Контрольная работа: Механическое рыхление
Породы вскрыши Зашуланского каменноугольного месторождения представлены четвертичными отложениями, включающими в себя почвенно-растительный слой мощностью от 0,2 до 0,6 м, суглинками мощностью от 15 до 18 метров, песчано-галечниковыми образованиями мощностью от 0,5 до 15 метров и коренными породами, состоящих из аргиллитов и алевролитов. Удельный вес вскрышных пород составляет 2,2 т/м3 . Согласно геологического отчёта породы вскрыши в талом состоянии хорошо поддаются прямой экскавации и не требуют предварительного рыхления. Породы вскрыши находящиеся в мёрзлом состоянии и уголь могут разрабатываться только после предварительного рыхления. Коэффициент крепости мёрзлых пород находится в пределах 3-5 и данные породы можно отнести к классу средне- и труднорыхлимых, характеризуемых скоростью распространения продольных упругих волн в массиве в среднем 3000 м/с при акустическом показателе 0,4.
С целью оптимизации параметров подготовки пород к выемке механическим рыхлением рассмотрим три типоразмера бульдозерно-рыхлительных агрегатов различного тягового класса, в том числе ДЗ-35С (150 кН), ДЗ-94С (250 кН), ДЗ-141ХЛ (350 кН). Характеристики базовых тракторов приведены в таблице 1.
По данным номограммы величина заглубления зуба рыхлителя соответственно будет составлять 0,35; 0,51; 0,69 м.
Рис. 5 - Номограмма для определения возможного заглубления h з зуба рыхлителя в зависимости от акустических характеристик массива υу и R , мощности тягача N и силы тяги F рыхлителя: 1,2,3,4 - при значениях υу соответственно 1000, 2000, 3000 и 4000 м/с
Выполним расчёт основных параметров рыхления для бульдозера-рыхлителя ДЗ-35С.
Определим ширину прорези понизу
в = Кз × вз , м;
где вз – ширина коронки, м;
Кз – (1 - 1,1) – коэффициент
в = 1,05×0,086 =0,09 м.
Определим ширину прорези поверху
В= в+2×Кт × h з × ctg α , м;
где Кт = 0,85 коэффициент трещиноватости;
α=500 – угол наклона стенок прорези;
h з – возможное заглубление зуба рыхлителя, м.
В=0,09+2×0,85×0,35× ctg 50=0,59 м.
Определим глубину эффективного рыхления
h э =0,6 × h з , м;
h э =0,6 × 0,35 = 0,21 м.
Определим расстояние между соседними проходами рыхлителя
С=в+[( h з - h э )×2 ctgα ]×Кт , м;
С=0,09+[(0,35-0,21)×2 ctg 50]×0,85=0,29 м;
Для других бульдозеров-рыхлителей расчёт параметров механического рыхления выполнен аналогично, результаты расчётов приведены в таблице 3.
Расчёт параметров механического рыхления
Таблица 3
| Наименование показателя | ед. изм | Тип бульдозерно-рыхлительного агрегата | ||
| ДЗ-35С (150 кН) | ДЗ-94С (250 кН) | ДЗ-141ХЛ (350 кН) | ||
| Ширина прорези понизу, (в ) | м | 0,09 | 0,12 | 0,13 |
| Ширина прорези поверху, (В ) | м | 0,59 | 0,85 | 1,11 |
| Глубина эффективного рыхления, (h э ) | м | 0,21 | 0,31 | 0,41 |
| Расстояние между проходами рыхлителя, (С ) | м | 0,29 | 0,40 | 0,53 |
Технология отработки уступа
Необходимость разработки уступов слоями небольшой мощности и, как следствие этого, незначительная высота забоя погрузочного механизма несколько ограничивают область применения рыхлителей и оказывают существенное влияние на выбор рациональных средств комплексной механизации и технологии добычных работ. С одной стороны, незначительная высота забоя затрудняет непосредственную выемку разрыхленной горной массы механическими лопатами, так как для производительной их работы в данном случае требуется предварительное ее штабелирование. С другой стороны, механическое рыхление, обеспечивая высокое качество подготовки скальных и полускальных пород, позволяет повысить эффективность работы и расширить область применения таких выемочно-погрузочных механизмов, как скреперы, бульдозеры, одноковшовые погрузчики, многочерпаковые и роторные экскаваторы, погрузочные машины непрерывного действия и др.
Рыхление массива навесными рыхлителями можно вести горизонтальными или наклонными слоями. При работе горизонтальными слоями по мере рыхления и погрузки породы высота уступа в зоне погрузки постоянно уменьшается, что приводит к снижению производительности экскаватора и требует дополнительных объёмов бульдозерных работ. Поэтому наиболее рациональной при рыхлении горизонтальными слоями является подъуступная схема, при которой разрыхленная порода сталкивается бульдозером по выположенному откосу на подошву уступа, где и производится её погрузка в транспортные средства (рис 6).