Обоснование эффективной технологии добычных работ на карьере "Мурунтау" (Республика Узбекистан)

Размещено на http://www.allbest.ru/

72

Обоснование эффективной технологии добычных работ на карьере "Мурунтау" (Республика Узбекистан)

географический рудный тело кварцевый



Введение

Предприятие "Навоийский горно-металлургический комбинат" расположен на территории Навоийской области республики Узбекистан.

Золоторудную сырьевую базу комбината составляют 13 месторождений - это около 85 процентов всех разведанных запасов золота Узбекистана. Большая часть месторождений уже отрабатывается или планируется к освоению в ближайшее время. На долю НГМК приходится более 80 процентов всего золота, производимого в республике.

Центральное рудоуправление НГМК играет определяющую роль в экономике комбината (производство золота 85,9% в 2009 г.). Уникальное по запасам золота месторождение Мурунтау считается самым крупным объектом из известных на Евразийском континенте и разрабатывается одноименным карьером с 1967 г. Его руды относятся к золотокварцевому типу и характеризуются высоким извлечением золота при переработке руды по гравитационно-сорбционной схеме. Для переработки этих руд и выпуска аффинированного золота в 1969г. введен в эксплуатацию гидрометаллургический завод №2 (ГМЗ-2). Зарафшанский золотоизвлекательный комплекс служит производственной базой для отработки новых научных идей и технологий.

Целью проекта является - изыскание эффективной технологии производства добычных работ путем оптимизации процесса транспортирования руды на поверхность.



1.Общие положения и исходные данные для проектирования

1.1 Геологическая характеристика месторождения

Мурунтауское рудное поле, в состав которого кроме одноименного месторождения входят месторождения Мютенбай, Триада, Бесапан, расположено в пределах Амипаза-Бельтауской структурно-формационной зоны Центральных Кызылкумов. Оно вытянуто в северо-западном направлении на 50 км при ширине 5-10 км и приурочено к восточному замыканию Тасказганской антиклипали сложенному породами Тасказганской и Бесапанской свит.

Для района характерны отклонения трех возрастов, которые соответствуют этапам развития района месторождения.

Комплекс отклонений позднепротерозойского-позднепалеозойского возраста соответствует ранне-геосинклитному этапу развития и представлен породами вулканогепнокремнистой и терригенной формации. Наиболее ранние объединяются в Ауминзанскую свиту. Выше залегают породы Тасказганской свиты. Завершают комплекс породы Бесапанской свиты. Суммарная мощность комплекса - 5.5 км; Ауминзанская - 2.2 км, Тасказганская - 2.0 км, Бесапанская - 1.3 км.

Комплекс пород среднепалеозойского возраста представлен отложениями позднегеосинклинального развития района и представлен карбонатной морской формацией. Породы представлены в основном известняками, доломитами, доломитизированными известняками. Мощность комплекса - 1200 м.

Месторождение "Мурунтау" расположено в центральной части рудного поля между мощными крутопадающими сублимированными тектоническими зонами - южным и Структурным разломами. В его пределах широко распространены небольшие разрывные нарушения протяженностью в десятки - первые сотни метров, имеющие субширотную, меридиональную, северо-восточную и северо-западную ориентации, а также трещины, сколы и отслоения.

Промышленное золотое оруднение выявлено на площади 2 х 3 км, в пределах которого обособляются отдельные рудные залежи штокверкого строения с весьма неравномерным распределением золота в пространстве.

Морфологически залежи являются рудными столбами, в большинстве случаев имеющими отклонения на юго-восток под углом 50-60⁰ и обладают близкой к изометрично-амебообразной форме в горизонтальном сечении. Линейные размеры составляют в плане: по длинной оси - 600-900 м, по которой (мощности - 150-250, до 400 м), максимальная прослеженная длина по падению 1000 м.

Рудные тела представляют собой сплошные системы секущих, кулисообразно расположенных золотоносных кварцевых жил и разнообразно ориентированных кварцевых и сульфидных прожилков.

В процессе детальной разведки на месторождении были выделены окисленные руды, запасы которых составляют 20% в общем балансе запасов руд, и первичные руды. В настоящее время первичные руды почти полностью отработаны. Первичные руды предоставлены кварцево-жильными и прожилковыми алевросланцами.

1.2 Характеристика полезногоископаемого

Золото самородное - важнейший рудный минерал месторождения. Встречается оно, как в гипогенных так и гипергенных ассоциациях. Видимое гипогенное золото локализуется главным образом в жилах и прожилках крупно и среднезернистого кварца и сульфидов в ассоциации с пиритом, арсенопиритом, галенитом, сфалеритом, сульфосолями висмута, серебра и др. В кварце оно неравномерно рассеяно в виде мелких вкрапленников, тонких прожилков, иногда в форме мелких гнезд в различных пустотах. По данным анализов проб, минералогических исследований и данным переработки 96% золота находится в свободной форме (табл. 1.1).

Таблица 1.1 - класс и размер золотин от общего веса

классы и размеры золотин, мм	содержание золотин, % от общего веса
пылевидное	0.005	3,5
весьма мелкое	0.005 - 0.2	37.0
мелкое	0.2 - 1.0	59.0
среднее	1.0 - 1.5	0.5

Формы выделения золота определяются главным образом морфологией трещинок и межзерновых пространств. Кроме свободного, Au содержится в сульфидах, где оно устанавливается только минералографическими реже спектральными исследованиями. Основной примесью определяющей пробу золота является серебро. Спектральным анализом в золоте почти постоянно обнаруживается ртуть, часто висмут, медь и другие элементы. Отношение Au к Ag в рудах в целом по месторождению, по данным Мурунтауской ГРП, приближается 4:1. Пробность золота 880-960. Как видно из гистограммы пробности, наиболее часто встречается высокопробное золото с пробой 881-960. Золото с больших глубин отличается меньшей средней пробой (рис. 1.1). Эти данные свидетельствуют о некоторой тенденции уменьшения пробности с глубиной.



