Проект розробки Стрельченецького родовища з видобутку граніту на щебінь з річною продуктивністю 500000 м3 готової продукції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний Технічний Університет України

«Київський політехнічний інститут»

Курсовий проект

на тему: « Проект розробки Стрельченецького родовища з видобутку граніту на щебінь з річною продуктивністю 500000 м3 готової продукції» з курсу: «Відкриті гірничі роботи»

Виконав:

Павленко І.Л.

Перевірила:

Косенко Т.В.

Київ 2015



СОДЕРЖАНИЕ

ВСТУП

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОДОВИЩА І ПРИРОДНІ УМОВИ РАЙОНУ

1.1 Загальні відомості про район родовища

1.2 Геологічна і гідрогеологічна будова родовища

1.3 Підрахунок запасів за категоріями

1.4 Характеристика корисної копалини і розкривних порід

1.5 Межі кар'єрного поля. Коефіцієнти розкриву

2. РЕЖИМ РАБОТИ КАР'ЄРУ

3. ПРОДУКТИВНІСТЬ КАР'ЄРУ І ЗАГАЛЬНА ОРГАНІЗАЦІЯ РОБІТ

3.1 Річна продуктивність кар'єру

3.2 Продуктивність кар'єру по корисній копалині та розкриву

3.3 Строк служби кар'єру

4. РОЗКРИТТЯ РОДОВИЩА

4.1 Вибір способу розкриття

4.2 Вибір схеми розкриття та місця розташування капітальної траншеї

4.3 Розрахунок параметрів розкривних виробок

5. ПІДГОТОВКА ГІРСЬКИХ ПОРІД ДО ВИЙМАННЯ

5.1 Вибір способу підготовки гірських порід до виймання. Вибір бурового обладнання

5.2 Встановлення необхідного ступеня подрібнення

5.3 Вибір бурового обладнання

5.4 Розрахунок параметрів буропідривних робіт

6. ВИЙМАЛЬНО-НАВАНТАЖУВАЛЬНІ РОБОТИ

6.1 Вибір системи розробки

6.2 Вибір виймально-навантажувального та транспортного обладнання для проведення розкривних та видобувних робіт

6.3 Визначення параметрів елементів системи розробки

6.4 Розрахунок продуктивності обладнання по видобутку і розкриву

6.5 Розрахунок кількості одиниць обладнання з видобутку і розкриву

7. ПЕРЕМІЩЕННЯ КАР'ЄРНИХ ВАНТАЖІВ

7.1 Вибір виду транспорту

7.2 Розрахунок транспортного обладнання

8. ВІДВАЛОУТВОРЕННЯ

8.1 Загальна характеристика відвальних робіт

8.2 Розрахунок параметрів відвалу

8.3 Розрахунок продуктивності та кількості відвального обладнання

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ



ВСТУП

Відкриті гірничі роботи - це комплекс робіт, що здійснюються з метою видобутку різних гірських порід, зокрема корисних копалин безпосередньо з поверхні.

Основними роботами при відкритій роботі родовища є гірничо-капітальні, розкривні і видобувні. Метою цих робіт є виїмка певного об'єму порід з масиву. Зміст і об'єм робіт визначається рядом виробничих процесів, що характеризуються технологією і застосуванням певного обладнання.

До основних виробничих процесів відносять:

· підготовку гірських порід до виймання -- відокремлення гірських порід (або корисної копалини від масиву з одночасним її механічним, або вибуховим розпушенням);

· навантаження гірничої маси в засоби транспорту;

· транспортування гірничої маси з вибоїв на пром. майданчик залізничним транспортом, автомобілями, конвеєрами, скіповими підйомниками, гідротранспортом, підвісними канатними дорогами;

· розміщення пустих порід у відвалах;

· планування відвалів.

Відкритий спосіб розробки корисних копалин є найбільш перспективним у технологічному, економічному й соціальному відношеннях. Основною метою відкритих гірничих робіт є розробка родовищ корисних копалин. Розробка родовищ корисних копалин відкритим способом включає чотири періоди:

· Перший період - підготовчий. Створюються сприятливі умови для безаварійної й високопродуктивної роботи гірського й транспортного встаткування, для виїмки і навантаження гірської маси. В залежності від типу та стану порід підготовка їх до виймання може виконуватись наступними методами: оберігання від промерзання, відтаювання мерзлих порід, гідравлічним послабленням чи розпушення, механічним рихленням чи рихленням за допомогою вибуху.

· Другий період - будівельний. Створюється початковий фронт добувних і розкривних робіт, що забезпечує планомірне відпрацьовування родовища й безпека ведення гірських робіт. У завдання цього періоду входить проведення спеціальних гірських вироблень, видалення певного обсягу гірської маси з кар'єру й будівництво транспортних комунікацій, що забезпечують доступ до робочих обріїв. По закінченні будівельного періоду кар'єр здається в експлуатацію.

· Третій період - експлуатаційний. Гірські роботи цього періоду підрозділяються на розкривні роботи, що забезпечують систематичне видалення розкривних порід з метою створення доступу до корисної копалини й необхідної довжини фронту робіт і добувні роботи, що полягають у витягу корисної копалини відповідно до плану по обсязі і якості.

· Четвертий період - рекультивація (відновлення) земель, порушених гірськими роботами.

Всі розглянуті виробничі процеси є взаємозалежними й становлять ланки єдиного безперервного технологічного комплексу відкритих гірських робіт. В даному курсовому проекті ми будемо розробляти родовище по видобутку гранітного щебеню.



1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОДОВИЩА І ПРИРОДНІ УМОВИ РАЙОНУ

1.1 Загальні відомості про район родовища

Стрельченецьке родовище кристалічних порід розташоване на лівому березі р. Південний Буг, 0.4 км західніше с. Стрельченці Немирівського району Вінницької області.

Геграфічні координати: 480 45' 15'' пн. ш. , 280 42' 20'' сх. д.

На Північному кордоні родовища є орні землі колгоспу, на заході родовище межує з лісовим масивом, а на сході окраїною с. Стрельченці і на півдні - р. Південний Буг.

