Исходные данные:

1.     Характеристика дорожного покрытия – согласно СНиП 2.05.07-91 «Промышленный транспорт» и в соответствии с грузонапряженностью, карьерные автодороги относятся к III категории. Уклоны по карьерным дорогам принимаются для автомобилей с колёсной формулой 6х4 (КрАЗ-256Б) – 80 ‰. Карьерные автодороги устраиваются преимущественно в скальных породах, в связи с чем покрытие их предусматривается, при необходимости устраивается выравнивающий слой из щебня. В мягких породах проезжая часть покрывется ж/б дорожными плитами марки ПД2-6. Для ухода за карьерными дорогами приобретается комбинированная поливомоечная машина КО-713 на шасси ЗИЛ-431412.

2. Транспортные связи осуществляются в следующих направлениях:

-              перевозка вскрышных пород в отвал расположенный на южном борту карьера на расстояние до 1 км;

-               доставка товарных блоков из карьера на склад блоков, расположенный на промплощадке на расстояние 0,5 км;

-              перевозка отходов камнедобычи на склад Быстриевского карьера на расстояние 20 км;

     перевозка попутных полезных ископаемых транспортом потребителя.

9.        Характеристика груза – отходы камнедобычи (окол), затронутые                выветриванием лабладориты, вскрышные породы, готовые блоки.

10.   Вид организации движения – без закрепления автомобилей за экскаваторами. Вся откатка заменяется осреднённым расчётным маршрутом.

11.   Характеристика погрузочных средств: экскаваторы ЭО-4111Б – 2 шт.; ёмкость ковша – 1 м3; время цикла – 20 сек; кран автомобильный самоходный КС-5363, грузоподъёмностью 16т – 2шт, время цикла 25 сек.

8.2.          Обработка исходных данных.

На добыче:

1.     Суммарная сменная производительность погрузочного облорудования:

где: Qсмi – сменная производительность i-го погрузочного оборудования.

2.     Средневзвешенная длина забойных проездов:

где: l'i – длина забойного проезда к i-му погрузочному оборудованию.

3.     Средневзвешанная длина траншеи:

где: l"i – проезд от i-го забойного проезда по траншее до дневной поверхности.

4.                    Средний уклон для каждого участка (забойный, траншейный, магистральный):

     Уклоны забойного и магистрального участка i=00.

‰

На вскрыше:

1.     Сменная производительность погрузочного облорудования:

где: Qсмi – сменная производительность экскаватора.

2.     Средневзвешенная длина забойных проездов:

где: l'i – длина забойного проезда к i-му экскаватору.

3.     Средневзвешенная длина траншеи:

где: l"i – проезд от i-го забойного проезда по траншее до дневной поверхности.

4. Средневзвешенная длина отвальных путей: до 1 км.

5.Средний уклон для каждого участка (забойный, траншейный,     магистральный):

     Уклоны забойного и магистрального участка i=00.

‰    

8.3.          Проверка профиля трассы.

1.     Число ковшей в кузове автосамосвала.

-              по ёмкости:

  -  по грузоподъёмности:

где: 1,2 – коэффициент загрузки «с верхом»; Vном - номинальный объём кузова; Vк - объём ковша; kрк - коэффициент разрыхления пород в ковше; kнк - коэффициент наполнения ковша; mном - номинальная грузоподъёмность автосамосвала; rц - плотность горных пород в целике; kу - коэффициент уплотнения породы в кузове.

     На добыче:

Vном =10 м3; Vк =1 м3;  kрк=1,8; kнк=0,75;  mном=12 т; rц =2,9; kу=0,87.

     На вскрыше:

Vном =10 м3; Vк =1 м3;  kрк=1,4; kнк=0,9;  mном=12 т; rц =1,9; kу=0,94.

     Окончательно число ковшей в кузове автосамосвала принимаем:

     На добыче:

     На вскрыше: .

2.     Фактическая грузопобъёмность:

     На добыче: .

     На вскрыше: .

3.     Коэффициент использования грузоподъёмности:

     На добыче: .

     На вскрыше: .

4.     Коэффициент использования ёмкости кузова:

     На добыче: .

     На вскрыше: .

5.     Масса гружёной машины:

где: m0 – масса порожней машины.

     На добыче: .

     На вскрыше: .