1.3 Географическое положение месторождения

Месторождение "Мурунтау" расположено в центральной части Кызылкумов, занимающих обширную территорию в междуречье Сырдарьи (на востоке), Амударьи (на западе), Заравшана (на юге). Северо-западная их граница совпадает с восточным побережьем Аральского моря. Большая часть Кызылкумов входит в Навоийскую область и лишь крайняя их западная часть- в Каракалпакстан. Северную часть Навоийской области занимает Тамдынский район, на территории которого и расположено рудное поле и месторождение.

Наибольшую по площади территорию в пустыне занимает Кызылкумское плато. На фоне плато поднимаются в виде островов горные массивы (Букентау, Тамдытау, Аристантау, Ауминзатау, Кульдтуктау, Сапгрунтау), разделенные обширными и глубокими замкнутыми впадинами (Мынбулакская, Каракатинская, Сырдарьинская, Джесвайская и др.). Самыми высокими являются горы Кульдтуктау. Они протягиваются в широтном направлении более чем на 70 км. Почти параллельно им, севернее располагаются горы Ауминзатау, северо-восточное их - горный массив Тамдытау. Последний состоит из обособленных гряд Тамдытау, Актау, Каратау, Мурунтау и др.

Рудное поле и месторождение расположены у южного подножия гряды Мурунтау.

В Кызылкумах нет рек, но имеются большие запасы подземных вод, которые часто имеют выход у подножия гор в виде родников.

В пустыне климат резко-континентальный. Зима сравнительно холодная: средняя температура января-8^оС, лето продолжительное и жаркое. Средняя температура июля 28-30^оС. По многолетним наблюдениям метеостанции "Тамды" среднегодовое количество осадков изменяется в пределах от 92.3 до 201 мм. Максимальная температура воздуха (июль) плюс 48^оС, минимальная (январь)- минус 18.8^оС. Испарение с водной поверхности 1000-1100 мм/год. Ветры преимущественно северного и северо-западного направления, со средней скоростью 8-10 м/с.

Несмотря на суровый климат Кызылкумы издавна освоены человеком, растут площади орошаемых земель, прокладываются новые дороги. На базе разведанных крупных золоторудных и урановых месторождений выросли горнорудные предприятия, благоустроенные современные города и поселки.

Абсолютные отметки Мурунтауского и Мютенбайского месторождений 510-610 м (в среднем).

Ближайшие населенные пункты: г. Зарафшан (в 35 км к западу), г. Навои (210 км к югу), пос. Тамдыбулак (в 40 км к северу), г. Учкудук (в 120 км к северо-западу).

Транспортные связи: автомобильные- гг. Навои, Зарафшан, Ташкент, Самарканд, Учкудук; железнодорожные, воздушные.

Энергоснабжение осуществляется от государственных линий электропередач, а водоснабжение промышленных предприятий по капитальному водопроводу р.Амударья- г. Зарафшан.

Экономика Зарафшанского промышленного района определяется, прежде всего, золотоизвлекательным комплексом, предприятиями по разработке месторождений строительных материалов, швейной и трикотажной фабрик в гг. Зарафшане и Учкудуке, крупными животноводческими комплексами, опытно-селекционными станциями Академии Наук Узбекистана.

Открытие и освоение золоторудного месторождения "Мурунтау" явилось крупнейшей вехой в промышленном и культурном развитии пустынных районов Западного Узбекистана. Специалисты, политики западных государств оценивают это событие как открытие века.

Усилиями многочисленных коллективов геологов в 50-60-х годах в Центральных Кызылкумах открыла золото-серебряная провинция, включающая кроме месторождения Мурунтау, ряд месторождений и рудопроявлений золота, серебра, ртути, меди, вольфрама, олова, фосфоритов, а также многих видов строительных материалов, пресных и минеральных вод.

В 1958 году при проявлении металлометрической съемки была выявлена обширная аномалия с высокими концентрациями золота, последующая разведка которой привела к открытию уникального золоторудного месторождения.

В 1960-1961 гг. на месторождении проводились поисково-оценочные работы, а в 1962-1963 гг.- поисково-разведочные работы. В 1965 г. были подсчитаны и утверждены запасы в карьере первой очереди, при переработке технологических проб получен первый слиток золота.

1.4 Гидрогеологическая характеристика месторождения

Район месторождения Мурунтау находится в пределах Центрального региона, который представляет собой сочетание горных возвышенностей, с максимальной высотой 970 м над уровнем моря и межгорных тектонических впадин, покрытых эоловыми песками.

По характеру скопления подземных вод и условиям их залегания в этом районе выделяются гидрогеологические массивы и артезианские бассейны. К гидрогеологическим массивам относятся горные гряды с трещинными и трещинно-карстовыми водами в метаморфизованных, сильно дислоцированных образованиях, известняках, доломитах, гранитах, гранодиоритах и других литолог-петрографических разностях палеозойской группы - Букантау, Тамдытау, Бельтау, Ауминзатау и др.

Климат района резко - континентальный, пустынный. Осадки выпадают в зимне-весенний период, составляют в средний по водности год - 120 мм., в многоводный - 160 мм. Испаряемость с открытой водной поверхности почти в 20 раз превышает среднегодовую норму осадков.

Поверхностный сток формируется во время ливней в течение нескольких дней.