Родовище займає частково незручні схилові і присклонові орні землі колгоспу загальною площею 6,3 га. Рельєф родовища спокійний, поверхня його знижується на південний схід і р. Південний Буг. Відносно відмітки поверхні змінюються 137 м на півночі до 99-100 м на півдні.

Стрельченецьке родовище розробляється з 1956 р., розташоване на крайньому півдні кар'єр бутового каменю витягнутий вздовж схилу і займає площу близько 1 га, видобуток корисної копалини ведеться двома уступами висотою 7-17 м. Родовище розроблялось епізодично колгоспом для забезпечення відповідних потреб.

Вперше родовище розвідано в 1976 р проектно-вишукувальним інститутом "Укрколхозпроект" шляхом проходки 8 свердловин, трьох розчищень в кар'єрі і 2-ма шурфами. Випробуванням проб корисної копалини встановлено, що гірські породи характеризуються високими фізико-механічними показниками, відповідають вимогам стандартів і придатні для виробництва будівельного щебеню марки 1200-1400 по подрібнюваності і каменю бутового марки "1000-1400" за міцністю.

Запаси корисної копалини були підраховані на площі 4.0 га до горизонту +70 м по категорії А в кількості 1640,7 т. м3 . За умовами залягання і витриманості якості корисної копалини кристалічних порід Стрельченецьке родовище віднесено до 1 групи класифікації запасів. Розрахунковий залишок затверджених запасів Стрельченецького родовища становить 1568 тис. м3. Однак значна площа родовища знаходиться в 300-метровій зоні с. Стрельченці і 100-метрової водоохоронній зоні р.Південний Буг. У зв'язку з цим реальні до відпрацювання запаси кристалічних порід по категорії А до позначки +70 м становлять близько 500 тис. м3 , де при проектній продуктивності кар'єру 70 тис. м3 гірської маси в щільному тілі забезпечить завод сировиною не більше ніж на 7 років.

Дорозвідка родовища в 1989-91 рр. експедицією "Укргеолбуд" проведена на підставі технічного завдання колгоспу на площі на північ від контуру затверджених запасів з метою забезпечення сировинною базою проектованого до будівництва дробильно-сортувального заводу продуктивністю 100 тис. м3 щебеню на рік.

1.2 Геологічна і гідрогеологічна будова родовища

В структурному відношенні Стрельченецьке родовище кристалічних порід розташоване в західній частині Українського щита і характеризується двоярусною будовою.

Верхній структурний поверх представлений залягающим в підставі утвореної кори вивітрювання кристалічних порід і четвертинними відкладеннями. Останні залягають на корі вивітрювання а часто безпосередньо на розмитій поверхні кристалічних порід і представлені грунтово-рослинним шаром, суглинки, червоно-бурими глинами, а по берегах річок - заплавним алювієм. Потужність четвертинних відкладень змінюється від 2 до 20 і більше метрів.

Нижній структурний шар представлений складно дислоційованості породами кристалічного фундаменту архейского віку. Фундамент складений в основній своїй масі породами, об'єднаний в Подільський чарнокитовий комплекс.

Гнейси являють собою темно-сіру дрібнозернисту масивну породу. Характерною особливістю їх є безпосередній зв'язок з чарнокитів і рожевими гранітами. Вони утворюють серед чарнокитів ксноліти, штаби розміром від сантиметрів до десятків і сотень метрів.

Чарнокитовий комплекс об'єднує породи близькі за хімічним складом структурі і генезису. Серед них панівне становище займає чарнокити і граніти дрібнозернисті, менше поширені гранатові магматити. Чарнокити утворюють порівняно невеликі за розмірами тіла розміщення серед магматитів і гранітів. Породи ці відрізняються неоднорідністю складу і на деяких ділянках близьких до гранодіоритів або діорити, але частіше до гранітів.

Геологічна будова родовища, зокрема, поширення і взаємини чарнокитів і гнейсів вивчено за результатами геологічної документації керна 19 розвідувальних та розкривних свердловин, описи кар'єра і матеріали магнітометричної зйомки. У результаті встановлено, що більша частина площі родовища складена гнейсами, що включають лінійні протяжні тіла чарнокитів субвертикального (65-900) згідно гнейсоватості падіння північно-західного - меридіального простягання. Потужність тіл чарнокитів коливаються від часток метра до 40-50 метрів. Контакти чарнокитів і гнейсів, за даними свердловин та опису кар'єра, круті під кутами 70-850

Район Стрельченецкого родовища в орографічному відношенні розташований в межах південного краю Придніпровської височини на зчленуванні її з Подільською височиною. Територія району являє собою лісостепове плато зі слабким нахилом з північного заходу на південний схід у бік р. Південний Буг.

Поверхня розглянутої території сильно розчленована річковими долинами, балками і ярами. Основний водоносний горизонт, приурочений до тріщинуватої зони кристалічних порід, в районі розвинений повсюдно. Потужність зони активної тріщинуватості, в межах якої відбувається циркуляція підземних вод не витримана і змінюється від 40-50 до 80-120 м. Водообільность горизонту також мінлива і знаходиться в прямій залежності від потужності зони активної тріщинуватості порід. Водоносний горизонт широко використовується для питного і господарсько-технічного водопостачання. Дебіти водозабірних свердловин, які експлуатують цей горизонт змінюється від 3-5 до 10-12 м3/год. Хімічний склад тріщинних вод в межах аналізованого району задовільний. Мінералізація їх найчастіше не перевищує 500-800 мг/л. і загальна жорсткість не більше 5-8 мг / л. Родовище характеризується розвитком в його межах єдиного водоносного горизонту приуроченого до тріщинуватої зони кристалічних порід. Водоносний горизонт безнапірний, з вільною поверхнею.

