Проект розробки кар’єру в умовах Кузмінецького родовища при розробці гранодіоритів на щебінь

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний Технічний Університет України

«Київський політехнічний інститут»

Курсовий проект

З курсу: «Відкриті гірничі роботи»

Тема: «Проект розробки (будівництва) кар'єру в умовах Кузмінецького родовища при розробці гранодіоритів на щебінь з річною продуктивністю 603000 м3 гірничої маси на рік

Виконав:

Васильчук О.С.

Перевірила:

Косенко Т.В.

Київ 2014



ЗМІСТ

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 Річний видобуток 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

4.4 Розрахунок об'ємів капітальної та розрізної траншей

4.5 Розрахунок продуктивності обладнання на розкритті та його кількості

4.6 Швидкість проходження і термін будівництва 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

5.5 Розрахунок продуктивності і кількості бурових станків

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 - 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:

· 1.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.

· 2. 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.

· 3. 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.

· 4. 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

ПАТ «Кузьмінецький кар'єр» знаходиться в Вінницький області на території Гайсинського району і розташований 10 від залізничної ст. Райгород. Найближчими населеними пунктами, з яких кар'єроуправління забезпечується робочою силою являються с.Щурівці.

ПАТ «Кузьмінецький кар'єр» спеціалізується на добуванні граніту для будівельних робіт, камінь бутовий.

Кузьмінецьке родовище біотитового граніту розробляється 1986-1988 роках і має наступні географічні координати:

49є 46' 00" - північної широти

29є 08' 00" - східної довготи.

Проект розробки Кузьмінецького родовища біотитового граніту розроблений Правобережна ГРЭ, ПГО «Севукргеология» в 1978 році.

Клімат помірно-континентальний з теплим вологим літом і порівняно м'якою зимою. Основними кліматоутворючими факторами є сонячна радіація, що особливо ефективна в теплий період року, атмосферна циркуляція, що переважає в холодний період, і характер земної поверхні. Великий вплив на клімат регіону мають континентальні повітряні маси, що формуються над рівнинами Євразії, а також океанічні повітряні маси з Атлантичного океану і арктичних морів.

Середня температура повітря становить 6,6…6,8 °С. Найтеплішим місяцем є липень -- +18,5 °C, найхолоднішим -- січень -- ?4,4…-5,6 °С. Середньорічна кількість опадів досягає 600…700 мм. Вегетаційний період починається з квітня і триває по листопад.



1.2 Геологічна і гідрогеологічна будова родовища

«Кузьмінецьке» родовище біотитових гранітів та гранодіоритів розташоване в межах поширення своєрідних порід західної частини Українського щита.

За складністю геологічної будови родовище належить до 1-ї групи - родовищ простої геологічної будови, представлених масивними або пластоподібними покладами гірських порід однорідного складу з витриманими фізико-механічним та іншими властивостями, передбаченими кондиціями, з непорушеним або слабо порушеним заляганням.

Хімічний склад корисних копалин: SiO2-60%, TlO2-0,66%, Al2O3-17,2%, Fe2O3-2%, CaO-4,5%, MgO-2,26%, MnO-0,066%, Na2O-3,17%, K2O-4,7%, SO2-0,26%.

Гранодіорити характеризуються сірим і блідно-рожево-світло-сірим кольором і також мають вигляд як цілком однорідні, нормальні продукти кристалізаційної диференціації. Головними породоутворюючими мінералами гранодіоритів є плагіоклаз, калішпат, кварц, біотит, рогова обманка. В незначній кількості зустрічається епідот, амфібол, рудний мінерал, апатит, циркон, сфен.

Кристалічні породи (корисна товщина) представлені свіжими і порушеними вивітрюванням кварцевими діоритами, рідше гранодіоритами, серед яких зустрічаються жили гранодіоритів та діабазів.

1.3 Підрахунок запасів за категоріями

В результаті дорозвідки, Українською територіальною комісією по запасах, протокол № 3187 від 11.11.71 р., були затверджені балансові запаси кварцевих діоритів по категоріях :



(А+В) - 6426 тис.м3

С1 - 8477 тис.м3

(А + В + С1) = 14903 тис.м3.

