Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Метод определения энергоэффективности технологий и механизации горных работ по добыче полезных ископаемых открытым способом
Шрифт:

Вместе с этим для установления внутренней взаимосвязи машин в производственных процессах технологического потока со свойствами разрабатываемого скального массива и горной массы, а также для оценки комплектов перспективной техники и для определения эффективности новой технологии предлагается использовать принципиальную сторону энергетического метода исследования. В основе его лежит закон сохранения энергии, открытый М.В. Ломоносовым.

Применительно к методу исследования производственных процессов в горном деле этот закон можно выразить следующим образом: энергия, используемая в процессе горного производства,

равна работе преодоления сопротивления материалов требуемому качественному изменению и перемещения их в пространстве.

Для открытых горных работ сущность этого метода заключается в том, что для производства горных работ на карьере при определенной технике и технологии необходимо затратить энергию на дробление массива для получения требуемого состава горной массы по крупности и степени разрыхления, выемку и погрузку породы, перемещение и укладку ее в отвал для вскрыши или переработку для полезного ископаемого.

При этом энергия расходуется на преодоление сопротивления рабочих органов самих машин в технологических процессах и для совершения полезной работы по переводу объекта приложения энергии (горной породы) из одного состояния в другое.

Расход первой части энергии учитывается коэффициентом полезного действия передачи энергии от источника к рабочим органам и коэффициентом полезного действия самих рабочих органов.

Расход второй части энергии зависит от технологии процесса и определяется свойствами горной породы, степенью изменения качества и состояния в процессе воздействия на неё.

Изменение качества, обусловленное технологией и на карьерах породами, представляет собой разрушение массива и создание разрыхления горной массы, подъем для погрузки, перемещение и т.п.

Вторая часть энергии, которая как бы “поглощается” горной породой в процессе производства, называется технологическим энергопоглощением. Оно измеряется в джоулях (Ет =F x L - сила на путь). Сила (F) измеряется в ньютонах, путь (L) - в метрах.

Применительно к горному производству под энергопоглощением горной породой понимается расход полезной энергии для превращения массива в горную массу требуемого состава по крупности, подъёме её на высоту, перемещение и укладку в отвал для пустых пород и переработку для полезного ископаемого. При этом во время дробления массива энергия расходуется на преодоление природных сил сопротивления разрушению, при подъёме – преодоление сил гравитации, при перемещении – преодоление сопротивления движению.

Использование понятия «поглощение энергии» вместо «расход энергии» позволяет конкретизировать то обстоятельство, что расходуется полезная, а не фактически затрачиваемая энергия, выражая собой закон перехода количества энергии в качество горной массы и её перемещение.

Величина энергопоглощения зависит от свойств горных пород и от технологических параметров производственного процесса.

В расчетной зависимости энергопоглощения в общем виде свойства горных пород выражаются через сопротивление, оказываемое рабочему органу машины, а технологические параметры через путь, который рабочий орган преодолевает, это сопротивление и производит определенное количество продукции, заданного технологией качества

,

где Эт - удельное технологическое энергопоглощение Дж/кг;

F- сопротивление, оказываемой горной породой,

Н;

L - величина пути, на котором преодолевается сопротивление горной породы, м;

Р - количество продукции, произведенный в рабочий цикл, кг

Основное сопротивление горной породы оказывают: в процессе подготовки горных пород к выемке - молекулярные связи, плотность горных пород и физическое состояние массива. В процессе выемки и погрузки - связанность, объемный вес, зацепление кусков горной породы, состав по крупности, трение. В процессе перемещения - объемный вес, связанность горной массы, трение. При отвалообразовании - объемный вес, зацепление, трение. При переработке - молекулярные связи, петрографический состав и плотность.

Некоторые из перечисленных свойств горных пород не являются постоянными, а изменяются под воздействием окружающей среды. Например, связанность горной массы и сопротивление внедрению ковша увеличиваются в результате слеживания горной массы, смерзаемости, заснеженности и т.д.