1.3 Підрахунок запасів за категоріями

Запаси корисної копалини були підраховані на площі 4.0 га до горизонту +70 м по категорії А в кількості 1640,7 т. м3

Геологічні запаси корисної копалини

Таблиця 1.1

Найменування геологічних ділянок	Геологічні запаси,
	Балансові	Позабалансові
	Усього (А+В+С1)	В тому числі
		А	В	С1	С2
А-I	1787	178
В-II			493
C-III				1116

1.4 Характеристика корисної копалини і розкривних порід

У кількості корисної копалини на Стрельченецькому родовищі вивчалися порушені вивітрюванням і незмінені чарнокіти і гнейси архейского віку. Метою лабораторних досліджень було встановлення придатності кристалічних порід для виробництва каменю бутового (ГОСТ-21-73-87), щебеню будівельного (ГОСТ 8267-82), щебеню для баластового шару залізничного шляху (ГОСТ 7392-85) і заповнювача важкого бетону (ГОСТ 10268-80).

В таблиці 1.2 наведена повна характеристика порід.

Таблиця 1.2

Розкрив Кор.коп.	Порода	Потужність,м	Щільність, г/см3	Загальний об'єм, тис. м3
М'який розкрив	Грунтово-рослиний шар піщано-глинисті алювіальні відкладення, суглинок жорство-сірий щільний, малопластичний	4,5	1,8	145
Скельний розкрив	Дресва кристалічних порід, кристалічні породи вивітрені, Кристалічні породи зачеплені вивітрюванням	5,5	2,5	177
Корисна копалина	Граніти	60	2,8	1787

1.5 Межі кар'єрного поля. Коефіцієнти розкриву

Геологічний коефіцієнт розкриву kр (м3/м3) визначається за формулою:

б

де = 3 - потужність розкривних порід, м; mкк= 60 - потужність запасів корисних копалин, м.

Промисловий коефіцієнт розкриву дорівнює 0,02.



2. РЕЖИМ РАБОТИ КАР'ЄРУ

Режим роботи кар'єру наведено у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

Найменування показників	Одиниця виміру	Режим роботи
		Добувні	розкривні
		Однозмінний	Однозмінний
Тривалість зміни	годин	8	8
Змінний режим	-	Однозмінний	Однозмінний
Число робочих днів в рік	дні	260	48



3. ПРОДУКТИВНІСТЬ КАР'ЄРУ І ЗАГАЛЬНА ОРГАНІЗАЦІЯ РОБІТ

3.1 Річна продуктивність кар'єру

Розмір втрат Qвтрат (м3) на транспортування і буропідривні роботи становлять:

Розмір втрат визначається за формулою:

м3,

де Q= - планова річна продуктивність кар'єру по корисній копалині, м3/рік., qБПР =0,25% - розмір втрат на БПР; qтр = 0,25-0,5% - розмір втрат на транспортування .

Фактична річна продуктивність кар'єру по корисній копалині Qріч.вид. (м3/рік) з урахуванням втрат визначається за формулою:

=500000+3750=503750 м3/рік.

Річна продуктивність кар'єру по розкриву Qріч.р. (м3/рік) встановлюється за середнім промисловим коефіцієнтом розкриву за формулою:

м3/рік

3.2 Продуктивність кар'єру по корисній копалині та розкриву

Продуктивність кар'єру по корисній копалині визначається за формулами:

- квартальна продуктивність кар'єру по корисній копалині Qкв.вид., м3/кв:

=м3/кв;

- місячна продуктивність кар'єру по корисній копалині Qміс.вид., м3/міс:

== 41979,1 м3/міс;

- добова продуктивність кар'єру по корисній копалині Qдоб.вид., м3/добу:

=м3/добу,

де Nдн=260 - кількість робочих днів за рік;

- змінна продуктивність кар'єру по корисній копалині Qзм.вид., м3/зм:

= м3/зм ,

де nзм=1 - число змін роботи кар'єру на добу.

Продуктивність кар'єру по розкриву визначається аналогічно.

Результати розрахунків заносяться до таблиці 3.1.

Продуктивність кар'єру по корисній копалині та розкриву

Таблиця 3.1

Породи	Загальний об'єм запасів, тис. м3.	Продуктивність кар'єру, тис. м3.	Кількість
		річна	квартальна	місячна	добова	змінна
Корисна копалина	1787	504	125937,5	41979,1	1937,5	1937,5	1
М'який розкрив	145	33583	8395,7	2798,5	129,1	129,1	2 зм./рік
Скельний розкрив	177	57092	14273	4757,6	219,5	219,5	3 зм./рік

3.3 Строк служби кар'єру

Строк служби кар'єру визначається за формулою:

=5+4+5=11 років,

де tбуд=5 - термін будівництва кар'єру та освоєння проектної потужності, років;- термін затухання гірничих робіт в кар'єрі, років; - термін експлуатації кар'єру, років:

=

Zпром = 1787000 - промислові запаси корисної копалини, тис.м3;



4. РОЗКРИТТЯ РОДОВИЩА

4.1 Вибір способу розкриття

Проаналізувавши рельєф поверхні, інженерно-геологічні та гірничотехнічні умови приймаємо траншейний вид розкриття родовища. Приймаємо різні комбінації основних способів.

Використання траншейного способу розкриття дозволить нам забезпечити транспортний зв'язок робочих горизонтів кар'єру з поверхнею.

4.2 Вибір схеми розкриття та місця розташування капітальної траншеї

В якості спеціальних гірничих виробок використаємо капітальну і розрізні траншеї. Розкривні виробки проводимо транспортним способом. Видалення і навантаження розкривних порід здійснюємо навантажувачем ТО-4.

4.3 Розрахунок параметрів розкривних виробок

Ширина основи капітальної траншеї ВКТ (м) за умови застосування автотранспорту (рис.4.1.) визначається за формулою:

Для м'якого розкриву (БелАЗ-548):

10+0,5(3,8+8,1)+2*2,5=20,95 м,

де Rа= 10,5 - радіус повороту автосамоскиду, м; Bа=3,8 - ширина автосамоскиду, м; Lа=8,1 - довжина автосамоскиду, м; с=2,5 - мінімальний зазор між автосамоскидом і нижньою бровкою траншеї, м.



Рис. 4.1. Схема подачі автосамоскидів під навантаження

Довжина капітальної траншеї LКТ (м) залежить від її висоти та поздовжнього ухилу і визначається за формулою:

б

де іКТ = 40 - ухил траншеї, ‰.

