Обґрунтування раціональних параметрів систем розробки глибокого кар'єру при застосуванні автосамоскидів вдосконаленої конструкції

Abstract

Дисертаційна робота присвячена встановленню взаємозв'язку параметрів систем розробки глибоких кар’єрів, що відповідають експлуатаційно-технічним характеристикам кар’єрних автосамоскидів вдосконаленої конструкції для за-безпечення повноти виймання запасів руд. Встановлено, що для умов відпрацювання глибоких горизонтів кар'єра пі-двищення обсягів видобутку руд без збільшення розкриву можливо за рахунок збільшення кутів нахилу бортів кар'єру, що можливо при зменшенні ширини і скорочення довжини автомобільних доріг. Оскільки перелічені величини нор-муються з урахуванням техніки безпеки виконання робіт і, в першу чергу, тех-нічними можливостями автомобільного транспорту, що застосовується, то ви-рішення проблеми виконано шляхом вдосконалення автотранспорту - розроб-лено конструкцію механізму зміни міжосьової відстані і центру мас для кар'єр-ного автосамоскиду великої вантажопідйомності з електромеханічної трансмі-сією. Обґрунтовано раціональне співвідношення параметрів автомобільного транспорту, що застосовується, обладнаного механізмом зміни міжосьової відс-тані і положення центру мас, таких параметрів систем розробки як ухили кар'є-рних автодоріг, розміри майданчиків для розміщення петлі повороту траси, ра-ціональна довжина транспортування і висота підйому гірничої маси, кути нахи-лу бортів кар'єру та скорочення обсягів розкривних робіт при оптимізації робо-чого простору кар'єру.

Диссертационная работа посвящена установлению взаимосвязи парамет-ров систем разработки глубоких карьеров, соответствующие эксплуатационно-техническим характеристикам карьерных автосамосвалов усовершенствован-ной конструкции для обеспечения полноты извлечения запасов руд. Установлено, что для условий отработки глубоких горизонтов карьера повышение объемов добычи руд без увеличения вскрыши возможно за счет увеличения углов наклона бортов карьера, что возможно при уменьшении ши-рины и сокращения длины автомобильных дорог. Поскольку перечисленные величины нормируются с учетом техники безопасности выполнения работ и, в первую очередь, техническими возможно-стями применяемого автомобильного транспорта, то решение проблемы вы-полнено путем совершенствования автотранспорта. На основании проведенного анализа распределения реакции на передние и задние колеса при движении автосамосвала на подъем и спуск с грузом и без него установлено, что сила тяги и радиус поворота автосамосвала зависят от межосевого расстояния и положения центра масс автосамосвала. На основании чего был выполнен комплекс исследований по разработке способа изменения межосевого расстояния. Разработан способ изменения центра масс и межосевого расстояния для карьерного автосамосвала большой грузоподъемности с электромеханической трансмиссией, который позволяет повысить преодолеваемый продольный ук-лон и сократить радиус разворота автосамосвала. Разработана математическая модель движения карьерного автосамосвала по дорогам с продольным уклоном. Исследовано применение на автосамосвалах способа изменения межосе-вого расстояния базы при транспортировании горной массы в глубоких железо-рудных карьерах, что позволяет: увеличить уклоны автомобильных дорог, уменьшить радиус криволинейных участков автомобильных дорог, уменьшить ширину рабочих площадок. Выполненный комплекс исследований по рационализации внутрикарьер-ного пространства Первомайского карьера ПАО «СевГОКа» показал, что при изменении межосевого расстояния радиус поворота автосамосвала уменьшает-ся на 23,1 %, что позволяет уменьшить ширину рабочей площадки в стеснен-ных условиях при тупиковом развороте на 3 м, что составляет 7 % и при коль-цевом на 6 м, что составляет 14,5 % от ее минимального значения. В результате исследований и математического и имитационного модели-рования установлен ряд взаимосвязей между эксплуатационно-техническими характеристиками карьерных автосамосвалов и параметрами систем разработки глубоких карьеров, что позволило определить дальнейшее развитие исследова-ний в области усовершенствования эксплуатационно-технических параметров карьерных автосамосвалов. Обосновано рациональное соотношение параметров применяемого авто-мобильного транспорта, оборудованного механизмом изменения положения центра масс и межосевого расстояния, и таких параметров систем разработки как уклоны карьерных автодорог, размеры площадок для размещения петли по-ворота трассы, рациональная длина транспортирования и высота подъема гор-ной массы, углы наклона бортов карьера и сокращение объемов вскрышных ра-бот при оптимизации рабочего пространства карьера. Разработана методика технико-экономического обоснования оптималь-ных уклонов автодорог с учетом применения способа изменения положения центра масс и межосевого расстояния на автотранспорте, включающая учет из-менения капитальных и эксплуатационных затрат на автотранспорт в зависимо-сти от величины уклона автодорог в динамике развития карьера и учет исклю-чения дополнительного разноса бортов карьера в зависимости от размещения транспортных коммуникаций. По результатам работы разработано ряд методик расчета и рекомендаций.

The thesis is devoted to the establishment of the relationship parameters of the systems development of deep pits, appropriate operational and technical characteris-tics of mine dump improved design to ensure complete extraction of the ore reserves. Established that the conditions of working deep horizons of quarry increase in production without increasing overburden ore with an increase of pit slope angles, it is possible with the width and length contraction highways. Since these values are normalized taking into account the safety and performance of works, primarily tech-nical capabilities used road transport, the solution is satisfied by improving transport - a mechanism of design changes the center of mass and center distance for quarry -type heavy-duty dump trucks with electromechanical transmission. As a result of research and mathematical modeling established a number of re-lationships between operational and technical characteristics of the mine dump and systems design parameters of deep pits. Justified by a rational relationship between the parameters used by motor vehi-cles equipped mechanism for changing the center of gravity and axle distance, and the parameters such as systems development biases quarry roads, sizes sites for turn-ing loop trails, length rational transportation and height of the rock mass, pit slope angles and reduction stripping volumes while optimizing workspace quarry.