1.4 Характеристика корисної копалини і розкривних порід

Розкрив на родовищі складається з пухкого, представленого грунтово-рослинним шаром, пісками, глинами, а також - скельного, представленого вивітреними кристалічними гранітами. Мінеральний склад корисної копалини: кварц 20-30%, мікроклін 20-63%, плагіоклаз 20-50%, біотит до 3%.

Таблиця 1.2.

Типи порід	Породи	Потужність	Щільність	Об'єм
М'який розкрив	Пісок, суглинок	5 м	1,8 г/см3	1490,3 тис. м3
Скельний розкрив	Вивітрений граніт	9 м	2,2 г/см3	2682,54тис. м3
Корисна копалина	Граніт	50 м	2,8 г/см3	А+В+С=14903 тис. м3

1.5 Межі кар'єрного поля. Коефіцієнти розкриву

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

,

де Vр=4172840 - об'єм розкривних порід, м3; Vкк=14903000 - об'єм запасів корисних копалин, м3.

Загальний залишок об'ємів розкривних порід в межах родовища запасів складає 2553,6 тис. м3 (в т. ч. скельних - 1105,6 тис. м3).

Корисна копалина представлена: граніт біотитовий, плагіограніт.



2. РЕЖИМ РАБОТИ КАР'ЄРУ

Режим роботи кар'єру наведено у таблиці 2.1.

Таблиця 1.2.

Найменування показників	Одиниця виміру	Режим роботи
		добувні	розкривні
		двозмінний	однозмінний
Тривалість зміни	годин	8	8
Число робочих днів в рік	дні	240	48



3. ПРОДУКТИВНІСТЬ КАР'ЄРУ І ЗАГАЛЬНА ОРГАНІЗАЦІЯ РОБІТ

3.1 Річний видобуток кар'єру

Розмір втрат Qвтрат (м3) на транспортування і буропідривні роботи становлять: на БПР - qБПР = 0,25% від об'єму вихідної гірничої маси, на транспортування - qтр = 0,25-0,5%.

Розмір втрат визначається за формулою:

м3,

де Q= - планова річна продуктивність кар'єру по корисній копалині, м3/рік.

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

=600000+3000=603000, м3/рік.

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

м3/рік,

де kн=1, - коефіцієнт нерівномірності розподілення розкриву за роками.



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:

==50250, м3/міс;

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

=м3/добу,

де Nдн=240, - кількість робочих днів за рік;

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

= м3/зм,

де nзм=2 - число змін роботи кар'єру на добу.

Продуктивність кар'єру по розкриву визначається аналогічно.

Результати розрахунків заносяться до таблиці 3.1.



Таблиця 3.1. Продуктивність кар'єру по корисній копалині та розкриву

Породи	Загальний об'єм запасів, тис. м3.	Продуктивність кар'єру, тис. м3.	Кількість змін
		річна	квартальна	місячна	добова	змінна
Корисна копалина	14903	603000	150750	50250	2512,5	1256,3	2
М'який розкрив	1490,3	60300	15075	5025	251,25	125,6	4 зм./міс.
Скельний розкрив	2682,54	108540	27135	9045	452,25	226,13	4 зм./міс.

3.3 Строк служби кар'єру

Строк служби кар'єру визначається за формулою:

=3+24,7+5=32,7, років,

де tбуд=3, - термін будівництва кар'єру та освоєння проектної потужності, років;

= - термін експлуатації кар'єру, років,

Zпром=14903, - промислові запаси корисної копалини, тис.м3;

tзат=5, - термін затухання гірничих робіт в кар'єрі, років.



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 для м'кої породи БелАЗ-7822, а для скельної та корисної копалини ЕКГ-5.

4.3 Розрахунок параметрів розкривних виробок

Ширина основи капітальної траншеї ВКТ (м) за умови застосування автотранспорту (рис.4.2.) визначається за формулою:

Для м'якого розкриву(БелАЗ-540):

8,5+0,5(3,48+7,3)+2*2=17,89, м,

де Rа=8,5, - радіус повороту автосамоскида, м;

Bа=3,48, - ширина автосамоскида, м;

Lа=7,3, - довжина автосамоскида, м;

с=2,- мінімальний зазор між автосамоскидом і нижньою бровкою траншеї, м.