Для скельного розкриву (БелАЗ-548) ширина основи траншеї ВКТ (м) за умови застосування автотранспорту визначається за формулою:

10+0,5(3,8+8,1)+2*2,5=20,95 м,

де Rа=10 - радіус повороту автосамоскида, м; Bа=3,8 - ширина автосамоскида, м; Lа=8,1 - довжина автосамоскида, м; с=2,5 - мінімальний зазор між автосамоскидом і нижньою бровкою траншеї, м.

Довжина капітальної траншеї LКТ (м) залежить від її висоти та поздовжнього ухилу і визначається за формулою:



б

де НКТ = 5,5 - глибина траншеї, м; іКТ =60 - ухил траншеї, ‰.

Для корисної копалини (БелАЗ-548) ширина основи траншеї ВКТ (м) за умови застосування автотранспорту визначається за формулою:

10+0,5(3,8+8,1)+2*2,5=20,95 м,

де Rа=10 - радіус повороту автосамоскида, м; Bа=3,8 - ширина автосамоскида, м; Lа=8,1 - довжина автосамоскида, м; с=2,5 - мінімальний зазор між автосамоскидом і нижньою бровкою траншеї, м.

Довжина капітальної траншеї LКТ (м) залежить від її висоти та поздовжнього ухилу і визначається за формулою:

б

де НКТ = 10 - глибина траншеї, м; іКТ =80 - ухил траншеї, ‰.

Всі отримані результати ми заносимо до таблиці 4.1.

Таблиця 4.1.

	і, ‰	б, град	Н, м	L, м
М'який розкрив	40	40	4,5	112,5
Скельний розкрив	60	50	5,5	91,6
Корисна копалина	80	70	10	125



5. ПІДГОТОВКА ГІРСЬКИХ ПОРІД ДО ВИЙМАННЯ

5.1 Вибір способу підготовки гірських порід до виймання. Вибір бурового обладнання

Підготовку скельних порід до виймання здійснюємо за допомогою буропідривних робіт (БПР). Ми вибираємо цей спосіб підготовки тому, що гірські породи мають велику твердість. Для буріння свердловин використовуємо шарошечний спосіб буріння тому, що цей спосіб буріння є найбільш перспективним для буріння порід з коефіцієнтом міцності породи за шкалою Протодьяконова 9-15.

5.2 Встановлення необхідного ступеня подрібнення

Підривання масиву повинно забезпечувати потрібний ступінь подрібнення. Максимально допустимий розмір кусків підірваної породи має бути обмежений:

- ємністю ковша виймально-навантажувального обладнання:

=0,7 ,

де Е=5,6 - геометрична місткість ковша екскаватора, м3;

- розмірами приймального отвору дробарки:

= 0,8*1,4 = 1,12,

де В=1,4 - ширина приймального отвору дробарки, м.

Приймаємо мінімальне з отриманих значень (м):



=1,12.

5.3 Вибір бурового обладнання

В якості бурового обладнання вибираємо буровий станок Pit Viper з діаметром буріння свердловин 235 мм.. Цей вибір базується на проведених розрахунках, в результаті яких ми отримали значення dсв=235 мм. Вибраний буровий станок повністю задовольняє отримане розрахункове значення діаметра свердловини.

5.4 Розрахунок параметрів буропідривних робіт

До основних параметрів вибухових свердловин відносяться діаметр dсв, глибина Lсв, перебур lп, кут нахилу всв.

Визначаємо діаметр свердловини за формулою:

Dсв= 9Ну + 35,5Кр + 33,5F - 195 = 90 + 53,25 + 335 - 195 = 283,25 мм = 0,32 м

де Кр= 1,5 - коефіцієнт розпушення гірничої маси після вибуху, Ну =10 м - висота уступа, F=10 - група ґрунтів за СНіП .

Розрахункова лінія опору по підошві уступу W (м). Для досягнення якісного подрібнювання гірських порід визначають значення опору по підошві уступу для першого ряду свердловин:

= м,

де =0,8*1=0,8 - питома витрата еталонної ВР грамоніт 79/21, кг/м3; qe0,6 - питома витрата еталонної ВР, кг/м3; е=1 - перевідний коефіцієнт для розрахунку еквівалентних зарядів.

Визначаємо місткість вибухової речовини в 1м свердловини:

= = = 78,7 кг,

де dcв=0,325 - діаметр свердловини, мм; Д=950 - щільність заряджання, кг/м3; Р - місткість вибухової речовини в 1 м свердловини, кг.

Визначаємо для корисної копалини:

Значення лінії опору по підошві уступу повинно задовольняти умові безпечного буріння:

=10ctg75?+3 = 5,68 м,

де lд=3 - мінімальна допустима відстань від осі свердловини до верхньої бровки уступу, м; - кут укосу уступу, град.

Умова виконується.

Довжина вертикальних свердловин Lсв (м) на кар'єрах більше висоти уступу на глибину перебуру:

=

де Я - кут нахилу до горизонту, град; lп - глибина перебуру , м:

lп=( =0,25*7,77 = 1,94 м,

Відстань між свердловинами в ряду а (м) визначається за формулою:

=1*7,77=7,8 м,



де m=1 - коефіцієнт зближення свердловин.

Відстань між рядами свердловин b (м) визначається за формулою:

=0,9*7,77 = 7 м.

Маса заряду Qз (кг) в свердловині:

=7,77*10*0,8*7,8 = 484,8 кг,

де -питома витрата ВР, кг/м3.

Довжина заряду lзар (м) визначається за формулою:

=

Довжина забійки lз (м) визначається як різниця між відомою глибиною свердловини і довжиною заряду:

=12,86 - 8,1=4,76 м.

Ширина розвалу Во (м) при однорядному миттєвому підриванні визначається за формулою:

=2*1*10= 17,88 м,

де kв=2 - коефіцієнт, що характеризує вибуховість гірської породи;
kв=1 - коефіцієнт, що враховує кут нахилу свердловини в до горизонту.

Ширина розвалу Врф (м) при багаторядному короткосповільненому підриванні:



=0,9*17,88+ (5-1)*7 = 44 м,

де kкз=0,9 - коефіцієнт дальності відкидання підірваної породи, що залежить від інтервалу сповільнення; b= 10 - відстань між рядами свердловин; - кількість рядів свердловин:

=5 ,

де Шб - необхідна ширина блоку, що підривається, м,

,

де Вр - потрібна ширина розвалу для екскаватора, м,

=16,8*3 = 50,4

Аз= 16,8 - ширина заходки екскаватора, м; n = 3 - кількість заходок.

