транспорт горной породы
для комплектов оборудования с передвижными дробилками в забое или комплектов оборудования с различными видами транспорта и промежуточным дроблением в полустационарных дробилках учитывается энергопоглощение на механическое дробление в дробилке
.
отвалообразование абзетцером
при отвалообразовании экскаватором удельное энергопоглощение рассчитывается по формуле Ээ. При отвалообразовании консольным отвалообразователем удельное энергопоглощение рассчитывается вместе с перемещением, увеличивая высоту подъема горной массы Н на высоту разгрузки отвалообразователя,
отвалообразование бульдозером или плугом
;
при механическом рыхлении массива горных пород перед погрузкой возможно штабелирование горной массы, тогда в этом процессе удельное энергопоглощение будет аналогично удельному энергопоглощению при бульдозерном отвалообразовании, но с учетом подъема горной массы на высоту штабеля
.
В развернутом виде с учётом экспериментальных исследований эти зависимости для конкретного технологического потока с определяющей его производительность выемочно-погрузочной машиной представляются следующим образом.
Удельное энергопоглощение при бурении
.
Удельное энергопоглощение при взрывном дроблении массива
Удельное энергопоглощение при экскавации
.
Удельное энергопоглощение при транспортировании
.
Удельное энергопоглощение при отвалообразовании бульдозером
.
В эти формулы входят следующие параметры и экспериментальные зависимости:
σсж - предел прочности горной породы при одноосном сжатии, Па,
n' - степень измельчения породы при бурении
dсв - диаметр скважины, мм
= 0,32 ;
dср - средний диаметр куска горной массы, регламентируемой по каким-либо условиям или обеспечивающий минимальные затраты на дробление массива горных пород, экскавацию горной массы, транспортирование и отвалообразование в технологическом потоке, мм.
Для комплектов оборудования с механическими лопатами
В - ширина ковша выемочно-погрузочной машины, мм;
d ч - диаметр частиц продуктов разрушения при бурении, мм;
Е - модуль упругости горной породы, Па;
- плотность породы, т/м3;
lскв- глубина скважины, м;
h - высота уступа, м;
α- угол откоса уступа, градус;
с - расстояние первого ряда скважин от верхней бровки уступа, м;
N - часть энергопоглощения при бурении, приходящаяся на единичный объем взрываемого блока
;
Vбур - объем бурения, м3,
Vбл - объем взрываемого блока, м3,
nскв- число скважин взрываемого блока,
Sскв - площадь взрывной скважины, м2;
Вз - ширина заходки экскаватора, м;
Lбл - длина взрываемого блока, м,
kд- коэффициент динамичности процесса при разрушении горной породы;
σр – предел прочности горной породы на растяжение, Па,
п" - степень дробления горных пород при взрывном рыхлении,
;
dо- средний размер отдельностей в массиве, мм;
Δ- степень разрыхления горной породы, м,;
kр - коэффициент разрыхления горной массы в развале;
lц- расстояние, на которое перемещается центр тяжести развала при взрывной подготовке горных пород, м,
hразв- высота развала горной массы в забое, м;
F- сопротивление перемещению ковша, H,
kс- удельное сопротивление породы копанию, Н/м2;
с' - толщина стружки, м,
с' = 0,33В;
δ- длина пути, на котором происходит заполнение ковша, м,
hч- высота черпания экскаватора, м;
G - масса горной породы за цикл погрузки (в ковше), кг,
Ек- вместимость ковша экскаватора, м3;
kp.к - коэффициент разрыхления горной массы в ковше;
vп - скорость перемещения горной массы к месту разгрузки, м/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
hp - высота разгрузки горной породы от уровня стояния выемочно-погрузочной машины, м;
vср- средняя скорость перемещения горной массы в технологическом потоке, м/с;
ωо- основное сопротивление движению транспорта, Н/кН;
L - расстояние перемещения горной массы в технологическом потоке, м;
H - высота подъема горной массы в процессе перемещения средствами транспорта в технологическом потоке (разность отметок пункта погрузки и пункта разгрузки горной массы), м;
f1 =0,7-1,0 —динамический коэффициент трения породы о породу на отвале;
i - уклон поверхности отвала в тысячных;
f2 =0,4-0,6 — динамический коэффициент трения породы о металл;
n'" - степень дробления горных пород в дробилке
lо- расстояние перемещения породы на отвале, м;
dд- диаметр куска продукта в дробилке, м;
hш- высота штабеля, м.
Совокупность энергозатрат по всем технологическим потокам представляют собой общие затраты на добычу полезного ископаемого и эффективность разработки месторождения в целом.
Энергетическая оценка обеспечивает объективное, независимое от колебания цен на оборудование и материалы экономическое обоснование выбора технологии и механизации горных работ при добыче полезного ископаемого.
Мировая цена энергии 1 МДж в настоящее время составляет 7х10-5 $.
Данный метод наиболее полно учитывает природные условия месторождения, технологию и организацию горных работ. Низкие температурные условия, заснеженность увеличивает связность взорванной горной массы, а, следовательно, увеличивают сопротивление копанию, уменьшает пропускную способность перегрузочных и аккумулирующих емкостей в транспортных звеньях грузопотоков. Величина объема взрываемого блока влияет на простои оборудования во время взрывных работ.
Использование энергетического метода позволяет решать задачи по определению эффективности капитальных затрат на сооружение открытых и подземных горных выработок для вскрытия глубоких горизонтов рабочей зоны карьера, а при разработке нагорных месторождений варианты гравитационной доставки горной массы по рудоспускам или рудоскатам.
Особое значение имеет использование энергетического метода при выборе технологических потоков, где горная масса подвергается многократному дроблению. В этом случае в зависимости от применяемых технических средств, занятых на выемке, перемещении и укладки в отвал или переработке, полускальные и скальные горные породы подвергаются различной степени дробления.
С точки зрения затрат энергии, дробление вскрышных пород целесообразно до той степени, при которой обеспечивается максимальная производительность экскавационных и транспортных машин в технологическом потоке.
Высокая степень дробления массива в забое обеспечивает возможность применения конвейерного транспорта в карьере вместо железнодорожного или автомобильного, для которых требуется выполнение большого объёма горнокапитальных работ по сооружению траншей и транспортных коммуникаций.