книги / Разработка калийных месторождений
..pdf
Степень заполнения kзап определяется по формуле
kзап = hhз.м ,
к
где hз.м – высота закладочного массива, м; hк – средняя высота камеры, м.
Поскольку измерение высоты закладочного массива ее определяют косвенно по формуле
hз.м = hк −hз,
(6.18)
hз.м затруднено,
(6.19)
где hз – зазор между поверхностью закладочного массива и кровлей каме-
ры, м.
После подстановки формулы (6.19) в формулу (6.18) получаем:
kзап =1− hз . (6.20) hк
При закладке двух пластов средняя степень заполнения камер kзап.ср определяется по формуле
kзап.ср = kзап.в Sк.в +kзап.н Sк.н , |
(6.21) |
Sк.в + Sк.н |
|
где kзап.в, kзап.н – степень заполнения камер соответственно верхнего и нижнего пластов;
Sк.в, Sк.н – сечение камеры соответственно верхнего и нижнего пластов, м2.
Из формулы (6.20) следует, что задача определения степени заполнения камер kзап сводится к определению значения зазора между поверхно-
стью закладочного массива и кровлей камеры hз.
Из опыта эксплуатации следует, что при механической закладке с применением самоходных вагонов значение hз составляет 0,8–1,0 м.
Степень заполнения камер при гидрозакладке
При гидрозакладке средний зазор hз зависит от угла наклона камеры, способа подачи пульпы в камеру и количества точек подачи.
161
Возможные схемы подачи пульпы приведены ниже.
На рис. 6.2 показана схема закладки камеры с подачей пульпы из забойного пульпопровода с одним порогом.
з h
α 
L |
|
|
с |
|
|
|
п |
|
т . |
||
h |
п |
|
h |
||
|
||
ϕ
Lк
к h
Рис. 6.2. Схема закладки камеры из забойного пульпопровода с одним порогом
В этом случае незаполняемая высота hз, м, определяется по формуле
|
|
L h +(L − L ) h |
+0,5(L −L )2 |
tg(ϕ−α) |
|
|
|||||
|
h = |
c |
т |
к |
c |
п.п |
к |
c |
|
, |
(6.22) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
з |
|
|
|
|
Lк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Lc |
– расстояние до точки слива пульпы, м; |
|
|
|
|
||||||
hт |
– технологический зазор для прокладки пульпопровода, м; |
|
|||||||||
Lк |
– длина камеры, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
hп.п – расстояние от кровли до закладочного массива у порога, м; ϕ – угол откоса закладочного массива, град; α – угол наклона камеры, град.
Из практики ведения закладочных работ на рудниках ВКМКС значение hт составляет от 1,2 до 1,5 м.
Угол откоса закладочного массива зависит от многих факторов: крупности частиц солеотходов, длины откоса, ширины камеры, расхода пульпы. Для ориентировочных расчетов можно принять, что при длине откоса до 100 м и крупности солеотходов менее 1 мм ϕ = 2,3…2,5 град. При
крупности солеотходов от 1,8 до 2,3 мм ϕ = 2,7…3,0 град.
Зазор hп.п служит для размещения пульпопровода, и его величина составляет от 0,5 до 0,7 м.
162
На рис. 6.3 показана схема закладки с несколькими порогами.
з h
п . п h
α 
ϕ
Lк
к h
Рис. 6.3. Схема закладки камеры из забойного пульпопровода с несколькими порогами
При нескольких порогах средняя незаполняемая высота hз, м, определяется по формуле
h = h |
+ |
Lк |
sin(ϕ−α), |
(6.23) |
|
2n |
|||||
з п.п |
|
|
|
||
|
|
п |
|
|
где hп.п – зазор, необходимый для размещения пульпопровода, м; nп – количество порогов в камере, шт.
На рис. 6.4 показана схема закладки камеры из скважин, пробуренных через целик из смежной камеры.
з h
α 
в к с h
1
ϕ 
Lк
к h
Рис. 6.4. Схема закладки камеры с подачей пульпы через скважины, пробуренные в междукамерном целике:
1 – пульпоперепускная скважина
163
При этой схеме высота hз, м, определяется по формуле
h |
= h |
+ |
Lк sin(ϕ+α) sin(ϕ−α) |
, |
(6.24) |
|
|||||
з |
скв |
2nскв sin2ϕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где hскв – незаполняемая высота, образующаяся от выхода пульпоперепускной скважины под кровлю, м;
nскв – количество пульпоперепускных скважин, шт.
