Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород Сафронов Виктор Петрович

Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород
<
Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Сафронов Виктор Петрович. Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород : Дис. ... д-ра техн. наук : 25.00.22, 05.05.06 : Тула, 2002 344 c. РГБ ОД, 71:04-5/38-6

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние проблемы и постановка задач исследований комплексного освоения сырья карбонатных месторождений 8

1.1. Краткий обзор сферы использования карбонатных пород в народном хозяйстве 8

1.2. Горно-промышленная типизация карбонатных месторождений 10

1.3. Иерархическая модель геологической системы - концептуальная основа принятия технических и технологических решений 33

1.4. Анализ существующих технологий и комплексной механизации селективной разработки полезной залежи карбонатных месторождений 35

1.4.1. Технологические схемы комплексной механизации селективной разработки карбонатных месторождений на щебень 35

1.1.1. Особенности разработки карбонатных месторождений на блочный камень 45

1.1.2. Перспективное оборудование для комплексной механизации селективной разработки полезной залежи карбонатных месторождений 49

1.5. Прогнозная оценка содержания природных естественных блоков в карбонатном массиве и техническая возможность их выемки 59

1.6. Идея, цель и задачи исследований 63

1.7. Выводы по главе 1 64

2. Теоритическое обоснование технологии выемки природных естественных блоков на стадии добычи минерального сырья из массива карбонатных пород . 66

2.1. Исследование структуры массива карбонатных пород и напряженного состояния естественных природных отдельностей (блоков) 66

2.1.1. Зависимости геометрических и прочностных параметров природных естественных отдельностей (блоков) от мощности вмещающего их слоя 66

2.1.2. Условия формирования напряженного состояния природной естественной отдельности (блока) карбонатного массива после удаления пород вскрыши 69

2.1.3. Теоретические представления о рациональной схеме передачи механической энергии инструментом в карбонатный массив при добыче минерального сырья с попутной выемкой блочного камня 77

2.2. Теоретические исследования влияния структурных свойств карбонатного массива на энергоемкость его разработки 85

2.3. Влияние расположения природной естественной отдельности в выемочной полосе добычного уступа на эффективность ее разрушения или выемки 92

2.4. Математическая модель выбора рациональной схемы слоевой отработки добычного уступа с выемкой природных естественных блоков и ее реализация на ЭВМ ,...96

2.4.1. Постановка задачи 96

2.4.2. Условия разрушения природного естественного блока (отдельности) в массиве карбонатных пород 98

2.4.3. Энергия разрушения природного естественного блока (отдельности) в массиве карбонатных пород 105

2.4.4. Условия извлечения природного естественного блока (отдельности) из карбонатного массива 106

2.4.5. Алгоритм выбора рациональной схемы отработки выемочной полосы добычного уступа с выемкой природных естественных блоков.. 107

2.5. Выводы по главе 2 119

3. Классификация структур комплексной механизации селективной разработки массива карбонатных пород с выемкой природных естественных блоков 121

3.1. Выбор критериев оценки эффективности комплекса оборудования селективной разработки полезной залежи карбонатных месторождений 121

3.2. Выбор схемы комплексной механизации технологии выемки природных естественных блоков из карбонатного массива 129

3.3. Технико-экономическое обоснование рациональной структуры комплексной механизации технологии выемки природных естественных блоков (отдельностей) из массива карбонатных пород 143

3.4. Предложения по модернизации комбайна со стреловидным исполнительным органом для комплекса оборудования добычи природных естественных блоков 151

3.5. Выводы по главе 3 154

4. Экспериментальный стенд и метод оценки технологических решений выемки блочного камня комбайном со стреловидным исполнительным органом 156

4.1. Методика и техника экспериментальных исследований 156

4.2. Лабораторные исследования поведения модели трещиновато-слоистого массива при имитации технологии выемки блоков из карбонатного массива 161

4.3. Стендовые экспериментальные исследования технологии отработки добычного уступа с выемкой природных естественных блоков 168

4.3.1. Выбор представительных горно-геологических условий для экспериментальных стендов 168

4.3.2. Экспериментальная проверка теоретически установленной рациональной схемы передачи энергии инструментом рабочего органа комбайна в карбонатный массив 169

4.3.3. Экспериментальные исследования технологии и комплексной механизации выемки природных естественных блоков на стадии добычи минерального сырья из массива карбонатных пород 176

