Определение параметров приуступных буферно-усреднительных складов с учетом типоразмера технологического оборудования

© В.А. Шевелев, 2014

УДК 622.271.3 В.А. Шевелев

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИУСТУПНЫХ БУФЕРНО-УСРЕДНИТЕЛЬНЫХ СКЛАДОВ С УЧЕТОМ ТИПОРАЗМЕРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Буферно-усреднительные склады являются важным элементом при разработке крутопадающих рудных месторождений открытым способом. В данной статье представлен расчет параметров буферно-усреднительных складов с учетом типоразмера технологического оборудования.

Ключевые слова: карьер, буферно-усреднительный склад, параметры склада, рудный штабель, зона смешивания.

Основными параметрами при-уступных буферно-усред-нительных складов являются: высота, ширина и длина, угол откоса склада, а также вместимость склада. Ширину склада для удобства организации отгрузочных работ следует принимать равной или кратной ширине заходки экскаватора, обслуживающего склад. Вместимость приуступных буферно-усреднительных складов определяется с учетом рассчитанной длины и высоты штабелей (в зависимости от модели экскаватора), а также угла откоса штабеля и угла откоса уступа, с поверхности которого производится формирование склада. Зачастую параметры складов не постоянны по величине, поэтому при расчетах следует принимать их средние значения. На рисунке представлена схема формирования штабеля.

При формировании буферно-усреднительных складов по каждому сорту руды необходимо наличие двух штабелей одинаковой вместимости: один из них находится в стадии заполнения, а другой - в стадии отгрузки. [1].

В соответствии с требованиями «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных

ископаемых открытым способом» [2], высота уступа не должна превышать высоту черпания экскаватора. Однако, при максимальной высоте черпания, траектория движения ковша экскаватора не позволяет проработать верхнюю часть штабеля, в результате чего появляется опасность образования козырьков и нависей горной массы. Вследствие этого, максимальную высоту штабеля склада следует принимать на 1 - 2 м меньше наибольшей высоты черпания экскаватора, что уменьшает вероятность образования нависей и козырьков.

Ширина экскаваторной заходки Азах с учетом рационального режима его работы определяется по формуле:

АЗАХ = ЯЧУ + КрАЗГР — ББЕЗ — ШЗАЛ , м

где ЯЧУ - максимальный радиус черпания экскаватора на уровне стояния, м; ЯРАЗГР - максимальный радиус разгрузки экскаватора, м; Ббез - безопасное расстояние от оси железнодорожного пути до верхней бровки насыпи, ББЕЗ = 3,3 м; ШЗАЛ - величина заложения откоса железнодорожной насыпи, ШЗАЛ = 2,6 м.

Направление разгрузки

Направление отгрузки

^ руда из 1-го забоя ^ руда из 2-го забоя ^ руда из 3-го забоя

Ь - ширина кузова автосамосвала Ь - высота штабеля (уступа) Азах - ширина экскаваторной заходки Ьшт - длина штабеля

Рис. 1. Схема формирования штабеля

Величина максимального радиуса черпания на уровне стояния ЯЧУ принимается в соответствии с техническими характеристиками экскаваторов [3].

В общем случае длина штабеля ЬШТ определяется по формуле:

Ьшт = ЬА ' К , м

где ЬА - длина участка разгрузки, отводимая для каждого сорта руды, м; К0 - коэффициент, учитывающий организацию бульдозерных работ (подготавливаемый для разгрузки автосамосвалов и резервный участок), Ко = 1,5 2,0 .

ЬА = п •

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, а = 5 м [2].

При проектировании конечной длины склада необходимо помимо количества штабелей по каждому типу полезного ископаемого, размещаемого на складе, учитывать наличие резервной полосы для размещения подключательного пункта и отстоя экскаватора между штабелями.

При определении вместимости склада угол откоса следует принимать в зависимости от степени дробления руды, формирующей склад:

- для мелкодробленых скальных пород 37 - 38°;

- для рядовой руды с наличием различной кусковатости 40 - 45°;

- для крупнокусковатых скальных пород и руд 45 - 47°.

Вместимость полностью сформированного штабеля приуступного бу-ферно-усреднительного склада

Уаы = (И • Аз +

и2

и2

2tga 2tga

г) • 4

,3

м

где И - высота склада, м; АЗ - ширина экскаваторной заходки, м;; а -угол откоса уступа, град.; а - угол откоса штабеля, град; ЬШТ - длина полностью сформированного штабеля, м.

В табл. 1 представлены основные параметры штабеля приуступного буферно-усреднительного склада с учетом типоразмера технологического оборудования для конкретных условий действующего железорудного карьера.

При определении параметров приуступных буферно-усреднитель-ных складов важным этапом является расчет параметров и показателей зоны смешивания руды.

