Составление технологических схем гидромеханизации.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Гидромеханизация вскрышных работ требует минимальных капитальных вложении, отличается низкой металлоемкостью и позволяет сократить эксплуатационные расходы в 2—3 раза по сравнению с эксплуатационными расходами при экскаваторной разработке пород на автомобильный и железнодорожный транспорт. Широкий диапазон изменения горно-геологических условий месторождений, физико-механических свойств пород, трудоемкости их разработки, а также разнообразие применяемого оборудования обусловливают большое число схем ведения гидровскрышных работ.

Анализ существующей технологии и организации ведения вскрышных работ по процессам водоснабжения установок, разработки и гидротранспорта пород показывает, что на действующих разрезах в одинаковых горнотехнических условиях при наличии разнотипного оборудования технологические схемы существенно различаются как по своей структуре, так и по составу, числу и компоновке оборудования.

Систематизация технологических схем веления вскрышных работ с применением гидротранспорта произведена на основе типизации горнотехнических условий и трудоемкости разработки пород с учетом вида применяемого оборудования на основных и вспомогательных операциях.

Классификация схем проведена по наиболее характерным отличительным признакам, включающим способ подготовки и разработки пород, направление отработки заходок, число отрабатываемых уступов одну гидротранспортную установку, число и тип грунтовых насосов гидромониторов.

В качестве основных классификационных признаков приняты трудоемкость и способ разработки пород с учетом вида их подготовки к разработке и гидротранспортированию.

Дополнительными признаками являются число рабочих гидромониторов, способ их подсоединения к водопроводу, направление отрабатываемых заходок.

По трудоемкости разработки пород схемы могут быть подразделены на схемы разработки наносов, тяжелых глин и полускальных пород.

По способу разработки и подготовки можно выделить гидромониторную разработку пород без рыхления, гидромониторную разработку с предварительным буровзрывным или механическим рыхлением, экскаваторную разработку пород на гидротранспорт и разработку на гидротранспорт погрузчиками.

По числу рабочих гидромониторов выделяются схемы с одним и двумя рабочими гидромониторами.

По направлению отрабатываемых заходок схемы разделяются на схемы с продольными и поперечными заходками.

По способу подсоединении гидромонитора к водопроводу схемы могут быть подразделены па схемы разработки пород гидромониторами с жестким и шарнирным подсоединением. При применении шарнирного подсоединении к водопроводу заходки отрабатываются участками при поперечно-продольном перемещении гидромонитора вдоль заходки.

В соответствии с проведенной систематизацией принята следующая последовательность в размещении типовых технологических схем разработки породе применением гидротранспорта.

1. Технологические схемы ведения гидровскрышных работ по наносам без рыхления:

- схемы разработки уступов продольными заходками гидромониторами с жестким подсоединением к водопроводу;

- схемы разработки уступов продольными заходками гидромониторами с шарнирными подсоединениями к водопроводу;

- схемы разработки уступов поперечными заходками гидромониторами с жестким подсоединением к водопроводу;

- схемы разработки уступов поперечными заходками гидромониторами с шарнирным подсоединением к водопроводу.

2. Технологические схемы ведения гидровскрышных работ по тяжелым глинам с предварительным рыхлением:

- схемы разработки тяжелых глин с применением буровзрывных работ;

- схемы разработки тяжелых глин с применением экскаваторного рыхления.

3. Технологические схемы ведения вскрышных работ по полускальным породам с применением гидротранспорта:

- схемы разработки полускальных пород экскаваторами; схема разработки полускальных пород на гидротранспорт с применением выемочно-погрузочных машин.

Технологическими схемами предусматривается ведение вскрышных работ от зумпфа гидротранспортной установки, расположенного ниже подошвы разрабатываемого уступа, к границам блока. Основные элементы системы—длина и ширина отрабатываемого блока, ширина и число заходок, шаг передвижки гидромониторов и шаг наращивания водопроводов — установлены из условия обеспечения максимальной производительности гидротранспортных установок и минимального числа передвижек оборудования в течение сезона.

Ширина блока при гидромониторной разработке пород определяется из условия обеспечения стока пульпы к зумпфу гидротранспортной установки по формуле:

где k₁ =0,3 — коэффициент допустимого недомыва уступа по высоте;

h — высота уступа, м; k₂ =0,5— коэффициент, учитывающий глубину пульповодной канавы; h₃ =4÷6 м — глубина зумпфа, м; i — уклон пульповодной канавы (принимается равным 0,03÷0,05).

Длина блока не должна превышать удвоенной расчетной его ширины.

