Механизация разработки трубки "Нюрбинская" открытым способом
Рассмотрение геологической характеристики района и месторождения. Исследование геологического строения россыпей. Расчет водопритоков в карьер трубки. Определение контуров карьера. Анализ расхода материалов на горные работы по предполагаемым схемам.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.12.2017 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
средний коэффициент водопроводимости k2 m2 = 0,05 м2/сут;
расчетная мощность m2 = 470 м;
расчетный средний коэффициент фильтрации k2
коэффициент упругой водоотдачи м2* = 0,0001;
коэффициент гравитационной водоотдачи м2 = 0,001.
На первом этапе моделирования проводилась калибровка модели, процедура которой заключалась в задании соответствующих фильтрационных нагрузок и анализе реакции модели H (x, y).На втором этапе моделирования выполнялась прогнозная оценка водопритоков к горным выработкам из межмерзлотного водоносного комплекса при отработке запасов месторождения трубки «Нюрбинская» открытым способом до отметки -200 абс. м. (проектная глубина карьера).
Условия разгрузки подземного потока в карьере «Нюрбинский», при отработке запасов месторождения до проектной глубины открытым способом, реализованы на модели ГУ I рода в виде Н = f(t), т.е. постепенное снижение пьезометрического уровня подземных вод межмерзлотного верхнекембрийского водоносного комплекса во времени t от кровли водоносной толщи со скоростью V = 20 м/год, определяемой темпом понижения фронта очистных работ: от +100 до -200 абс. м. (таблица 1.5.4).
Таблица 1.5.4 - Внутренние граничные условия, реализованные в прогнозной модели, при отработке месторождения открытым способом
|
Время с начала дренажа, год |
Характеристика ГУ |
||
|
Род |
Абсолютная отметка уровня, м |
||
|
1 |
I |
80 |
|
|
2 |
60 |
||
|
3 |
40 |
||
|
4 |
20 |
||
|
5 |
0 |
||
|
6 |
-20 |
||
|
7 |
-40 |
||
|
8 |
-60 |
||
|
9 |
-80 |
||
|
10 |
-100 |
||
|
11 |
-120 |
||
|
12 |
-140 |
Результаты прогнозных расчетов водопритоков в карьер «Нюрбинский» из межмерзлотного верхнекембрийского водоносного комплекса при отработке месторождения открытым способом представлены в таблице 1.5.5.
Таблица 1.5.5 - Прогнозные водопритоки в карьер «Нюрбинский» из МВВК и ПВВК с использованием метода моделирования
|
Горизонт горных работ, абс. м |
-40 |
-100 |
-140 |
-200 |
|
|
Прогнозный водоприток, м3/сут |
20 |
26 |
30 |
50 |
Результаты прогнозного моделирования, касающиеся режима притоков дренажных рассолов в карьер из МВВК при открытой отработке запасов трубки «Нюрбинская» и уровней подземных вод межмерзлотного водоносного комплекса в пределах зоны ведения горных работ, показаны на рисунке 1.5.1. Полученные прогнозные значения водопритоков из МВВК (20-30 м3/сут) характеризуются, как весьма низкие. Проектная динамика понижения забоя карьера после вскрытия интервала обводнения представлена на рисунке 1.5.2. При расчете водопритоков в карьер с некоторым запасом использованы следующие гидродинамические параметры интервала обводнения: проводимость МВВК и ПВВК (Km) - 0,2 м2/сут; коэффициент пьезопроводности МВВК и ПВВК (а) - 103 м2/сут. Результаты расчетов водопритоков на разные периоды отработки карьера представлены на рисунке 1.5.3.
Приведенные на рисунке 1.5.3 низкие прогнозируемые водопритоки в карьер не требуют организации специальных дренажных мероприятий практически на весь период отработки месторождения. Как представляется, указанные водопритоки будут удалены из карьера в виде увлажненной горной массы, при этом, в летнее время они по минерализации будут существенно разбавлены поверхностным пресным стоком.
Результаты расчётов водопритоков в карьер «Нюрбинский» из МВВК и ПВВК при отработке месторождения открытым способом, рассчитанные методами «большого колодца», аналогии и численного моделирования с использованием лицензионной программы MODFLOW отображены в таблице 1.5.6.