4.4. Выводы по главе 4 191

5. Методика многовариантных исследований напряженно-деформированного состояния и перемещений всех звеньев исполнительного органа комбайна при добыче блочного камня 193

5.1. Постановка задачи 193

5.2. Уравнения метода начальных параметров для элемента расчетной схемы манипуляционной системы исполнительного органа комбайна 199

5.3. Компьютерное моделирование и выбор рациональных параметров манипуляционной системы исполнительного органа комбайна 217

5.3.1. Определение усилий на исполнительном органе комбайна 218

5.3.2. Определение нагруженно-деформационного состояния манипуляционной системы исполнительного органа комбайна 229

5.3.3. Анализ результатов расчета и оптимизация конструктивных параметров манипуляционной системы комбайна 236

5.4. Выводы по главе 5 245

6. Предложения по совершенствованию системы разработки месторождений карбонатных пород на базе технологии и комплексной механизации добычи природных естественных блоков 247

6.1. Модульный подход в оценке совершенства технологической системы разработки карбонатных месторождений 247

6.2. Прогнозирование работоспособности технологической системы выемки природных естественных блоков комплексом оборудования 256

6.3. Алгоритм поэтапного обоснования параметров системы селективной разработки карбонатных месторождений с выходом блочного камня 263

6.4. Организация карьера на базе технологии и комплексной механизации выемки природных естественных блоков из массива карбонатных пород 268

6.5. Методика геометризации структуры массива и прочностных свойств карбонатных пород 276

6.6. Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии и комплексной механизации выемки природных естественных блоков из массива карбонатных пород 287

6.7. Выводы по главе 6 291

Заключение 293

Список использованных источников 297

Приложения 311

Технологические схемы комплексной механизации селективной разработки карбонатных месторождений на щебень

Затраты энергии на разработку массива карбонатных пород сопоставимы с затратами энергии на разрушения связей по уровням организации объектов геологической системы карбонатного месторождения [60]. Уровни организации геологических объектов предлагается оценивать с помощью иерархической модели геологической системы, представленной на рис. 1.9. Многоуровневая модель геологической системы построена по принципу: объекты низших уровней «вложены» в объекты высших уровней последовательно от уровня к уровню. Технология выемки природных естественных блоков из карбонатного массива включает разноуровневые технологические приемы, процессы и объекты: раскройку полезной толщи месторождения на уступы, уступы на выемочные полосы, выемочные полосы на выемочные слои. Уступ, выемочная полоса, выемочный слой, природная естественная отдельность (блок), породный кусок — эти объекты рассматриваются как одновременно to принадлежащие геологической и технологической системам. Разработка выемочных слоев уступа в определенных направлении и последовательности комплексом оборудования характеризуется геометрическими параметрами, эффектами (реза, скола) разрушения породы инструментом; технологическими элементами (забуривание инструмента выемочной машины в массив, проходка щели, разработка целика, выемка природного естественного блока реализации технологии селективной разработки массива карбонатных пород), которые относятся к технологической системе, в которой эффекты «вложены» в технологические элементы, а из элементов «собирается» технология селективной разработки массива карбонатных пород, отображаемая в чертежах паспортизованных технологических схем. Породоразрушающий инструмент горной машины взаимодействует с горной породой, тогда как сама выемочная машина сопоставима по иерархическому уровню с добычным уступом. Природные естественные отдельности, представляющие собой блочную продукцию, не подлежат разрушению, а отдельности массива, подлежащие разрушению, должны быть разрушены инструментом, обеспечивающем эффект скола. Это позволяет минимизировать энергозатраты на добычу полезной массы из карбонатного массива.

Такой подход к объектам геологической и технологических систем в данной работе выполняет роль методического обеспечения системы порождения новых знаний и принятия новых решений в предметной области технологии и комплексной механизации разработки карбонатных месторождений при комплексном освоении полезной залежи.

Система разработки неразрывно связана со структурой комплексной механизации. Структура комплексной механизации определяет тип, мощность и расстановку оборудования, обеспечивающих производство горных работ с необходимой интенсивностью, объемами и качеством. Она включает в себя комплексы горного, транспортного, вспомогательного и дробил ьно-сортировочного оборудования, обеспечивающих выемку и перемещение горной массы в пределах и за пределы карьера, вскрышных пород в отвалы, а полезного ископаемого - к складам и потребителю.