Рабочая ширина (длина) блока, отрабатываемого продольными (поперечными) заходками, принимается кратной ширине заходки гидромонитора или экскаватора по целику; рабочая длина (ширина) блока — кратной шагу передвижки гидромонитора или шагу наращивания водопровода. Ширина заходки зависит от группы разрабатываемой породы, длины рабочего участка струи гидромонитора и определяется по формуле:

где Lр — длина рабочего участка струи гидромонитора, и; l_k — длина шарнирного поворотного колена (оптимальное значение равно 25 м); ε = 0,4 — коэффициент приближения гидромонитора к забою; S — оптимальный шаг передвижки гидромонитора (наращивания водопровода), м,

Таблица 4.1 Длина рабочего участка струи гидромонитора.

Давление перед насадкой гидромонитора, МПа	Группа породы
Давление перед насадкой гидромонитора, МПа	I	II	III	IV	V	VI	Тяжелые глины (VII)
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5	38 40 42 44 46 48 50 51 53 55 56 58 59 61 62 64	36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 55 57 58 60 61 63	33 35 37 39 41 43 45 46 48 50 51 53 54 56 57 58	31 33 35 37 39 41 43 45 46 48 49 51 52 54 56 57	- - 29 31 33 35 37 38 39 41 43 45 46 47 49 50	- - - - 30 33 34 36 38 39 41 43 44 46 47 48	- - - - 20 25 30 33 36 38 40 41 43 44 46 47

В схемах заданий шаг передвижки гидромониторов принимается кратным 6 м.

В пределах длины заходки l число передвижек гидромонитора определяется с округлением до целого по формуле:

При применении шарнирного поворотного колена шаг наращивания водопроводов определяется по формуле:

Ширина заходки экскаватора-драглайна при разработке тяжелых пластичных глин гидромониторами с предварительным механическим рыхлением определяется по формуле:

где H₀ — высота отвала разрыхленной породы, м; β — угол откоса отвала (принимается 37⁰), градус; k_р — коэффициент разрыхления породы (1,3).

В расчетах коэффициент разрыхленных тяжелых глин принимается равным 1,25.

Ширина гидромониторной заходки по разрыхленной породе определяется по формуле:

A^I = 2 H₀ ctgβ + x

где х – ширина отвала поверху, м,

х = R_р – с – h ctg α – H₀ ctg β

где R_р — радиус разгрузки экскаватора, м; с — расстояние от оси экскаватора до бровки уступа (определяется в зависимости от модели и принимается диаметру базы экскаватора), м; α — угол откоса уступа, градус.

Таблица 4.2 Параметры оборудования для гидромониторной разработки

Оборудование, марка	Производительность по воде, м³/ч	Давление, МПа	Мощность двигателя, кВт	К пл, %
Гидромонитор: ГМД-250 ГМН-350 Грунтовый насос: Гр 2000/63 Гр 4000/71	1000-2750 3000-4500 2000 4000	1-2,5 1,5-3,0 0,63 0,71	- - 630 1600	- - 76 78

Сезонная производительность гидротранспортной установки для одного грунтового насоса определяется по формуле:

Q_с = Q_тN_рT_сnk_В

где Q_т — часовая производительность гидротранспортной установки, м³/ч; N_р= 180 — число рабочих дней в сезоне; T_с = 11,5ч — продолжительность смены, ч; n = 2 — число смен в сутки; k_В — коэффициент технического использования гидроустановки (0,8).

Часовая производительность гидроустановок определяется по формуле:

где Q_г — производительность грунтового насоса по гидросмеси, м³/ч;

m = 0.3 ÷ 0.4 — пористость породы; q — удельный расход воды на размыв 1 м³ породы в целике, м³/м³ (для полускальных пород принимается равным 10 м³/м³).

Ширина рабочей площадки определяется:

Ш_р.п = С + З + Д +П + b_П + А

где С — расстояние от нижней бровки разрабатываемого уступа до зумпфа землесосной станции, м (С = 0,3h); З = 4÷6 м — ширина зумпфа, м; Д = 6 ÷ 8 м — ширина полосы, занимаемой землесосной станцией, м: П = 6 м — ширина полосы для размещения дополнительного оборудования и проезда вспомогательного транспорта, м; b_П — ширина полосы безопасности, м.

Часовая производительность гидромониторов по воде определяется по формуле:

Q_В = Q_Т q

Расчет параметров водоснабжения сводится к выбору диаметров магистральных и разводящих (забойных) водопроводов для обеспечения заданной водопроизводительности гидромониторов, определению удельных потерь давления в водопроводах и потребного давления насосной станции.

Аналогично расчет параметров гидротранспорта сводится к выбору диаметров пульпопроводов при заданном расходе гидросмеси, определению удельных потерь давления в пульпопроводах и потребного давления землесосной станции.

Расчет потребного давления насосных станций производится с учетом дальности водоснабжения и геодезических отметок положения оси насосов у источника водозабора и гидромониторов в забое. Расчет потребного напора землесосной станции производится с учетом дальности гидротранспорта и геодезических отметок уровня гидросмеси в зумпфе и ее выпуска на гидроотвале.

