО-УСРЕДНИТЕЛЬНОГО СКЛАДА С УЧЕТОМ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Рассмотрен порядок определения оптимальной емкости внутрикарьерного буферно-усреднительного склада с учетом используемого на нем технологического оборудования.
Ключевые слова: склад, параметры склада, емкость склада, штабель, погрузочное оборудование, карьер.
На многих современных железорудных карьерах глубина ведения горных работ достигает трехсот метров и более. Нецелесообразность применения железнодорожного транспорта с глубины 250 метров обязывает предприятия применять комбинированные схемы транспортирования полезного ископаемого с перегрузкой руды внутри карьера. Для обеспечения бесперебойной и независимой работы одного вида транспорта от другого, а также снабжения обогатительных фабрик рудой, однородной по качественному составу, необходимо создание таких складов, которые помимо простой функции перегрузки будут выполнять функцию буфера, способного обеспечивать на протяжении определенного периода времени железнодорожный транспорт (а тем самым и обогатительную фабрику) рудой в требуемых объемах, и функцию усреднения - для снижения колебаний содержания железа в руде, подаваемой на обогащение.
Буферно-усреднительные склады в карьере являются сложной системой, эффективность функционирования которой зависит от многих факторов. Основными параметрами складов являются емкость, площадь, занимаемая складом, высота и ширина склада, а также ширина заходки экскаватора, обслуживающего склад [1].
При определении оптимальной емкости склада необходимо учитывать, прежде всего, требования, предъявляемые обогатительными фабриками или другими потребителями к равномерности поступления руды в определенных количествах, а также параметры применяемого на складах погрузочного оборудования.
На емкость буферно-усреднительного склада влияют следующие основные факторы:
наличие достаточных площадок для размещения склада необходимой емкости;
физико-механические свойства руд, поступающих на склад;
число сортов руд, поступающих на склад, и их количественное соотношение;
требования по качеству, предъявляемые к отгружаемым со склада
рудам;
оборудование склада;
организаторские факторы (периодичность и интенсивность разгрузки на складе автосамосвалов, подачи и погрузки железнодорожных составов и т.д.)
общий объем перегрузочных работ.
На рисунке представлена схема штабеля буферно-усреднительного
склада.
В соответствии с требованиями «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» [2], высота уступа не должна превышать высоту черпания экскаватора (при разработке одноковшовыми экскаваторами типа механической лопаты без применения взрывных работ).
Однако при максимальной высоте черпания траектория движения ковша экскаватора не позволяет проработать верхнюю часть откоса уступа, в результате чего появляется опасность образования козырьков и нависей горной массы.
Вследствие этого максимальная высота штабеля склада должна приниматься на 1.. .2 м ниже наибольшей высоты черпания экскаватора, что уменьшает вероятность образования нависей и козырьков.
Максимальная высота уступа И для внутрикарьерного буферно-усреднительного склада в зависимости от применяемой модели экскаватора, не должна превышать:
для ЭКГ-6,3УС - 15 м; для ЭКГ-8И - 12 м; для ЭКГ-10 - 12 м; для ЭКГ-12,5 - 14 м.
При строительстве новых складов их высоту рекомендуется принимать в пределах 0,7.0,75 максимальной высоты черпания экскаватора.
При влажной руде, образующей на поверхности склада в зимнее время прочную мерзлую корку, чтобы избежать применения специальных средств для ее разрушения, высоту склада следует принимать не более высоты черпания экскаватора.
Ориентировочно угол откоса мелкодробленых скальных пород можно принимать 37.38°, рядовой руды с наличием различной кускова-тости 40 .45°, крупнокусковатых скальных пород и руд 45 .47°.
Площадь, занимаемая складом при выборе места для его размещения,
V
Б = (1)
И ■ ^0
где &о - коэффициент, учитывающий откосы и неравномерность заполнения всей площади, ко = 0,7...0,9 .