6.     Сцепная масса гружёной машины. По колёсной формуле находят выражение сцепной массы для данного самосвала.

     Колёсная формула для КрАЗа-256Б – 6х4. Отсюда выражение сцепной массы для данного автосамосвала:

     На добыче: .

     На вскрыше: .

7.     Производим проверку профиля трассы. Проверка производится для участка, имеющего самый большой уклон – это выездная траншея.

-              предельная масса автомобиля по условиям сцепления при трогании с места в выездной траншее в грузовом направлении:

где: y - коэффициент сцепления колёс с дорогой; w0 - основное удельное сопротивление движению автомобиля.

где d=1,8 – коэффициент инерции вращающихся масс; g=9,81 – ускорение свободного падения; аmin=1 м/с2 – это норматив введён для того, чтобы не происходило затягивание разгона.

     На добыче: 

     На вскрыше: 

     Условие по сцеплению выполняется:

     На добыче: 35,68>14,448

     На свкрыше: 35,59>14,412

-              проверка на спусках предельной скорости движения по безопасному торможению.

     Тормознаясила для порожнего состава:

     Тормозное замедление на уклоне:

     Допустимая скорость движения:

где: tn=1,5 – 2,5 сек – время подготорки тормозов к действию; lт=40 – 80м – длина тормозного пути.

8.4.          Определение числа автосамосвалов.

1.     Время погрузки самосвала:

На добыче:

  -  блоков   ,

- отходы    .

     На вскрыше: .

2.     Время паузы за цикл:

где:tраз=1мин – время разгрузки; tзад=1-2 мин – время ожидания погрузки и разгрузки; tман=1-2 мин – время маневрирования.

     На добыче:

  -  блоков   ,

  -  отходы   .

     На вскрыше: .

3.     Время рейса по осреднённому расчетному маршруту со средними техническими скоростями.

где:  lpi- длина i –го элемента трассы в рабочем направлении (с грузом, км); lxi- длина i–го элемента трассы в холостом направлении (км);Vcpi - средняя техническая скорость движения на i-ом участке в рабочем направлении; Vcxi- средняя техническая скорость движения на i–ом участке в холостом направлении.

     На добыче:

-              блоков  Т=32 мин,

-              отходов  Т=87,2

     На вскрыше: Т=17,9 мин.

4.     Количество рейсовых автомобилей.

где: tсм - продолжительность смены (час); k - коэффициент неравномерности; kвм - коэффициент использования сменного времени автомобиля.

     На добыче:

  -  блоков   ,

  -  отходы  .

     На вскрыше: .

5.     Инвентарное число автомобилей.

     На добыче:

  -  блоков    ,

  -  отходы    .

     На вскрыше: .

6.     Общий пробег автомобилей за смену.

где: lSр – длина рабочего пробега за один рейс; lSх – длина холостого пробега за один рейс.

     На добыче:

  -  блоков    ,

  -  отходы    .

     На вскрыше: .

7.     Количество рейсов в смену, сделанные одной     машиной:

     На добыче:

  -  блоков   ,

  -  отходы   .

     На вскрыше: .

8.     Расчетный расход топлива за 1рейс 1 самосвалом.

где: Кз=1,1 – 1,2 – коэффициент, учитывающий повышение расхода топлива в зимнее время; Кн=1,05 – 1,06 – коэффициент, учитывающий расход топлива на внутригаражные нужды; Км= 1,1 – 1,2 – коэффициент, учитывающий расход топлива на манёвры; Кдв=1,05 – 1,25 – коэффициент, учитывающий степень износа двигателя; Кт - коэффициент тары; Н – высота подъёма горной массы при транспортировании; q - грузоподъёмность.

     На добыче:

  -  блоков    др = 1,59 л/рейс,

  -  отходы    др = 20,4 л/рейс.

     На вскрыше: др = 1,095 л/рейс.

9.     Расход топлива за сутки.

где: N – количество смен в сутки.

     На добыче:

  -  блоков   ,

  -  отходы  .

     На вскрыше: .

10. Расход смазочных материалов в сутки.

     На добыче:

  -  блоков   ,

  -  отходы   .

     На вскрыше: .

9. ВОДООТЛИВ.