Таблица 1.5.6 - Результаты расчётов водопритоков в карьер «Нюрбинский» из МВВК и ПВВК с использованием разных методов
|
Горизонт, абс. м Метод расчёта |
-40 |
-100 |
-140 |
-200 |
|
|
Гидродинамический по формуле Дюпюи |
12,1 |
23,5 |
25,5 |
57 |
|
|
Аналогии |
2,6 |
4,1 |
5,1 |
6,6 |
|
|
Моделирование с использованием программы MODFLOW |
20 |
26 |
30 |
50 |
1.6 Запасы руды и песков
Подсчет запасов произведен методом геологических блоков в соответствии с формой, размерами трубки и методикой её разведки. Оконтуривание подсчётных блоков проведено в геологических границах рудного тела методами интерполяции и экстраполяции на разрезах и планах. Геологические разрезы построены через 40м по восьми основным параллельным разведочным линиям, ориентированным вкрест длиной оси рудного тела. Один разрез построен по плоскости, ориентированной вдоль центральной части осевого направления рудного тела. Ксенолиты вмещающих трубку пород включены в подсчётный контур рудного тела. Поскольку их невозможно геометризовать и учесть при измерении площади, то по каждому блоку был вычислен линейный коэффициент рудоносности, как отношение суммы рудных участков к общей протяжённости скважин в блоке. Вычисленные значения коэффициента рудоносности высокие (изменяются от 0,92 до 1,0) и показывают, что ксенолиты существенного влияния на оценку запасов не оказывают.
Блокировка запасов выполнена по геологическим данным с учётом горно-геологических, гидрогеологических факторов и опыта эксплуатации коренных месторождений. Естественными границами рудного тела и выделенных подсчётных блоков являются контакты рудного тела с вмещающими карбонатными породами и интрузией щелочных базитов (рисунок 1.6.1).
Запасы горной массы месторождения по категории С1+С2 составляют для трубки «Нюрбинская» 17621,7 тыс. м3, для россыпи «Нюрбинская» 832,9 тыс. м3 (таблица 1.6.1).
Таблица 1.6.1 - Сводная таблица запасов по месторождению «Нюрбинская» по состоянию на 01.01.2009 г.
|
№№ п/п |
№№ подсчетных блоков и категория запасов |
Абсолютная отметка ограничивающих сечений, м |
Запасы горной массы |
Средневзвешенное содержание алмазов (Сср.взв.), кар/т (кар/м3) |
Запасы алмазов (Q), тыс. кар. |
Всего запасы алмазов (Q) у.с.к.+3(+1,15мм)+ (у.с.к. -3), тыс.кар. |
|||
|
Р, тыс. т (тыс.м3) |
у.с.к. +3 |
у.с.к. -3 |
у.с.к. +3 |
у.с.к. -3 |
|||||
|
Трубка «Нюрбинская» |
|||||||||
|
Запасы категории С1 |
|||||||||
|
1 |
IIС1 |
+100 |
5364,0 |
4,56 |
0,22 |
24476,0 |
989,9 |
25465,9 |
|
|
+10 |
|||||||||
|
2 |
IIIС1 |
+100 |
3935,5 |
4,3 |
0,22 |
16922,6 |
865,8 |
17788,4 |
|
|
-55 |
|||||||||
|
3 |
IV С1 |
-55 |
1331,0 |
4,73 |
0,58 |
6295,6 |
772,0 |
7067,6 |
|
|
-80 |
|||||||||
|
4 |
VI С1 (север) |
-80 |
1643,4 |
4,84 |
0,59 |
7954,1 |
969,6 |
8923,7 |
|
|
-140 |
|||||||||
|
Всего С1 |
+100 |
12273,9 |
4,53 |
0,29 |
55648,3 |
3597,3 |
59245,6 |
||
|
-140 |
|||||||||
|
Запасы категории С2 |
|||||||||
|
5 |
VС2 (юг) |
-80 |
894,8 |
3,96 |
0.48 |
3543.4 |
429.5 |
3972,9 |
|
|
-140 |
|||||||||
|
6 |
VII С2 (юг) |
-140 |
685,8 |
4,09 |
0,50 |
2804,9 |
342,9 |
3147,8 |
|
|
-200 |
|||||||||
|
7 |
VIII С2 (север) |
-140 |
1268,10 |