Ширина траншеї поверху АКТ, м:

=29,79, м,

де

Рис. 4.2. Схема подачі автосамоскидів під навантаження

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

,

де НКТ=10, - глибина траншеї, м;

іКТ=40, - ухил траншеї, ‰.

Ширина основи розрізної траншеї: Врт=Ву=15, м.

Ширина траншеї АРТ (м) поверху:



=15+2*5ctg40?=19,6, м,

де ВРТ=15, - ширина основи розрізної траншеї, м;

НРТ=5, - глибина розрізної траншеї, м;

бр=40, - кут укосу уступу, град.

Аналогічно виконуємо розрахунки для скельного розкриву і корисної копалини.

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=19,95, м,

де Rа=10, - радіус повороту автосамоскида, м;

Bа=3,8, - ширина автосамоскида, м;

Lа=8,1, - довжина автосамоскида, м;

с=2,- мінімальний зазор між автосамоскидом і нижньою бровкою траншеї, м.

Ширина траншеї поверху АКТ, м:

=30,21, м,

де

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

,

де НКТ=9, - глибина траншеї, м;

іКТ=80, - ухил траншеї, ‰.

Ширина траншеї АРТ (м) поверху:

=28+2*9ctg85?=29,44, м,

де ВРТ=16, - ширина основи розрізної траншеї, м;

НРТ=9, - глибина розрізної траншеї, м;

бр=85, - кут укосу уступу, град.

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=19,95, м,

де Rа=10, - радіус повороту автосамоскида, м;

Bа=3,8, - ширина автосамоскида, м;

Lа=8,1, - довжина автосамоскида, м;

с=2,- мінімальний зазор між автосамоскидом і нижньою бровкою траншеї, м.

Ширина траншеї поверху АКТ, м:

=31,35, м,

де

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

,



де НКТ=10, - глибина траншеї, м;

іКТ=80, - ухил траншеї, ‰.

Ширина траншеї АРТ (м) поверху:

=29+2*10ctg85?=30,6, м,

де ВРТ=29, - ширина основи розрізної траншеї, м;

НРТ=10, - глибина розрізної траншеї, м;

бр=85, - кут укосу уступу, град.

Всі отримані результати ми заносимо до таблиці 4.4..

	і, ‰	в, град	Н, м	L, м
М'який розкрив	60	40-45	5	125
Скельний розкрив	80	60-70	9	150
Корисна копалина	80	70-80	10	125

4.4 Розрахунок об'ємів капітальної та розрізної траншей

Об'єм окремої капітальної траншеї VКТ (м3) при рівній поверхні визначається як сума об'ємів правильних геометричних фігур (призм та пірамід), які складають її (рис.4.4.), за формулою:

,

де V1 - об'єм половини прямокутної призми, м3;

V2 - об'єм піраміди, м3:



Рис.4.4. Схема до визначення об'єму капітальної траншеї.

Кінцева формула для визначення об'єму капітальної траншеї (м3), після декількох перетворень набуде наступного вигляду:

Для м'якого розкриву:

м3,

де ВКТ=17,89, - ширина основи траншеї, м;

НКТ=5, - глибина траншеї, м;

іКТ=40, - ухил траншеї, ‰;

КТ=40, - кут укосу борту траншеї, град.

Розрахунок об'єму розрізної траншеї VРТ (м3) проводиться за формулою:

м3,

де ВРТ=19,95 - ширина розрізної траншеї відповідно понизу, м;

НРТ=5, - глибина розрізної траншеї, м;

LРТ=220, - довжина розрізної траншеї, м.

Для скельного розкриву:

м3,

де ВКТ=19,95, - ширина основи траншеї, м;

НКТ=9, - глибина траншеї, м;

іКТ=80, - ухил траншеї, ‰;

КТ=60, - кут укосу борту траншеї, град.

Розрахунок об'єму розрізної траншеї VРТ (м3) проводиться за формулою:

м3,

де ВРТ=28, - ширина розрізної траншеї відповідно понизу, м;

НРТ=9, - глибина розрізної траншеї, м;

LРТ=220, - довжина розрізної траншеї, м.