Таблица 4.3. Формулы для расчета водоснабжения и гидротранспортирования.

Параметр	Водоснабжение	Гидротранспортирование
Диаметр трубопровода, м
Удельные потери давления, м/м
Общие потери давления, МПа

где D_В — диаметр водопровода, м; Д_п — диаметр пульпопровода, м; V - оптимальная скорость движения воды в водопроводе, равная 2,0—2,5 м/с; V_q — скорость движения гидросмеси в пульпопроводе, для наносов и глин принимается равной 3—4 м/с; для полускальных пород — 5—6 м/с; λ_о, λ_г — коэффициенты гидравлических сопротивлений движению соответственно волы и гидросмеси по трубам. γ_г—плотность соответственно воды и гидросмеси, кг/м³; i₀, i_г — удельные потери напора на чистой воде соответственно в водопроводах и пульпопроводах, м/м; i_ОМ, i_ОР — то же, соответственно в магистральных и разводящих водопроводах, м/м; L_р — длина, соответственно магистральных и разводящих водопроводов, м; L_г — то же, пульпопроводов, м; Н — давление на насадке гидромонитора (с учетом потерь в насадке), м; Н_г — геодезическая высота подачи воды (гидросмеси), м; л», h_В, h₃ — потери напора на высоту всасывания и во всасывающем трубопроводе, равные 5-6 м; h_о — остаточный напор на конце пульпопровода, 3-5 м; h_г — потери напора в гидромониторе, м.

Потери напора в гидромониторе определяются по формуле:

h_Г = k Q²_вг

где k – коэффициент потерь напора (принимается 14,0); Q_вг - расход воды гидромонитором, м³/с.

Диаметр насадки гидромонитора определяется по формуле:

Таблица 4.4. Коэффициент гидравлических сопротивлений.

Диаметр трубопровода, м	Значения коэффициента		Диаметр трубопровода, м	Значения коэффициента
Диаметр трубопровода, м	λ₀	λ_Г	Диаметр трубопровода, м	λ₀	λ_Г
0,3 0,4 0,45 0,5 0,6	0,0165 0,0155 0,0152 0,0148 0,0143	0,0140 0,0130 0,0125 0,0119 0,0115	0,7 0,8 0,9 1,0 1,2	0,0138 0,0134 0,0130 0,0126 0,0126	0,0112 0,0110 0,0108 0,0105 0,0105

Технологические схемы с применением транспортных грунтовых насосов могут использоваться при различных горно-геологических условиях разработки пород. В связи с разнообразием горно-геологических и горнотехнических условий в схемах предусматривается различное сочетание применяемого оборудования.

Ограничивающим критерием выбора технологической схемы является производительность гидротранспортной установки по гидросмеси, которая определяет необходимую производительность по воде гидромониторов и насосов водоснабжения.

Конкретная технологическая схема принимается в зависимости от группы пород, типа и числа гидромониторов, планируемого расположения установок на разрезе, мощности наносов, допустимой ширины рабочей площадки и размеров отрабатываемого блока.

Ширина заходки, шаг передвижки гидромониторов и шаг наращивания водопроводов, а также число и набор оборудования принимаются по «Типовым технологическим схемам ведения горных работ на угольных разрезах» для соответствующих значении Q_Ti.

На схемах с гидромониторной разработкой один из гидромониторов является резервным.

Высоту уступа при гидромониторном размыве необходимо принимать в зависимости от физико-механических свойств пород, конструкции гидромониторов и принятой организации размыва, но она не должна превышать 30 м.

При гидромеханизированном способе разработки расстояние от гидромониторной установки и другого забойного оборудования (скреперов, бульдозеров) до забоя должно составлять не менее 0,8 высоты уступа. Для глинистых, плотных и лессовидных пород, способных к обрушению глыбами, это расстояние должно быть не менее 1,2 высоты уступа. При размыве боковым забоем расстояние от монитора до забоя должно быть не менее 0,4 высоты уступа.

Территория участка на расстоянии не менее 1,5-кратной дальности действия струи гидромонитора обязательно ограждается знаками, предупреждающими об опасности пребывания людей на этой территории.

При работе гидромониторов навстречу друг другу работу одного из них следует остановить при сближении на расстояние 1,5-кратной дальности полета максимальной струи более мощного гидромонитора.

Расстояние между двумя одновременно работающими мониторами должно быть больше дальности максимального полета струи любого из них.

Рисунок 4.1. Схема разработки уступа двумя рабочими гидромониторами

Рисунок 4.2. Технология разработки уступа с укладкой породы в навал вдоль забоя экскаватором ЭШ

Практическая работа №5

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 933; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!