Подземные воды на площади Мурунтауского месторождения вскрыты в естественных условиях на глубине 32-144м, что соответствует абсолютным отметкам 370-550м. Такая разница в глубине залегания подземных вод объясняется строением самой поверхности. В результате дренирующего действия горных выработок (шахты 4,5»м») снижение уровней произошло до 100м и более, уровень подземных вод отмечается на глубине 47-165м, что соответствует абсолютной отметке 261-525м. На карьере имеет развитие два водоносного горизонта. Первый - техногенный, распространён в виде "верховодки" и связан с потерей воды из водосборных устройств для заправки поливных машин водопроводящих коммуникаций. Второй - естественный, проявляется в фильтрации подземных вод по зонам разломов.

1.5 Физико-механические свойства горнах пород

Лабораторией открытых горных работ была проведена работа по определению физико-механических свойств горных пород, на основании чего были сделаны рекомендации по выбору бурового оборудования и метода обработки руд и вмещающих пород, рассмотрен вопрос устойчивости бортов карьера и пылевого режима.

Выделены следующие основные типы пород: алевролиты углисто-кварцевые, углисто-кварц-слюдистые, слюдисто-кварцевые, мелкозернистые, массивные; сланцы углисто-кварцевые, углисто-слюдисто-серицитовые и др.; мелкозернистые в различной степени окварцованные брекчии различного состава.

Физические показатели пород изменяются в пределах: у алевролитов различного состава, объемный вес от 2.56 до 2.71 г/см³, составлял в среднем 2.675 г/см³. Влажность и пористость имеют незначительные величины, соответственно до 0.5 и 0.61%; у сланцев объемный вес изменяется от 2.58 до 2.78 г/см³. Влажность, пористость и водопоглощение сланцев имеют незначительные величины соответственно от 0.28 до 0.85%. Брекчии различного состава распространены незначительно. Их объемный и удельный веса изменяются соответственно от 2.69 до 2.77 г/см³ и от 2.70 до 2.78 г/см³, а влажность и пористость от 0.36 до 0.52% и от 0.40 до 0.71%.

Из приведенных данных видно, что физические свойства пород всех металогических разностей с глубиной незначительно изменяются.

Для рудных тел сопротивление сжатию составляет в среднем 1220 кг/см², колеблясь от 502 до 1940 кг/см².

1.6 Горно-геометрический анализ и календарный план разработки

Для данного месторождения более целесообразен горно-геометрический анализ по методу проф. Арсентьева.

Порядок выполнения работ:

1. На плане нижнего горизонта, +375м, вычерчиваю въездную и разрезную траншеи и тем самым - линию фронта работ. Объем горных работ на этом горизонте равен объему въездной и разрезной траншей.

2. На плане следующего горизонта, +405м должны быть показаны контуры въездной и разрезной траншей, обеспечивающие подготовку этого горизонта, а так же положения фронта горных работ, которые обеспечивают подготовку нижнего горизонта +375м.

Это условие будет обеспечено, если линия фронта работ на верхнем горизонте +405м будет опережать линию фронта работ на горизонте +375 на ширину рабочей площадки и ширину горизонтальной проекции откоса уступа. Совместив по координатам планы горизонтов +405м и +375м, на плане горизонта +405м проводим линию, и отступаем от линии в сторону развития горных работ на величину

Где В_Р.П- минимальная ширина рабочей площадки, м

h- высота уступа, м

б - угол откоса уступа, град.

Изгиб линии фронта работ должен соответствовать допустимому радиусу трасс принятого вида транспорта. На листе 2 приведен план горизонта + 405м, на котором на котором показана въездная и разрезная траншеи, необходимые для подготовки этого горизонта и линия фронта работ, обеспечивающая подготовку нижнего горизонта. Пунктиром показано положение горных работ на горизонте +375м, которое видно при совмещении планов.

- на плане следующего верхнего горизонта +435м, наносят линии фронта обеспечивающие подготовку горизонта +435м и возможность подготовки горизонта +405м и горизонта +375м.

Аналогично нанося линии фронта работ на все остальные погоризонтные планы. Таким образом, каждый погоризнтный план оказывается разбитым на участки, обозначающие отметки тех горизонтов, для подготовки которых необходимо отрабатывать эти участки на данном горизонте. Площади всех участков на каждом погоризонтном плане с разбивкой на породу и полезное ископаемое замеряется.

В результате построения составляется таблица 1.2.

В таблице горизонтальные строки показывают минимальные объемы руды и породы, которые необходимо вынуть с каждого уступа, чтобы обеспечить возможность вскрытия и подготовки горизонта указанного в первой графе таблицы.

Сумма объемов по вертикали в каждой строке дает погоризотный объем. Следовательно, суммарные объемы по горизонтальным строкам, приведены в последней графе, представляют зависимость объемов от глубины карьера при отработке с максимальным углом рабочего борта.

Сумма объемов по вертикали в каждой строке дает погоризонтный объем. Следовательно, получается зависимость от глубины карьера при г_р=0

На основе данных таблицы строиться график режима горных работ вида УV=f(УP).

Все погоризонтные планы и график режима горных работ указаны на листе 2 графической части.



2.Технологический раздел

2.1 Характеристика горного предприятия

Карьером "Мурунтау" разрабатывается золоторудное месторождение, породы которого представлены углисто-кварц-хлористовыми сланцами, окварцованными алевролитами различной степени метаморфизации и роговиками. Массив характеризуется значительной неоднородностью как по физико-механическим свойствам слагающих его пород, так и по трещиноватости; коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову изменяется от 7 до 14-16, а блочность от 15 до 100 см.

Горные работы на месторождении "Мурунтау" начаты в 1967 году и сегодня ведутся в контурах III очереди строительства карьера со следующими параметрами:

-производительность по горной массе - 37 млн. м³/год;

-длина карьера - 3.2 км;

-ширина карьера - 2.5 км;

-объем чаши карьера - 1092 млн. м³;

-глубина карьера - 600 м;

-угол погашения капитального борта карьера - 29 - 43⁰.