4,17 |
0,51 |
5288,0 |
646.7 |
5934,7 |
|
|
-200 |
|||||||||
|
8 |
IX С2 (юг) |
-200 |
869,30 |
1,89 |
0,23 |
1643,0 |
199,9 |
1842,9 |
|
|
-320 |
|||||||||
|
9 |
X С2 (север) |
-200 |
1629,8 |
4,57 |
0,56 |
7448.2 |
912,7 |
8360,9 |
|
|
-320 |
|||||||||
|
Итого С2 |
-140 |
5347,8 |
3,88 |
0,47 |
20727,5 |
2531,7 |
23259,2 |
||
|
-320 |
|||||||||
|
Запасы категории С1+С2 |
|||||||||
|
Всего С1+С2 |
100 |
17621,7 |
4,33 |
0,35 |
76375,8 |
6129,0 |
82504,8 |
||
|
-320 |
|||||||||
|
Россыпь Нюрбинская |
|||||||||
|
10 |
IIС2 |
137,2 |
1,38 |
0,14 |
189,3 |
18,5 |
207,8 |
||
|
11 |
IVС2 |
202,8 |
3,92 |
0,67 |
795,3 |
136,8 |
932,1 |
||
|
12 |
VС2 |
96,4 |
0,30 |
0,09 |
28,9 |
8,5 |
37,4 |
||
|
13 |
VI С2 |
396,5 |
4,59 |
0,34 |
1819,9 |
134,8 |
1954,7 |
||
|
Всего С2 |
832,9 |
3,40 |
0,36 |
2833,4 |
298,6 |
3132,0 |
В соответствии с протоколом ТКЗ Якутнедра №195 от 27.04.2011 г. по материалам геологоразведочных работ на россыпи «Нюрбинская» в Нюрбинском районе Республики Саха (Якутия) с оперативным подсчетом алмазов по состоянию на 01.02.2011 г., представленным ОАО «АЛРОСА-Нюрба» утвержден оперативный подсчет балансовых запасов в блоке VII С2 россыпного месторождения I очереди (таблица 1.6.2).
В контуре прироста, в западном, северном, восточном и юго- восточном (кольцевом) обрамлении блоков IVС2 и VС2 выделен блок VIIС2 подсчета запасов. Внутренняя граница блока VIIС2 примыкает к внешней границе блоков IVС2 и VС2, площадь 137000 м2. Вместе с блоком VIС2 выделеный блок замыкает периметр предельной разноски карьера при отработке трубки «Нюрбинская» до отметки минус 200 м (I-я очередь).
Таблица 1.6.2 - Подсчет запасов алмазов россыпи «Нюрбинская» в контурах прироста на 01.02.2011 г.
|
№ блока, категория запасов |
Запасы песков, тыс. м3 |
Алмазы класса +3 у.с.р. |
Алмазы класса -3+2 у.с.р. |
|||||
|
Ср.содержание, кар/м3. |
Запасы алмазов, тыс. карат |
Всего |
в т.ч. извлекаемые (50%) |
|||||
|
Ср.содержание, кар/м3. |
Запасы алмазов, тыс. карат |
Ср.содержание, кар/м3. |
Запасы алмазов, тыс. карат |
|||||
|
Блок VIIС2 |
493,2 |
0,65 |
320,6 |
0,13 |
64,1 |
0,065 |
32,1 |
Утвержденные запасы погребенной россыпи алмазов II очереди представлены в таблице 1.6.3.
Таблица 1.6.3 - Запасы песков и алмазов второй очереди россыпи «Нюрбинская»
|
Номера блоков и категория запасов |
Площадь блока, м2 |
Средняя мощность пласта, м |
Запасы песков, тыс. м3 |
Алмазы (кл.+3 у.с.к.) |
Алмазы (кл.-3 у.с.к.) |
Всего запасы алмазов, тыс. кар. |
|||
|
Среднее содержание, кар/м3 |
Запасы алмазов, тыс. кар. |
Среднее содержание, кар/м3 |
Запасы алмазов, тыс. кар. |
||||||
|
Запасы категории С1 Верхняя залежь (J1uk) |
|||||||||
|
VIII-1C1 (л.561-560) |
81594,3 |
4,4 |
359,0 |
4,94 |
1772,5 |
0,4937 |
177,2 |
1949,7 |
|
|
VIII-2C1 (л.559-558) |
120686,2 |
6,3 |
760,3 |
7,95 |
6042,6 |
0,7947 |
604,3 |
6646,9 |
|
|
VIII-3C1 (л.557-556) |
119553,5 |
5,5 |
657,5 |
3,25 |
2137,8 |
0,3251 |
213,8 |
2351,6 |
|
|
VIII-4C1 (л.555-554-553) |
180421,4 |
6,3 |
1136,7 |
1,64 |
1861,5 |
0,1638 |
186,1 |
2047,6 |
|
|
Всего по категории С1 |
502255,4 |
5,8 |
2913,5 |
4,05 |
11814,4 |
0,41 |
1181,4 |
12995,8 |
