Методика расчета производительности экскаваторно-автомобильных комплексов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ваны несколько таких перегрузочных пунктов. Дополнительные пункты в этом случае устраиваются на площадках широкого автосъсзда (рис. 5).

Использование при доработке глубоких карьеров автосамосвалов малой грузоподъемности и полное совмещение автомобильной транспортной бермы с наклонной предохранительной бермой позволяет приблизить угол наклона постоянного борта карьера к его максимально допустимому значению.

Разработанные в ИГД УрО РАН схемы, способы и устройства позволяют существенно уменьшить объём вскрыши в карьере от горно-подготовительных рабог под транспортные бермы и площадки перегрузочных пунктов. При их использовании борта карьера в отработанном виде приобретают рациональную выпуклую ферму вместо вогнутой, которая имеет место при использовании известных горно-транспортных систем карьеров.

УДК 622.683:656.21:624.19

К). В. Стенин, В. В. Макаров, Д. С. Панфилов

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЭКСКАВАТОРНО-АВТОМОБИ Л ЫINX КОМПЛЕКСОВ

Производительность комплекса является, по сути, производительностью входящего в него экскаватора или суммой производительностей автосамосвалов в комплексе. Поэтому расчет производительности экскаваторно-автомобильных комплексов сводится к расчету производительности составляющих комплекс экскаватора и автосамосвалов с учетом их технологической и организационной взаимосвязи.

От точности расчета производительности комплекса зависит надежность планирования горных работ и эффекгивность использования технических и трудовых ресурсов. В настоящее время в качестве основы для оперативного планирования погрузсчно-транспортных работ и для оплаты и стимулирования труда используются единые нормы выработки на открытые горные работы. Однако они не достаточно точны:

- практически не учитывают взаимодействие погрузочного и транспортного звена;

- не учитывают особенности внутри сменной организации работы комплекса в целом;

- весьма приблизительно учитывают отклонение фактических условий работы от нормативных.

При расчете производительности экскаваторов не учитываются их простои в начале смены

из-за ожидания прибытия автосамосвалов и в конце смены из-за выхода автосамосвалов из рабочей зоны для пересменки водителей. Не учитывается дахьность перемещения горной массы и количество автосамосвалов, работающих с экскаватором, - факторы, определяющие простои в ожидании прибытия очередного авгосамосвала.

При расчете производительности автосамосвалов также не достаточно точно оценивается время их работы в течение смены, не учитывается количесгво машин, работающих в комплексе с экскаватором, возможные простои в ожидании очереди на разгрузку, транспортно-эксплуатаци-онное качество автодорог, высота подъема горной массы. Применяемый в единых нормах выработки показатель «приведенное расстояние» достаточно укрупненно учитывает свойства автотранспортных коммуникаций карьеров и потому не точно оценивает их.

Существенным отличием условий горных работ является уникальность каждого карьера и каждого забоя в нем. Следовательно, не может быть единых норм выработки на открытые работы. А действующие нормы могут быть использованы только для укрупненных расчетов на стадии обоснования инвестиций.

Едиными должны быть методическая база и методика расчета производительности горно-транспортного оборудования карьеров. А нормативные параметры процессов следует определять для условий конкретного карьера на основе опытно-экспериментальных исследований для текущего и перспективного планирования горных работ. Оперативное планирование следует производить на основе периодического уточнения нормативных параметров с помощью хронометражных наблюдений и анализа фактического уровня организации горно-транспортных работ и технического состояния парка машин. 60

Для расчета производительности эксчаваторно-автомобильного комплекса предлагается у тощая методика.

1. Сменная производительность экскаяаторно-автомобнльного комплекса (экскаватора, ра-его в комплексе) определяется так:

"« =-:-С***, (1)

обсп.

Я ■ сменная производительность экскаваторно-автомобильного комплекса, м3/смену или т/ i>; Тш - продолжительность рабочей смены экскаватора, ч; интервал между началом и прибытием первого автосамосвала (формула (2)), ч; Д - интервал между окончанием узки последнего автосамосвала и окончанием смены (формула (4)), ч; Д Г. - технологически г организационно необходимые простои экскаватора, включая пересменку автосамосвалов при гсовпадении суточных режимов работы погрузочного и транспортного звеньев (как для экскава-геров. так и для автосамосвалов) ч. Они зависят от организационно-технологических условии на ГНОМ предприятии и устанавливаются при существующей организации работы экскаватор-мобильных комплексов на основе хронометражных наблюдений работы в карьере и тех-гкого обслуживания экскаваторов и автосамосвалов; (>Vi -время, затрачиваемое на обслу-шие одного автосамосвала (формула (7|), ч; £ф - фактическая вместимость в м7 или грузо-.'мность Q^ в тоннах автосамосвалов, работающих в комплексе; К^ - коэффициент обеспеченности комплекса (экскаватора) автосамосвалами (формула (5)).