2.1.1 Вскрытия месторождения

Карьер вскрыт траншеями внутреннего заложения, три из которых служат для движения технологического автотранспорта, а четвертая - для размещения наклонных конвейеров комплекса ЦПТ.

Ниже горизонта +255 м карьер разделяется на два самостоятельных карьера, из которых "Западный" вскрывается спиральной, а "Восточный" - спирально-петлевой траншеями. Угол уклона составляет 8 ‰.

Товарная руда доставляется автосамосвалами на два прикарьерных перегрузочных пункта, а затем железнодорожным транспортом - до гидрометаллургического завода. Забалансовая руда и порода вывозятся на соответствующие склады и отвалы комплексом ЦПТ (65 %) и автосамосвалами (35 %).

2.1.2 Система разработки

Исходя из параметров применяемого горнотранспортного оборудования и условий безопасности работ, на руднике "Мурунтау" принята транспортная система разработки с применением автомобильного и автомобильно-конвейерного транспорта (углубочная продольная, двухбортовая с транспортировкой вскрышных пород на внешние отвалы).

Вскрытие и подготовка рабочих горизонтов производится котлованным способом уступами 10 м на вскрыше и 15 м на добыче. Ширина рабочих площадок на вскрышных работах 50 - 70 м, на временно неработающих уступах при консервации 25 - 30 м (табл. 2.1).

Ширина берм безопасности - 10 - 20 м; ширина транспортных берм - 30 м.

Длина экскаваторного блока - 100 - 300 м. Длина фронта работы на уступе составляет 100 - 380 м.

Темп углубления горных работ в среднем - 10 м/год.

В настоящее время текущий коэффициент вскрыши составляет 2,39 м3/ м3.

Таблица 2.1 - Усреднённые параметры системы разработки

№ п. п.	Наименование основных параметров системы разработки	Единица измерения	Величина параметра
1	2	3	4
1.	Высота уступа: - вскрышного - добычного	м м	10 15
2.	Углы откоса: - северный борт - северо-восточный - восточный - южный - западный	градусы градусы градусы градусы градусы	45 45-50 55 40 40
3	Длина экскаваторного блока -вскрышной -добычной	м м	200 200
4	Ширина рабочих площадок -вскрышных -добычных -не рабочих уступах	м м м	70 70 30
5	Ширина берм -транспортная -предохранительная	м м	30 не мен. 10

2.1.3 Подготовка горных пород к выемке

Бурение взрывных скважин на карьере Мурунтау осуществляется станками шарошечного бурения СБШ- 250МН (табл. 2.2). Диаметр скважины составляет- 250 мм. Глубина скважины в зависимости от высоты уступа:

при h - 10 м - глубина скважины 12 м;

при h - 15 м - 17, 5 м.

Средне годовая производительность бурового станка при бурении вертикальных взрывных скважин равна 45 тыс. п.м/год.

Число буровых станков- 23 шт.

Таблица 2.2 - Техническая характеристика бурового станка СБШ-250МН

Показатели	СБШ-250МН
Диаметр долота, мм	244,5269,9
Глубина скважины, м, не более	32
Направление бурения к вертикали, градус	0, 15, 30
Длина штанги/ход непрерывной подачи, м	8/8
Осевое усилие, кН, не более	300
Скорость подачи/подъема бурового снаряда, м/с	0,017/0,12
Частота вращения долота, с -1	0,2--2,5
Крутящий момент на вращателе, кН м	4,2
Подача компрессора, м3/с	0,417--0,53
Мощность электродвигателей, кВт
установленная	400
вращателя	68
компрессора	200
Продолжение таблицы 2.2
хода	44
Ходовое оборудование	УГ 60М
Скорость передвижения, км/ч	0,737
Давление на грунт МПа	0,12
Габариты, мм	9200x5450x15350
Масса станка, т	71,5

При наличии заколов, невозможности забурить скважины по проекту, в случае, когда ЛСП больше расчётной, допускается бурение парно-сближенных скважин (спарки).

Для бурения первого ряда скважин по целику станок устанавливается перпендикулярно гусеницами к бровке уступа с использованием дистанционного управления.

Запрещается установка станка ближе 2 метров от крайнего провода ЛЭП напряжением до 10кВ.

Бровка безопасности:

высота 1м

ширина 1,5м

При вертикальном бурении пород повышенной категории буримости используют шарошечные долотья - III-244,5 ОКП.

Таблица 2.3 - параметры и объёмы БВР.

Характеристика пород	Высота уступа, м	Глубина скважин, м	Сеть скважин, м х м	Выход горной массы м3/п.м	Объем взорван.массы тыс. м3	Объем бурения п.м	Удельный расход ВВ, кг.м3	Потребное количество ВВ, т.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Легко взрываемые породы	10-15	12-12,5	7 х 7	39,2 - 42	318	9882	0,89	286
Средне взрываемые породы	10-15	11,5-12	6,5 х6,5	33,8 - 37,3	23202	721364	0,89	20874
Трудно взрываемые породы	10-15	11,0-16,5	5,6 x 5,6	28,5	8264	256924	0,89	7435
Наклонное бурение	30	до 47,0	Через 2 м	-	-	5010	-	-
Итого	-	-	-	32,2	31783	993180	0,89	28595

Взрывные работы

На карьере Мурунтау применяется ВВ группы совместимости "Д".

В зависимости от условия размещения зарядов в скважинах применяются следующие ВВ:

1.Сухие скважины или сухая часть обводнённых скважин - граммониты79/21, 82/18, гранулиты АС-4; АС-4В;АС-8;АС-8В; С-6м, игданит(аммиачная селитра + ДТ ( диз. топливо)).

