Методика обоснования рациональной конструкции рабочего борта глубоких карьеров

МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ РАБОЧЕГО БОРТА ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ

Изложена методика обоснования рациональной конструкции рабочего борта карьера и результаты ее апробации на примере карьера Мурунтау. Ключевые слова: методика, конструкция рабочего борта, экскаваторно-автомобильный комплекс оборудования, карьер Мурунтау.

Для горных предприятий, осуществляющих добычу полезных ископаемых открытым способом, глубина разработок 300—400 метров не является рекордной. И хотя работа карьеров при таких глубинах связана с усложнением организации и технологии ведения горных работ, ухудшением экономических показателей, Во всем мире этот рубеж уже давно достигли и даже преодолели. Однако в России и некоторых других государствах, сформировавшихся на постсоветском пространстве, показатели работы многих крупных предприятий значительно хуже, чем у их зарубежных аналогов. Это связано с существенным отставанием выполнения вскрышных работ от проектных показателей, которое привело к изменению условий работы оборудования.

На большинстве крупных карьерах применяются экскаваторно-автомобильные комплексы оборудования, при отклонении условий их применения от рациональных, конечно, происходит снижение производительности и эффективности их работы. В этих условия, с точки зрения повышение эффективности работы горного предприятия, необходимо разносить борт и создавать оптимальные условия работы комплексов оборудовании, однако это требует существенных затрат, на которые руководство этих предприятий пойти не может или не хочет. Поэтому, на сегодняшний день, большинство специалистов и ученых пытаются решить проблему как в существующих условия повысить эффективность работы горного оборудования.

Конечно, уже существует множество работ и решений в этом направлении, но хочется обратить внимание на фактор, который пока практически не учитывается — конструкцию рабочего борта. Выполненные ранее исследования [1] выявили существенное влияние конструкции рабочего борта на производительность экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования. Однако, на сегодняшний день, нет никаких методик или рекомендаций, которые позволили бы в условиях существенного недостатка активного фронта работ обосновать конструкцию рабочего борта, обеспечивающую наиболее эффективное применение экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования.

В результате математического моделирования развития горных работ с целью определения влияния конструкции рабочего борта карьера на производительность работы экскаваторноавтомобильного комплекса оборудования, а также анализа показателей работы оборудования и развития горных карьера Мурун-тау были сформулированы основные принципы методики формирования рациональной конструкции рабочего борта карьера. Алгоритм методики в виде блок-схемы представлен на рис. 1.

На начальном этапе работы оцениваются условия работы экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования. К технологическим и экономическим показателям относятся общепринятые показатели. В отдельный блок вынесена оценка конструкции рабочего борта карьера.

Оценка конструкции рабочего борта карьера осуществляется на основе распределения активных и пассивных запасов горной массы на уступах карьера.

С учетом проектных данных и стратегии развития предприятия формируются цели и задачи моделирования развития горных работ. Цели и задачи во много определяют требования к исходным данным и их значения.

На стадии формирования исходных данных осуществляется формализация принятых критериев и ограничений. На данной стадии разработки методика предполагает наличие двух видов ограничений. Ограничения первого вида учитываются программно. Второй вид ограничений программно не учитывается, а учитывается в интерактивном режиме на стадии оценки пока-

Оценка распределение активных и пассивных запасов горной массы

Оценка производительности экскаваторно-авто мобильно го комплекса оборудования

да , Оценка показателей нет

- варианта (соответствие ^

Рис. 1. Блок-схема алгоритма обоснования рациональной конструкции рабочего борта глубоких карьеров

зателей вариантов. Так же формализуется зависимость производительности экскаватора от распределения активных и пассивных запасов горной массы на рабочих горизонтах карьера.

С учетом распределения активных и пассивных запасов горной массы создается математическая модель борта карьера. Созданная модель является базовым вариантом для расчета. Остальные варианты конструкции рабочего борта карьера формируются пользователем самостоятельно на основе анализа существующей конструкции борта, с учетом технологических и других ограничений.

Расчетная часть методики состоит из двух блоков. В первом блоке осуществляется оценка распределения активных и пассивных запасов горной массы в математической модели. Во втором блоке осуществляется расчет технологических показателей работы экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования.

После расчета технологических показателей работы экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования выполняется оценка показателей варианта с позиции соответствия принятым ограничениям и критериям. В случае соответствия полученных величин принятым ограничениям и критериям результаты расчета варианта конструкции рабочего борта сохраняются, и программа переходит к расчету следующего варианта.

Результаты расчетов всех вариантов отображаются в виде графика производительности экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования. При наличие устойчивой зависимости между производительностью экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования и конструкцией рабочего борта карьера характер графика позволяет принять решение о наиболее рациональных вариантах конструкции борта.

Окончательное решение о конструкции рабочего борта карьера принимается на основе экономической оценки рациональных вариантов.

Описанная методика была использована при определении рациональной конструкции рабочего борта участка Восточный карьера Мурунтау.

В качестве базовых условий было принято:

• в рассматриваемой зоне работают экскаваторноавтомобильные комплексы оборудования состоящие из экскаваторов ЭКГ-10, ЭКГ-12,5 ЭКГ-15 и автосамосвалов Я-170 и БелАЗ-751;

• годовая производительность экскаваторов ЭКГ-10, ЭКГ-12,5 и ЭКГ-15 соответственно 1801 тыс. м , 2198 тыс. м3 и 2814 тыс. м3;

• угол откоса рабочего борта карьера 28,7о.

За счет перераспределения активных и пассивных запасов горной массы удалось создать условия при которых производительность экскаваторов возросла на 8,2 %, при этом, эксплуатационные затраты сократились с 187,22 руб. до 184,71 руб.

Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения предложенных подходов и методики для обоснования рациональной конструкции рабочего карьера.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пастихин Д.В. Толипов Н.У. Влияние конструкции рабочего борта карьера на производительность экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования. Горный информационно-аналитический бюллетень, — 2010, №1. — С. 185—192.