На рис. 6.5 показана схема закладки нижней камеры через скважины, пробуренные в междупластье. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что камера у скважины заполняется под кровлю, значение hскв = 0.
з h
α 
1
ϕ 
к h
Lк
Рис. 6.5. Схема закладки камеры с подачей пульпы через скважины, пробуренные в междупластье: 1 – пульпоперепускная скважина
При этой схеме высота hз, м, определяется по формуле |
|
||||||||||
|
|
|
h = |
Lк sin(ϕ+α) sin(ϕ−α) |
. |
(6.25) |
|||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
з |
|
|
2nскв sin2ϕ |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Пример 3. Определить степень заполнения камеры по схеме (см. |
|||||||||||
рис. 6.2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные: Lк |
= 190 м, Lc = 100 м, ϕ = 2,5 град, α = 1,0 град, |
||||||||||
hт = 1,4 м, hп.п |
= 0,7 м, hк |
= 6,0 м. |
|
|
|
|
|
|
|||
По формуле (6.22) находим значение hз: |
|
|
|
||||||||
h |
|
L h +(L − L )h |
+0,5 |
(L − L )2 tg(ϕ−α) |
= |
||||||
= c |
т |
к |
c |
п.п |
|
к |
c |
||||
з |
|
|
|
|
|
|
Lк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
164 |
|
|
|
|
|
= 100 1,4 +(190 −100) 0,7 +0,5 (190 −100)2 tg(2,5 −1,0) =1,63 .
м
190
По формуле (6.20) находим значение kзап:
kзап =1− hз = 1−1,63 = 0,728. hк 6,0
Пример 4. Определить степень заполнения камеры при тех же условиях, что и в предыдущем примере, при nп = 3 шт. по схеме (см. рис. 6.3).
По формуле (6.23) находим значение hз:
hз = hп.п + 2Lnк п sin(ϕ−α) = 0,7 +1902 3 sin(2,5 −1,0) =1,53 м.
По формуле (6.20) находим значение kзап:
kзап =1− hз = 1−1,53 = 0,745. hк 6,0
Пример 5. Определить степень заполнения камеры при тех же условиях, что и в предыдущем примере, при nскв = 3 шт., hскв = 0,3 м по схеме
(см. рис. 6.4).
По формуле (6.24) находим значение hз:
hз = hскв + Lк sin(ϕ+α) sin(ϕ−α) = 2nскв sin2ϕ
= 0,3 +190 sin(2,5 +1,0) sin(2,5 −1,0) = 0,88 м. 2 3 sin(2 2,5)
По формуле (6.20) находим значение kзап:
kзап =1− hз = 1− 0,88 = 0,853. hк 6,0
Сравнение степеней заполнения камеры в примерах 2 и 3 показывает, что заполнение камер под кровлю через скважины позволяет увеличить степень заполнения на 11 % абсолютных процентов.
165
Пример 6. Определить среднюю степень заполнения камер двух пластов. Верхняя камера заполняется по схеме (см. рис. 6.2), а нижняя через скважины в междупластье (рис. 6.5).
Исходные данные: Lк = 190 м, hк.в = 3,0 м, Sк.в = 15,3 м2, hк.н = 6,5 м,
S |
к.н |
= 32,0 м2, |
L = 120 м, |
h |
= 1,4 м, ϕ = 2,7 град, |
α = 0,7 град, h |
= |
||||||||
|
|
|
|
c |
|
|
т |
|
|
|
|
|
п.п |
|
|
= 0,5 м, nскв = 3 шт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
По формуле (6.24) находим значение hз.в: |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
h |
|
L h +(L − L ) h |
+0,5 (L − L )2 |
tg(ϕ−α) |
= |
|
||||||
|
|
|
= c |
т |
к |
c |
п.п |
к |
c |
|
|
|
|||
|
|
|
з.в |
|
|
|
|
|
|
Lк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
120 1,4 +(190 −120) 0,5 +0,5 (190 −120)2 tg(2,7 −0,7) |
=1,52 м. |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
190 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По формуле (6.20) находим значение kзап.в:
kзап.в =1− hз.в =1−1,52 = 0,493. hк.в 3,0
По формуле (6.25) находим значение hз.н:
h |
= |
Lк sin(ϕ+α) sin(ϕ−α) |
= 190 sin(237 +0,7) sin(2,7 −0,7) = 0,7 м. |
|
|||
з.н |
|
2nскв sin2ϕ |
2 3 sin(2 2,7) |
|
|
По формуле (6.22) находим значение kзап.н:
kзап.н =1− hз.н =1− 0,7 = 0,892. hк.н 6,5
По формуле (6.21) находим значение kзап.ср:
kзап.ср = kзап.в Sк.в +kзап.н Sк.н = |
0,493 15,3 |
+0,892 32,0 |
= 0,763. |
Sк.в +Sк.н |
15,3 |
+32,0 |
|
166
Расчетная работа № 3
Выполнить расчет полноты заполнения солеотходами камер на двух пластах.
