Изучение влияния гранулометрического состава взорванной горной массы на производительность экскаватора WK-35
Текущее состояние. В мировой практике принято, что критерием качества взрывной подготовки массива горных пород является выход определенного или заданного гранулометрического состава ВГМ, а также выход негабаритной фракции не превышающий заданный показатель. Существуют различные подходы к сбору данных для последующей оценки параметров подготовленного буровзрывным способом к выемке блока. В данной работе описан подход, апробированный для подготовленных взрывным способом к выемке вскрышных уступов золоторудного карьера.
Решаемая научная проблема. На этапе экскавации горных пород качество подготовленного массива отражается на производительности экскаваторно-автомобильного комплекса (ЭАК). С уменьшением величины средневзвешенного размера куска ВГМ растёт производительность экскаватора и снижаются удельные затраты на процесс экскавации, поэтому установление количественной взаимосвязи между гранулометрическим составом ВГМ и производительностью экскаватора WK-35 при погрузке большегрузного автосамосвала является важной задачей.
Методы исследования. Сбор данных для оценки гранулометрического состава ВГМ по мере отработки блоков проводился непосредственно из кабины машиниста экскаватора WK-35 методом цикличной фотофиксации забоя. Последующая оценка включала отбор качественных изображений с привязкой к хронометражу работы оборудования и обработку фотоматериалов гранулометрического состава ВГМ методом фотопланиметрии в ПО «WipFrag». Результатом процесса обработки является кривая распределения Розина-Раммлера. Анализ показателей работы ЭАК, занятого в процессе выемочно-погрузочных и транспортных работ, проводился на основании данных выгрузки системы диспетчеризации карьера и данных фотовидеофиксации, получаемых в ходе отработки блока.
Детали исследования. В работе установлена минутная производительность экскаватора в рамках сменной работы:
где Ni – процент загрузки автосамосвала i-ым количеством ковшей, Мi – масса ВГМ, загруженной i-ым количеством ковшей, тонн, Тi – время цикла загрузки автосамосвала i-ым количеством ковшей, мин.
Объем полученных данных хронометражных наблюдений при работе ЭАК (WK-35 + CAT 793D) позволил построить зависимости минутной производительности WK-35 при погрузке CAT 793D от средневзвешенного куска ВГМ (рис. 1) и минутной производительности WK-35 при погрузке CAT 793D от процента выхода фракции более 1 метра (рис. 2).
Рис. 1. Зависимость минутной производительности WK-35 при погрузке CAT 793D от средневзвешенного куска ВГМ
Рис. 2. Зависимость минутной производительности WK-35 при погрузке CAT 793D от процента выхода фракции более 1 метра
Анализ чувствительности производительности экскаватора WK-35 к средне-взвешенному куску ВГМ в забое отражен в табл. 1, и на основе данных полученных зависимостей спрогнозированы среднесменные производительности экскаватора при изменении средневзвешенной фракции ВГМ. Расчёт показывает, что при правильном подборе параметров БВР и организации выемочно-погрузочных работ, производительность ЭАК за смену может быть существенно наращена.
Таблица 1 - Анализ чувствительности производительности экскаватора WK-35 к средневзвешенному куску ВГМ в забое
Средневзвешенный кусок ВГМ | 350-400 | 400–500 | 500-550 |
Процент выхода фракции более 1 метра, % | 3,5 | 4,5 | 8 |
Коэффициент однородности ВГМ, n | 1,75 – 1,92 | 1,63 – 2,18 | 1,55 – 1,97 |
Ср. процент загрузки CAT 220 4-я ковшами, % | 90 | 78 | 42 |
Ср. процент загрузки CAT 220 3-я ковшами, % | 6 | 1 | - |
Средняя масса загрузки, тонн | 227 | 222 | 226 |
Среднее «чистое» время загрузки, мин. | 2:06 | 2:32 | 3:11 |
Среднее время загрузки по данным системы диспетчеризации карьера, мин. | 2:55 | 3:08 | 3:50 |
Средняя минутная производительность, тонн/мин | 108 | 86 | 63 |
Расчетная средняя сменная производительность, м3 (при КИО = 0,77; КТГ = 0,87; КИРВ = 0,8) | 15 000 | 12 000 | 8 500 |
Заключение. В работе предложена методика оценки влияния гранулометрического состава ВГМ на производительность экскаватора WK-35 при погрузке автосамосвала CAT 793D. Методика базируется на данных фотопланиметрического анализа, фотовидеофиксации процесса экскавации и данных системы диспетчеризации карьера, собранных по мере отработки блока.
Зависимость минутной производительности WK-35 при погрузке CAT 793D от средневзвешенного куска ВГМ в пределах от 350 до 550 мм имеет высокую степень взаимосвязи. Зависимость же минутной производительности WK-35 при погрузке CAT 793D от процента выхода фракции более 1 метра является менее выраженной.
Анализ данных производительности экскаватора WK-35 свидетельствует о существенной чувствительности экскаватора WK-35 к качеству подготовленного забоя. Так расчетная производительность по данным хронометража снижается в 1,5 раза при увеличении средневзвешенного куска с 350 до 550 мм.
Перспективным направлением исследования является оптимизация буровзрывных работ под заданный гранулометрический состав с целью увеличения экономической эффективности.