Основные технологические комплексы щебеночных карьеров включают следующее основное оборудование (рис. 1.10) [18, 26, 109, 158, 163, 170]: буровые станки БС (пневмоударного, шарошечного, термического или шнекового бурения); экскаваторы Э с ковшами вместимостью 1,25 — 5м или погрузчики П; автотранспорт А (автосамосвалы грузоподъемностью 7-30т), железнодорожный транспорт ЖД или конвейерный К; ПДСУ -передвижные дробильно-сортировочные установки (ПДСУ-200, САДЛ-400); СД- самоходные дробилки или ПД - полустационарные дробилки; ДСФ -дробильно-сортировочные фабрики. Технологическими комплексами щебеночных карьеров выемка природных естественных блоков (отдельностей) не предусматривается.

На карбонатных месторождениях с неоднородным составом породных слоев для получения сырья требуемого качества разработка ведется раздельно по участкам и слоям с последующим усреднением путем внутризабойной сортировки при обычной или специальной подготовке — рыхлении массива и простой или сложной селективной экскавации [26, 112, 151, 153, 154, 156, 191, 209]. После обработки массива взрывом происходит снижение качества минерального сырья по прочности по сравнению с прочностью полезного ископаемого в массиве [40].

Назначение БВР - это подготовка пород к экскавации, которая сводится к отделению части массива горных пород по заданным плоскостям отрыва, их дроблению так, чтобы размер куска во взорванной массе был меньше вместимости ковша экскаватора, размера загрузочного отверстия дробилки, вместимости кузова автосамосвала, вагона, шириной ленты конвейера.

Широко распространено мнение о том, что в результате действия взрыва значительная часть породного массива распадается на отдельности по генетически заданным трещинам и границам напластования [5, 10, 23, 16]. Куски, имеющие размеры больше допустимых относят к негабаритам, их подвергают дополнительному дроблению с применением шпуровых, накладных зарядов ВВ или бутобойных машин. Низкая степень дробления и максимальный выход негабарита наблюдаются в районе первого ряда скважин заложенных в массиве, разбитом техногенной трещиноватостью. Редко удается из негабаритов выбрать качественные природные естественные блоки (отдельности). Причиной тому является взрыв. Непосредственно в зоне стенок скважин, где энергетический потенциал взрыва максимален, разрушаются связи внутри и межкристаллические, межагрегатные, межформационные, то есть связи на уровнях: «п-5», «п-3», «п-1» и «п+1» (рис. 1.9). По мере снижения энергетического потенциала удаляющейся волны и газовой струи прекращается разрушение внутри и межкристаллических связей, а затем и межагрегатных. При дальнейшем отходе волны и газовой струи энгергетический потенциал оказывается недостаточным даже для разрушения межформационных связей, а затем и межрядных.

Условия формирования напряженного состояния природной естественной отдельности (блока) карбонатного массива после удаления пород вскрыши

Карьеры по добыче природных блоков выделены в особую группу предприятий горнодобывающей промышленности. Как правило, разрабатываемые месторождения имеют благоприятные горно-геологические условия. Характерной особенностью освоения таких месторождений является создание опытного карьера, используемого для добычи первоначального объема полезного ископаемого, необходимого для оценки блочности, декоративности и физико-механических свойств камня. Технические требования на блоки из природного камня для производства облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий и других материалов определяется ГОСТ 9479-95. Согласно требованиям настоящего стандарта блоки из камня, добываемые на карьерах, должны характеризоваться: длиной, шириной, высотой, формой и объемом; качеством поверхности граней, физико-механическими свойствами породы; составом и происхождением горной породы; декоративными свойствами. В зависимости от типа оборудования, используемого на добыче блоков, последние подразделяются на пиленые (блоки, имеющие не менее четырех граней, полученных выпиливанием) и колотые (блоки, добытые выкалыванием из массива горной породы). При комплексном использовании сырья отходы от добычи блоков используют для производства декоративных плит на основе природного камня по ГОСТ 24099 - 95, декоративных щебня и песка по ГОСТ 22856-95, известняковой муки по ГОСТ14050-95 и для других целей. Карьеры, разрабатывающие месторождения природного облицовочного камня, условно можно разделить на три типа: карьеры по добыче блоков из прочных пород с пределам прочности на сжатие 80 -250 МПа, где применяют в основном буровзрывные и буроклиновые работы; карьеры по добыче блоков из пород средней прочности с пределом прочности на сжатие 40 - 150 МПа, на которых используют камнерезные машины и комбинированные способы добычи блоков; карьеры по добыче пиленого стенового камня из низкопрочных пород с пределом прочности на сжатие 0,4 - 40 МПа, где применяют специальные камнерезные машины. Средний выход блоков на гранитных карьерах составляет 20...30%, на мраморных — 15 - 20%. Технология ведения горных работ на карьерах при добыче блоков из осадочных пород включает следующие основные операции: вскрышные работы по удалению рыхлых и разрушенных скальных пород; выпиливание товарных блоков непосредственно из массива камнерезными машинами с кольцевыми фрезами или барами или отделение от массива крупных монолитов канатными пилами с последующей разделкой их на товарные блоки с помощью буроклиновых работ; отгрузка блоков и отходов (окол, бут, шлам) в средства транспорта. Добыча природных блоков может производиться по одно- и двухстадийной технологическим схемам. При одностадийной схеме подготовки отделенные от массива блоки стандартных размеров грузятся и транспортируются для дальнейшей переработки. При двухстадийной технологической схеме предварительно отделенный от массива монолит объемом более 10 м подвергается последующей разделке на товарные блоки в пределах рабочей зоны карьера.