Исходные данные по вариантам
Номер |
Lк, |
hк.в, |
Sк.в, |
hк.н, |
Sк.н, |
Lc , |
hт, |
ϕ, |
α, |
hп.п, |
nскв, |
варианта |
м |
м |
м2 |
м |
м2 |
м |
м |
град |
град |
м |
шт. |
1 |
200 |
3,0 |
20,2 |
6,5 |
32 |
120 |
1,4 |
2,7 |
0,7 |
0,5 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
190 |
2,9 |
15,3 |
6,0 |
32 |
110 |
1,3 |
2,7 |
0,8 |
0,5 |
3 |
3 |
180 |
2,8 |
20,2 |
5,5 |
32 |
100 |
1,2 |
2,7 |
0,9 |
0,5 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
210 |
3,1 |
15,3 |
6,0 |
32 |
130 |
1,5 |
2,7 |
1,0 |
0,5 |
2 |
5 |
170 |
3,0 |
20,2 |
6,5 |
32 |
120 |
1,4 |
2,7 |
0,7 |
0,5 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
200 |
2,9 |
15,3 |
6,0 |
32 |
110 |
1,3 |
2,7 |
0,8 |
0,5 |
4 |
7 |
190 |
2,8 |
20,2 |
5,5 |
32 |
100 |
1,2 |
2,7 |
0,9 |
0,5 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
180 |
3,1 |
15,3 |
6,0 |
32 |
130 |
1,5 |
2,7 |
1,0 |
0,5 |
2 |
9 |
210 |
3,0 |
20,2 |
6,5 |
32 |
120 |
1,4 |
2,7 |
0,7 |
0,5 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
170 |
2,9 |
15,3 |
6,0 |
32 |
110 |
1,3 |
2,7 |
0,8 |
0,5 |
4 |
11 |
200 |
2,8 |
20,2 |
5,5 |
32 |
100 |
1,2 |
2,7 |
0,9 |
0,5 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
190 |
3,1 |
15,3 |
6,0 |
32 |
130 |
1,5 |
2,7 |
1,0 |
0,5 |
3 |
13 |
180 |
3,0 |
20,2 |
6,5 |
32 |
120 |
1,4 |
2,7 |
0,7 |
0,5 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
210 |
2,9 |
15,3 |
6,0 |
32 |
110 |
1,3 |
2,7 |
0,8 |
0,5 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
170 |
2,8 |
20,2 |
5,5 |
32 |
100 |
1,2 |
2,7 |
0,9 |
0,5 |
2 |
6.4. Расчет производительности самоходного вагона при закладке камер
Часовая производительность самоходного вагона Qч, т/ч, определяется по формуле
Qч = 60Qмин Kст Kсд, |
(6.26) |
где Qмин – минутная производительность самоходного вагона, т/мин;
Kст – коэффициент уменьшения производительности, учитывающий нестабильность длительности цикла вагона;
Kсд – коэффициент уменьшения производительности, учитывающий положение точек разгрузки в закладываемых камерах.
167
На практике в силу различных обстоятельств (простои из-за ремонта вагона, различного сечения закладываемых слоев и др.) забои в пространстве камеры сдвинуты. Это приводит к тому, что производительность вагонов на закладке уменьшается. Коэффициенты, учитывающие уменьшение производительности самоходного вагона, определяются по результатам хронометражных наблюдений. В оценочных расчетах Kст принимают
равным 0,8–0,9, Kсд – 0,75–0,95.
Минутная производительность самоходного вагона Qмин, т/мин, определяется по формуле
Q |
= V , |
(6.27) |
мин |
tц |
|
где V – грузоподъемность вагона, т; tц – время цикла вагона, мин.
