Способ бульдозерной разработки россыпных месторождений
Владельцы патента RU 2421618:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) (RU)
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам бульдозерной разработки россыпных месторождений, и может быть использовано, прежде всего, при добыче золота на россыпях. Техническим результатом является повышение эффективности использования землеройной техники (бульдозеров) и в конечном итоге снижение себестоимости вскрышных и добычных работ при разработке россыпных месторождений. Способ включает определение координат места расположения приемного бункера и его размещение, определение среднего расстояния транспортирования при заданном размещении приемного бункера и на его основе технико-экономических показателей разработки полигона, перемещение горной породы бульдозером по прямой к приемному бункеру, промывку и извлечение полезного ископаемого. При этом среднее расстояние транспортирования определяют как средневзвешенное расстояние от приемного бункера до всех точек полигона произвольной конфигурации и площадью S при размещении начала координат в точке расположения бункера. 2 ил.
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам бульдозерной разработки россыпных месторождений, и может быть использовано, прежде всего, при добыче золота на россыпях.
Известен способ бульдозерной разработки россыпных месторождений, включающий определение координат места расположения приемного бункера и его размещение, определение среднего расстояния транспортирования при заданном размещении приемного бункера и на его основе технико-экономических показателей разработки полигона, перемещение горной породы бульдозером по прямой к приемному бункеру, промывку и извлечение полезного ископаемого, при котором среднее расстояние транспортирования Lср определяют как расстояние от центра тяжести полигона до приемного бункера [1]. В частности, для прямоугольного полигона со сторонами а и b при угловом расположении приемного бункера величина Lср определяется по формуле
Недостатком данного способа является то, что среднее расстояние транспортирования определяется как расстояние от центра тяжести полигона до приемного бункера. Такое понимание среднего расстояния транспортирования не соответствует геометрическому смыслу этого понятия, как средневзвешенного расстояния от всех точек полигона до приемного бункера.
Ближайшим техническим решением к заявленному является способ бульдозерной разработки россыпных месторождений, включающий определение координат места расположения приемного бункера и его размещение, определение среднего расстояния транспортирования при заданном размещении приемного бункера и на его основе технико-экономических показателей разработки полигона, перемещение горной породы бульдозером по прямой к приемному бункеру, промывку и извлечение полезного ископаемого. В данном способе рассматривается прямоугольный полигон со сторонами а и b при угловом расположении приемного бункера и среднее расстояние транспортирования определяется следующим образом [2]. Полигон разбивается диагональю на два треугольника, а величина Lср рассматривается как среднее расстояние до центров тяжести этих треугольников и вычисляется по формуле
Недостатком прототипа является несоответствие величины L реальной величине среднего расстояния транспортирования, которое определяется как средневзвешенное расстояние от всех точек полигона до приемного бункера. Действительно, в теоретической механике для системы n материальных точек с массами mi(i=1,…,n) декартовые координаты xc, yc, zc центра тяжести определяются формулами
где 
- масса всей системы.
Для плоской однородной фигуры, каковой является разрабатываемый полигон, приведенные формулы имеют вид (см. фиг.1):
где S - площадь полигона.
Следовательно, для нахождения координат xc и yc центра тяжести С плоской фигуры необходимо определить статические моменты фигуры относительно обеих осей координат, т.е. произведения xdS и ydS площадей элементарных площадок dS на их расстояния до соответствующих осей (см. фиг.1).
Таким образом, центр тяжести в теоретической механике определяется проецированием его точек на некоторую ось, при этом для каждой точки рассматривается расстояние от него до данной оси, а не до заданной точки (бункера). Истолкование Lср как расстояния от центра тяжести полигона до приемного бункера неправомочно в силу того, что траектории движения бульдозеров (прямые) сходятся к приемному бункеру и ни в какой мере не являются параллельными линиями. А для непараллельных прямых известная формула определения центра тяжести непригодна.