Для корисної копалини:

м3,

де ВКТ=19,95, - ширина основи траншеї, м;

НКТ=10, - глибина траншеї, м;

іКТ=80, - ухил траншеї, ‰;

КТ=60, - кут укосу борту траншеї, град.

Розрахунок об'єму розрізної траншеї VРТ (м3) проводиться за формулою:

, м3,

де ВРТ=29, - ширина розрізної траншеї відповідно понизу, м;

НРТ=10, - глибина розрізної траншеї, м;

LРТ=220, - довжина розрізної траншеї, м.

Об'єми розкривних виробок заносяться до таблиці 4.5..

Таблиця 4.5. Об'єми гірничо-капітальних робіт

Найменування розкривних виробок	Об'єми гірничо-капітальних робіт на момент здачі кар'єру в експлуатацію
Капітальна траншея м'який розкрив скельний розкрив корисна копалина	м3 м3 м3
Розрізна траншея м'який розкрив скельний розкрив корисна копалина	м3 м3 м3

4.5 Розрахунок продуктивності обладнання на розкритті та його кількості

Для проведення розкривних робіт для м'якої породи приймаємо приймаємо навантажувач БелАЗ 7822. Для транспортування гірської породи використовуємо БелАЗ-540 з вантажопідйомністю 27 т..

Для скельного розкриву використовуємо екскаватор ЕКГ-5 і автосамоскид БелАЗ-548.

4.6 Швидкість проходження і термін будівництва розкривних виробок

Для м'якого розкриву:

Час проходження капітальної траншеї (діб) визначається за формулою:

,

де Qзм=5278, - змінна продуктивність обладнання, м3/зм.

Час проходження розрізної траншеї (діб) визначається за формулою:

= 6,76, діб.

Для скельного розкриву:

Час проходження капітальної траншеї (діб) визначається за формулою:

,

де Qзм=2230,7, - змінна продуктивність обладнання, м3/зм.

Час проходження розрізної траншеї (діб) визначається за формулою:

= 25,5, діб.



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 10-16.

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, - геометрична місткість ковша екскаватора, м3;

- об'ємом кузова транспортного засобу:

=0,5

де Vк15, - геометричний об'єм кузова автосамоскиду, м3;

- розмірами приймального отвору дробарки:



=0,75*1,4=1,05,

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

Приймаємо мінімальне з отриманих значень (м):

=1,05.

5.3 Вибір бурового обладнання

В якості бурового обладнання вибираємо буровий станок СБШ-200 з діаметром буріння свердловин 216 мм.. Цей вибір базується на проведених розрахунках, в результаті яких ми отримали значення

dсв=216 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.

Для корисної копалини:

Визначаємо діаметр свердловини за формулою:

dд=k*dдоп=0,25*1,05=0,26, м,

- коефіцієнт розпушення гірничої маси після вибуху.

dсв= dд* dдоп=0,26*1,05=0,27, м.

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 вибухової речовини (ВР), кг/м3,

qe0,8, - питома витрата еталонної ВР, кг/м3;

kв=1, - перевідний коефіцієнт для розрахунку еквівалентних зарядів.

Визначаємо місткість вибухової речовини в 1м свердловини:

=(3,14*0,216)/4*950=34,8, кг,

де dcв=0,216, - діаметр свердловини, м;

Д=950, - щільність заряджання, кг/м3.

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:



=

lп=(0,25-0,3)W =0,25*6=1,5, - глибина перебуру, м.

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

=1,1*6=6,5, м,

де m=1,1 - коефіцієнт зближення свердловин.

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

=0,85*6=5, м.

Маса заряду Qз (кг) в свердловині:

=6*10*0,8*6,5=312 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:

=11,5-9=2,5, м.

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



=2*1*10=17,9, 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*17,9*(4-1)5=31,11, м,

де kкз=0,9, - коефіцієнт дальності відкидання підірваної породи, що залежить від інтервалу сповільнення;

b=5,- відстань між рядами свердловин;

=4, - кількість рядів свердловин,

- необхідна ширина блоку, що підривається, м,

=16,8*2=33,6, - потрібна ширина розвалу для екскаватора, м,

Аз=1,5Rчу=1,5*11,2=16,8, - ширина заходки екскаватора, м;

n=2, - кількість заходок.