2.Обводненные скважины (столб воды более 1,5м) - гранулотол, алюмотол, граммонит 30/70

В качестве промежуточных детонаторов используются шашки ГТП-500; Т-400Г, аммоналы В-200. Безкапсульное взрывание с применением детонирующих шнуров марок ДШЭ-12 или ДШВ, инициирование которых производится зажигательными трубками, состоящими из капсул - детонатора КД-8с, отрезка огнепроводного шнура марок ОШП, ОШЭ.

Для короткозамедленного взрывания зарядов ВВ с помощью детонирующего шнура применяется пиротехническое реле КЗДШ-69 с номиналами 20,35,50м/с.

Конструкции скважинных зарядов.

Примечание:

- при наличии воды сверх заряда забойка буровым шламом не производится на безрудных блоках разрешается взрывание без забойки;

- в обводнённых скважинах, а также при глубине скважины более 15м обязательно дублирование взрывной сети.

Дробление габаритов производится кумулятивными зарядами ЗКН-2000, ЗКН-4000 и патранированным аммоналом.

Основной конструкцией заряда является сплошной колонковый заряд. В отдельных случаях для более равномерного распределения ВВ по длине скважины допускается сосредоточение заряда с помощью скважинных затворов. Общая длина промежутка не должна превышать 0,2 длины заряда.

Инициирование скважинных зарядов осуществляется промежуточным детонатором из 1-2 шашек Т-400Г, ГТП-500 или 4-х патронов аммонала.

При рассредоточенном заряде в скважине промежуточный детонатор устанавливается в каждую часть заряда.

Величина заряда для каждой скважины или для каждой группы параллельно сближенных скважин первого ряда определяется по формуле[9]:

где: q - удельный расход эталонного ВВ, кг/м3;

a - расстояние между скважинами или центрами групп параллельно сближенных скважин, м;

H - высота уступа, м;

W - сопротивление по подошве определяется по формуле[9]:

где, Р - вместимость 1 м скважины, кг;

d - диаметр скважины, см;

Д - плотность заряжания ВВ, кг/дм³.

При взрывании на подпорную стенку ЛСПП принимается равной расстоянию между последним рядом ранее взорванных скважин и первым рядом взрываемых скважин. На безрудных блоках разрешается взрывание без подпорной стенки.

Величина скважинного заряда для всех последующих рядов определяется по формуле[9]:



где: а - расстояние между скажинами в ряду, м;

b - расстояние между рядами, м;

За эталонный вид ВВ принят граммонит 79/21. В приконтурной зоне (50м от капитального борта) первоначально взрываются наклонные скважины экранирующей щели, которые обуриваются строчкой через 2 - 2,5м диаметром 250 мм и заряжаются шланговыми зарядами с расходом 2 - 3 кг/п.м (табл. 2.4).

С интервалом в 100 мс взрываются вертикальные скважины, при этом суммарный вес заряда на одно замедление не должен превышать 2500 кг.

Количество взрывчатых веществ на массовый взрыв не ограничивается.

Величина одновременно взрываемого заряда не должна превышать 20 т.

Таблица 2.4 - Параметры основных сетей бурения

Сеть, м	Диаметр бурения,	Перебур, м	Выход г.м м3/м	Область прим. по категориям пород по бур.
	мм	H=10м	H=15 м	H=20 м	H=10м	H=15м	H=20м
5,6x5,6	215,9	1,5	2,0	-	27,3	27,7	-	XIII-XIV
5,6x5,6	244,5	1	1,5		28,5	28,5		XIII-XIV
6,5x6,5	215,9	2,0	2,5	3,0	35,2	36,2	36,7	XI-XIII
6,5x6,5	244,5	1,5:	2,0	2,5	36,7	37,3	37,6	XI-XIII
7,0x7,0	244,5	2,0:	2,5	3,0	40,8	43,2	42,6	X-XI
8,0x8,0	244,5	2,5	3,0	3,5	51,2	54,9	55,7	IX-X

Производство массовых взрывов осуществляется в соответствии с "ЕПБ при взрывных работах", "Инструкций о порядке хранения, использования и учёта взрывчатых материалов", "Правил перевозки ВМ автомобильным транспортом", "Инструкции при организации массовых взрывов скважинных зарядов на открытых горных работах центрального рудоуправления НГМК " и " Типового проекта БВР ".

Массовые взрывы на карьере Мурунтау производятся только один раз в неделю, по субботам, с 14 до 16 часов.

2.1.4 Выемочно-погрузочные работы

На вскрышных работах 16-ть ЭКГ. Из них 2-ЭКГ 12,5; 2- ЭКГ 15; 1- ЭКГ 10; 1- ЭКГ 8ус; 4-е ЭКГ 8и; 2- САТ- 5230, 1- ЕХ- 3500, 2-RH-170, 1- CAT-5130.

Параметры забоев экскаваторов

1. Максимальная высота забоя - 19,8 м.

2. Максимальный угол откоса забоя (от верхней до нижней бровки) 65 градусов.

3. При работе ЭКГ запрещается пребывание людей в зоне действия ковша R= 21,3 м (максимальный вылет ковша плюс 5 метров).

4. Запрещается нахождение людей ближе 5м от работающих механизмов (К-701, БелАЗ и др).

5. Расстояние между бортом уступа или транспортными сосудами и контргрузом экскаватора должен быть не менее 1м.

6. Горное и транспортное оборудование, транспортные коммуникации, ЛЭП должны располагаться за пределами призмы возможного обрушения.

7. Кабель экскаватора должен прокладываться так, чтобы исключалась возможность его повреждения, примерзания, завала породой (за пределами зоны возможного обрушения кусков, наезда на него транспортных средств и механизмов не ближе 2 м от автодороги).