Задачей изобретения является повышение технико-экономических показателей бульдозерной разработки россыпных месторождений за счет корректного и точного определения среднего расстояния транспортирования при любой геометрической форме полигона.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности использования бульдозеров при оптимальных размерах полигонов произвольной формы.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе бульдозерной разработки россыпных месторождений, включающем определение координат места расположения приемного бункера и его размещение, определение среднего расстояния транспортирования при заданном размещении приемного бункера и на его основе технико-экономических показателей разработки полигона, перемещение горной породы бульдозером по прямой к приемному бункеру, промывку и извлечение полезного ископаемого, среднее расстояние транспортирования для полигона произвольной конфигурации и площадью S при размещении начала координат в точке расположения бункера определяют по формуле
где Lср - среднее расстояние транспортирования;
х и у - координаты места расположения приемного бункера.
Двойной интеграл (3) является определением среднего расстояния Lср транспортирования как средневзвешенного расстояния от всех точек полигона до приемного бункера и позволяет получить точное значение Lср, если известно уравнение кривой, ограничивающей блок. Если полигон ограничен сверху кривой у=у2(х), а снизу - кривой у=y1(x) (см. фиг.2), то интеграл (3) может быть записан в виде
В указанную в самостоятельном пункте формулы изобретения совокупность признаков включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для получения технического результата.
Среднее расстояние Lср транспортирования оказывает значительное влияние в выборе техники и технологических схем добычи и промывки и является одним из определяющих факторов в формировании себестоимости горных работ. При известном объеме V перемещаемых песков и объеме V1 песков, перемещаемых за один заезд, общее число заездов составит N=V/V1. Тогда суммарное расстояние транспортирования песков будет равно L=Lср·(V/V1). Суммарное расстояние L и соответственно величина Lср определяют основные технико-экономические показатели бульдозерной разработки полигона, в частности количество бульдозеров в соответствии с производительностью промывочного устройства, расположение приемного бункера, соответствующее минимуму Lср, и в конечном итоге себестоимость транспортирования песков. Таким образом, величина Lср существенно влияет на эффективное использование землеройной техники (бульдозеров) и в конечном итоге на себестоимость вскрышных и добычных работ, поэтому корректному определению этого понятия должно быть уделено пристальное внимание.
Способ осуществляют путем последовательного выполнения следующих операций.
Исходя из геометрической формы и расположения полигона с заданной площадью на местности определяют координаты места расположения приемного бункера и производят его размещение. Вводят систему координат с началом в месте расположения приемного бункера и по формуле (3) определяют среднее расстояние транспортирования. При этом полигон может быть аппроксимирован простой геометрической фигурой (прямоугольником, треугольником, трапецией и др.), для которых расчет по формуле (3) производится достаточно просто. В случае необходимости более точного определения Lср находят кривые, задающие границы полигона, и находят величину Lср по формуле (4).
Источники информации
1. Галкин Г.С. Определения оптимальных размеров приборных полей // Труды ВНИИ - 1, том XVI, Магадан, 1960.
2. Березин В.П. Определение оптимальных параметров отработки полигонов и построение алгоритма расчетов на ЭВМ // Колыма, 1967, №3.
Способ бульдозерной разработки россыпных месторождений, включающий определение координат места расположения приемного бункера и его размещение, определение среднего расстояния транспортирования при заданном размещении приемного бункера и на его основе технико-экономических показателей разработки полигона, перемещение горной породы бульдозером по прямой к приемному бункеру, промывку и извлечение полезного ископаемого, отличающийся тем, что среднее расстояние транспортирования определяют, как средневзвешенное расстояние от приемного бункера до всех точек полигона произвольной конфигурации и площадью S при размещении начала координат в точке расположения бункера, при этом среднее расстояние транспортирования для полигона определяют по формуле:
,
где Lcp - среднее расстояние транспортирования;
x и у - координаты места расположения приемного бункера.