Висота розвалу визначається за формулою:

=0,8*10 = 8 м.

5.5. Розрахунок продуктивності і кількості бурових станків

Змінна продуктивність бурового станка Пб.зм. (м/зм) визначається за формулою:

= м/зм,

де Тзм = 8 - тривалість зміни, год.; Тд - тривалість допоміжних операцій на 1 м свердловини, год, vб = 15 - технічна швидкість буріння, м/год;- тривалість основних операцій на 1 м свердловини, год:

=0,05

Квб - коефіцієнт використання змінного часу:

== 0,77

Річна продуктивність бурових станків Пб.р. (м/рік) визначається за формулою:

=47,38*1*280 = 13266,4 м/рік,

де nзм=1- число робочих змін на добу; N=280 - число робочих днів за рік.

Робочий парк бурових станків Nб.р. визначається за формулою:

=

де Vгм= 504000 - об'єм гірничої маси, що підлягає обурюванню, м3/рік;

- вихід підірваної гірничої маси з 1 м свердловини, м3.

=

Інвентарний парк бурових станків Nб.і. визначається за формулою:



=1,25*1=1,25 = 2 ,

де kрез=1,25 - коефіцієнт резерву.

Приймаємо 1 буровий станок і 1 резервних.

Визначаємо для скельного розкриву:

Значення лінії опору по підошві уступу повинно задовольняти умові безпечного буріння:

=5,5ctg75?+3 = 4,47 м,

де lд=3 - мінімальна допустима відстань від осі свердловини до верхньої бровки уступу, м; - кут укосу уступу, град.

Умова виконується.

Довжина вертикальних свердловин Lсв (м) на кар'єрах більше висоти уступу на глибину перебуру:

=

де Я - кут нахилу до горизонту, град; lп - глибина перебуру , м:

lп=( =0,25*7,77 = 1,94

Відстань між свердловинами в ряду а (м) визначається за формулою:

=1*7,77=7,8 м,

де m=1 - коефіцієнт зближення свердловин.

Відстань між рядами свердловин b (м) визначається за формулою:



=0,9*7,77 = 7 м.

Маса заряду Qз (кг) в свердловині:

=7,77*5,5*0,8*7,8 =265,64 кг,

де -питома витрата ВР, кг/м3.

Довжина заряду lзар (м) визначається за формулою:

=

Довжина забійки lз (м) визначається як різниця між відомою глибиною свердловини і довжиною заряду:

=7,44 - 4,44=3 м.

Ширина розвалу Во (м) при однорядному миттєвому підриванні визначається за формулою:

=2,0*1*5,5= 9,8 м,

де kв=2,0 - коефіцієнт, що характеризує вибуховість гірської породи; kв=1 - коефіцієнт, що враховує кут нахилу свердловини в до горизонту.

Ширина розвалу Врф (м) при багаторядному короткосповільненому підриванні:

=0,9*9,8+(6-1)*7 =43,82 м,

де kкз=0,9 - коефіцієнт дальності відкидання підірваної породи, що залежить від інтервалу сповільнення; b= 7 - відстань між рядами свердловин; - кількість рядів свердловин:

=6 ,

де Шб - необхідна ширина блоку, що підривається, м,

,

де Вр - потрібна ширина розвалу для екскаватора, м,

=16,8*3 = 50,4

Аз - ширина заходки екскаватора, м;

Аз =1,5 Rч.у =1,5*11,2=16,8

n = 3 - кількість заходок.

Висота розвалу визначається за формулою:

=0,8*5,5 = 4,4 м.

Розрахунок продуктивності і кількості бурових станків

Змінна продуктивність бурового станка Пб.зм. (м/зм) визначається за формулою:

= м/зм,

де Тзм = 8 - тривалість зміни, год.; Тд - тривалість допоміжних операцій на 1 м свердловини, год, vб = 15 - технічна швидкість буріння, м/год;- тривалість основних операцій на 1 м свердловини, год:

=0,05

Квб - коефіцієнт використання змінного часу:

== 0,77

Річна продуктивність бурових станків Пб.р. (м/рік) визначається за формулою:

=47,38*1*280 = 13266,4 м/рік,

де nзм=1- число робочих змін на добу; N=280 - число робочих днів за рік.

Робочий парк бурових станків Nб.р. визначається за формулою:

=

де Vгм= 35400 - об'єм гірничої маси, що підлягає обурюванню, м3/рік;

- вихід підірваної гірничої маси з 1 м свердловини, м3.

=

Інвентарний парк бурових станків Nб.і. визначається за формулою:



=1,25*1=1,25 = 2 ,

де kрез=1,25 - коефіцієнт резерву.

Приймаємо 1 буровий станок і 1 резервних.



6. ВИЙМАЛЬНО-НАВАНТАЖУВАЛЬНІ РОБОТИ

6.1 Вибір системи розробки

Класифікація Ржевського включає наступні системи розробки: суцільна (поздовжня, поперечна, віялова, кільцева), заглиблювальна (поздовжня, поперечна, віялова, кільцева) і змішана (заглиблювально-суцільна).

Вибираємо заглиблювальну кільцеву систему розробки згідно класифікації Ржевського В.В.. Вибір обумовлюється тим, що в період експлуатації кар'єра присутні гірничо-підготовчі роботи.

6.2 Вибір виймально-навантажувального та транспортного обладнання для проведення розкривних та видобувних робіт

При проведенні розкривних робіт:

В якості виймально-навантажувального обладнання обираємо екскаватор ЕКГ-5 з ємністю ковша 5,6 м3, транспортного обладнання - БелАЗ-548 з ємністю кузова 21,7 м3.

При проведенні видобувних робіт:

Вибираємо екскаватор ЕКГ-5 з ємністю ковша 5,6 м3 і БелАЗ-548 з ємністю ковша 21,7 м3. геологічний кар'єр капітальний траншея

При виборі комплексу обладнання до уваги бралися: ємність ковша, кузов автосамоскида і дальність транспортування.

