Выбор, расчет и обоснование буровых и выемочно-погрузочных работ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор и расчет выемочно-транспортирующих машин (ВТМ)

 

Задачей выбора и расчета  выемочно-транспортирующих машин является определение их технической возможности  в условиях эксплуатации. Выполнение рабочих операций ВТМ осуществляется за счет использования движущей силы механизма передвижения, поэтому  необходимо рассматривать наиболее тяжелые случаи нагружения, находить тяговые нагрузки и тяговое усилие. Наибольшее распространение на карьерах страны имеют бульдозерно-рыхлительные агрегаты с гидравлическим управлением на базе тракторов         Т-I30, ДЭТ-250М, Т-330, Т-500 и Т-800. Среди бульдозеров промышленного назначения модели Т-35.01Р-1, ДЗ-118 и ДЗ-121 на базе ДЭТ-250М Челябинского АО «Уралтрак» и ДЗ-109 Алтайского моторного завода (АМЗ) имеют неповоротный отвал.

Предварительно для планировки площадок рабочих уступов, автодорог, а также выполнения других вспомогательных  операций принимаем бульдозер ДЗ-121 (прил. Г).

 

Высота отвала по стандартам ВНИИ:

 

Н = К_б ∙ – 5 ∙ 10^-4 ∙ Т_н.т. = 0,5 ∙ – 5 ∙ 10^-4 ∙ 200 =

       (151)

= 1,3 м.

 

Суммарное сопротивление  на ноже бульдозера:

 

W_б = 10³ ∙ К_F ∙ L ∙ t + g ∙ V_в ∙ γ ∙ µ₂ + g ∙ V_в ∙ γ ∙ µ₁ ∙ cos²δ_о +

 

+ g ∙ m_б.м. ∙ (f_к ∙ cosα ± sinα) + g ∙ К_о ∙ m_б.о. ∙ µ₁ = 10³ ∙ 0,1 ∙ 3,25 ∙ 0,15 +

                                                                                                               (152)

+ 9,8 ∙ 4,1 ∙ 2,3 ∙ 0,7 + 9,8 ∙ 4,1 ∙ 2,3 ∙ 0,4 ∙ cos²55 +

 

+ 9,8 ∙ 32 ∙ (0,07 ∙ cos15 + sin15) + 9,8 ∙ 0,6 ∙ 5,3 ∙ 0,4 = 240 кН,

 

где  К_F – коэффициент сопротивления копанию, МПа;

       L – длина отвала, м;

       t – средняя толщина стружки, м (t = 0,15 м);

       V_в – объем призмы волочения, перемещаемой отвалом бульдозера, м³;

       γ –  плотность породы, т/м³;

       µ₁ – коэффициент трения породы о сталь (µ₁ = 0,3–0,5);

       µ₂ – коэффициент трения породы о породу (µ₂ = 0,6–0,8);

       δ_о – угол резания ножа бульдозера, град;

       m_б.м. – масса базовой машины, т;

       f_к – коэффициент сопротивления перекатыванию (f_к = 0,06–0,1);

       α –  угол подъема (уклона) поверхности,  град;

        К_о – коэффициент, учитывающий долю веса бульдозерного оборудования, участвующего в трении о породу (К_о = 0,5–0,8);

       m_б.о. – масса бульдозерного оборудования, т.

 

Эксплуатационная производительность бульдозера равна:

 

Q_э = 3600 ∙ V_в ∙ К_в ∙ К_укл ∙ α_п ∙ = 3600 ∙ 4,6 ∙ 0,9 ∙ 2 ∙ 0,55 ∙ 107,5^-1 =

                                                                                                               (153)

= 153 м³/ч,

 

где  V_в – фактический объем призмы волочения,

 

V_в = 0,5 ∙ К_п ∙ L ∙ (Н + Н₁)² = 0,5 ∙ 1,1 ∙ 3,25 ∙ (1,3 + 0,3)² = 4,6 м³,       (154)

 

где  К_п – коэффициент призмы волочения (К_п = 1,1);

       Н₁ – высота козырька,

 

Н₁ = (0,1–0,25) ∙ Н = 0,2 ∙ 1,3 = 0,3 м;               (155)

 

       К_в – коэффициент использования бульдозера по времени (К_в = 0,8–0,9);