|
|
Запасы категории С2 Нижняя залежь (J1dh) |
|||||||||
|
IX-1С2 (л.561-560) |
56381,9 |
9,4 |
530,0 |
7,04 |
3731,8 |
0,7 |
373,2 |
4105,0 |
|
|
IX-2С2 (л.559-558) |
89967,6 |
11,2 |
1007,6 |
4,16 |
4193,6 |
0,42 |
419,4 |
4613,0 |
|
|
IX-3С2 (л.557-556) |
59944,2 |
6,6 |
395,6 |
3,02 |
1196,6 |
0,3 |
119,7 |
1316 |
|
|
IX-4С2 (л.557+556) |
11856,6 |
5,7 |
67,6 |
3,27 |
220,8 |
0,33 |
22,1 |
242,8 |
|
|
IX-5С2 (л.555+554+553/440-441,5) |
66996,6 |
9,7 |
649,9 |
1,19 |
770,5 |
0,12 |
77,1 |
847,6 |
|
|
IX-6С2 (л.553/436,5-438) |
17593,3 |
14,8 |
260,4 |
0,36 |
94,5 |
0,04 |
9,5 |
104,0 |
|
|
Всего по категории С2 |
302740,2 |
9,6 |
2911,1 |
3,51 |
10207,8 |
0,35 |
1020,8 |
11228.6 |
|
|
Всего по категории С1+С2 |
5824,6 |
22022,2 |
2202,2 |
24224,4 |
По данным геологической службы Нюрбинского ГОКа и протоколам ГКЗ составлена сводная таблица запасов месторождения «Нюрбинское» по состоянию на 01.01.2012 г. (таблица 1.6.4)
Таблица 1.6.4 - Сводная таблица запасов месторождения «Нюрбинское» по состоянию на 01.01.2012 г
|
№№ п/п |
№№ подсчетных блоков и категория запасов |
Абсолютная отметка ограничивающих сечений, м |
Запасы горной массы |
Средневзвешенное содержание алмазов (Сср.взв.), кар/т (кар/м3) |
Запасы алмазов ( Q), тыс. кар. |
Всего запасы алмазов (Q) у.с.к.+3(+1,15мм)+ (у.с.к. -3), тыс.кар. |
|||
|
Р, тыс. т (тыс. м3) |
у.с.к. +3 |
у.с.к. -3 |
у.с.к. +3 |
у.с.к. -3 |
|||||
|
Трубка «Нюрбинская |
|||||||||
|
Запасы категории С1 |
|||||||||
|
1 |
IIС1 |
100 |
974,6 |
4,5599 |
0,1422 |
4444,1 |
138,6 |
4582,7 |
|
|
10 |
|||||||||
|
2 |
IIIС1 |
100 |
3935,5 |
4,3 |
0,22 |
16922,6 |
865,8 |
17788,4 |
|
|
-55 |
|||||||||
|
3 |
IV С1 |
-55 |
1331 |
4,73 |
0,58 |
6295,6 |
772 |
7067,6 |
|
|
-80 |
|||||||||
|
4 |
VI С1 (север) |
-80 |
1643,4 |
4,84 |
0,59 |
7954,1 |
969,6 |
8923,7 |
|
|
-140 |
|||||||||
|
Всего С1 |
100 |
7884.5 |
4,52 |
0,35 |
35616,4 |
2746 |
38362,4 |
||
|
-140 |
|||||||||
|
Запасы категории С2 |
|||||||||
|
5 |
VС2 (юг) |
-80 |
894,8 |
3,96 |
0,48 |
3543,4 |
429,5 |
3972,9 |
|
|
-140 |
|||||||||
|
6 |
VII С2 (юг) |
-140 |
685,8 |
4,09 |
0,5 |
2804,9 |
342,9 |
3147,8 |
|
|
-200 |
|||||||||
|
7 |
VIII С2 (север) |
-140 |
1268,1 |
4,17 |
0,51 |
5288 |
646,7 |
5934,7 |
|
|
-200 |
|||||||||
|
8 |
IX С2 (юг) |
-200 |
869,3 |
1,89 |
0,23 |
1643 |
199,9 |
1842,9 |
|
|
-320 |
|||||||||
|
9 |
X С2 (север) |
-200 |
1629,8 |
4,57 |
0,56 |
7448,2 |
912,7 |
8360,9 |
|
|
-320 |
|||||||||
|
Итого С2 |
-140 |
5347,8 |
3,88 |
0,47 |
20727,5 |
2531,7 |
23259,2 |
||
|
-320 |
|||||||||
|
Запасы категории С1+С2 |
|||||||||
|
Всего С1+С2 |
100 |
13232,3 |
4,26 |
0,4 |
56343,9 |
5277,7 |
61621,6 |
||
|
-320 |
|||||||||
|
Россыпь «Нюрбинская» (I очереди) |
|||||||||
|
10 |
IVС2 |
47,1 |
3,9 |
0,6751 |
183,7 |
31,8 |
215,5 |
||
|
11 |
VI С2 |
258,5 |
4,59 |
0,34 |
1186,5 |
87,9 |
1274,4 |
||
|
12 |
VII С2 |
116,2 |
0,65 |
0,0654 |
75,5 |
7,6 |
83,1 |
||
|
Всего С2 |
421,8 |
3,4 |
0,36 |
1445,7 |
127,3 |
1573 |
|||
|
Россыпь «Нюрбинская» (II очереди) |
|||||||||
|
13 |
VIII-1C1 |
359 |
4,94 |
0,4937 |
1772,5 |
177,2 |
1949,7 |
||
|
14 |
VIII-2C1 |
760,3 |
7,95 |