Интервал между началом смены и прибытием первого автосамосвала определяется:

I (да * *(2)

гзе /и- продолжительность подготовительно-заключительных операций перед выходом автосамосвала на смену, ч; txn - время движения автосамосвала от гаража (места стоянки) до экскаватора (пункта погрузки),ч;

i - ^хая

"7Г> (3)

' *

где £хол - расстояние от- места стоянки до экскаватора, км; \\ - скорость движения порожнего

автосамосвала от места стоянки до экскаватора, км/ч; ^ - продолжительность подготовитель-но-заключительных операций в начале рабочей смены экскаватора, ч. Если условие (2) не выполняется, то Д7~пр = /pj>.

Интервал между окончанием погрузки последнего автосамосвала и окончанием рабочей смены экскаватора

+ (4)

где /вг - время движения груженого автосамосвала от экскаватора до пункта разгрузки, ч;

Lr

'л.г=—» (5)

у г

где Lr - расстояние движения от экскаватора до пу нкта разгрузки, км; VT - скорость движения груженого автосамосвала от экскаватора до нункга разгрузки (устанавливается на основе хронометражных наблюдений), км/ч; /р - продолжительность разгрузки автосамосвала, ч; гзв - время движения порожнего автосамосвала от пункта разгрузки до места стоянки, ч;

'«-ф. (6)

"х

где - расстояние от пу нкта разгрузки до места стоянки автосамосвала, км; V, - скорость движения порожнего автосамосвала от пункта раз1рузки до места стоянки, км/ч.

Время, затрачиваемое на обслуживание одного авгосамосвала. определяется:

= + 'с, . <7>

где I - длительность никла экскавации при погрузке автосамосвала, ч; п } - количество циклов экскавации для погрузки одного автосамосвала; (аж> - время ожидания экскаватором прибытия очередного автосамосвала, ч.

Длительность цикла экскавации при погрузке автосамосвала либо определяется на основе хрономегражных наблюдений либо для простых (однородных) забоев с нормальными параметрами может быть определена по формуле Репина Н. Я.

+ + (8)

где

С =

1.07

Здесь </ - средний диаметр куска взорванной горной массы в забое, м; К - коэффициент, учитывающий свойства горных пород; отделяется опытным путем (в первом приближении можно принять К = 1,17-1,20); 3- среднее;вешенный угол поворота экскаватора на разгрузку, град.

Таблица

Простои экскаватора в ожидании прибытии автосамосва.тов, мин/олна щи ружа (мин/один автосамосвал)

1ар. КМ

1,0 0,9 0.8 0.7 0.6

0,5 0,08 0,12 0,2 0,36 0.68 1.47

1,0 0,09 0,14 0.23 0.4 0.78 1,69

1,5 0,099 0,15 0.25 0.44 0.85 1,84

2,0 0,1 0,16 0,27 0.47 0.90 1,94

3.0 0,11 0.18 0.29 0.51 0.98 2.12

Примечание. - расстояние транспортирования горной массы из забоя до пункта разгрузки.

Количество циклов экскавации для погрузки одного автосамосвала определится так: - Определить расчетное количество ковшей экскаватора, необходимых для полной загрузки автосамосвала (л):

а) по его грузоподъемности (С?) - п% :

(9)

где £ - паспортная геометрическая вместимость ковша экскаватора, м'; коэффициент экскавации; у - объемная масса перемещаемой экскаваторно-автомобильным комплексом породы, т/у'.

Коэффициент 'жскянании может бать определен или залай на основе опытных ланных и ли определен по формуле, предложенной Репиным Н. Я.:

б) по вместимости кузова (£) - п^ :

к. 4- коэффициент разрыхления горной массы в кузове автосамосвала. Может быть определен задан на основе опытных данных или определен по формуле, предложенной Репиным Н. Я.:

e'^ + U 5; (I2)

0,85 -\¡E¡ K '

в) из двух полученных значений количества ковшей, необходимых для полной загрузки автосамосвала, выбрать наименьшее, округлить его с точностью до 0,25 и принять за расчетное

значение л .

■

- Округлить расчетное значение количества ковшей (л) до ближайшего большего целого, шторос принять за расчетное значение количества циклов экскавации хая погрузки олного авто-

самосвала ль>.

