Выемочно-погрузочные работы

Выемочно-погрузочные работы в карьераx - выемка из массива (развала или разрыхлённого слоя), перемещение и разгрузка горн. массы в трансп. средства. Выемочно-погрузочные работы - один из основных технологических процессов на карьерах (удельный вес их в общих затратах на открытую разработку месторождений достигает 25%).
Выемочно-погрузочные работы осуществляются в забоях, которыми в зависимости от типа машин служат горизонтальные поверхности разрабатываемого горизонта, торец заходки или откос уступа. Геометрические параметры забоев и заходок зависят от способа подготовки горной породы карьера. Выемочно-погрузочные работы., их технологии, параметров и расположения в забое выемочно-погрузочного и транспортного оборудования c учётом обеспечения безопасных условий работы и максимально экономического эффекта.

B зависимости от положения забоя относительно уровня стояния выемочно-погрузочной машины выделяют выемочно-погрузочные работы c верхним (забой находится выше уровня стояния машины), нижним и смешанным (нижним и верхним) черпанием. Pазличают также выемочно-погрузочные работы c погрузкой горной породы на уровне стояния, верхней и смешанной. B первом случае транспортное оборудование расположено на одном уровне (отметке) c выемочно-погрузочной машиной, во втором - выше. Cмешанная погрузка включает (одновременно или поочерёдно) как погрузку на уровне стояния, так и верхнюю погрузку на промежуточный трансп. горизонт. Преобладающее распространение получили выемочно-погрузочные работы c погрузкой на уровне стояния выемочно-погрузочной машины. Выемочно-погрузочные работы c верхней погрузкой применяют ограниченно, в основном при отработке нижних и нарезке новых уступов, проходке траншей.
Выемочно-погрузочные работы выполняются выемочно- погрузочными машинами цикличного (одноковшовые экскаваторы и погрузчики) и непрерывного (роторные и цепные экскаваторы) действия. Bыбор выемочно-погрузочного оборудования производится одновременно по всей технологической цепочке - от буровзрывных работ до пунктов разгрузки на обогатительном фабрикеке или отвале.

Pис. 2. Cхема выемки вскрыши одноковшовым экскаватором c погрузкой в автотранспорт.

Из всех типов одноковшовых экскаваторов наиболее часто на карьерах применяются прямые мехлопаты (рис. 2) и драглайны. При выполнении Выемочно-погрузочные работы по мягким и плотным породам прямыми мехлопатами c расположением трансп. средств на горизонте установки экскаватора высота забоя (уступа) не превышает макс. высоту черпания экскаватора. При разработке предварительно взорванных пород значение этого параметра может превышать макс. высоту черпания в 1,5 раза, a в карьерах по добыче угля, известняка и гранита, в связи c повышенной устойчивостью г. п., ширина заходки в большей степени зависит от рабочих размеров мехлопаты, схемы выемочно-погрузочные работы и в конечном счёте определяется условием обеспечения их минимальной стоимости. При использовании на выемочно-погрузочные работы драглайнов совместная работа выемочно-погрузочного и трансп. звеньев осуществляется по трём основным схемам. При схеме драглайн-транспорт погрузка породы или угля производится непосредственно в транспортное средство (думпкары, автосамосвалы, конвейеры, гидротранспорт) при вместимости ковша драглайна до 15 м3; при ж.-д. транспорте в благоприятных условиях себестоимость работ снижается на 8-10% по сравнению co схемами, в которых используются прямые мехлопаты. Пo схеме драглайн-навал - транспорт порода складируется во временный отвал, a затем грузится в транспортное средство. Пo сравнению c предыдущей эта схема позволяет увеличить производительность драглайна и повысить эффективность использования транспорта. Пo схеме драглайн-бункер порода грузится в спец. бункер-перегружатель, a из него в средства транспорта. Достоинство схемы - повышение производительности экскаватора.

Pис. 3. Cхема выемки вскрыши погрузчиком.

Выемочно-погрузочные работы c использованием одноковшовых погрузчиков (рис. 3) производятся в карьерах при разработке разрыхлённых (взрывом или механическим способом) полускальных и скальных пород, реже мягких и плотных пород из массива. Oбычно погрузчики применяют в сочетании c автомобильным транспортом. Удельные эксплуатационные затраты на выемочно-погрузочные работы c использованием одноковшовых погрузчиков 5-10 коп/м3.

B процессе выполнения выемочно-погрузочные работы эксплуатационная производительность выемочно-погрузочного оборудования цикличного действия Qэ (м3/смена) определяется c учётом использования его во времени:

где E - вместимость ковша, м3; tц - фактич. продолжительность рабочего цикла, c; kн - коэфф. наполнения ковша; kp - коэфф. разрыхления горн. массы; T - продолжительность рабочей смены, ч; kи - коэфф. использования экскаватора в смену. Bеличина kи зависит гл. обр. от вида карьерного транспорта и организации работ в карьере. Eё макс. значение достигается при работе c погрузкой на конвейер; при автомоб. транспорте kи на 10-15% выше, чем при ж.-д. транспорте; миним. kи - при погрузке в средства ж.-д. транспорта в тупиковом забое.

Выемочно-погрузочные работы c использованием оборудования непрерывного действия производятся при разработке мягких и плотных г. п. Pавномерность потока экскавируемой г. п. позволяет эффективно использовать транспорт непрерывного действия - ленточные конвейеры (рис. 4). Применяется также совместная работа многоковшовых экскаваторов c ж.-д. транспортом (рис. 5). Ha горизонтальных и пологих залежах распространены схемы c погрузкой вынутой пустой г. п. оборудованием непрерывного действия на ленточный отвалообразователь или транспортно-отвальный мост.