0,7947 |
6042,6 |
604,3 |
6646,9 |
||
|
15 |
VIII-3C1 |
657,5 |
3,25 |
0,3251 |
2137,8 |
213,8 |
2351,6 |
||
|
16 |
VIII-4C1 |
1136,7 |
1,64 |
0,1638 |
1861,5 |
186,1 |
2047,6 |
||
|
Всего по категории С1 |
2913,5 |
4,05 |
0,41 |
11814,4 |
1181,4 |
12995,8 |
|||
|
17 |
IX-1С2 |
530 |
7,04 |
0,7 |
3731,8 |
373,2 |
4105 |
||
|
18 |
IX-2С2 |
1007,6 |
4,16 |
0,42 |
4193,6 |
419,4 |
4613 |
||
|
19 |
IX-3С2 |
395,6 |
3,02 |
0,3 |
1196,6 |
119,7 |
1316,3 |
||
|
20 |
IX-4С2 |
67,6 |
3,27 |
0,33 |
220,8 |
22,1 |
242,9 |
||
|
21 |
IX-5С2 |
649,9 |
1,19 |
0,12 |
770,5 |
77,1 |
847,6 |
||
|
22 |
IX-6С2 |
260,4 |
0,36 |
0,04 |
94,5 |
9,5 |
104 |
||
|
Всего по категории С2 |
2911,1 |
3,51 |
0,35 |
10207,8 |
1020,8 |
11228,6 |
|||
|
Всего по категории С1+С2 |
5824,6 |
22022,2 |
2202,2 |
24224,4 |
1.7 Обоснование способа разработки
При выборе способа разработки данного месторождения рассматривались различные способы, а именно открытый, подземный и комбинированный.
Для осуществления подземного способа разработки месторождения необходимы многие благоприятные факторы:
Выгодное расположение в промышленном районе
Наличие транспортных и электрических коммуникаций
Подготовленные специализированные кадры
Необходимость вложения больших капитальных вложений для начала строительства предприятия (строительство вертикальных, наклонных стволов, проходческих копров, вентиляторной и компрессорной установок).
В данном случае район расположения месторождения крайне не подходит для выбора подземного способа разработки в начальный период по следующим факторам, но не исключает подземную отработку на поздних периодах:
Район не освоен и не имеет транспортных коммуникаций, электроэнергии (ближайший источник электроэнергии находится на расстоянии более 315 км)
Рассматриваемый способ разработки требует огромных капитальных вложений и добыча первой руды возможна только через 7- 9 лет после начала строительства при условии полного финансирования
Строительство стволов с возведением копров на разведанную глубину по данным строительства рудника «Мир», со скоростью проходки 30-50 м в месяц займет более 4 лет
Открытый способ разработки в данных горно-геологических условиях и условиях расположения месторождения подходит по следующим факторам:
На месторождении благоприятные горно-геологические условия до глубин 400 м
При строительстве карьера возможна попутная добыча полезного ископаемого
Срок строительства карьера не велик и выход его на проектную мощность возможен в более короткие сроки
Работы на карьерном поле реально уже велись в рамках карьера строительных материалов «Дъяхтар»
Возможность переноса объемов вскрыши на более выгодные сроки
Наличие в каталогах различных фирм мобильного и автономного горно-транспортного оборудования
При выходе карьера на полную мощность и получения достаточной прибыли, допустимо параллельное строительство подземного рудника, при окончании отработки блоков с допустимым граничным коэффициентом возможен мягкий переход на подземный способ разработки
Рассмотрев различные способы разработки, реальным и экономически допустимым является открытый способ разработки данного месторождения.