Висота розвалу визначається за формулою:

=0,8*10=8, м.

Для скельного розкриву:

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

=9ctg75?+3=5,4, 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:

=

lп=(0,25-0,3)W=0,25*6=1,5, - глибина перебуру, м.

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

=1,1*6=6,6, м,

де m=1,1 - коефіцієнт зближення свердловин.

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

=0,85*6=5, м.

Маса заряду Qз (кг) в свердловині:

=6*9*0,8*6,5=280,8 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:

=10,5-8=2,5, м.

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

=2*1*9=12,7, 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: копалина гірський подрібнення буровий

=0,9*12,7+(5-1)5=31,43, м,

де kкз=0,9, - коефіцієнт дальності відкидання підірваної породи, що залежить від інтервалу сповільнення;

b=5,- відстань між рядами свердловин;

=, - кількість рядів свердловин,

- необхідна ширина блоку, що підривається, м,

=16,8*2=33,6, - потрібна ширина розвалу для екскаватора, м,

Аз=1,5Rчу=1,5*11,2=16,8, - ширина заходки екскаватора, м;

n=3, - кількість заходок.

Висота розвалу визначається за формулою:



=0,8*9=7,2, 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.;

=0,076, - тривалість основних операцій на 1 м свердловини, год.,

vб=13,2, - технічна швидкість буріння, м/год;

==0,8125, - коефіцієнт використання змінного часу.

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

=40,88*2*240=19622,4, м/рік,

де nзм=2,- число робочих змін на добу;

N=240, - число робочих днів за рік.

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

=

де Vгм=603000, - об'єм гірничої маси, що підлягає обурюванню, м3;

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

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

=1,25*1=1,25,

де kрез=1,25, - коефіцієнт резерву.

Приймаємо 1 буровий станок і 1 резервний.



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 для м'якої породи навантажувач БелАЗ-7822, транспортного обладнання БелАЗ-540 з вантажопідйомністю 27 т., а для скельного розкриву видобувних робіт екскаватор ЕКГ-5, транспортного обладнання БелАЗ-548.

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

6.3 Визначення параметрів елементів системи розробки

Обираємо висоту уступу таку, щоб виконувалася умова безпеки:

Ну ? 1,5Нч.max.

5 ?1,5*3,9 ,

де Нч=3,9, - висота черпання, м.

Умова виконується, тому м'який розкрив розробляється 1 уступом висотою 5 м.

9 ? 1,5*10,3,

де Нч=10,3, - висота черпання екскаватора ЕКГ-5, м.

Умова виконується, тому скельний розкрив розробляється 1 уступом висотою 7 м.

10 ? 1,5*10,3,

де Нч=10,3, - висота черпання екскаватора ЕКГ-5, м.

Умова виконується, тому корисна копалина розробляється 4 уступами висотою 15 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.6.2.). Ширина робочої площадки Шр (м) в цьому випадку визначається за формулою, м:

Для м'якої породи(БелАЗ-7822, БелАЗ-540):

=19+10,06+1,5+2,5+3,87=36,93, м,

де =2*9,5=19, - ширина заходки навантажувача БелАЗ-7822 по цілику, м,

Rчу=9,5, - радіус черпання навантажувача БелАЗ-7822 на горизонті установки, 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:

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

Ну=9, - висота уступу, м;

=2*0,775+3,48*2+(2-1)*1,55=10,06, - ширина проїжджої частини, м:

а=3,48, - ширина автосамоскиду БелАЗ-540, м;

=0,5+0,005*55=0,775, - ширина запобіжної полоси, м;

v=55, - швидкість руху автосамоскиду БелАЗ-540, км/год.

с=2, - кількість смуг руху;

x = 2y=2*0,775, - зазор між кузовами зустрічних автосамоскидів, м:

Рис.6.2. Ширина робочої площадки при розробці м'яких порід

Для скельної породи(ЕКГ-5, БелАЗ-548):

Ширина робочої площадки Шр (м) під час розробки скельних порід (рис.6.3.) визначається за формулою:

=31,11+10,6+1,5+2,5+4,5+1,9=52,11, м,

де Врф=31,11, - 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:

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

Ну=10, - висота уступу, м;

=2*0,57+3,48*2+(2-1)*2*0,57=9,24, - ширина проїжджої частини, м:

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

=0,5+0,005*50=0,75, - ширина запобіжної полоси, м;

v=50, - швидкість руху автосамоскиду БелАЗ-548, км/год.

