Строительство и эксплуатация карьеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Исходные данные к курсовому проекту

Введение

1. Определение углов погашения бортов карьера. Подсчет запасов полезного ископаемого

2. Производительность карьера. Срок службы карьера

3. Вскрытие месторождения. Выбор места заложения капитальной траншеи

4. Горно-строительные работы. Объем горно-строительных работ и продолжительность строительства карьера

5. Основные показатели курсового проекта

Список литературы



Исходные данные к курсовому проекту

Таблица 1

№	Исходные данные	Задание
1	Мощность месторождения М, м	200
2	Длина по простиранию L, м	2200
3	Угол падения рудного тела , град	60
4	Скорость углубки карьера , м	13
5	Текущий коэффициент вскрыши ,	2,0
6	Плотность руды ,	2,2
7	Ширина рабочей площадки , м	32
8	Высота уступа , м	10
9	Угол откоса уступа , град	72
10	Мощность покрывающих пород , м	40
11	Коэффициент потерь руды, з	0,05
12	Коэффициент разубоживания, с	0,03

Таблица 2

Показатели	Номера слоев вмещающих пород
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Угол устойчивости, град	25	28	34	45	48	40	49	35	50	30

Таблица 3

Вариант	Номера слоев вмещающих пород
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
9	30	30	30	40	20	30	40	10	40	20



Введение

карьер запас ископаемое траншея

Опыт проектирования, строительства и эксплуатации карьеров показал, что от правильного решения основных вопросов строительства, выбора технологии и режима горных работ, календарного распределения объемов, схемы вскрытия и оборудования в значительной степени зависит эффективность производства. Особую важность приобретают вопросы организации строительства карьеров с использованием методов сетевого планирования, новые методы строительства и реконструкции карьеров по этапам с надежным технико-экономическим обоснованием.

Разработка крупных месторождений, как правило, производится в несколько этапов с обязательной реконструкцией горных работ, которая осуществляется по специальным проектам, составляемым перед каждым этапом. Эффективность реконструкции может быть значительно повышена, если параметры этапов будут определены заранее. В этом случае можно обеспечить наиболее целесообразное распределение объемов вскрыши по этапам и осуществить подготовку к переходу на новую технологию, к новым контурам или новым вариантам вскрытия с минимальной затратой средств.

Большую сложность представляет правильный выбор технологии в переходный период к новому этапу, определение закономерностей формирования рабочей зоны карьера в конце каждого этапа и разработка методики оценки экономической целесообразности проводимой реконструкции.

В настоящий момент имеется также ряд программных продуктов, с помощью которых возможно определение экономической целесообразности производства реконструкции и оптимизации открытых горных разработок. Одним из таких программных продуктов является программа DATAMAIN.



1. Определение углов погашения бортов карьера. Подсчет запасов полезного ископаемого

Определение угла погашения выполняется графическим способом в соответствии с рисунком 1 (приложение графическая часть). Для этого в масштабе 1:2000 отстраиваем углы устойчивости вмещающих пород каждого слоя соответствующей мощности. После построения устойчивых углов для всех десяти слоев соединяем прямой линией верхнюю и нижнюю точки борта, и замеряем полученный угол наклона этой прямой. Численное значение этого угла в градусах и будет являться искомым углом погашения борта карьера. В результате получаем угол =380.

Для определения глубины карьера используем принцип:

(1.1)

где - контурный коэффициент вскрыши, м3/м3

- граничный коэффициент вскрыши, м3/м3

Задаемся условным значением Кгр=11 м3/м3.

Контурный коэффициент определяется по формуле:

(1.2)

где -объём вскрыши в прирезаемом контуре, м3

-объём руды в прирезаемом контуре, м3

Объемы Vк и Рк определяем графическим способом по площади трапеций прирезаемых контуров в соответствии с рисунком 2 «Границы карьера на условном геологическом разрезе» (графическая часть).

Расчеты сводим в таблицу 1.