       К_укл – коэффициент, учитывающий уклон или подъем пути от 0 до 15% (К_укл = 1–2,25);

       α_п – коэффициент, учитывающий просыпи породы из отвала в процессе ее перемещения на пути (α_п = 0,55);

       Т_ц – продолжительность цикла,

 

Т_ц = + + + t_пер + t_о + 2 ∙ t_пов = + + + 5 + 2 +

       (156)

+ 2 ∙ 10 = 107,5 с, 

 

где  l_р – длина пути при резании породы, м (l_р = 6–10 м);

       υ_р – скорость трактора при резании, м/с (υ_р = 0,4–0,5 м/с);

       l_п – длина пути при перемещении породы бульдозером, м (l_п = 50 м);

       υ_п – скорость трактора при перемещении породы, м/с (υ_п = 0,9–1,1 м/с);

       υ_о – скорость при обратном ходе, м/с (υ_о = 1,1–5 м/с);

       t_пер – время на переключение передачи, с (t_пер = 5 с);

       t_о – время на опускание отвала, с (t_о = 1,5–2,5 с);

       t_пов – время на поворот трактора (t_пов = 10 с).

 

Тогда годовая производительность будет равна:

 

Q_эг = Q_э ∙ N ∙ Т_см ∙ n_см = 153 ∙ 305 ∙ 8 ∙ 3 = 1119960 м³,            (157)

 

где  N – количество рабочих дней в году;

       Т_см – продолжительность смены, ч;

       n_см – количество смен.

 

Необходимое количество бульдозеров  определим по формуле:

 

N_б = = = 10,2,               (158)

 

где  А_г – годовой объем перемещаемой породы бульдозером,

 

А_г = (0,3–0,4) ∙ = 0,35 ∙ 25200000 = 8820000 м³,             (159)

 

где  – годовой объем вскрышных пород,

 

= ∙ К_в = 12000000 ∙ 2,1 = 25200000 м³,            (160)

 

где  – годовая производительность по полезному ископаемому, млн.т;

       К_в – коэффициент вскрытия;

 

       К_р – коэффициент технической готовности (К_р = 1,3).

 

Окончательно принимаем  бульдозер ДЗ-121 в количестве 11 единиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Специальная  часть

 

Двуногая стойка

 

Двуногая стойка предназначена  для подъема и удержания стрелы с помощью полиспаста подъема  стрелы. Передняя стойка 3 представляет собой изготовленную из труб сварную  металлоконструкцию, опирающуюся через  пальцы 5 на башмаки 14, приваренные к  поворотной платформе. В верхней передней стойке закреплена стальная ось 8 с блоками 10, расположенными вертикально. На оси свободно сидит литая обойма 15 с горизонтальным блоком 11, установленным на пустотелом пальце 13, и серьга 7 с коушем 6 для крепления конца стрелоподъемного каната 2 клином 17. Обойма 15 поддерживается стойкой 12. Две задние оттяжки 4 изготовлены из листовой стали М16С и соединены шарнирно с передней стойкой 3 с помощью пальцев 16, а с платформой – пальцами 5. Для предотвращения от выпадения каната 2 из ручьев блоков 10 предусмотрено ограждение 1. Смазка блоков производится через масленки 9, установленные с торцов оси 8 и пальца 13.

К уходу за двуногой стойкой  относится контроль за состоянием передней стойки и оттяжек (приварка каких-либо элементов к стойке и оттяжкам запрещается), за креплением передних башмаков к платформе, а также проверка крепления каната на коуше; периодическая смазка блоков – в соответствии с картой смазки.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Правила безопасной  эксплуатации выбранного горного  оборудования

 

5.1. Буровые станки

 

К работе на буровом станке допускаются только лица, прошедшие  специальное обучение, сдавшие техминимум, прошедшие стажировку на рабочем  месте и получившие права на управление станком. Все работы на станке должны выполняться в строгом соответствии с требованиями «Правил техники  безопасности при эксплуатации передвижных  электроагрегатов» (ПТБ) и «Правил технической эксплуатации и обслуживания электроустановок промышленных предприятий» (ПТЭ).

Машинисты станков и их помощники обязаны знать принцип  действия и устройство машин, знать  ПТБ и ПТЭ, должностные инструкции и руководствоваться ими в своей работе. Машинисты и их помощники проходят ежегодные испытания на знание правил безопасности. Испытание проводит комиссия из лиц технического надзора при обязательном участии инженера по технике безопасности.

