Энергоемкость экскаваторных работ
Основными потребителями электроэнергии на карьерах являются одноковшовые и многоковшовые экскаваторы (механические лопаты, драглайны, цепные и роторные экскаваторы).
Удельный расход электроэнергии по экскаваторным работам определяется типом экскаватора, вместимостью ковша, категорией грунта, производительностью, углом поворота, длительностью цикла экскавации, качеством подготовки забоя, сезоном года, квалификацией машиниста, качеством наладки системы управления и т.д.
Сменный технологический расход электроэнергии Wсм, отнесенный на 1 м³ вместимости ковша, для разных экскаваторов при одинаковых производительностях Qсм будет примерно одинаковым, поэтому при определении технологического расхода электроэнергии на экскавацию горных пород можно использовать обобщенные энергетические характеристики экскаваторов (рис.8.1).
Рисунок 8.1. Обобщенные энергетические характеристики экскаваторов:
а − мехлопат; б – драглайнов
Удельный расход электроэнергии на экскаваторные работы (кВт∙ч/т, кВт×ч/м³) для всех типов экскаваторов при любых видах работ (вскрыша, добыча, отвалообразование и т.д.) рассчитывается по формуле:
,
где n – число видов экскаваторных работ (работа на вскрыше и добыче, на отвале и складе); m – число типов экскаваторов; ωi– технологический удельный расход электроэнергии i-го типа экскаватора, кВт∙ч/т, кВт∙ч/м³; Qi – плановое количество горной массы, вынимаемое экскаваторами i-го типа за смену, м³ (т); Qсм – сменная производительность карьера по горной массе, т.
|
|
|
Таблица 8.3
Удельные расходы электроэнергии по отдельным машинам и установкам
| Электроприемники | Удельный расход электроэнергии, кВт∙ч/м³ |
| Одноковшовые экскаваторы (механические лопаты): ЭКГ-3,2. ЭКГ-4,6, ЭКГ-5, ЭКГ-8 ЭКГ-12,5, ЭКГ-15, ЭКГ-20 ЭШ-4/45, ЭШ-8/60, ЭШ-10/60 ЭШ-15/90, ЭШ-20/75 ЭШ-25/100, ЭШ-35/85 ЭШ-80/100 | 0,40–0,60 0,75–0,85 0,60–1,00 1,10–1,35 1,50–1,70 1,80–2,00 |
| Роторные экскаваторы: ЭР-630, ЭР-1250, ЭР-2500 ЭР-5000 | 0,50–0,60 0,70 |
| Отвалообразователи О-630-500 | 0,60–0,80 |
| Ленточные конвейеры | 0,60–0,90 кВт∙ч/(т∙м) |
| Буровые станки | 16–20 кВт∙ч/м |
Для ориентировочного определения расхода электроэнергии экскаватором при известной производительности за контролируемый интервал времени могут быть использованы значения удельной энергоемкости погрузки 1 м³ горной массы, приведенные в табл.8.4.
Таблица 8.4
Значения удельной энергоемкости погрузки 1 м³ горной массы
| Категория экскавируе- мости породы | Удельная энергоемкость 1 м³ горной массы, кВт∙ч/м³ | Производительность экскаватора (за чистое время погрузки), м³/ч
| |||||
| ЭКГ-4,6 | ЭКГ-6,3 | ЭКГ-8И | ЭКГ-12,5 | ||||
| I | 0,20 – 0,30 | >500 | >700 | >800 | >1000 | ||
| II | 0,30 – 0,40 | 450-500 | 600-700 | 700-800 | 1000-1100 | ||
| III | 0,40 – 0,55 | 400-450 | 500-600 | 600-700 | 900-1000 | ||
| IV | 0,55 – 0,70 | 350-400 | 450-500 | 500-600 | 800-900 | ||
| V | 0,70 – 0,90 | 300-350 | 350-400 | 450-500 | 700-800 | ||
| VI | 0,90 – 1,15 | 250-300 | 300-350 | 400-450 | 600-700 | ||
| VII | > 1,50 | <200 | <300 | <350 | <500 | ||
При оценке влияния качества подготовки забоя на энергоемкость погрузки можно пользоваться данными, приведенными и представленными в табл. 8.5.