Коэффициент использования оборудования:

ЭКГ - 10 - 0,61

ЭКГ - 8и - 0,56

ЭКГ -12,5 - 0,56

ЭКГ -15 - 0,48

ЭГ - 17- 0,43

ЭГ - 10 - 0,81

2.1.5 Отвалообразование

На карьере применяется переферийноебульдозерноеотвалообразование вдоль всей верхней бровки отвала высотой 1,5 м и площадки с обратным уклоном во внутрь отвала под углом 3-4 градуса в целях безопасной работы автосамосвала.

Часть породы, которая в процессе разгрузки, автосамосвалов скапливается на верхней площадке вдоль бровки отвала, сталкивается бульдозерами D 10N (табл. 2.6) под откос. Высота бульдозерных отвалов составляет 40- 60 м.

Вскрышные породы, которые транспортируются из карьера при помощи конвейеров, укладываются в конвейерные отвалы при помощи консольных отвалообразователей ОШС - 4000/125 (табл. 2.5).

Сначала отсыпается конвейерный предотвал высотой 50 м, а затем отсыпается отвал высотой 75 м.

Общая высота конвейерных отвалов составляет 125 м. Углы откосов как бульдозерных, так и конвейерных отвалов равны естественным и составляет 35 - 38 градусов.

Таблица 2.5 - характеристика отвального оборудования ОШС - 4000/125

Производительность	4000 м3/ч
Длина перегрузочной консоли	42 м
Длина отвальной консоли	83 м
Высота отсыпки отвала	30 м
Ширина ленты	2000мм
Скорость ленты	3 - 15 м/с
Скорость передвижения ОШС	93,5 м/ч
Мощность	1300 кВт
Масса	1000
Температура масла в редукторе	40°С
Плотность в маслосистеме	3,5 - 4 кг/см2
Количество масла в гидросистеме	5 м3
Температура масла в гидросистеме	25-30°С
Максимальная скорость ветра	20 м/с

Таблица 2.6 - характеристика Бульдозер D 10N

Длина с отвалом	7,19 м
Ширина с отвалом	4,94 м
Максимальная глубина рыхления	1,4 м
Производительность	1200 м3/смену
Максимальная скорость	12 км/ч
Скорость при рыхлении грунта	4 км/ч
Средняя скорость бульдозера	47 м/мин
Средняя загрузка отвала длина 30 м	10,6 м3

Развитие отвалов направлено по выпуклой кривой, что обеспечивает непрерывное возрастание приемной емкости отвала.

Схема маневрирования применяется кольцевая - движения автосамосвалов на отвале производится по кольцу.

Характеристика отвалов:

Действующие отвалы -3 породных и 6 отвалов - забалансовой руды, высота уступа - 60 м.

Приемная суточная способность действующих отвалов - 20 тыс.м³.

2.1.6 Электроснабжение

Питание электрической энергией на открытых горных разработках осуществляется от энергосистемы по двухценным линиям электропередачи напряжением 220 кВ. С учетом роста максимальных нагрузок, а также высоких требований к бесперебойному питанию электроэнергией система внешнего энергоснабжения рудника Мурунтау имеет простую, надежную экономичную схему с применением глубоких вводов 35-220 кВ к двум главным распределительным подстанциям (п/с 102 и п/с 104), расположенных вокруг карьера Мурунтау. Подстанция-102 расположена на западном борту карьера Мурунтау, а подстанция - 104 расположена на северном борту рудника «М». При этом сети 6 кВ рудника «М» получаются короткие, что значительно снижает потери энергии и затраты цветных металлов. Эти подстанции оборудованы трехфазными масляными трансформаторами ТД - 10000/35/6 (номинальная мощность 10 мВт, напряжение ВН - 35 кВ, напряжение НН 6 кВ ); на каждой подстанции установлено 2 трансформатора, каждый из которых работает на секцию шин перевода нагрузки с одной секции шин на другую и оперативного резервирования при выводе в ремонт одного из трансформаторов или коммутационных аппаратов на вводе.

Установленная мощность оборудования на подстанциях 20 мВт. В соответствии с требованием обеспечения бесперебойности и надежности электроснабжения потребителей карьера Мурунтау электроэнергией и согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) потребители относятся ко второй и третьей категории. Ко второй категории относятся экскаваторы, буровые станки, работающие на добыче, технологическое оборудование промплощадки. К третьей категории относятся освещение, административно-бытовой комплекс и т.д.

Кроме надежности и бесперебойности электроснабжения, важными требованиями являются: безопасность элементов электроснабжения, электрическая защита от однофазных замыканий на землю. Эти требования к системе электроснабжения обеспечиваются применением наиболее рациональных схем электрооборудования, надежно работающего в условиях вибрации, толчков, ударов и имеющего надежные уплотнения для защиты от пыли и влаги. Электрооборудование должно иметь надежные устройства защиты и блокировки для безопасности обслуживающего персонала. Установленная мощность горного оборудования приведена в табл. 2.7.



Таблица 2.7 - Установленная мощность основного горного оборудования

ЭКГ - 8и (10)	ед. x 0,79	11,06 мВт;
ЭКГ - 12 (15)	ед. x 1,5	9 мВт;
СБШ - 250МН	ед. x 0,32	6,4 мВт;

Две очереди циклично-поточной технологии запитываются от аналогичных подстанций (оперативные №№ 112,113).

Установленная мощность основного оборудования ЦПТ 1,2=6,65 (ЦПТ - 1) + 7 (ЦПТ - 2) = 13,65 мВт. Электроснабжение выполнено от отдельных подстанций для обеспечения первой категории электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ.

В схеме электроснабжения рудника предусмотрено электроснабжение основного горного оборудования напряжением 6 кВс изолированной нейтралью. Схема освещения - 0,4 кВ с заземлённойнейтралью.

2.2 Предложения по решению технологического вопроса

Для решения поставленной цели в проекте рассматривается два варианта существующей и предлагаемый, который предусматривает для доставки руды на поверхность использовать комплекс «ЦПТ-руда» в частности крутонаклонный конвейер (КНК-270).