Продолжительность цикла работы вагона tц, мин, определяется по формуле
tц = |
L |
+ |
|
L |
+ tзагр + tразг + tвс, |
(6.28) |
V |
V |
|||||
|
груж |
|
|
пор |
|
|
где L – длина транспортировки по камере, м;
Vгруж – скорость груженого вагона, м/мин;
Vпор – скорость груженого вагона, м/мин;
tзагр – продолжительность загрузки вагона, мин; tразг – продолжительность разгрузки вагона, мин;
tвс – продолжительность выполнения вспомогательных операций, мин.
Значение параметров, влияющих на время цикла, принимается по данным табл. 6.1
168
Таблица 6.1 Длительности операций цикла при закладке камер самоходным вагоном
|
|
Число |
Среднее |
Средне- |
Коэффициент |
|
Показатели |
наблюде- |
квадратическое |
||||
|
|
ний |
значение |
отклонение |
вариации |
|
|
|
|
|
|||
Скорость груженого |
271 |
92,5 |
16 |
17,3 |
||
вагона Vгруж, м/мин |
||||||
|
|
|
|
|||
Скорость |
порожнего |
235 |
101 |
16,5 |
16,4 |
|
вагона Vпор, м/мин |
|
|
|
|
||
Продолжительность |
289 |
70 |
25,5 |
36,3 |
||
загрузки вагона tзагр, с |
||||||
|
|
|
|
|||
Продолжительность |
187 |
108 |
32,5 |
30,0 |
||
разгрузки вагона tразг, с |
||||||
|
|
|
|
|||
Подъем плужка tвс, с |
483 |
23,6 |
11,2 |
47,4 |
||
Средневзвешенная производительность самоходного вагона Qср.вз, т/ч, составит:
Q |
= |
Qн.с (hк −hв.с ) +Qв.с (hв.с −hз ) |
, |
(6.29) |
|
||||
ср.вз |
|
hк −hз |
|
|
|
|
|
||
где Qн.с, Qв.с – часовая производительность соответственно по нижнему и верхнему слоям, т/ч;
hк – высота камеры, м;
hв.с – высота верхнего слоя, м;
hз – средний зазор между закладочным массивом и кровлей камеры, м.
Пример 7. Определить средневзвешенную производительность самоходного вагона 5ВС-15М при закладке камеры в два слоя. Загрузка самоходного вагона осуществляется из бункера-перегружателя.
Исходные данные: L = 190 м, hк = 6,0 м, hв.с = 2,5 м, hз = 1,0 м, tзагр = = 1,0 мин, V = 12,5 т, Kст = 0,85, Kсд = 0,85.
По формуле (6.27) находим значение tц по нижнему слою:
169
tц = |
L |
|
+ |
|
L |
|
+tзагр +tразг +tвс = 190 |
|
+190 |
+1,0 +1,17 +0 = 6,1 мин. |
|||||||
V |
|
V |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
92,5 |
|
101 |
|
|||||
|
|
груж |
|
|
пор |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
По формуле (6.28) |
находим значение tц по верхнему слою: |
||||||||||||||||
tц = |
|
L |
+ |
|
|
L |
+tзагр +tразг +tвс = 190 |
+ |
190 +1,0 +1,8 +0,4 = 7,13 мин. |
||||||||
V |
V |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
92,5 |
|
|
101 |
|
||||||
|
|
груж |
|
|
|
|
пор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По формуле (6.27) |
находим значение Qмин |
по нижнему слою: |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
= V = |
12,5 = 2,05 т/мин. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мин |
tц |
6,1 |
|
|
|
|
|
По формуле (6.27) |
находим значение Qмин |
по верхнему слою: |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
= V = |
12,5 =1,71 т/мин. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мин |
tц |
7,13 |
|
|
|
|
|
По формуле (6.26) находим значение Qч по нижнему слою:
Qч = 60Qмин Kст Kсд = 60 2,05 0,85 0,85 =88,9 т/ч.
По формуле (6.26) находим значение Qч по верхнему слою:
Qч = 60Qмин Kст Kсд = 60 1,71 0,85 0,85 = 74,1 т/ч.
По формуле (6.29) находим значение Qср.вз:
Qср.вз = Qн.с (hк −hв.с ) +Qв.с (hв.с −hз ) =
hк −hз
= 88,9 (6,0 −2,5) +74,1 (2,5 −1,0) =84,5 т/ч. 6,0 −1,0
Расчетная работа № 4
Выполнить расчет производительности самоходного вагона 5ВС-15М при закладке очистной камеры солеотходами в два слоя. Загрузка самоходного вагона осуществляется из бункера-перегружателя БП-14.
170