Верхняя часть массива полезной толщи на многих месторождениях природного камня затронута выветриванием и интенсивной трещиноватостью и является непригодной для получения блоков. Суммарная мощность таких пород бывает более 10м. Разработка их на карьерах природного блочного камня оказывается весьма сложной и трудоемкой, так как удалять скальную вскрышу необходимо такими способами, которые гарантируют сохранность нижележащего массива камня. Подготовка камня к выемке заключается в отделении от массива блоков или монолитов камня, затраты на что иногда составляют до 75% от себестоимости добычи блоков, а используемые технические средства оказывают наибольшее влияние на выход товарной продукции. На карьерах природного блочного камня грузами, подлежащими перемещению и транспортированию, являются монолиты, стандартные и некондиционные блоки, бутовый камень, штыб, о кол и породы вскрыши. Правилами техники безопасности предусматривается раскалывание монолита на блоки в удалении от фронта добычного уступа не менее 10м. Перемещение монолитов от забоя осуществляют тракторами-бульдозерами с использованием тяговых канатов или с помощью лебедок с тяговым усилием свыше 5т, Погрузка блоков на карьерах осуществляется автомобильными, гусеничными, пневмоколесными, кабельными кранами и диррик - кранами. При добыче природных блоков камня бутовый камень, окол и штыб составляют от 30 до 90% объема извлекаемого полезного ископаемого. Крупные куски окола грузятся кранами в средства транспорта. Мелкие куски окола, штыба и бутового камня штабелируются бульдозерами в навалы, а затем одноковшовыми экскаваторами или погрузчиками грузятся в автосамосвалы.

Для утилизации отходов камнедобычи и камнеобработки распространены технологии производства щебня и песков. В настоящее время в качестве транспортного звена в карбонатных карьерах стенового и облицовочного камня в основном применяется автотранспорт.

Выбор схемы комплексной механизации технологии выемки природных естественных блоков из карбонатного массива

В природе существует ряд явлений хрупкого разрушения, для которых представление о теориях прочности неприменимо. Так, например, проводя серию экспериментов с хрупкими горными породами, В. Фойхт пришел к отрицательному выводу относительно возможности применения к ним теорий прочности. Эффект увеличения прочности кристалла каменной соли при растворении его поверхностных слоев, открытый А.Ф. Иоффе, также выходит за рамки представлений о критериях разрушения твердого тела [89]. Многочисленные случаи разрушений образцов карбонатных пород при нагрузках много меньших предела прочности заставляют по иному взглянуть на представления о прочности данного материала как о некоторой постоянной характеристике.

Следует обратить внимание на высказывания Гриффитса о том, что хрупкое разрушение происходит при средних растягивающих напряжениях, гораздо меньших теоретической прочности материала. Разрушение происходит, если за счет энергии деформирования, освобождающейся в результате распространения трещин, создается поверхностная энергия, связанная с образованием новых поверхностей. Важным моментом теории Гриффитса является принцип: если скорость освобождения энергии упругой деформации в существующей трещине больше прироста ее поверхностной энергии, то трещина будет распространяться. Разрушение начинается вблизи концов случайно ориентированных «эллиптических» трещин и заканчивается макроскопическими трещинами. Такой процесс разрушения хрупких пород зависит от размеров начальной трещины, ее формы и места расположения [79, 139, 162].