с=2, - кількість смуг руху;

x = 2y=2*0,75, - зазор між кузовами зустрічних автосамоскидів, м:

Рис.6.3. Ширина робочої площадки при розробці скельних порід

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

Ширина робочої площадки Шр (м) під час розробки скельних порід (рис.6.3.) визначається за формулою:

=31,4+10,6+1,5+2,5+1,9+4,5, м,

де Врф=31,4, - 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:

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

Ну=10, - висота уступу, м;

=2*0,75+3,8*2+(2-1)*1,5=9,86, - ширина проїжджої частини, м:

а=3,48, - ширина автосамоскиду БелАЗ-7522, м;

=0,5+0,005*50=0,75, - ширина запобіжної полоси, м;

v=50, - швидкість руху автосамоскиду БелАЗ-548, км/год.

с=2, - кількість смуг руху;

x = 2y=2*0,75, - зазор між кузовами зустрічних автосамоскидів, м:

6.4. Розрахунок продуктивності обладнання по видобутку і розкриву

Для проведення розкривних робіт (м'яка порода) приймаємо навантажувача БелАЗ-7822 з ємністю ковша 6 м3. Для транспортування гірської породи використовуємо БелАЗ-540 з вантажопідйомністю 27 т..

Змінна продуктивність навантажувача БелАЗ-7822 Пн (м3/зм) при навантаженні в БелАЗ-540 визначається за формулою:

=м3/зм,

де Тзм=8, - тривалість зміни, год.;

Е=6, - ємність ковша навантажувача БелАЗ-7822, м3;

kв=0,8, - коефіцієнт використання ковша;

.



Для проведення розкривних робіт (скельна порода) приймаємо екскаватор ЕКГ-5 з ємністю ковша 5 м3. Для транспортування гірської породи використовуємо БелАЗ-548.

Норма виробки для 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=5*0,6=3, - об'єм гірничої маси в щільному тілі в одному

ковші, м3,

Е=5, - ємність ковша екскаватора, м3;

kв=0,6, - коефіцієнт використання ковша;

nк= - кількість ковшів, що розвантажується екскаватором у кузов автосамоскида,

qа=40, - вантажопідйомність автосамоскиду, т;

г=2,7, - об'ємна маса породи в цілику, т/м3;

- час навантаження одного автосамоскиду, хв.,

nц=2,18,- число циклів екскавації за хвилину;

Тун=0,5, - час встановлення автосамоскиду під навантаження, хв.

Для видобутку розраховується аналогічно.

6.5 Розрахунок кількості одиниць обладнання з видобутку і розкриву

Для корисної копалини:

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

.

де Qзм=1256,25, - середньокалендарна продуктивність кар'єру по сировині в цілику, м3/зм;

По=2230,7, - продуктивність обладнання, м3/зм;

kнп=1,1, - коефіцієнт нерівномірності подачі транспорту;

kво=0,8, - коефіцієнт використання обладнання переробного заводу в часі.

Для скельної породи:

.

Приймаємо 2 екскаватора ЕКГ-5 і 1 резервний.

Для м'якої породи:

.

Приймаємо 1 навантажувача БелАЗ-7822.



7. ПЕРЕМІЩЕННЯ КАР'ЄРНИХ ВАНТАЖІВ

7.1 Вибір виду транспорту

Для переміщення гірничої маси застосовуємо автомобільний вид транспорту, а саме: БелАЗ-540 і БелАЗ-548. Характеристика цих транспортних засобів наведена у таблиці 7.1..

Таблиця 7.1.

БелАЗ-540	Rа=8,5	Bа=3,48	Lа=7,3
БелАЗ-548	Rа=8,5	Bа=3,8	Lа=7,25

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 корисної копалини і корисної копалини:

==6,87=7,

де Тнс=1,84, - 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(=9,3, 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:

=7*1=7

Тр=Тнс+tрух+tроз+tм=1,84+9,3+1+0,5=12,64, - час рейсу,хв;

Частина автосамоскидів постійно знаходиться в ремонті і проходить технічне обслуговування, тому інвентарна кількість автосамоскидів складає:

,

Для м'якого розкриву:

==12,66=13,

де Тнс=1,83, - час навантаження одного автосамоскиду, хв.;

tроз=1, - час розвантаження, хв.

tм=0,33, - час маневрів, хв.

