Введение к работе
Актуальность темы. Важную роль в народном хозяйстве Украины играют открытые разработки буроугольных месторождений, являющиеся источником топлива для различных отраслей промышленности.
Бурругольные месторождения, характеризующиеся небольшой мощностью покрывающих пород, в значительной степени выработаны или дорабатываются. В связи с этим перспективы добычи угля связаны с разработкой глубоко залегающих пластов, которые находятся в сложных гидрогеологических и горногеологических условиях.
Установка выемочно-погрузочногр оборудования на добычных горизонтах требует больших затрат на дрене.* и осущение карьера. Строительство глубоких Траншей, обеспечивающих грузотранспортную связь рабочих горизонтов с поверхностью, вызывает большие объемы горно-капитальных работ. Поэтому одним из направлений повышения эффективности открытой разработки буроугольных месторождений со сложными условиями залегания является'применение технологии, включающей перевалку вскрыли в отвал, а полезного ископаемого на верхнюю площадку вскрышного уступа или в средства транспорта с помощью вскрышных драглайнов. Эти экскаваторы, благодаря Меньшему удельному давлению на грунт и большим рабочим параметрам, лучше приспособлены к работе в подобных условиях. Однако, при этой технологии, факторы, влияющие на потери и засорение угля, исследованы недостаточно, что сужает область её применения. Рабочее оборудование драглайнов применительно к производству добычных работ характеризуется рядом конструктивных и технологических особенностей. В атой связи, вопросы повышения качества добычных работ, выполняемых вскрышными драглайнами, приобретают актуальность и практическое значение.
Цель.работы - разработка и научное обоснование технологии совместного производства вскрышных и добычных работ с помощью драглайнов, обеспечивающей в бестранспортных системах разработки повышение качества добычи полезного ископаемого на разрезах.
Основная идея диссертационной работы состоит в том, что в бестранспортных системах разработки качество добычных работ, выполняемых вскрышными драглайнами, может быть повышено за счет снижения потерь и засорения полезного ископаемого на основе рациональных схем извлечения буроугольного пласта и его отгрузки в средства транспорта.
К зашите представляется следующие научные положения;
-
Толщина слоя теряемого угля и примешиваемой породы находится в пропорциональной экспоненциальной зависимости от высоты установки экскаватора-драглайна относительно контакта "уголь-порода" и емкости ковша, что приводит к ограничений высоты установки драглайна при резком снижении качества добычи.
-
Величина потерь угля при погрузке его драглайном в средства транспорта описывается квадратичной зависимостью от угла поворота и радиуса разгрузки драглайна.
-
Потери полезного ископаемого снижаются путем подбора рационального сочетания горно-транспортного оборудования при погрузке в автосамосвалы исходя из зависимости их вместимости от емкости ковша и длины стрелы драглайна, в железнодорожные вагоны - согласно оптимальному углу поворота драглайна на разгрузку.
-
Эффективное использование вскрышного драглайна на добычных работах в конкретных горно-геологических условиях зависит or минимальной выемочной мощности пласта полезного ископаемого и прослойка пустой породы, которая обусловлена технической возможностью драглайна и требованиями к качеству добываемого угля.
Научная новизна работы заключается-в следующем:
установлена взаимосвязь толщины теряемого слоя угля, примешиваемого слоя пустой породы с высотой установки и емкостью ковша экскаватора-драглайна, позволившая обосновать нормативы эксплуатационных потерь и засорения угля;
установлена зависимость потерь полезного ископаемого от угла поворота и радиуса разгрузки драглайна, согласно которой прогнозируют величину потерь при погрузке; *;
установлена зависимость рациональной вместимости кузова автосамосвала от емкости ковша и длины стрелы драглайна, исходя
из которой выбирают оптимальное сочетание, горно-транспортного оборудования;
разработана формула по определению рационального угла поворота драглайна для разгрузки в железнодорожные вагоны, что обеспечивает наименьшие потери полезного ископаемого при погрузке;
предложены формулы расчета минимальной выемочной мощности пласта угля и прослойка пустой породы исходя из техническое возможности драглайна и требуемого качества добываемого угля; формулы позволяют определить область применения вскрышных драглайнов на добычных работах.
Обоснованность и достоверность научных положений, шродов и рекомендаций обеспечивается: применением апробированиях методов исследований и теоретических предпосылок, базируглдахся на фундаментальных положениях теории и практики открытых горных работ; достаточным объемом экспериментальных исследований по определению потерь и засорения угля при добычных работах с помощью драглайнов, обеспечивающих с вероятностью 0,97-0,99 предельную ошибку не более 10 % и- удовлетворительную их сходимость с результатами теоретических исследований; положительными результатами внедрения методики расчета нормативных потерь и засорения угля на разрезе Ворбо-лозовскмй ПО "Александрияуголь".
Практическая ценность работы заключается в разработке новых конструкций рабочего оборудования драглайна и перегрузочных устройств, повышающих эффективность шемочно^-погрузочных: работ; методики нормирования эксплуатационных потерь и засорения угля при разработке горизонтальных пластов сложного строения; алгоритма автоматизированного проектирования рациональных параметров бестранспортной системы разработки при использовании на добычных работах вскришных драглайнов; совершенствовании технологических схем с целью повышения качества добычных работ на углеразрезах. ." Реализация выводов и рекомендаций, работы.
Результаты исследований использованы на углеразрезах П0"Алек-сандрияуголь" при составлении годового проекта эксплуатационных потерь и засорения угля. Разработанная методика нормирования эксплуатационных потерь и засорения угля внедрена на разрезе Бербо-лозовский. Годовой экономический эффект составляет 148 тыс.руб. (по ценам 1991 г.),
Апробация работы. Основные положения работы доложены и одобрены на научно-техническом Совете ПО "Александрияуголь" (г.Александрия, 1991 г.); IX республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Вопросы совершенствования технологии и комплексной механизации добычи и переработки горячих сланцев" (г.Кохтла-Ярве,1989 г.); научно-практической конференции молодых ученых "Основные направления открытой угледобычи и переработки КАУ"(г.Красноярск,1990 г.); У всесоюзной конференции молодых ученых "Интенсификациягорнорудного производства" (г.Свердловск, 1991 г.); всесоюзной конференций по проблеме добычи и обогащения руд при их комплексном использовании (г.Апатиты,1991 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных ра-
бот, получено 4 авторских свидетельства и 3 положительных решения ВИИИГПЭ на изобретение.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 разделов и заключения, изложенных на 95 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 19 таблиц, библиографический список на 104 наименования и б приложений на 21 страницах.