Для открытого способа разработки возможны несколько путей отработки месторождения и различные технологические схемы применяемого оборудования и технологии буровзрывных работ. Далее рассмотрим две из возможно применимых схемы освоения месторождения трубки «Нюрбинская» с основными показателями применяемой техники. Ниже сопоставим производительность и стоимость основного оборудования, его потребности в топливе, электроэнергии, капитальные затраты.
1.7.1 Описание схемы №1
По схеме №1 применяется отечественное и импортное горнотранспортное оборудование и автотранспорт: экскаватор электрический ЭКГ-12,5, автосамосвал БелАЗ -75131, грузоподъемностью 136 т, буровой станок 2СБШ-200, погрузчик САТ 992, бульдозер D9R, в качестве взрывчатых материалов используются эмульсионные ВВ или промышленные ВВ (сравнение показателей представлено ниже). Для воплощения данной схемы необходима ветка ЛЭП- 110 КВ, длинной 315 км, завод по изготовлению эмульсионных ВВ (базисный склад ВВ)
Основные технологические параметры (ширина рабочих площадок, транспортных берм, высота уступа, схемы расстановки оборудования и.т.д.) схем 1 и 2 практически одинаковы. Технологическая схема погрузочного комплекса показана на рисунке 1.7.3.1.
При рассмотрении схемы сделаны подборки по строительству ЛЭП длиной 315 км, которая обойдется более 350 млн. рублей, стоимость одного автосамосвала БелАЗ -75131 - 25 млн.рублей, станка 2СБШ-200 - 10 млн.рублей. Отрицательным моментом данного варианта является временной фактор подвода энергии, положительным - снижение расхода дизельного топлива.
1.7.2 Описание схемы №2
По схеме №2 применяется автономное горнотранспортное оборудование: экскаватор с дизельным приводом САТ-5130, буровой станок с дизельным приводом DM-M2, фронтальный погрузчик САТ 992, бульдозер D9R, автосамосвал САТ-777, грузоподъемностью 91 т, промышленные ВВ (эмульсионные ВВ).
Для данной схемы в отличие от схемы №1 необходим дизель - генератор для обеспечения нужд промплощадки и водоотлива, освещения. Данная схема требует увеличенного расхода дизельного топлива для генератора и автономной горно-транспортной техники, создания современного центра обслуживания горной техники.
Положительным моментом является энергетическая независимость от источника энергии и мобильность данного вида техники, сокращение сроков строительства карьера и возможность начала работ с минимальными затратами, уменьшение затрат на содержание многокилометровых ЛЭП, уменьшение электротехнического персонала.
Технологическая схема работы по второй схеме показана на рисунке 1.7.3.2
1.7.3 Сравнительная характеристика горнотранспортного оборудования и его выбор
Ниже приведены технические характеристики горнотранспортного оборудования, нормы выработки на погрузку горной массы, различные подходы к ведению БВР с различными взрывчатыми веществами.
На основании анализа приведенных ниже технических характеристик горнотранспортного оборудования, реальных условий его эксплуатации, а также учитывая особую отдаленность месторождения и его сложное горно-геологическое строение в проекте выбирается схема №2, как наиболее приемлемая в данных условиях. Основным критерием выбора стала автономность оборудования и его мобильность, особенно в период строительства карьера и промышленной площадки, сокращение сроков строительства карьера и начала работ по добыче полезного ископаемого, включая попутную добычу.
Сравнительные схемы погрузочного оборудования приведены на рисунке 1.7.3.1-1.7.3.3, численный состав в таблице №1.7.3.1
В таблицах №1.7.3.2 - 1.7.3.4 рассмотрены нормы выработки на погрузку горной массы предполагаемыми вариантами горной техники. Установленные нормы на погрузку экскаваторами в предполагаемые автосамосвалы близки по своему значению и не являются основополагающими в выборе схем горнотранспортной техники. Критерием выбора схем оборудования будет являться технико-экономический показатель.