Фактическая вместимость автосамосвалов, работающих в комплексе, определится:

(13)

Фактическая грузоподъемность автесамосвалов, работающих в комплексе, определится:

ЪтМКг- <14>

Коэффициент обеспеченности комплекса (экскаватора) автосамосвалами определится:

К

(15)

где Л\р - расчетное количество автосамосвалов, которые может обслужить экскаватор за время

одного транспортного цикла (формула (19)); Дг♦ - фактическое количество автосамосвалов, работающих в комплексе с экскаватором.

2. Сменная производительность одного автосамосвала, работающего в составе жскавз горно-автомобильного лим/искса, определится следующим образом:

Гш - - - - д Гго - Д г; - (/„ + Гш) - 0,57*р

яа=(---2-+ |)£ф> (16)

где /7 - сменная производительность автскамосвала в м'/смену или т/смену; Тсн - продолжительность рабочей смены автосамосвала, ч; t*a - продолжительность подготовительно-заключительных операций перед выходом автосамосвала на смет-, ч; д ТП) - технологически и организационно необходимые простои экскаватора, не зависимые от автосамосвалов, работающих в комплексе (т. е. простои, не связанные с пересменкой автосамосвалов), ч; д 7"" - технологически и организационно необходимые простои автосамосвала, включая пересменку бригад экскаваторщиков при несовпадении суточных режимов работы погрузочного и транспортного звена, ч; 7", - продолжительность рейса автосамосвала (формула (17), ч; - фактическая вместимость кузова автосамос-

(N* 1)

вала в м' или его грузоподъемность (<?^) в тоннах. —^-(/п + /ип) - продолжительность простоев в ожидании погрузки в начале смены, приходящаяся в среднем на один автосамосвал; 0,5Гр - незаконченная половина последнего рейса автосамосвала.

Продолжительность рейса автосамосвала определяется:

T = t+t+t+t+t+t +/. (17)

рамрмоыражасагр' v '

где / - время на погрузку одного автосамосвала (формула (18). ч; г - продолжительность движения автосамосвала в грузовом и порожнем направлениях, ч: : К., где V, - среднетехническая скорость движения автосамосвала по технологической трассе, определяете« на основании хрономегражных наблюдений как функция от дальности транспортирования (¿[р) и высоты подъема горной массы (//); - продолжительность разгрузки автосамосвала, ч; /мв - продолжительность маневров при установке на погрузку. ч; - продолжительность маневров при установке на разгрузку, ч; (Продолжительность разгрузочно-маневровых операций принимается также на основе хрономегражных наблюдений в условиях конкретного карьера). / к -средняя продолжительность ожидания автосамосвалом очереди на погрузку (табл. 2), ч; / - средняя продолжительность

ож р

ожидания автосамосвалом очереди на разгрузку (табл. 3), ч.

Время на погрузку одного автосамосвала определяется:

'.-'»>Ч>-°>5> (18)

Расчетное количество автосамосвалов, которые может обслужить экскаватор за время одного транспортного цикла, определяется:

(.9)

*п 'мл

Таблица 2

Продолжительность ожидании автосамосвалом очереди на погрузку при А". = 0,9, (г^), мин/рейс

Расстояние транспортирования, км Закрытый цикл Открытый цикл Смешанный (открыто-закрытый) цикл

0,5-1,1 1.3 0,4 0,7

1,1 - 1,6 1,9 0,6 1,0

1,6-2.1 2,4 0,8 1,3

2,1-2,6 2.9 1.1 1,5

2.6-3.1 3.4 1,3 1.8

Таблица 3

Длительность ожидании иигосамосвнлими очереди на разгрузку, мин/рейс

Число экскаваторов, обслуживающих пункт перегрузки Число мест разгрузки на пункте перегрузки

2 3 4 и более

5-6 0.4 0,18 -

3-4 0,19 0.07 -

1-2 0,08 - -

Я Пронзяапитепьнпсп. •исскяяятпрнп-йятпмобилкнот комплекса определяется как сумма производительностей работающих в нем автосамосвалов:

^^ХХ77».,' (20)

' У

где - сменная производительность автосамосвалау-й модели, работающего с данным экскаватором на /'-й технологической схеме.

Значения производительности экскаваторно-авгомобильного комплекса, полученные по формулам (1) и (20). могут не совпадать. так как в формулах приняты некоторые допущения, обусловленные невозможностью одинаково точно учесть продолжительность внугрисменных перерывов. имеющих неопределенный вероятностный характер. Для плановых расчетов следует принимать меньшее из двух значений. 64