отгрузки
Схема штабеля: h - высота штабеля; Ьшт - длина штабеля; Ьзах - ширина экскаваторной заходки; b - ширина кузова экскаватора
Ширину склада, помимо размеров, зависящих от необходимой емкости склада, определяют по ширине разгрузочной площадки. Ширина разгрузочных площадок складов определяется типом заезда, расположением фронта разгрузки и принятой схемой маневров. Выбор схемы маневров и определение ее параметров зависят от технической характеристики автосамосвала и условий видимости при движении задним ходом.
При правостороннем расположении мест разгрузки наибольшая безопасность обеспечивается выполнением маневра с предварительным поворотом на 90°, это позволяет видеть места разгрузки и пересекаемых участков дороги при движении задним ходом.
Для приуступных буферно-усреднительных складов минимальная ширина разгрузочных площадок при левостороннем расположении мест разгрузки
Влп = т1 + 1а + Rm + 2 • е + х + b + тк. (2)
В случае наличия транзитной дороги, проходящей вдоль приуступ-ного склада, ширина площадок определяется с дополнением следующих элементов: ориентирующего вала т, проезжей части Ш и обочин со сторон О1, О2
Вш = Влп + т + Ш + О +О 2, (3)
BL = Впп + т + Ш + О + О2, (4)
где т1 - ширина предохранительного вала со стороны разгрузки автосамосвала; т - ширина предохранительного вала со стороны нерабочей зоны, м; тк - ширина кювета, м; /а - длина автосамосвала; Rro - радиус по-
ворота наружного заднего колеса, м; е - габаритное уширение при повороте, м; х - расстояние между встречными самосвалами, м; п - передний свес автосамосвала; Ъ - база автосамосвала; Ш - ширина проезжей части дорог III категории согласно СНиП 2.05.07-91 для БелАЗа 75131; Оь 02 -ширина обочины соответственно со стороны вала и со стороны кювета равна, 0,5 и 1,5 м согласно СНиП 2.05.07-91.
Радиус поворота наружного заднего колеса
*нз =л/я2-*2, (5)
где - радиус поворота переднего внешнего колеса, согласно СНиП 2.05.07-91 для БелАЗа 75131 12 = 16,3 м;
х = 1 + 0,01- К, (6)
где V- допустимая скорость на разгрузочной площадке, V -15 км/ч.
Необходимая ширина склада
а = а0+^-. (7)
tg а
Выбор ширины заходки при работе погрузочных машин является одним из наиболее важных элементов при определении параметров внут-рикарьерных буферно-усреднительных складов.
В отличие от работы экскаватора в забое, где ширина заходки зависит также от шага передвижки или переукладки железнодорожных путей, ширина заходки на складах должна в основном определяться временем погрузки железнодорожного состава на складе и количеством перемещений экскаватора за время погрузки состава на складе.
Максимальная ширина заходки с учетом рационального режима работы экскаватора и его параметров
^зах = ^чу + ^разг ~~ ^>без ~~ ^зал > (8)
где 7?Х1у - максимальный радиус черпания на уровне стояния, м; Дразг -
максимальный радиус разгрузки экскаватора, м; 3 - безопасное расстояние от оси железнодорожного пути до верхней бровки насыпи, Ббсз =3,3м; Я/зал - величина заложения откоса железнодорожной насыпи,
Я/зал =2,6м.
Величина максимального радиуса черпания на уровне стояния
принимается в соответствии с техническими характеристиками экскаваторов:
для ЭКГ-6,ЗУС - 12,0 м;
для ЭКГ-8И-12,0 м;
для ЭКГ-10 - 12,6 м;
для ЭКГ-12,5-14,8 м.
Максимальный радиус разгрузки экскаватора рассчитывается с учетом высоты разгрузки и запасом, необходимым для эффективного заполнения думпкаров.
Высота разгрузки включает в себя: высоту насыпи железнодорожного пути (2 м); высоту думпкара с учетом высоты железнодорожного полотна (4м); высоту от верха думпкара до кромки открытого днища ковша экскаватора (1 м).