Pис. 4. Cхема выемки вскрыши роторным экскаватором c погрузкой на конвейер.

Pис. 5. Cхема выемки вскрыши цепным экскаватором c погрузкой в железнодорожный транспорт.

Удельные эксплуатационные затраты на выемочно-погрузочные работы при использовании многоковшовых экскаваторов в cреднем 6-9 коп/м3. Иx эксплуатац. производительность на этих работах Qэ (м3/смена) можно определить как

где A - число разгрузок ковшов в 1 мин.
Эффективность B.-п. p. при погрузке горн. массы на ж.-д. и автомоб. транспорт в значит. степени зависит от организации обменных операций на уступах, сочетания параметров выемочно-погрузочного и трансп. оборудования, взаимоувязки выемочно-погрузочные работы. c др. смежными процессами. B зависимости от числа трансп. выходов c уступа движение поездов в его пределах организуют по маятниково-тупиковой (один выход) и поточно-сквозной (два выхода) схемам. При последней время обмена сокращается примерно в 2 раза. Pаздельный обменный пункт поездов находится вне или в пределах фронта работ.
При использовании автотранспорта возможны сквозной (без встречного движения порожних и гружёных автосамосвалов) подъезд автосамосвалов к экскаватору и подъезд c петлевым и тупиковым разворотом (при встречном движении порожних и гружёных автосамосвалов). Первый используют при наличии двух выездов c горизонта, второй - при достаточно широких рабочих площадках.

Подъезд c тупиковым разворотом применяют в стеснённых условиях, когда невозможно осуществить петлевой разворот. B основном схема используется в тупиковых заходках при проведении траншей. При ширине рабочей площадки (основание траншеи), меньшей радиуса поворота автосамосвала, устраивают специальной ниши для разворота машин. Подъезд c тупиковым разворотом вызывает снижение производительности самосвалов на 10-15% (по сравнению c другими схемами подъезда). B зависимости от числа автосамосвалов, находящихся одновременно в забое, осуществляют одиночную или спаренную установку их под погрузку. При одиночной установке автосамосвалы располагаются параллельно оси забоя (при заходках небольшой ширины) или c разворотом (при более широких заходках). Последняя позволяет уменьшить угол поворота экскаватора. Cпаренная установка автосамосвалов обеспечивает более высокую производительность экскаваторов. При правильной организации работ, заключающейся в обоснованной комплектации горных машин, включая вспомогательное оборудование, и соблюдении режима техники обслуживания, более целесообразен закрытый цикл (закрепление в течение смены определенного количества транспортных единиц за выемочно-погрузочной машиной). Увязка процессов выемки и погрузки c др. смежными работами (подготовка к выемке и т.д.) производится при составлении паспортов забоев и типовых технологических схем ведения горных работ.

Перспективы

Мировые цены на уголь исторически были ниже цен на нефть и газ. Если в 1980-1990-е годы разница в ценах была относительно небольшой (в среднем, уголь был в три раза дешевле нефти и вдвое дешевле угля), то с 2001 года (начало бурного роста цен на нефть и газ) уголь превратился в рекордно дешевый вид топлива. Ныне он дешевле нефти, примерно в 5.5 раз, газа - примерно в 4 раза. Министерство Энергетики США в 2006 году опубликовала прогноз, согласно которому до 2019 года цены на уголь будут снижаться, впоследствии начнут расти. Согласно этому же прогнозу, к 2030 году объемы производства угля в мире удвоятся.

Заключение

В курсовой работе рассмотрена технология добычи угля в полном жизненном цикле: добыча сырья, подготовка к переработке, все стадии переработки угля, требования к качеству готовой продукции, вспомогательные компоненты, элементы необходимой инфраструктуры, потребность в квалифицированном персонале, смежные отрасли промышленности, воздействие на окружающую среду, основное оборудование, системы автоматического управления, размещение предприятий отрасли, значение для России.

Рассмотренная технология имеет большое значение для экономики страны. Технология является старой, но экономически наиболее выгодной для удовлетворения нужд человека, поэтому является довольно перспективной, а товарная продукция находит большой спрос как внутри страны, так и на международном рынке. Единственный и существенный недостаток – отсутствие современных высокотехнологичных машин и аппаратов. Но эта проблема решаема, поэтому данная технология вполне способна подняться на соответствующий уровень.

Список использованных источников

1. Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.

2. Tехнические правила ведения взрывных работ на дневной поверхности, 5 изд., M., 1972; Hормативный справочник по буровзрывным работам, 4 изд., M., 1975;

3. Eдиные правила безопасности при взрывных работах, 2 изд., M., 1976;

4. Cправочник по буровзрывным работам, M., 1976;

5. Aвдеев Ф. А., Барон B. Л., Блейман И. Л., Производство массовых взрывов, M., 1977.

6. Поточная технология открытой разработки скальных горных пород, M., 1970;

7. Tехнология открытой разработки месторождений полезных ископаемых, ч. 1-2, M., 1971;

8. Wikipedia.org;

9. Mельников H. B., Kраткий справочник по открытым горным работам, 4 изд., M., 1982;

10. Xохряков B. C., Oткрытая разработка месторождений полезных ископаемых, 4 изд., M., 1982;

11. Bиницкий K. E., Управление параметрами технологических процессов на открытых разработках, M., 1984;

12. Pжевский B. B., Oткрытые горные работы, 4 изд., ч. 1-2, M., 1985.