Неупругое поведение горных пород под действием механических нагрузок некоторые исследователи считают возможным характеризовать коэффициентом хрупкости и пластичности [19, 22, 27, 40, 45, 59, 68, 85]. Наиболее распространенной характеристикой хрупкости пород является коэффициент хрупкости кхр, равный соотношению предела прочности при одноосном сжатии стсж к пределу прочности при растяжении сгр. Чем больше значение этого коэффициента, тем больше хрупкость породы. Низкие значения (менее 5) свойственны пластичным породам. Для известняков кхр изменяется в пределах от 2 до 23 [165]. Например, 30 % известняков Дубненского месторождения имеют диапазон изменения значений кхр от 2 до 5 и их можно отнести к пластичным породам, а остальные известняки (70 %) имеют кхр от 5 до 23 и их можно отнести к породам хрупким.

Допустим, что некоторый i-ый природный естественный блок расположен в средней части добычного уступа и подлежит разрушению механическим инструментом, который передает в блок энергию Эм (рис. 2.4). Коэффициент хрупкости породы, слагающей отдельность, более 5. Направление передачи инструментом энергии в блок принимаем снизу вверх по следующим соображениям: если тг=?Н, то напряжения в нижней части блока будут больше напряжений в верхней части блока.

Предположим, что радиус круга напряжений Ri соответствует механическому равновесию подсистемы «блок» R} = ( т уя -сгxwАу„,0, установившемуся после удаления пород вскрыши и организации добычных

Значение вязкости карбонатных пород, определяемое сопротивлением их разрушению ударом, колеблется тоже в широких пределах. Механизм поглощения энергии упругих колебаний в карбонатных породах окончательно не выяснен. Считается, что диссипация энергии в твердом теле, подверженном внутренним колебаниям, связана в основном с прямыми тепловыми потерями, потерями рассеяния на границах зерен кристаллов и потерями за счет трения вследствие микро перемещений материала внутри тела.

Породоразрушающий инструмент большинства выемочных машин, как правило, осуществляет многократное нагружение породной отдельности карбонатного массива. Поэтому предлагается описание физики процесса многократной передачи энергии инструментом в отдельность и разрушения отдельности с позиции волнового эффекта.

Для удобства описания волнового процесса в карбонатной породе используется предложение Е.С. Ваталина [46], который понятия продольные и поперечные волны, заменил понятием «объемная волна». В объемной волне материальные частицы твердого тела движутся за ее фронтом. Предположим, что механический инструмент пробивает «рубашку» выветрилости и формирует в природной отдельности ядро уплотнения (рис. 2.5). Ядро уплотнения - это зона сильно измельченного материала, мало сопротивляющаяся напряжениям сдвига, но с большим сопротивлением сжатию [118]. Через ядро уплотнения в естественную отдельность (блок) инструментом передается энергия Э„, которая трансформируется в «объемную волну» и распространяется от лезвия механического инструмента по блоку в радиальном направлении. Дополним данное предположение еще двумя условиями: прямая «объемная волна» работает на сжатие, а отраженная - на растяжение; передача энергии в отдельность носит многоцикличный характер.

Лабораторные исследования поведения модели трещиновато-слоистого массива при имитации технологии выемки блоков из карбонатного массива

Комплексная механизация добычных работ в карьере должна обеспечивать полноту выемки природных естественных блоков и камня с минимальными энергозатратами за счет использования структурных и прочностных свойств карбонатных пород.

Параметры элементов системы разработки (высота уступа, ширина заходки, длина фронта горных работ, ширина рабочей площадки, объем горной массы и расстояние ее транспортирования) должны соответствовать конструктивным параметрами и мощности оборудования комплексной механизации селективной разработки полезной толщи карбонатных пород [206].

Если система разработки месторождения устанавливает объемы и порядок выполнения горных работ, то структура комплексной механизации горных работ определяет мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего производство горных работ в установленном порядке и объеме.

Предлагаемая в диссертационной работе технология селективной разработки полезной толщи карбонатных месторождений при комплексном использовании минерального сырья, в случае ее внедрения, вносит существенные изменения в существующие на карбонатных карьерах структуры комплексной механизации добычных работ.