Экономически эффективной считается та глубина карьера, при которой Кк?Кгр.

При построении границ принимаем ширину дна карьера равной bп=30м

Таблица 1 - Объемы вскрыши и руды,извлекаемые при расширении контуров карьера. Расчет Кк

Глубина Нк, м	,м3	, м3	Кк, м3/м3
200	108000	20000	5,4
300	237000	20000	11,85
400	416000	20000	20,8

Как видно из расчетов, при глубине Нк=300м КкКгр 11,8511 м3/м3.

Принимаем Нк=300м.

Подсчет запасов полезного ископаемого и объемы вскрыши в полученных контурах карьера определяются аналитическим методом:

объемы полезного ископаемого, Р, м3

(1.3)

где Sp - площадь рудного тела на разрезе, м2

Lпр - длина по простиранию залежи, м. В соответствии с заданием

Lпр=2200 м.

Sр определяется по формуле

(1.4)

Sp=295(300-40)=76700 м2

Р=76700*2200=168 740 000 м3

Объем вскрыши в контуре карьера V, м3 определяется из выражения

V=Q-P (1.5)



где Q - объем горной массы в контуре карьера, м3. Определяется по формуле

Q=Sгм*Lпр (1.6)

где Sгм - площадь горной массы на разрезе, м2. Sгм определяется из выражения

(1.7)

V=273229000-168740000=104489000 м3104*106 м3

2. Производительность карьера. Срок службы карьера

Определяем углы наклона рабочего борта (рабочей зоны)

(2.1)

где Ну - высота уступа, м. Ну=10 м;

б - угол откоса уступа, град; б=72°;

Врп - ширина рабочей площадки, м; =45 м.

Производительность по руде Ар, т/год, определяется по формуле

, (2.2) 

где hуг - скорость углубки карьера, м/год; hуг=13 м/год;

г - плотность руды, т/м3; г=2,2т/м3;

з - коэффициент потерь, з =0,05;

с - коэффициент разубоживания, с=0,03.

На геологическом разрезе отстраиваем положения рабочей зоны и замеряем по масштабу ширину рабочего борта карьера в пределах рудного тела Мрт в соответствии с рисунком 3. С учетом длины по простиранию получаем рудную площадь, отрабатываемую в расчетном году S

S=Мрт*Lпр (2.3)

S=215*2200=473 000 м2

Производительность по вскрыше Ав, м3/год, определяется по формуле

Ав=Ар*Ктек (2.4)

где Ктек - текущий коэффициент вскрыши,м3/м3; Ктек=2,0 м3/т.

Ав= 13,2*106*2,0=26,4*106 м3/год

Срок службы карьера Тсл, определяем по формуле:

Тсл=Тстр+Том+Тэ+Тз (2.5)

где Тстр- срок строительства, лет;

Том - срок освоения производственной мощности, лет;

Тэ - срок эксплуатации, лет;

Тз - срок затухания работ, лет.

Тстр=Ттр+Тvo (2.6)

где Ттр - время проходки капитальных траншей, лет. Ттр=0,3 года (Раздел 3)

Тvo - время отработки первоначального объема вскрыши, лет. Тvo=0,4года (Раздел 4)

Тстр=0,3+0,4=0,7 года

Том=18 месяцев (1, табл. 8.13)

Срок затухания принимаем равным сроку освоения мощности Тз=Том=18 месяцев (1,5 года).

(2.7)

где Ар - производительность по руде, т/год. Ар=13,2*106 т/год.

- плотность руды, т/м3

Тсл=0,7+1,5+28,1+1,5=25,5 года

3. Вскрытие месторождения. Выбор места заложения капитальной траншеи

При вскрытии месторождения принимается внутренняя капитальная траншея с фланговым расположением. Глубина заложенной траншеи принимается Нтр=40 м.