Машинист станка является ответственным за соблюдение правил техники безопасности членами бригады  в своей смене.

Основные условия безопасной работы на буровых станках сводятся к следующему:

– перед запуском станка необходимо проверить техническое состояние  машины согласно инструкции по эксплуатации. Работать можно только на исправном  буровом станке;

– не допускается эксплуатация станка без заземлений корпусов электрооборудования;

– при установке станка на первый ряд скважин управление станком должно осуществляться дистанционно: при работе станок должен быть расположен перпендикулярно к бровке уступа на расстоянии от нее не менее    3 м. Последнее позволяет быстро отвести  станок при появлении признаков  обрушения уступа;

– вращающиеся части станков  должны иметь ограждения;

– запрещается производить смазку и регулировку механизмов станка во время работы;

– все работы по монтажу, ремонту  и ликвидации неисправностей должны производиться при полном отсутствии напряжения на станке;

– не допускается нахождение людей под мачтой при ее подъеме  или опускании;

– перемещение станка на расстояние до 100 м разрешается производить  с поднятой мачтой. Но если площадка плохо выровнена и имеет уклон  более 5º или станок проходит вблизи линии электропередачи, то мачту  необходимо опустить;

– спуск с уклонов, превышающий 12º, должен производиться при поддержке  станка сзади тягачом;

– в непосредственной близости от работающего станка не должны находиться посторонние лица.

Во время работы станка машинист должен находиться у рычагов  управления, а во время кратковременных  отлучек – поручать наблюдение за станком своему помощнику. Одновременная  отлучка машиниста и помощника  запрещается.

При обслуживании станков  комбинированного бурения наряду с  общими правилами безопасности для  всех типов станков необходимо соблюдать  ряд положений, обусловленных особенностями их работы:

– кислород и горючее  для станка не должны содержать воды;

– станки должны быть удалены  друг от друга на расстояние не менее 50 м и не менее 25 м от других машин;

– запрещается смазывать  узлы кислородной магистрали материалами, содержащими жировые вещества;

– категорически запрещается  осматривать, измерять скважины в радиусе 25 м от работающего станка и ранее  чем через 12 ч после бурения;

– во время работы станка нельзя проводить сварочные и  автогенные работы в радиусе 25 м.

 

5.2. Экскаваторы

 

Правильная организация  работ, обеспечивающая максимальную производительность экскаватора, предусматривает соответствующую  подготовку экскаваторных работ  и применение рациональной техники  выполнения экскавации в соответствии с «Правилами безопасности», «Правилами технической эксплуатации при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» и с заводскими инструкциями по эксплуатации.

Члены бригады, обслуживающей  экскаватор, должны четко знать и строго выполнять правила и инструкцию по технике безопасности, составленные применительно к конкретным условиям каждого карьера на основании положений «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом». Инструкция вывешивается на экскаваторе и выдается под расписку машинисту и его помощнику.

К управлению экскаваторами  допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие  специальное обучение и имеющие  удостоверение на право управления экскаватором данного типа и марки, а также прошедшие медицинское  освидетельствование и инструктаж по технике безопасности. Без разрешения механика машинист экскаватора не должен допускать к управлению экскаватором посторонних лиц. Работа стажера  или помощника машиниста допускается  только под наблюдением машиниста  смены.

При комплексной механизации  производственного процесса машинист экскаватора должен знать правила  безопасной работы на всех машинах, участвующих  в комплексе, так как он является ответственным за соблюдение правил техники безопасности и противопожарных  правил всеми рабочими, обслуживающими экскаватор и транспортные средства.

Каждый экскаватор должен быть оборудован звуковой сигнализацией. Значение сигналов должно быть разъяснено всем рабочим, связанным с работой  экскаватора.

Перед началом работы машинист смены обязан внимательно осмотреть  и принять экскаватор. Мелкие неисправности, подлежащие немедленному ремонту, следует  устранять до начала работы.

Проверка машины должна проводиться  в определенной последовательности по ранее разработанной схеме. При  этом производят тщательный наружный осмотр металлоконструкций, всех механизмов экскаватора и тормозов с опробованием действия последних, проверяют крепление  и состояние зубьев ковша, проверяют  состояние противопожарных средств  и безопасность электрооборудования.