Таблица 1.7.3.2 - Нормы выработки на погрузку горной массы экскаваторами электрическими
|
Модель автосамосвала |
Грузоподъемность, т |
Геометрическая емкость кузова, м3 |
Продолжительность смены, час |
Категория горных пород по трудности экскавации |
Норма выработки на погрузку горной массы |
||
|
ЭКГ - 12,5 |
|||||||
|
Вскрыша |
Руда |
||||||
|
БелАЗ-75131 |
136 |
45,45 |
11 |
1 |
10643 |
- |
|
|
2 |
8816 |
- |
|||||
|
3 |
7089 |
- |
|||||
|
4 |
- |
5716 |
|||||
|
5 |
5311 |
- |
Таблица 1.7.3.3 - Нормы выработки на погрузку горной массы экскаваторами гидравлическими САТ-5130
|
Модель автосамосвала |
Грузоподъемность, т |
Геометрическая емкость кузова, м3 |
Продолжительность смены, час |
Категория горных пород по трудности экскавации |
Норма выработки на погрузку горной массы |
||
|
Вскрыша |
Руда |
||||||
|
САТ-777 |
91 |
42,1 |
11 |
1 |
11103 |
- |
|
|
2 |
9183 |
- |
|||||
|
3 |
6908 |
- |
|||||
|
4 |
- |
6021 |
|||||
|
5 |
5642 |
- |
Таблица 1.7.3.4 - Нормы выработки на погрузку горной массы погрузчиком фронтальным САТ-992
|
Модель автосамосвала |
Грузоподъемность, т |
Геометрическая емкость кузова, м3 |
Продолжительность смены, час |
Категория горных пород по трудности экскавации |
Норма выработки на погрузку горной массы |
||
|
Вскрыша |
Руда |
||||||
|
САТ-777 |
91 |
42,1 |
11 |
1 |
9613 |
- |
|
|
2 |
7944 |
- |
|||||
|
3 |
5974 |
- |
|||||
|
4 |
- |
5180 |
|||||
|
5 |
4852 |
- |
Время на погрузку горной массы предполагаемыми экскаваторами и погрузчиком приведены в таблице 1.7.3.5
Таблица 1.7.3.5 - Время на погрузку горной массы в один автосамосвал, мин
|
Модель автосамосвала |
Грузоподъемность, т |
Геометрический объем кузова, м3 |
Категория пород по трудности экскавации |
||||
|
ЭКГ-12,5 |
Cat-5130B |
Cat-992G |
|||||
|
Емкость ковша, м3 |
|||||||
|
12,5 |
11,3 |
12 |
|||||
|
Cat - 777D |
91 |
42,1 |
I |
- |
2,0 |
2,5 |
|
|
II |
- |
2,2 |
2,7 |
||||
|
III |
- |
2,7 |
3,3 |
||||
|
IV |
- |
2,4 |
2,9 |
||||
|
V |
- |
2,5 |
3,0 |
||||
|
БелАЗ - 751311 |
136 |
45,45 |
I |
2,1 |
2,2 |
- |
|
|
II |
2,2 |
2,4 |
- |
||||
|
III |
2,5 |
2,7 |
- |
||||
|
IV |
2,1 |
2,3 |
- |
||||
|
V |
2,3 |
2,4 |
- |
В таблице 1.7.3.6 приведены основные технические характеристики погрузочной техники. Из таблицы видно, что предлагаемая техника различается радиусами черпания, высотой черпания и разгрузки, скоростью передвижения в забое.
Очевидно, что экскаватор ЭКГ-12,5 удобен для работы с 15 метровыми уступами и не требует разработки подуступами по 7,5 м (для САТ-5130) и устройства дополнительных заездов.
Экскаватор САТ-5130 имея практически сходные показатели по вместимости ковша и времени погрузки, имеет очевидное преимущество в мобильности и автономности. Благодаря высокой скорости передвижения не требует временных затрат и дополнительной техники для своего перебазирования.
Таблица 1.7.3.6 - Технические характеристики экскаваторов и погрузчиков по рассматриваемым схемам
|
ПОКАЗАТЕЛИ |
ЭКГ-12,5 |
ЭКГ-15 |
Cat-5130B |
Cat-988G |
Cat-992G |
|
|
Вместимость ковша, м3 |
12,5 |
15 |
11,3 |
6,3 |
12 |
|
|
Угол наклона стрелы, градус |
45 |
45 |
45 |
|||
|
Длина стрелы, м |
18 |
18 |
8 |
|||
|
Радиус черпания на уровне стояния экскаватора, м |
14,8 |
15,6 |
12,4 |
3,17 |
||
|
Максимальный радиус черпания, м |
22,5 |
22,6 |
14,1 |
|||
|
Максимальная высота черпания, м |
15,08 |
16,4 |
9,2 |
|||
|
Максимальный радиус разгрузки, м |
19,9 |
20 |
||||
|
Высота разгрузки при максимальном радиусе разгрузки, м |
7,6 |
7,8 |
||||
|
Максимальная высота разгрузки, м |
19,9 |
10 |
9,1 |
3,22 |
4,63 |
|
|
Радиус разгрузки при максимальной высоте разгрузки, м |
19,5 |
1,61 |
2,3 |
|||
|
Мощность двигателя, кВт |
1250 |
1250 |
641 |
280 |
597 |
|
|
Скорость подъема ковша, м/сек |
1,1 |
1,1 |
||||
|
Скорость вращения платформы об/мин |
2,6 |
2,6 |
||||
|
Скорость передвижения экскаватора км/ ч |
0,43 |
0,43 |
3,3 |
|||
|
Уклон преодолеваемый при передвижении, градус |