6.3 Визначення параметрів елементів системи розробки

Кількість уступів - 6, висота уступів - 10 м. Під час розробки уступів в м'яких породах виймання здійснюється безпосередньо з гірського масиву. Робоча площадка створюється на уступі в місці ведення виймально-навантажувальних робіт (рис.6.1.). Ширина робочої площадки Шр (м) в цьому випадку визначається за формулою, м:

Для м'якого розкриву (ЕКГ-5 , БелАЗ-548):

=19+9,6+1,5+2,5+2,61=35,21 м,

де =1,7*11,2*=19- ширина заходки навантажувача ЕКГ-5 по цілику, м, Rп = 11,2 - радіус повороту ЕКГ-5м; По =1,7-ширина обочини з нагорної сторони при автомобільному транспорті, м; Пд = 3 - ширина площадки для допоміжного обладнання, м; - ширина полоси безпеки, м:

,

де ц, б - кути природного укосу і робочого укосу уступу відповідно, град;

Ну = 5,5 - висота уступу, м; - ширина проїжджої частини, м:

=2*0,5+3,8*2+1*1=9,6,

де а = 3,8 - ширина автосамоскиду БелАЗ - 548, м;

=0,5+0,005*12=0,5 - ширина запобіжної полоси, м;

v = 12 - швидкість руху автосамоскиду БелАЗ, км/год, с=2 - кількість смуг руху; x = 2y=2*0,5=1 - зазор між кузовами зустрічних автосамоскидів, м.

Для скельного розкриву (ЕКГ-5, БелАЗ-548):

Ширина робочої площадки Шр (м) під час розробки скельних порід (рис.6.2.) визначається за формулою:



Рис.6.1. Ширина робочої площадки при розробці м'яких порід

= 43,82+9,6+1,5+2,5+4,5+2,9 = 64,82 м,

де Врф= 43,82 - ширина розвалу розпушеної вибухом породи, м; По'= 4,5 - ширина обочини з низової сторони, м, По=1,5- ширина обочини з нагорної сторони при автомобільному транспорті, м; Пд= 2,5 - ширина площадки для допоміжного обладнання, м; - ширина полоси безпеки, м:

б

де ц, б - кути природного укосу і робочого укосу уступу відповідно, град;

Ну=10 - висота уступу, м; - ширина проїжджої частини, м:

=2*0,5+3,8*2+1,1 = 9,6 м,

де а =3,8 - ширина автосамоскиду БелАЗ-548, м;
=0,5+0,005*12 = 0,5 - ширина запобіжної полоси, м;
v= 12 - швидкість руху автосамоскиду БелАЗ-548, км/год., с=2 - кількість смуг руху; x = 2y=2*0,5=1- зазор між кузовами зустрічних автосамоскидів, м.



Рис.6.2. Ширина робочої площадки при розробці скельної розробки

Для корисної копалини (ЕКГ-5, БелАЗ-548):

Ширина робочої площадки Шр (м) під час розробки скельних порід (рис.6.2.) визначається за формулою:

= 44+9,6+1,5+2,5+4,5+2,9 = 65 м,

де Врф= 44 - ширина розвалу розпушеної вибухом породи, м; По'= 4,5 - ширина обочини з низової сторони, м, По=1,5- ширина обочини з нагорної сторони при автомобільному транспорті, м; Пд= 2,5 - ширина площадки для допоміжного обладнання, м; - ширина полоси безпеки, м:

б

де ц, б - кути природного укосу і робочого укосу уступу відповідно, град;

Ну=10 - висота уступу, м; - ширина проїжджої частини, м:

=2*0,5+3,8*2+1,1 = 9,6 м,

де а =3,8 - ширина автосамоскиду БелАЗ-548, м;

=0,5+0,005*12 = 0,5 - ширина запобіжної полоси, м;

v= 12 - швидкість руху автосамоскиду БелАЗ-548, км/год., с=2 - кількість смуг руху; x = 2y=2*0,5=1- зазор між кузовами зустрічних автосамоскидів, м.

Рис.6.2. Ширина робочої площадки при розробці корисної копалини

6.4 Розрахунок продуктивності обладнання по видобутку і розкриву

Для проведення видобувних робіт приймаємо екскаватор ЕКГ-5 з ємністю ковша 5,6 м3. Для транспортування гірської породи використовуємо БелАЗ-548 з вантажопідйомністю 40 т.

Для корисної копалини: Норма виробки екскаватора ЕКГ-5 Нв (м3/зм) при навантаженні в БелАЗ-548 визначається за формулою:

=м3/зм,

де Тзм=480 - тривалість зміни, хв.; Тпз=35 - час на виконання підготовчо-заключних операцій хв.; Топ=10 - час на особисті потреби, хв.; Qк - об'єм гірничої маси в щільному тілі в одному ковші, м3:

Qк=5,6*0,6=3,36 ,

де Е=5,6 - ємність ковша екскаватора ЕКГ-5, м3; kв=0,6 - коефіцієнт використання ковша; nк - кількість ковшів, що розвантажується екскаватором ЕКГ-5 у кузов автосамоскида БелАЗ-548:



nк =,

де qа = 40 - вантажопідйомність автосамоскиду БелАЗ-548, т; г = 2,8 - об'ємна маса породи в цілику, т/м3; tц = 0.55 час циклів екскавації ;

- час навантаження одного автосамоскиду БелАЗ-548, хв.:

б

Для скельного розкриву:

Норма виробки екскаватора ЕКГ-5 Нв (м3/зм) при навантаженні в БелАЗ-548 визначається за формулою:

=м3/зм,

де Тзм=480 - тривалість зміни, хв.; Тпз=35 - час на виконання підготовчо-заключних операцій хв.; Топ=10 - час на особисті потреби, хв.; Qк - об'єм гірничої маси в щільному тілі в одному ковші, м3:

Qк=5,6*0,7=3,9 ,

де Е=5,6 - ємність ковша екскаватора ЕКГ-5, м3; kв=0,7 - коефіцієнт використання ковша; nк - кількість ковшів, що розвантажується екскаватором ЕКГ-5 у кузов автосамоскида БелАЗ-548:

nк =,

де qа = 40 - вантажопідйомність автосамоскиду БелАЗ-548, т; г = 2,5 - об'ємна маса породи в цілику, т/м3; tц = 0.55 час циклів екскавації ; - час навантаження одного автосамоскиду БелАЗ-548, хв.:

б

Для м'якого розкриву:

Для проведення розкривних робіт приймаємо екскаватор ЕКГ-5 з ємність 5,6 м3. Для транспортування гірської породи використовуємо БелАЗ-548 з вантажопідйомністю 40 т.