Таблица 8.5
Удельная энергоемкость погрузки
| Качество подготовки забоя (по результатам взрыва) | Удельная энергоемкость погрузки, кВт∙ч/м³ |
| Хорошее | <0,4 |
| Удовлетворительное | 0,4 – 0,7 |
| Плохое | 0,7 – 0,9 |
| Очень плохое | >0,9 |
Из приведенных данных следует, что качество подготовки забоя (при прочих равных условиях) может боле чем в 2 раза изменять величину удельных энергетических затрат на экскавацию, т.е. повышение качества забоя является одним из факторов, существенно влияющих на потребление электроэнергии экскаватором.
Для определения удельного расхода электроэнергии наиболее распространенными типами одноковшовых экскаваторов используются эмпирические энергетические характеристики, приведенные в табл. 8.6.
|
|
|
Таблица 8.6
Энергетические характеристики экскаваторов
| Экскаватор | Удельный расход электроэнергии на экскаваторные работы, кВт∙ч/т |
| Вскрышные и добычные работы | |
| ЭКГ-4,6 | ω=0,125+403/Qсм |
| ЭКГ-8, ЭКГ-8И | ω(Q)=0,139+1040/Qсм |
| ЭКГ-10, ЭКГ-12,5 | ω(Q)=0,62+880/Q |
| ЭШ-6/60 | ω=0,525+846/Qсм |
| ЭШ-10/60 | ω=0,655+993/Qсм |
| ЭРГ-1600 | ω=0,73+4223/Qсм |
| ЭРГ-400 | ω=0,86+152/Qсм |
Энергоемкость буровых работ
Буровые станки являются энергоемкими потребителями на карьерах. Расход электроэнергии буровыми станками на некоторых карьерах составляет 20–25% от общекарьерного электропотребления. Удельный расход электроэнергии для буровых установок определяется категорией буримости пород, режимом работы станка, типом и состоянием бурового инструмента, организацией буровых работ, характером и продолжительностью вспомогательных операций (передвижение станка, чистка скважины и т.д.).
Удельный расход электроэнергии на бурение скважин 
(кВт∙ч/м) для любых типов станков определится по формуле:
,
где ωбi – технологический удельный расход электроэнергии i-го типа станка, кВт∙ч/м; Li – плановое число пробуренных метров скважин станками i-го типа за смену, м; n – число типов буровых станков, используемых в работе.
|
|
|
Теоретическая скорость бурения νб (м/мин) определяется исходя из показателей работы буровых станков. Для этого можно использовать расчетное выражение:
,
где Pос – осевое усилие подачи бурового става, кН; nвр – частота вращения бурового става, 1/с; dд – диаметр долота, м; Пб – показатель трудности бурения породы, определяемый из выражения:
.
Здесь σсж, τ – временные сопротивления породы соответственно сжатию и сдвигу, МПа; γ – плотность породы т/м³.
Осевое усилие подачи Pос определится по формуле:
, (кН),
где f – коэффициент крепости породы.
Сменная производительность бурового станка определится по формуле:
, (м),
где Тсм – продолжительность смены, час; Tв – продолжительность вспомогательных операций, 2−4 мин; kи.б – коэффициент использования сменного времени, рассчитываемый по формуле:
.
Здесь Тп, Тр, Твп, – соответственно продолжительность подготовительно-заключительных операций, регламентированных перерывов и внеплановых простоев.
Продолжительность основных операций определится по формуле:
, час.
Для приближенного определения удельного расхода электроэнергии на ведение буровых работ можно использовать зависимости ωб=f(vб), представленные на рис.8.2.
Рисунок 8.2. Энергетические характеристики станков шарошечного бурения
| Буровой станок | Удельный расход электроэнергии на буровые работы, кВт∙ч/м |
| 2СБШ-250 | 
|
| СБШ-250МН | 
|
| СБШ-250; БАШ-250 | 
|
| БСШ-1М, 2М | 
|
| СБО-160/20; СБО-160/40 | 
|
Энергетические характеристики буровых станков
Таблица 8.7
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 3030; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!