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

=60(=7,35 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:

=13*1=13;

Час рейсу визначається за формулою:

Тр=Тнс+tрух+tроз+tм=1,83+7,35+1+0,33=0,10,51, - час рейсу, хв;

kв.а.=0,7, - коефіцієнт використання автосамоскида в часі;

kq=1, - коефіцієнт використання вантажопідйомності автосамоскида.

Частина автосамоскидів постійно знаходиться в ремонті і проходить технічне обслуговування, тому інвентарна кількість автосамоскидів складає:

,

де фг=0,8, - коефіцієнт технічної готовності парку.

Приймаємо 13 БелАЗи-548 і 7 БелАЗи-540.



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).

Таблиця 8.1. Засоби механізації для складування порід

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

Необхідна площа під відвал:

Sв= =м2.

де Vp - об'єм розкриву, що підлягає розміщенню на відвалі, м3.

Нв- висота відвалу, м.

kво - коефіцієнт, що враховує використання площі 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 м'якого розкриву:

Lф.о=3Lф.р.=3*20=60 м.

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

Lф.р.=Nalп=1*20=20 м.

де lп - ширина полоси по фронту, що займається автосамоскидом, м.

Na - кількість автосамоскидів, що одночасно розвантажуються:

Na= Nч*tрм/60=10*2/60=1.



Де tрм - тривалість розвантаження і маневрування автосамоскиду, хв;

Nч - кількість автосамоскидів, що розвантажуються на відвалі протягом години:

Nч= =

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.

Для скельного розкриву:

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

Lф.о=3Lф.р.=3*20=60 м.

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

Lф.р.=Nalп=1*20=20 м.

де lп - ширина полоси по фронту, що займається автосамоскидом, м.

Na - кількість автосамоскидів, що одночасно розвантажуються:

Na= Nч*tрм/60=15*2/60=1.

де tрм - тривалість розвантаження і маневрування автосамоскиду, хв;

Nч - кількість автосамоскидів, що розвантажуються на відвалі протягом години:

Nч= =

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.

8.3 Розрахунок продуктивності та кількості відвального обладнання

Вибираємо бульдозер ДЗ-25.

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

Пб.зм.= ==530,4 м3/зм.

де Тзм - тривалість зміни, год;

kвб = 0,8 - коефіцієнт використання бульдозера в часі;

Vп - об'єм породи, що переміщується бульдозером за один цикл, м3:

Vп===3,2 м.

де hл - висота відвалу, м;

а =45 - кут укосу породи в призмі волочіння;

Вл - ширина відвалу, м;

kрп - 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 = 7с - 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:

Nбр = == .

де Vб - змінний об'єм бульдозерних, м3:

Vб = ПкчТзмkзав== м3.

де Пкч - годинна продуктивність кар'єру по розкриву, м3;

Тзм - тривалість зміни, год;

kзав = 0,5 - коефіцієнт заваленості відвалу породою.

Інвертарний парк бульдозерів на відвалі Nбв:

Nбв = Nбрkін = =

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

Робочий парк бульдозерів Nбр для скельного розкриву визначається за формулою:

Nбр = == .

де Vб - змінний об'єм бульдозерних, м3:

Vб = ПкчТзмkзав== м3.

де Пкч - годинна продуктивність кар'єру по розкриву, м3;

Тзм - тривалість зміни, год;

kзав = 0,5 - 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 603 тис. м3 в умовах Томашгородського родовища. За нашими підрахунками кар'єр працюватиме 35 років з даною продуктивністю. Кар'єр має 1 розкривний уступи по м'яких породах і 1 розкривний уступ по скельним породам та 4 уступи по корисній копалині. Для розробки вибрано обладнання: навантажувач ЕКГ-5, HYUNDAI R500LC, самоскид БелАЗ- 7522,540 і СБШ-250, які повністю задовольняють умови 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

...