=м3/зм,

де Тзм=480 - тривалість зміни, хв.; Тпз=35 - час на виконання підготовчо-заключних операцій хв.; Топ=10 - час на особисті потреби, хв.; Qк - об'єм гірничої маси в щільному тілі в одному ковші, м3:

Qк=5,6*0,84=4,7 ,

де nк - кількість ковшів, що розвантажується екскаватором у кузов автосамоскиду:

nк =,

qа=40 - вантажопідйомність автосамоскиду, т; г=1,8 - об'ємна маса породи в цілику, т/м3; Тун = 0,5 - час встановлення автосамоскиду під навантаження, хв., - час навантаження одного автосамоскиду, хв.:

б



6.5 Розрахунок кількості одиниць обладнання з видобутку і розкриву

Для корисної копалини:

Розрахункова кількість робочих екскаваторів nе (шт.) визначається за формулою:

ь

де Qзм= - середньокалендарна продуктивність кар'єру по сировині в цілику, м3/зм; По= - продуктивність обладнання, м3/зм; kнп=1,1 - коефіцієнт нерівномірності подачі транспорту; kво=0,8 - коефіцієнт використання обладнання переробного заводу в часі.

Для скельного розкриву:

б

Для м'якого розкриву:

б

Робимо висновок, що для:

Корисної копалини: N_екс=2, +1 резерв.

Скельний розкрив: N(ск.роз)=1 шт.

М'який рокрив: N=1 шт.



7. ПЕРЕМІЩЕННЯ КАР'ЄРНИХ ВАНТАЖІВ

7.1 Вибір виду транспорту

Для переміщення гірничої маси застосовуємо автомобільний вид транспорту, а саме: БелАЗ-548. Характеристика цього транспортного засобу наведена у таблиці 7.1.

Таблиця 7.1.

БелАЗ-548	Rа=10	Bа=3,8	Lа=8,1

Ми обрали автомобільний транспорт тому, що на кар'єрі невеликий річний вантажообіг, незначна відстань транспортування, порівняно невеликі економічні затрати, а також, він є більш маневреним.

7.2 Розрахунок транспортного обладнання

Кількість автосамоскидів розраховується для кожного екскаватора окремо. Робочий парк автосамоскидів встановлюється за умови забезпечення безперервної роботи робочого парку екскаваторів при ритмічній подачі порожніх автосамоскидів у забій. Кількість автосамоскидів Nр, що може ефективно використовуватися в комплексі з одним екскаватором, визначається за формулою:

Для м'якого розкриву:

= 4,4 = 5,

б

де Тнс=2,4 - час навантаження одного автосамоскиду, хв.; tроз=1 - час розвантаження, хв., tм=0,5 - час маневрів, хв.

Час руху автосамоскида tрух (хв.) визначається за формулою:

=60( = 5,04 хв,

де Тван, Тпор. - час руху автосамоскида відповідно з вантажем і без вантажу, хв.; lі ван, lі пор - довжина ділянок шляху з однаковими умовами руху відповідно з вантажем і без вантажу, км; хі ван, хі пор - швидкості руху автосамоскида відповідно з вантажем і без вантажу (швидкості руху приймаються за даними з довідника), км/год.

Для скельного розкриву:

= 4,1= 5,

б

де Тнс=2,6- час навантаження одного автосамоскиду, хв.; tроз=1 - час розвантаження, хв., tм=0,5 - час маневрів, хв.

Час руху автосамоскида tрух (хв.) визначається за формулою:

=60( = 7,44 хв

де Тван, Тпор. - час руху автосамоскида відповідно з вантажем і без вантажу, хв.; lі ван, lі пор - довжина ділянок шляху з однаковими умовами руху відповідно з вантажем і без вантажу, км; хі ван, хі пор - швидкості руху автосамоскида відповідно з вантажем і без вантажу (швидкості руху приймаються за даними з довідника), км/год.

Для корисної копалини:

= 5,5 = 6,

б

де Тнс=2,7- час навантаження одного автосамоскиду, хв.; tроз=1 - час розвантаження, хв., tм=1 - час маневрів, хв.

Час руху автосамоскида tрух (хв.) визначається за формулою:

=60( = 24,3 хв

де Тван, Тпор. - час руху автосамоскида відповідно з вантажем і без вантажу, хв.; lі ван, lі пор - довжина ділянок шляху з однаковими умовами руху відповідно з вантажем і без вантажу, км; хі ван, хі пор - швидкості руху автосамоскида відповідно з вантажем і без вантажу (швидкості руху приймаються за даними з довідника), км/год.

Кількість працюючих автосамоскидів Nра можна також визначити за формулою:

?Ni ,

де Ni - кількість автосамоскидів для обслуговування одного екскаватора.

Інвентарний парк автосамоскидів:



Nінв. =1,2*(12+5+5) = 7 .

Для м'якого розкриву:

= 2,3 = 3,

де Тнс = 5 - час навантаження одного автосамоскиду, хв.; tроз = 1, - час розвантаження, хв., tм = 0,4, - час маневрів, хв.



8. ВІДВАЛОУТВОРЕННЯ

8.1 Загальна характеристика відвальних робіт

Відвалоутворення - це сукупність гірничих робіт або виробничих процесів у результаті переміщення розкривних порід.

В залежності від місця розташування відвалу до кінцевого контуру кар'єру розрізняють внутрішні відвали, що розташовані у виробленому просторі, і зовнішні, що розташовані за кінцевими контурами кар'єру.

Виріб засобів механізації для складування порід залежить від фізико-механічних властивостей розкривних порід і видів кар'єрного транспорту (табл. 8.1).