Особенностью развития открытых горных работ на больших глубинах является усложнение горнотехнических условий разработки. С увеличением глубины карьеров ухудшаются технико-экономические показатели горных работ, что обуславливается увеличением длины транспортных коммуникаций, ростом количества единиц транспортного оборудования и числа рабочих, занятых его обслуживанием. Наличие в пространстве карьера большого числа работающих автосамосвалов оказывает отрицательное воздействие на санитарно-гигиенические характеристики атмосферы рабочих зон.

Отмеченные отрицательные тенденции, связанные с понижением горных работ, характерны и для карьера Мурунтау, горные работы в котором в настоящее время ведутся на глубине 600 м и в перспективе могут опуститься до глубины 1000 м.

Совершенно очевидно, что при отработке такого сверхглубокого карьера наиболее сложной проблемой становится выбор эффективного вида транспорта.

Комплекс «ЦПТ-Руда» решает эту проблему. В его состав входит уникальный крутонаклонный конвейер КНК-270 производительностью 3500 т/час, способный поднимать горную массу на высоту 270 м под углом 37° в то время как существующие конвейеры имеют максимальный угол подъема в 18°.

Целью проекта является - изыскание эффективной технологии производства добычных работ путем оптимизации процесса транспортирования руды на поверхность.

2.3 Расчет параметров, объемов и других технологических решений.

Необходимое количество экскаваторов на добычных работах.

Сменная эксплуатационная производительность ЭКГ-10 (по разрыхленной массе) определяется по формуле [7]:

гдеЕ- вместимость ковша, м³;

К_н-коэффициент наполнения ковша(К_н=0,9);

К_и-коэффициент использования экскаватора (К_и =0,6);

t_Ц-время цикла, (t_Ц =26,4), сек;

К_р- коэффициент разрыхления пород в ковше (К_р =1,53);

Т_см- продолжительность рабочей смены, (Т_см=11,3) часов;

Т_пз- 1,2 время на приём и сдачу смены, и вспомогательные операции (Т_пз= 1,2) часов.

Суточная производительность ЭКГ-10, определяется по формуле [7]:

где N_см - количество смен, 2

Годовая производительность ЭКГ-10, определяется по формуле [7]:

гдеNр - число дней работы ЭКГ в год при непрерывной рабочей неделе (260 дней)

Техническая характеристика экскаватора ЭКГ-10 представлена в табл. 2.8

Таблица - 2.8 - Техническая характеристика ЭКГ-10

Показатели	ЭКГ-10
Вместимость ковша, м3
основного	10
сменных	8,12,5
Угол наклона стрелы, градус	45
Длина стрелы,м	13,85
Длина рукояти, м	11,37
Максимальный радиус черпания на уровне стояния, м	12,6
Максимальный радиус черпания	18,4
Максимальный радиус разгрузки	16,3
Высота разгрузки при максимальном радиусе разгрузки, м	5,7
Максимальная высота черпания, м	13,5
Радиус разгрузки при максимальной высоте разгрузки, м	15,4
Максимальная высота разгрузки, м	8,6
Радиус вращения кузова, м	7,78
Ширина кузова, м	6,512
Продолжение таблицы 2.8
Высота экскаватора без стрелы, м	14,6
Просвет под поворотной платформой, м	2,765
Высота пяты стрелы, м	4,095
Расстояние от оси пяты до оси вращения экскаватора, м	2,4
Время цикла, с	26,4

Количество ЭКГ на добычных работах, определяется по формуле [7]:

гдеА - производительность карьера по руде, (12,63 млнм³/год)

К_рез - коэффициент резерва (1,2)

Принимаем 7 шт. ЭКГ-10

2.2.1 Расчет по существующему варианту

В существующем варианте для транспортирования руды применяются автосамосвалы. При увеличении глубины карьера требуется большое количество автосамосвалов, что негативно складывается на атмосфере карьера. В качестве, автосамосвалов используются EUCLID R-170. Техническая характеристика представлена в таблице 2.9

Исходные данные:

Расстояние транспортирования - 4 км

Высота подъема - 250 м

Определение времени рейса автосамосвала, определяется по формуле [5]:

где t_р?время разгрузки автосамосвала, t_р= 0,75?1,0 мин;

t_доп? время, затраченное на маневры при подъезде автосамосвала к местам погрузки и разгрузки, t_доп=2 мин;

t_п? время погрузки автомобиля, мин,

Время погрузки автомобиля определяется по формуле [5]:

где q - Грузоподъемность автосамосвала, т;

t_ц? время цикла экскаватора, мин;

V_к? вместимость ковша экскаватора, м³;

г ? насыпная плотность груза, т/м³;

К_э? коэффициент экскавации;

Время движения автосамосвала в грузовом и порожняковом направлениях, определяется по формуле [5]:



где L_гр, L_пор - расстояние движения груженого и порожнего автосамосвала, км;

V_гр, V_пор - скорость движения груженого и порожнего автосамосвала, км/ч;

К_раз - коэффициент, учитывающий изменение скорости при разгоне и остановки (К_раз = 1,1);

Время рейса составит:

Определение производительности автосамосвала.

Сменную техническую производительность определяется по формуле [5]:

где, Т_см? продолжительность смены, 8 ч;

К_г? коэффициент технической готовности, характеризующий безотказность и ремонтопригодность автомобиля, К_г= 0,75?0,80.

Расчет количество автосамосвалов.

Сменный грузооборот карьера определяется по формуле [5]:



где А - производительность карьера по руде, А=28 млн т;

К_н.р? коэффициент неравномерности работы карьера, Кн.р= 1,1?1,2;

n_раб? число рабочих дней в году, n_раб=305;

n_см? количество смен в сутки, n_см=3.

