Отвалообразование.

Искусственная насыпь, образуемая в результате складирования пустых пород, называется отвалом, а совокупность производственных операций по приему и размещению вскрышных пород на отвале - отвальными работами. По месту расположения отвалов относительно конечных контуров карьера различают внутренние (в контурах отвала) и внешние (вне контура карьера) отвалы, по конструкции - одно- и многоярусные. Отвал вскрышных пород, как правило, представляет собой геометрическое тело в виде неправильной усеченной пирамиды или конуса и характеризуется следующими параметрами: высотой и числом уступов, углом откоса отвала и уступа, числом, приемной способностью и длиной отвальных участков.

При железнодорожном транспорте при складировании пустых пород применяют отвальные плуги, абзетцеры, бульдозеры и др, но 85-95% всех объемов складируемых пород укладывают мехлопатами и драглайнами.

В случае если складируемые породы обладают слабой устойчивостью, применяют схему последовательной отсыпки отвальных ярусов.

Экскаватор при прямом ходе, располагаясь ниже уровня железнодорожных путей, проводит отсыпку только нижнего подуступа. Для приема вскрышной породы из думпкаров экскаватор сооружает приемный бункер, который перемещается по мере отсыпки подуступа. Длина приемного бункера составляет полутоную или двойную думпкары разгружают поочередно. При обратном ходе экскаватор укладывает породу в верхний подуступ отвального яруса.

В этой схеме вскрышу вначале укладывают в нижний подуступ на величину радиуса разгрузки, а затем - верхний. Технология приема пустой породы из думпкаров и подачи вагонов аналогична вышеописанной схеме. Учитывая усадку пород в отвале, верхний подуступ отсыпают высотой, несколько превышающей уровень железнодорожного пути. После заполнения отвальной заходки экскаватор возвращают в первоначальное положение и начинают отсыпку новой заходки.

Для укладки складируемых пород на отвале принимаю драглайн ЭШ 15/90.

В зависимости от технологических свойств складируемых пород принимаю схему с одновременной укладкой пустых пород в нижний и верхний подуступы (так как складируемые породы устойчивы). Для размещения вскрышных пород использую два отвала: один для наносов, другой для коренных пород.

 

5.1. Определение параметров отвала.

Высота яруса отвала при отсыпке его двумя подуступами:

Н_о = h₁ + h₂, м.

где h₁, h₂ – соответственно высота нижнего и верхнего подуступов, м.

h₅ + h₂ £ Н_р.max – е_о,

где е_о – минимальный зазор между днищем открытого ковша и отсыпаемым отвалом (е_о = 1,0), м.

h₁ = (H_o– h₅)- h₂; [5.1]

h₅ = 1,2 м;

где h₅ – превышение вновь формируемой отвальной заходки над старой, м;

h₂ = 8,6-0,7-1,2 = 6,7 м;

h₁ = (30-1,2)-6,7=21,6м;

Н_о = 21,6+ 9,6 = 30м.

Шаг передвижки отвальных путей (ширина отвальной заходки), м:

А_о = R_ч + R_р, [5.2]

где R_р, R_ч – соответственно фактические радиус разгрузки и радиус

черпания(R_р =14,8 м;, R_ч = 14,7 м).

А_о = 14,8 + 14,7 = 29,5 м;

 

5.2. Определение приемной способности отвального тупика.

Приемная способность отвального тупика по объему в целике между двумя переукладками пути:

V_o = L_o ·А_о ·Н_о / К_ро, [5.3]

где V_о – приемная способность отвального тупика, м³;

L_o – длина отвального тупика (L_o = 3100 м);

К_ро – коэффициент остаточного разрыхления породы в отвале (К_ро = 1,2)

 

V_o = 3100·29,5 ·31,2 / 1,2 = 2377700 м³;

Продолжительность работы отвального тупика между двумя переукладками пути:

t_Т = V_o / V_сут, сутки, [5.4]

где V_сут – суточная приемная способность (по объему в целике)

отвального тупика, м³/сутки.

V_сут = n_с ·V_гр.ср, [5.5]

где n_c – число поездов, которые могут быть разгружены на отвальном

тупике за сутки;

V_гр -средневзвешенный объем породы, перевозимой локомотивосоставом

за один рейс.

n_с = К_нр ·Т_сут/ (t_o + t_{разг.ср}), [5.6]

где К_нр – коэффициент, учитывающий неравномерность работы тупика

(К_нр=0,95);

Т_сут – число часов работы отвального тупика в сутки (Т_сут=21), ч;

t_o - время обмена поездов на отвале, ч;

t_{разг.ср} – средневзвешенное время разгрузки поезда, ч.

t_o = 2L_об / V_о + t_в, [5.7]

где L_об – среднее расстояние от обменного пункта до отвального экскаватора

км;

V_о – средняя скорость движения поездов по отвальным тупикам (V_о =15)

км/ч;

t_в - время на связь (при автоматической связи t_в = 0), ч.

 

L_об = 0,5·L_o; [5.8]

L_об = 0,5·3100 =4805 м;

t_o = 2×2,4 /15 = 0,32 ч;

t_разг =11×0,025= 0,28 ч;

V_сут = 12· 479,6 = 5755,2 м³/сутки;

t_Т = 445536 / 5755,2 = 77,4 сутки

Число отвальных тупиков в работе:

N_Тр = V_вс / V_сут, [5.9]

 

где N_Тр – число отвальных тупиков в работе, шт.;

V_вс – среднесуточный объем вскрыши, поступающей на отвал, м³.

V_вс = ((V_год.н + V_год.к )÷2)/252 м³;

 

V_вс =((2700000 + 13300000)÷2)/252 = 31746.03 м³;

N_Тр = 31746,03 / 5755,2 = 6 шт;

Общее число железнодорожных тупиков на отвале:

N_То = N_Тр(1 + t_пТ / t_Т), [5.10]

где N_То – число тупиков на отвале, шт.;

t_пТ – продолжительность переукладки пути на отвальном тупике, сутки.

 

t_пТ=(0,001-0,0016)· L_o;

 

t_пТ=4,8 сутки;

 

N_То =6·(1 + 4,8 / 77,4) = 6,06 шт;

 

5.3 Определение количество рабочих экскаваторов на отвале:

 

N_эор = (V_к+V_н) / 1,25 · Qэгод.к [5.11]

 

N_эор = (13300000+2700000) / 1,25 · 830269,4 = 7,76 шт;

 

Общее количество экскаваторов на отвале (инвентарный парк):

 

N_эои = N_эор · ƒ_0, [5.12]

 

где ƒ₀ - коэффициент резерва экскаваторов на отвале (ƒ₀ = 1,1 –1,3).

 

N_эои = 7,76 · 1,1 = 8