Засоби механізації для складування порід

Таблиця 8.1.

Транспорт	Тип порід
	скельні	рихлі
Залізничний	Мехлопати, бульдозери	Мехлопати,драглайни, бульдозери
Автомобільний	Бульдозери	Бульдозери
Конвеєрний	Консольні відвалоутворювачі	Консольні відвалоутворювачі і транспортно-відвальні мости

8.2 Розрахунок параметрів відвалу

Під час транспортування розкриву на відвал автосамоскидами застосовується бульдозерне відвалоутворення.

Бульдозерний відвал складається з трьох ділянок рівної довжини по фронту розвантаження(рис. 8.1). На першій ділянці ведеться розвантаження, на другій - планувальні роботи, третя ділянка - резервна. З розвитком гірничих робіт призначення ділянок змінюється.



Рис.8.1. Схема бульдозерного відвалу

Довжина відвального фронту робіт при бульдозерному відвалоутворенні Lф.о. (м) при застосуванні автомобільного транспорту визначається за формулою:

Для скельного розкриву:

Lф.о=3Lф.р.=3*18=54м.

де Lф.р. - довжина фронту розвантаження, м:

Lф.р.=Nalп=1*18=18 м.

де lп - ширина полоси по фронту, що займається автосамоскидом, м, Na - кількість автосамоскидів, що одночасно розвантажуються:

Na= Nч*tрм/60=17*2/60=0,56=1,

де tрм - тривалість розвантаження і маневрування автосамоскиду, хв; Nч - кількість автосамоскидів, що розвантажуються на відвалі протягом години:



Nч= = шт

де Пкч - годинна продуктивність кар'єру по розкриву, м3; kнер - коефіцієнт нерівномірності роботи кар'єру; Va - об'єм розкриву, що перевозиться автосамоскидом за рейс, м3:

Va = м3.

= ==175,53 м3 /год

Для м'якого розкриву:

Lф.о=3Lф.р.=3*18=54 м.

де Lф.р. - довжина фронту розвантаження, м:

Lф.р.=Nalп=1*18=18 м.

де lп - ширина полоси по фронту, що займається автосамоскидом, м, Na - кількість автосамоскидів, що одночасно розвантажуються:

Na= Nч*tрм/60=12*1,7/60=0,34=1,

де tрм - тривалість розвантаження і маневрування автосамоскиду, хв; Nч - кількість автосамоскидів, що розвантажуються на відвалі протягом години:

Nч= = шт

де Пкч - годинна продуктивність кар'єру по розкриву, м3; kнер - коефіцієнт нерівномірності роботи кар'єру; Va - об'єм розкриву, що перевозиться автосамоскидом за рейс, м3:

Va = м3.

= ==201,25 м3 /год

8.3 Розрахунок продуктивності та кількості відвального обладнання

Вибираємо бульдозер Д-575.

При бульдозерному відвалоутворенні змінна продуктивність бульдозерів Пб.зм. (м3/зм) визначається за формулою:

Пб.зм.= = = 1542,6 м3/зм.

де Тзм =8 - тривалість зміни, год; kвб = 0,8 - коефіцієнт використання бульдозера в часі; Vп - об'єм породи, що переміщується бульдозером за один цикл, м3:

Vп == = 3,23м3.

де hл =1,4 - висота відвалу, м; а =45 - кут укосу породи в призмі волочіння;

Вл= 3,3 - ширина відвалу, м; kрп = 0,7- коефіцієнт розпушення породи; kзп - коефіцієнт зміни продуктивності бульдозера, що враховує ухил і відстань переміщення породи; Тцр - тривалість робочого циклу бульдозера, с:



Тцр= tн + tрв + tрп + tв = + tв ==с.

де tн - тривалість набору породи, с; tрв - тривалість руху бульдозера з вантажем, с; tрп - тривалість руху бульдозера без вантажу, с; tв = 7 с - тривалість переключення швидкостей і опускання відвалу, с; Lн, Lпп - відповідно відстань набору і переміщення породи, м; vн, vрв, vрп - середня швидкість руху бульдозера відповідно при наборі породи, з вантажем, без вантажу, м/с.

Робочий парк бульдозерів Nбр для м'якого розкриву визначається за формулою (для м'якої та скельної порід):

Nбр = ==

де Vб = 805 - змінний об'єм бульдозерних, м3, Пкч - годинна продуктивність кар'єру по розкриву, м3; Тзм - тривалість зміни, год; kзав = 0,7 - коефіцієнт заваленості відвалу породою.

Nбр = == ,

де Vб = 983 - змінний об'єм бульдозерних, м3, Пкч - годинна продуктивність кар'єру по розкриву, м3; Тзм - тривалість зміни, год; kзав = 0,7 - коефіцієнт заваленості відвалу породою.

Інвертарний парк бульдозерів на відвалі Nбв:

Nбв = Nбрkін = =

де kін =1,25 - коефіцієнт інвентарного парку бульдозерів.



ВИСНОВКИ

В даній курсовій роботі ми спроектували кар'єр з річною продуктивністю 503750 м3/рік в умовах Стрельчинецького родовища. За нашими підрахунками кар'єр працюватиме 11 років з даною продуктивністю. Кар'єр має 1 розкривний уступи по м'яких породах 1 розкривний уступ по скельних породах і 6 розкривних уступів по корисній копалині. Для розробки вибрано обладнання: екскаватор ЕКГ-5, автосамоскиди БелАЗ-548, буровий станок Pit Viper 235, які повністю задовольняють умовам даного об'єкту.



СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Васильев М.В. Современный карьерный транспорт. - 2-е изд. - М., Недра, 1969. - 304 с.

2. Кузнецов Б.А., Ренгевич А.А., Шорин В.Г. Транспорт на горных предприятиях. - 2-е изд., перераб. и доп. - М., Недра, 1976. - 552 с.

3. Кутузов Б.Н. Взрывные работы: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М., Недра, 1988. - 383 с.

4. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ: Учебник для ВУЗов. - 3-е изд., перераб. - М.: Изд-во Моск. Горного ин-та,1992.-46

Размещено на Allbest.ru

...