Переход на новую технологию сопровождается эксплуатационными и капитальными затратами, которые необходимы для организации новой рабочей зоны карьера и приобретения нового оборудования, в том числе комбайнов избирательного действия. Ряд карьеров имеют фронтальные погрузчики и бульдозерно-рыхлительные агрегаты, применяемые в технологических процессах в качестве вспомогательного оборудования,

С целью минимизации эксплуатационных затрат в переходный период требуется сбалансировать объемы горных работ на карбонатных карьерах так, чтобы уровень годовой добычи полезной массы и выпуск из нее товарного щебня не был снижен даже с учетом начала производства блочной продукции, а производительность карьера по горной массе оставалась бы без изменений. Такое возможно осуществить путем повышения качества полезной массы и полноты ее выемки из карбонатного массива за счет разработки рациональных параметров технологических схем комплексной механизации добычных работ. К технологическим параметрам, влияющим на выбор структуры комплексной механизации селективной разработки массива карбонатных пород в переходный период от старой технологии к новой, относятся: направление простирания фронта горных работ относительно направления простирания системных трещин карбонатного массива; высота и протяженность добычного уступа, ширина заходки и рабочей площадки; удельные энергозатраты на добычные работы. Высота уступа определяется исходя из следующих технологических факторов в совокупности: мощности вскрышных пород и полезного ископаемого; вида применяемого для отработки уступа оборудования; необходимости ведения селективной отработки уступа при комплексном освоении сырья; безопасности ведения горных работ. Все эти факторы взаимозависимы и влияют на технологию ведения выемочно-погрузочных работ и на количество уступов в карьере. Селективная выемка полезной массы из карбонатного массива ведёт к увеличению количества уступов. Увеличение числа добычных уступов приводит, как правило, к возрастанию объёмов вскрышных работ, увеличению количества рабочих площадок и единиц выемочно-погрузочного, транспортного оборудования. На увеличение объёма вскрышных работ влияет ширина рабочей площадки каждого уступа, в том числе добычного. Ширина рабочей площадки добычного уступа зависит от выбранной схемы комплексной механизации добычных работ. Необходимо отметить, что взаимосвязь между добычными и вскрышными работами в условиях карбонатных карьеров с каждым годом приобретает жесткий характер. Это обусловлено увеличением мощности пород вскрыши. Если в 1995 году на карьерах, разрабатывающих карбонатные месторождения Центральной части России, средняя мощность вскрыши составляла 10м, то в 2002 году она составила в среднем 12м. Поэтому, чтобы исключить жесткую взаимосвязь добычных работ с вскрышными, целесообразно применять только продольные заходки с расположением выемочных полос по ширине заходки или по длине добычного уступа. Высота Hj выемочной полосы уступа (рис. 3.1) и мощность Hj выемочных слоев уступа устанавливаются с учетом конструктивных параметров добычного оборудования, структурно-прочностных свойств породного массива и условий максимального выхода блочной продукции на стадиях добычи комплексом оборудования заданного объема полезной массы при минимуме энергозатрат. Ширина Ш3 продольной заходки по уступу (ширина выемочной полосы добычного уступа) определяется конструктивными параметрами исполнительного органа комбайна и производительностью оборудования. Угол откоса добычного уступа принимается максимальным а — 90при условии его устойчивости. Эффективность структуры комплексной механизации селективной разработки полезной толщи с выемкой блочного камня предлагается оценивать с помощью технологического коэффициента вскрыши Ктех и коэффициента выхода из добытой полезной массы готовой продукции Квых,, в том числе блочной продукции [171]. Понятие технологический коэффициент вскрыши Ктех, включает соотношение объема товарной продукции VT, полученной из полезной массы, к объему пород вскрыши VB, который необходимо удалить, чтобы добыть полезную массу для производства заданного объема товарной продукции. Вариант структуры комплексной механизации селективной разработки полезной толщи карбонатных пород, при котором достигается максимально возможный коэффициент выхода товарной продукции Квых при минимально возможном Ктех, принимается как рациональный вариант. На рис. 3.1 приведена схема к обоснованию технологического коэффициента вскрыши Ктех, на переходный период карьера от взрывного способа разработки полезной толщи к механическому способу.

Похожие диссертации на Технология и комплексы оборудования выемки природных естественных отдельностей (блоков) из массива карбонатных пород