Таким образом, минимальная высота разгрузки составит 7 м. Максимальный радиус разгрузки ^разг для высоты разгрузки 7 м с
учетом запаса, необходимого для эффективного заполнения думпкара: для ЭКГ-6,3УС - 17 м; для ЭКГ-8И - 15 м; для ЭКГ-10 - 15 м; для ЭКГ-12,5 - 19 м.
Таким образом, максимальная ширина заходки экскаваторов на бу-ферно-усреднительных складах: для ЭКГ-6,3УС - 25 м; для ЭКГ-8И - 21 м; для ЭКГ-10 - 22 м; для ЭКГ-12,5 - 28 м. Площадь сечения штабеля Б: при использовании ЭКГ-6,3УС - 255 м2; при использовании ЭКГ-8И - 252 м2; при использовании ЭКГ-10 - 264 м ; при использовании ЭКГ-12,5 - 392 м2.
При эксплуатации внутрикарьерных буферно-усреднительных складов для повышения производительности погрузки целесообразно не передвигать железнодорожные погрузочные пути или осуществлять это возможно реже. Для рассмотрения этого вопроса объем склада можно разделить на активный и пассивный запасы.
Активный запас должен быть достаточным для текущего расхода, т.е. для выполнения регулировочных и раздаточных функций склада. Пассивный запас необходим для выполнения резервных (аварийных) функций. Чтобы устранить передвижки и переукладки погрузочных путей, желательно, чтобы активный запас помещался в пределах одной ширины за-ходки экскаватора, т. е. чтобы было соблюдено условие
Ь ■ В ■ к-у> Ж, (9)
где Ь - длина склада, м; Ж - активный запас руды на складе, т.
Длина буферно-усреднительного склада определяется необходимым количеством складируемой руды, производительностью склада, коли-
чеством сортов руды, размещаемых на складе, и организацией работ по приему и отгрузке руды со склада.
В общем случае длина склада
Ь = 2 ■Ьа ■ ^0, (10)
где 2 - количество сортов руды размещаемых на складе; &0 - коэффициент, учитывающий организацию бульдозерных работ, &0 = 1,5 - 2,0; Ьа -длина участка разгрузки, отводимая для каждого сорта руды,
Ьа = п (Ь + а), (11)
где п - количество мест разгрузки (определяется количеством одновременно разгружающихся самосвалов с учетом резерва одного места, что обеспечивает возможность заезда на разгрузку с правой стороны от разгружающегося самосвала и повышает пропускную способность и безопасность работы склада); Ь - ширина автосамосвала, м; а - расстояние между разгружающимся и устанавливаемым на разгрузку самосвалами, согласно ЕПБ при разработке месторождений открытым способом а = 5 м. Объем штабеля для каждого типа экскаватора
V = Б'1, (12)
где I - длина фронта разгрузки, м, т.е. для ЭКГ-6,3УС - 13,3 тыс.м2; для ЭКГ-8И - 13,1 тыс.м2; для ЭКГ-10 - 13,7 тыс.м2; для ЭКГ-12,5 - 20,8 тыс.м2.
Количество руды в штабеле
'к
бшт = V' ^, тыс.т. (13)
т
С учетом параметров погрузочного оборудования для условий работы буферно-усреднительного карьера «Южный» Костомукшского горнообогатительного комбината рекомендуемая длина фронта разгрузки (с учетом резервного места для работы бульдозера Т-500) составит 52 м.
Так как в центральной части склада для размещения подключатель-ного пункта и отстоя экскаватора оставляется незаполняемый сектор длиной 15 м, то общая минимальная длина склада на горизонте разгрузки самосвалов должна составлять не менее 120 м.
При плотности руды у = 3,4 т/м и коэффициенте разрыхления кр = 1,4 , а также с учетом рассчитанной длины буферно-усреднительного
склада, его высоты (в зависимости от типа экскаватора) и угла откоса минимальная вместимость склада:
при использовании ЭКГ-6,3УС - 32,3 тыс. т; при использовании ЭКГ-8И - 31,8 тыс. т; при использовании ЭКГ-10 - 33,3 тыс. т; при использовании ЭКГ-12,5 - 50,5 тыс. т.