Некоторые свойства являются результатом принятой технологии или качеством выполнения работ в предыдущих процессах, например, состав горной массы по крупности, зацепление, степень разрыхления и т.п.

Общее энергопоглощение горной массы будет представлять собой сумму энергопоглощений по процессам технологического потока.

Вследствие того, что энергопоглощение зависит как от свойств горных пород, так и от технологических параметров, появляется возможность сравнивать между собой в аналогичных условиях различные комплекты оборудования технологических потоков или отдельные их звенья и выбирать вариант с меньшими значениями как наиболее эффективный.

В конкретных природных условиях месторождения или отдельной природно-технологической зоны карьера в сравнительных расчётах для выбора варианта с меньшим энергопоглощением комплекта оборудования технологического потока или технологии горных работ целесообразно пользоваться показателем энергопоглощения единицей горной массы (удельное энергопоглощение )

Для расчетных зависимостей определения энергопоглощения необходимо рассмотреть взаимосвязь свойств горных пород с технологией производства работ по процессам в технологическом потоке.

В настоящие время широко развиваются исследования по физике горных пород. Накопление данных о свойствах горных пород в массиве, образце и разрыхленном состоянии и их сопротивлении при добывании позволяет использовать их в энергетическом методе исследования горных работ на карьерах.

2.2. Энергопоглощение по процессам технологического потока.

Процесс подготовки горных пород к выемке.

Это первый процесс технологического потока. Мягкие горные породы не требуют специальной подготовки к выемке, а массив крепких (скальных и полускальных) требует предварительного разрушения и дробления для обеспечения следующего процесса – экскавации.

Энергопоглощение горных пород при дроблении зависит от молекулярных сил связи, дислокаций кристаллической структуры горных пород и нарушенности массива под действием эрозионных разрушений, естественной трещиноватости (блочности) и трещинообразования от сейсмического воздействия предшествующих взрывных работ на уступе.

Поделиться:
Популярные книги

Магия чистых душ

Шах Ольга
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
5.40
рейтинг книги
Магия чистых душ

Возвышение Меркурия. Книга 3

Кронос Александр
3. Меркурий
Фантастика:
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Возвышение Меркурия. Книга 3

Хозяин Теней 3

Петров Максим Николаевич
3. Безбожник
Фантастика:
попаданцы
аниме
фэнтези
фантастика: прочее
5.00
рейтинг книги
Хозяин Теней 3

Возвышение Меркурия. Книга 8

Кронос Александр
8. Меркурий
Фантастика:
героическая фантастика
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Возвышение Меркурия. Книга 8

Шипучка для Сухого

Зайцева Мария
Любовные романы:
современные любовные романы
8.29
рейтинг книги
Шипучка для Сухого

Хозяйка старой пасеки

Шнейдер Наталья
Фантастика:
попаданцы
фэнтези
7.50
рейтинг книги
Хозяйка старой пасеки

Жандарм 4

Семин Никита
4. Жандарм
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
аниме
5.00
рейтинг книги
Жандарм 4

Я – Стрела. Трилогия

Суббота Светлана
Я - Стрела
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
эро литература
6.82
рейтинг книги
Я – Стрела. Трилогия

Газлайтер. Том 6

Володин Григорий
6. История Телепата
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
аниме
5.00
рейтинг книги
Газлайтер. Том 6

Ваше Сиятельство 4т

Моури Эрли
4. Ваше Сиятельство
Любовные романы:
эро литература
5.00
рейтинг книги
Ваше Сиятельство 4т

Доктора вызывали? или Трудовые будни попаданки

Марей Соня
Фантастика:
юмористическая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Доктора вызывали? или Трудовые будни попаданки

Эволюция мага

Лисина Александра
2. Гибрид
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Эволюция мага

Печать мастера

Лисина Александра
6. Гибрид
Фантастика:
попаданцы
технофэнтези
аниме
фэнтези
6.00
рейтинг книги
Печать мастера

Надуй щеки! Том 5

Вишневский Сергей Викторович
5. Чеболь за партой
Фантастика:
попаданцы
дорама
7.50
рейтинг книги
Надуй щеки! Том 5