Рабочий парк автосамосвалов определяют по формуле [5]:

где К_н.д? коэффициент неравномерности движения автосамосвалов, К_н.д= 1,2.

Принимаем 25 автосамосвала.

Инвентарный парк автосамосвалов рассчитывают по формуле, шт [5]:

Принимаем 32 автосамосвала.



Таблица 2.9 - Техническая характеристика EUCLID R-170

Показатели	EUCLID R-170
Грузоподъемность, т	170
Мощность двигателя, л.с	1650
Марка двигателя	Cummins КТТА - 50
Рабочий объем, л	50,3
Трансмиссия	Электрическая
Масса автомобиля, кг
с грузом	296420
снаряженного	126200
Скорость максимальная	52,6
Габариты, мм
Длина	12040
Ширина: по шинам задних колес	6380
Продолжение таблицы 2.9
по платформе с выступающими частями	7220
по платформе	5430
по козырьку платформы	5940
Расход топлива на 100 км, л	670

Определение расхода топлива

Общей пробег автосамосвалов определяется по формуле [6]:

где Q_см.і- сменный грузопоток i -го экскаватора, т;

с - плотность руды, т/м³;

l_ср, l_сх - средняя дальность пробега автомобилей, которые обслуживают этот погрузочный пункт при рабочем и холостом ходе, км;

l_ср= l_сх=4 км;

m - фактическая масса груза в кузове, т.Определяется по формуле [6]:



где n_K - количество ковшей загружаемого в автосамосвал, шт;

V_K- емкость ковша, м³

k_НК, k_р.к - коэффициенты наполнения ковша и разрыхления породы в ковше;

с_ц- плотность породы в целике.

Общий пробег автосамосвалов составит:

Общий расход топлива, определяется по формуле [6]:

где, а₁₀₀ - нормативный расход топлива на 100 км пробега, а₁₀₀=670 л;

К_зим? коэффициент, учитывающий повышение расхода топлива в зимнее время, К_зим= 1,05?1,10;

К_м -коэффициент, учитывающий расход топлива на маневры, Км =04?1,07;

К_в.н? коэффициент, учитывающий расход топлива на внутри гаражные нужды, К_в.н= 1,04?1,06.

Общий расход смазочных материалов, л/см



2.2.2 Расчет по предлагаемому варианту

В предлагаемом варианте предусматривается применения комплекса «ЦПТ-руда». Этот комплекс предназначен для подъема руды на поверхность при помощи КНК-270. Что, позволит сократить расстояние транспортирование руды автосамосвалами и тем самым повысит их производительность. Комплекс «ЦПТ-руда» (табл. 2.10) состоит из следующих элементов: I. Дробильно-перегрузочного пункта ДПП входят:

1) дробильно-перегрузочная установка ДПУ со следующими составными частями:

шнеко-зубчатая дробилка ДШЗ-1300/300;

Характеристика шнеко-зубчатой дробилки ДШЗ-1300/300

Производительность.2000 м³/ч

Установленная мощность. 800 кВт Размер куска исходного материала. до 1500 мм

Размер выходящей фракции. до 300 мм

Габаритные размеры: высота.2500 мм

ширина. 3800 мм длина.9310 мм

Масса.110 000 кг

· ленточный питатель;

· приемный бункер;

· бутобой с манипулятором;

· кабина управления ДПП;

· электропомещение;

2) строительные конструкции с опорной стенкой и фундаментами;

3) буферный склад с экскаватором ЭКГ-10;

4) устройства регулирования движения автосамосвалов.

II. Крутонаклонного конвейера КНК 270;

III. Погрузочно-складской комплекс (ПСК) состоит из отвально-погрузочной машины (ОПМ) и отвального конвейера с автостеллой.



Таблица 2.10 - Техническая характеристика комплекса «ЦПТ-руда»

1	Производительность
	техническая	3500 т/ч
	эксплуатационная	2000 м3/ч
2	Высота подъема руды КНК-270	270 м
Продолжение таблицы 2.10
	Угол наклона	37°
3	Характеристика руды:
	размер куска на приеме в ДПП	до 1300 мм
	размер куска при отгрузке через ОПМ	до 300 мм
	насыпная плотность	1.75 т/м3
	предел прочности на одноосное сжатие	до 250 мПа
4	Отгрузка ж/д транспортом:
	годовая	17 млн. т
	суточная	до 53,5 тыс. т
	время грузки состава	20 мин
	длина погрузочного фронта для ОПМ	340 м
	длина экскаваторных погрузочных фронтов	2*90 м
5	Режим работы	непрерывный
	количество и продолжительность смен в сутки	3 по 8 ч
	годовой расчетный ресурс рабочего времени	не менее 5000 ч
	прогнозный коэффициент готовности	не ниже 0,8
	обслуживающий персонал	до 30 чел/см

Исходные данные:

Расстояния транспортирования - 1,8 км

Высота подъема (средняя) - 150 м

где t_р?время разгрузки автосамосвала, t_р= 0,75?1,0 мин;

t_доп? время, затраченное на маневры при подъезде автосамосвала к местам погрузки и разгрузки, t_доп=2 мин;



t_п? время погрузки автомобиля, мин,

q - грузоподъёмность автосамосвала, т;

t_ц? время цикла экскаватора, мин;

V_к? вместимость ковша экскаватора, м³;

г ? насыпная плотность груза, т/м³;

К_э? коэффициент экскавации;

t_дв- время движения автосамосвала в грузовом и порожняковом направлениях, мин

где L_гр, L_пор - расстояния движения груженого и порожнего автосамосвала, км;

V_гр, V_пор - скорость движения груженого и порожнего автосамосвала, км/ч;

К_раз - коэффициент, учитывающий изменение скорости при разгоне и остановки (К_раз = 1,...