При организации складирования руды на двух штабелях суммарный запас руды при каждом типе ЭКГ необходимо увеличить вдвое.
Геометрические параметры зоны смешивания определяются высотой склада И, шириной экскаваторной заходки Азах и шириной кузова автосамосвала Ь:
Ус = И-А3ах-Ь , (14)
для ЭКГ-6,3УС - 2,3 тыс. м2; для ЭКГ-8И - 1,5 тыс. м2; для ЭКГ-10 - 1,6 тыс. м2; для ЭКГ-12,5 - 2,4 тыс. м2. Весовая емкость зоны смешивания
бсм = ^с- , (15)
К р
для ЭКГ-6,3УС - 5,6 тыс. т; для ЭКГ-8И - 3,6 тыс. т; для ЭКГ-10 - 3,9 тыс. т; для ЭКГ-12,5 - 5,8 тыс. т.
Количество автосамосвалов, необходимое для формирования зоны смешивания,
пс = , (16)
Чм
для ЭКГ-6,3УС - 47; для ЭКГ-8И - 30; для ЭКГ-10 - 33; для ЭКГ-12,5 - 49.
Толщина слоя (горизонтальная мощность) из одной разгруженной машины в поперечном сечении штабеля
тп = Азах, (17)
Пс
для ЭКГ-6,3УС - 0,53 м; для ЭКГ-8И - 0,7 м; для ЭКГ-10 - 0,61 м; для ЭКГ-12,5 - 0,57 м.
Количество порций руды (груженых автосамосвалов), участвующих в усреднении партии руды при полном сформированном усреднительном штабеле
Qшт
пп , (18)
Чс
для ЭКГ-6,3УС - 270; для ЭКГ-8И - 265; для ЭКГ-10 - 278;
для ЭКГ-12,5 - 421.
Буферно-усреднительный склад карьера «Южный» Костомукшско-го горно-обогатительного комбината является приуступным. Так как карьер отрабатывается уступами высотой 10 метров, то на складе целесообразно использовать экскаватор ЭКГ-10. Таким образом, оптимальная емкость одного штабеля склада будет равна 33,3 тысячам тонн руды.
Список литературы
1. Васильев М.В. Внутрикарьерное складирование и перегрузка руд. М.:Изд-во «Недра», 1968. 182 с.
2. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. ПБ 03-498-02, М., 2003. 132 с.
V.A. Shevelev
DETERMINATION OF CAPACITY ACCUMULATION AND BEDDING STOCKYARDS WITHIN THE PARAMETERS OF THE TECHNOLOGICAL EQUIPMENT
The procedure for determining the optimal capacity accumulation and bedding stockyards taking into account the use of technological equipment is considered.
Key words: stockyard, parameters of stockyard, the capacity of stockyard, loading equipment, quarry.
Получено 12.11.12
УДК 622.012.2
Р.В. Шихаметов, нач. шахты,(71431) 2-95-48 (Казахстан, Рудный, АО «ССГПО»),
А.Ю. Прохоров, гл. инж. проекта, (7232) 208-244, proh_j [email protected]
(Казахстан,Усть-Каменогорск, ТОО «Казгипроцветмет»),
П.К. Хлебников, асп. (ГОУ ВПО «УГГУ»), инж., (71431)2-90-31,
[email protected] (Казахстан, Рудный, АО «ССГПО»),
С.В. Овсянников, вед. инж., (71431) 2-95-48, [email protected]
(Казахстан, Рудный, АО «ССГПО»)
СООРУЖЕНИЕ КАМЕРЫ ОПРОКИДЫВАТЕЛЯ В УСЛОВИЯХ РАБОТАЮЩЕГО РУДНИКА (ШАХТА «СОКОЛОВСКАЯ»
Приводятся этапы технологических решений, учитываемые в проектировании при сооружении камеры опрокидывателя.
Ключевые слова: камера опрокидывателя, укрепление горного массива, усиление крепи ствола.
В настоящее время на шахте «Соколовская» в работе находится