Таблица 1

Основные параметры штабеля прнуступного буферно-усредннтельного склада

Модель Высота штабеля, Ширина штабеля, Вместимость штабеля,

экскаватора м м тыс. м3 / тыс. т

ЭКГ-8И 12,6 22,0 10,0 / 26,4

ЭКГ-10 12,5 22,0 10,0 / 26,4

ЭКГ-12,5 14,6 28,0 15,0 / 39,6

ЭКГ-15 15,4 29,0 16,0 / 42,2

Таблица 2

Основные показателн зоны смешнвання

Показатели зоны смешивания ЭКГ-8И ЭКГ-10 ЭКГ-12,5 ЭКГ-15

Емкость зоны смешивания, м3 1260 1250 1920 2090

Весовая емкость зоны смешивания, т 3330 3310 5080 5520

Количество груженых автосамосвалов, необходимое для формирования зоны смешивания, ед. 26 26 39 43

Толщина слоя из одной разгруженной машины в поперечном сечении штабеля, м 0,85 0,85 0,56 0,51

Емкость зоны смешивания ¥СМ определяется высотой склада, шириной экскаваторной заходки и шириной кузова автосамосвала

Усм = (И • АЗ +

и2 и2

-) • Ьк, м:

3

О = V •— т

Х^СМ * СМ 1 > 1

Пс =

ОС

2tga 2tga

где И - высота склада, м; Аз - ширина экскаваторной заходки, м; Ьк -ширина кузова автосамосвала, м; а -угол откоса уступа, град.; а - угол откоса штабеля, град.

Весовая емкость зоны смешивания ОСм зависит от плотности и коэффициента разрыхления руды Г

Чм

где Чм - грузоподъемность автосамосвала; т.

Толщина слоя (горизонтальная мощность) тСЛ из одной разгруженной машины в поперечном сечении штабеля л

где у - плотность руды; т/м3; кр -коэффициент разрыхления руды в штабеле.

Количество самосвалов, необходимое для формирования зоны смешивания

= ЗАХ СЛ '

Пс

В табл. 2 представлены основные показатели полностью сформированной зоны смешивания буферно-усреднительного склада с учетом типоразмера технологического оборудования для условий действующего железорудного карьера.

Выводы

1. При определении параметров приуступных буферно-усреднитель-ных складов, в зависимости от типоразмера технологического оборудования, необходимо высоту склада приниматься на 1 - 2 м меньше максимальной высоты черпания экскаватора. Угол откоса склада со стороны

р

свободной поверхности может варьироваться от 37 до 470, что влияет на конечную емкость полностью сформированного штабеля.

2. Для наиболее часто применяемых на приуступных буферно-усреднительных складах экскаваторов

1. Бастан П. П. Теория и практика усреднения руд / П.П. Бастан, Е.И. Азбель, Е.М. Ключкин. - М.: Недра, 1979. - 256 с.

2. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. ПБ 03-498-02, 2002. - 120 с.

типа механическая лопата емкость штабеля, в зависимости от типоразмера технологического оборудования, будет варьироваться от 26 до 43 тыс.т., а емкость зоны смешивания -от 3,3 до 5,5 тыс.т.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

З.ТрубецкойК.Н. Открытые горные работы: Справочник / К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Винницкий, Н.Н. Мельников и др. - М.: Горное бюро, 1994. - 590 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -

Шевелев Виталий Алексеевич - магистр техники и технологии, аспирант кафедры «Разработки месторождений полезных ископаемых». Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург, e-mail: SVA-46rus@mail.ru

UDC 622.271.3

SPECIFYING PRIUSTUPNYH BUFFER-BLENDING STOCKPILE SIZE WITH REGARD TO PROCESS EQUIPMENT

Shevelev V.A., master of technique and technology, postgraduate student of National Mineral Resources University (Mining University), the Department of mining activities, St. Petersburg, e-mail: SVA-46rus@mail.ru.

Accumulation and bedding stockyards are an important element in the development of steeply dipping ore deposits open-cast mining. The procedure for determining parameters of accumulation and bedding stockyards taking into account the use of technological equipment was considered at this article.

Key words: quarry, accumulation and bedding stockyards, parameters of stockyards, ore pile, mixing zone.

REFERENCES

1. Bastan P.P., Azbel E.I., Kluchkin E.M. Teoriya i praktika usredneniya rud (Theory and practice of ore reclaiming), Moscow, Nedra, 1979, 256 p.

2. Edinye pravila bezopasnosti pri razrabotke mestorozhdenii poleznykh isko-paemykh otkrytym sposobom (Uniform rules for safety in the development of mineral deposits open-cast mining), PR 03-498-02, 2002, 120 p.

3. Trubetskoi K.N., Potapov M.G., Vinnickii K.E., Melnicov N.N. Otkrytye gornye raboty: Spravochnik ('Open-cast mining: guide), Moscow, Bureau of mines, 1994, 590 p.