Площадь сечения траншеи Sтр, м3, определяется по формуле как площадь трапеции

(3.1)

где bд - ширина дна трапеции, м; bд=30 м



Объем капитальной траншеи Vтр, м3, находится по формуле:

(3.2)

где Lтр - длина траншеи, м.

(3.3)

где i - уклон пути при автомобильном транспорте, i=0.08 ‰

Ку - коэффициент удлинения трассы, Ку=1,1

Срок строительства траншеи определяется по формуле

(3.4)

где Qэ - годовая производительность экскаватора, т/год. При проходке траншеи одним экскаватором ЭКГ-6У принимаем его годовую производительность 2,9 млн.т/год (1, табл. 10,2)

4. Горно-строительные работы. Объем горно-строительных работ и продолжительность строительства карьера

Определяем геометрические размеры карьера на момент окончания строительства. Для этого графическим способом определяем глубину карьера на момент окончания строительства.

На геологическом разрезе отстраиваем положение рабочей зоны на момент окончания строительства, в соответствии с рисунком 4. Глубина карьера на момент окончания строительства составляет Нс=40 м.

Ширина дна карьера принимается bд= 30 м, исходя из зависимости расположения горнотранспортного оборудования.

Длина карьера по дну принимается равной длине простирания залежи L=2200 м.

Ширина карьера по поверхности Вп, м, определяем по формуле:

(4.1)

Длина по поверхности Lп, м, определяем по формуле

(4.2)

В итоге получаем следующие размеры карьера на момент окончания строительства:

- ширина по поверхности 170 м

- ширина по дну 30 м

- длина по поверхности 2340 м

- длина по дну 2200 м

- глубина 40 м

Подготовка горизонтов осуществляется разрезными траншеями. Подготовка начинается с проходки съезда на нижний горизонт, затем проходки разрезной траншеи и ее разноски.

Объем съезда Vc, м3,определяется по формуле

(4.3)

где Sc - площадь съезда, м2;

Lc - длина съезда, м.

(4.4)

где bc - ширина съезда по подошве, м; bc=30 м.

(4.5)

Объем разрезной траншеи Vтр, м3, определяется по формуле:

(4.6)

где Lтр - длина разрезной траншеи, м.

Объем разноски Vраз, м3, определяем по формуле:

(4.7)

Время подготовки горизонта Тгор, лет, определяется по формуле

(4.8)

где Тс - время проходки съезда, лет;

Трт - время проходки разрезной траншеи, лет;

Траз - время разноски, лет.

(4.9)

где k - коэффициент снижения производительности экскаватора, К=0,8.

(4.10)

0,01+0,31+0,24=0,56 года

Время отработки первоначального объема вскрыши Тvo , лет, определяется по формуле

(4.11)

где Vo - первоначальный объем вскрыши,м3;

Ав - производительность карьера по вскрыше, м3/год.

Первоначальный объем вскрыши Vo определяется в соответствии с рисунком 4 по формуле



(4.12)

(4.13)

м2

м3

Время отработки первоначального объема вскрыши по условию скорости понижения фронта работ карьера определяется по формуле:

(4.14)

года

Принимаем значение 0,4 года для скорейшего ввода карьера в эксплуатацию за счет интенсивности горных работ.

5. Основные показатели курсового проекта

Таблица 4 - Показатели проекта

Показатели проекта	Значения
Параметры карьера (шахты), м глубина длина по поверхности длина по дну ширина по поверхности ширина по дну	300 2340 2200 170 30
Запасы полезного ископаемого в контурах карьера (в шахтном поле), млн. т	168
Объемы вскрыши в контурах карьера, млн. м3	104
Плотность полезного ископаемого, т/м3	2,2
Производительность карьера (шахты) по: полезному ископаемому, млн. т/год вскрыше, млн. м3/год	13,2 26,4
Срок службы карьера, лет и т.д.	25,5



Список литературы

1. Хохряков В.С. Проектирование карьеров. - Москва. Недра,1980

Размещено на Allbest.ru

...