     Исходные данные для расчёта водоотливной установки:

1.     Схема вскрытия, план и отметка добычного горизонта  – на площади месторождения в его западной части пройден опытный карьер. Вскрытие месторождения производится временной траншеей внутреннего заложения, пройденной при вскрытии опытного карьера на добычной горизонт с отметкой 181,0 м.

2.      Годовая производительность – 5000 м3/год.

3.     Данные о водообильности месторождения, химическом составе и температуре воды, содержание твёрдого в воде – суммарный водоприток в карьер при его углублении до проектной отметки за счёт атмосферных осадков и подземных вод составит 315 м3/сут. Воды водоносного горизонта в осадочных отложениях по составу преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые с сухим остатком от 342 мг/л до 530 мг/л. рН от 6,2 до 7,6 общей жесткостью до 8,4 мг*экв/л. Воды водоносного горизонта трещеноватых пород по составу гидрокарбонатно-кальциевые с сухим остатком до 326 мл/л. рН = 7,6 с содержанием СО2 агрессивного 13,2 мг/л и общей жесткостью от3,2 до 4,5 мг*экв/л.

     Основные этапы расчёта водоотливной установки содержит выбор насоса и трубопровода, определение параметров рабочего режима, выбор привода и объёма водосборника, энергетическая оценка эффективности спроектированной установки.

9.1.          Выбор насоса.

     Насос выбирают исходя из обеспечения необходимых подачи и напора установки.

     Минимальную необходимую подачу водоотливной установки определяют из условия удаления нормального суточного водопритока за время работы Трс=20 ч, м3/ч:

                                        м3/сут,

                                        м3/ч,

где: Qn -  нормальный приток воды, м3/ч.

     Необходимый напор насоса, м:

                                       м,

где: Нг – геометрическая /геодезическая/ высота поднятия воды – расстояние по вертикали от зеркала воды в водосборнике до горизонта слива воды с трубопровода, м:

                                        м,

где: Нод – отметка околоствольного двора относительно дневной поверхности, м; Нвс – геометрическая высота всасывания, Нвс=2,5…3,5 м; hт – КПД трубопровода, ориентировочно принимается 0,9…0,95.

     Исходя из требуемых значений подачи и напора, по данным промышленного использования насосов и их техническим характеристикам, выбран насос 2К-20/30 (Q=30 м3/ч; Н=24 м).

     Выбранный насос проверяют на устойчивость работы по условию:

где:  - необходимое число рабочих колёс; Нко – напор, создаваемый одним рабочим колесом при нулевой подаче; Нк – напор, создаваемый одним рабочим колесом при подаче Qmin /принимается по характеристикам насоса/.

     Насос 2К-20/30 обеспечивает расчётную подачу и напор.

9.2.          Выбор трубопровода.

     Выбор трубопровода водоотливной установки сводится к выбору стандартного сечения труб. При этом фактическая потеря напора:

     Оптимальная скорость воды в трубопроводе определяют по эмпирической формуле, м/с:

     Величину Vэ обосновывают социальным технико-экономическим расчётом из условия минимума приведённых затрат на сооружение трубопровода и эксплуатационных затрат энергии на прокачку воды через него.

     Qн номинальная подача насосов, принятая из условий превышения на 15% минимальной подачи.

     Диаметр трубопровода напорного става определяется по формуле:

     Стандартное сечение диаметра трубопровода принимается 0,245 м.

     Коэффициент гидравлического трения

     Длина напорного трубопровода, м:

где: a - угол наклона откоса уступа нерабочего борта карьера, по полезному ископаемому a=900; l -  ширина горизонтальной площадки уступа, м; nу – количество уступов; l2 – длина труб от нижней бровки уступа до насоса, l2  =15…20 м; l3 – длина труб от верхней бровки уступа до места слива, l3 =  15…20 м; lв – длина подводящего трубопровода, м; lэ-эквивалентная длина прямолинейного трубопровода, учитывающая местные сопротивления в напорном и подводящем трубопроводах, м.

где: Sj- сумма коэффициентов местных сопротивлений для типовой схемы водоотливного трубопровода, Sj = 25…30; Кв – расходные характеристики в напорном трубопроводе, м3/с; d – диаметр трубопровода напорного става.

     Фактическая потеря напора в трубопроводе:

     Уравнение расходной характеристики трубопровода определяется по формуле:

где: R – сопротивление трубопровода.

     Уравнение характеристики имеет вид:  .