12 |
12 |
||||
|
Масса экскаватора в, т |
658 |
672 |
181 |
43,4 |
86,6 |
|
|
Длина рукояти, м |
13,58 |
13,58 |
5,2 |
1.7.4 Буровые станки
Таблица 1.7.3.4 - Основные технические характеристики буровых станков
|
Параметр |
Тип станка |
||
|
ДМ-М2 |
2СБШ-200-60 |
||
|
Диаметр скважины, мм |
250 -270 |
200-250 |
|
|
Глубина бурения, м |
До 53,3 |
До 60 |
|
|
Угол бурения, градус |
До 30 |
До 30 |
|
|
Скорость подачи, м\мин. |
0 - 25 |
0 - 2 |
|
|
Скорость подъема бурового става, м\мин. |
0 -25 |
0 - 24 |
|
|
Привод |
Дизель 760 л\с |
Электрический 3-х фазный 380, мощность 386 КВт |
|
|
Скорость передвижения, км\час |
1,9 |
0,75 |
|
|
Рабочий вес, т |
60,7 |
62 |
|
|
Усилие подачи, кН |
230 |
- |
Для производства буровых работ предлагается использование станков ДМ-М2 и 2СБШ-200-60. Станок ДМ-М2 изготовлен в США и представляет собой полностью автономный буровой агрегат массой 60,7 т, отличается высокой мобильностью и независимостью от внешних факторов.
Данный станок полностью гидрофицирован, снабжен мощным дизелем, который приводит в действие компрессор и насосную станцию. Вращатели станка приводятся в действие от регулируемых аксиально - поршневых моторов, системы подачи - цепные от гидроцилиндров и канатные с полиспасами, чтозначительно облегчает весовые характеристики.
Станку 2СБШ-200-60 необходима электроэнергия. Оба станка показывают хорошие буровые характеристики и возможность работы на отечественных буровых шарожках.
1.8 Определение контуров карьера
1.8.1 Параметры нерабочих и временно нерабочих бортов и уступов карьера «Нюрбинский»
Одним из основных элементов, обеспечивающих достижение минимума затрат при разработке месторождения открытым способом, является отстройка оптимального контура карьера в предельном (нерабочем) положении.
- вписание элементов технологического борта, в пределах принятой системы разработки, в заданный профиль и подбор элементов борта (высоты уступов и ширины предохранительных берм), обеспечивающих максимальное приближение к заданному профилю борта;
- вписание трассы транспортных коммуникаций по отстроенному борту таким образом, чтобы обеспечивался минимальный пробег по рабочим горизонтам карьера;
- обоснование технологии постановки уступов в предельное положение;
- обоснование ширины предохранительных и транспортных берм исходя из технологии их очистки и величины сработки верхней кромки уступа.
Приняты следующие параметры конструкции нерабочего борта карьера:
- в отметках поверхности - + 160 м, нерабочие уступы приняты высотой 30 м под углом погашения 35 градусов, разделенные горизонтальными предохранительными бермами шириной 10 метров, высота рабочего уступа -15 м с отработкой подуступами высотой 7,5 м;
- в отметках от +160 до +130 м высота нерабочего уступа принята 30 м под углом погашения 75 градусов, разделенные горизонтальными предохранительными бермами шириной 15 м, высота рабочего уступа - 15 м с отработкой подуступами высотой 7,5 м;
- в отметках от + 130 до -5 м высота нерабочего уступа увеличена до 45 м под углом погашения 75 градусов, разделенных горизонтальными предохранительными бермами шириной -15 м, высота рабочего уступа -15 м с отработкой подуступами высотой 7,5 м ;
- в отметках от -5 до -55 м высота нерабочего уступа составляет 45 м под углом погашения - 80 градусов разделенных горизонтальными предохранительными бермами шириной 15 м, высота рабочего уступа - 15 м с отработкой подуступами высотой 7,5 м;
Увеличение высоты нерабочих уступов в нижней части карьера позволит увеличить угол наклона борта карьера и уменьшить объемы вскрышных пород в карьерном пространстве.
Безопасность работ в карьере при такой конструкции нерабочего борта и длительном его стоянии будет обеспечиваться за счет:
- высокого качества оборки поверхности уступа;
- периодической зачистки предохранительных берм;
- геомеханического контроля за состоянием борта и уступов;
1.9 Устойчивость бортов и уступов карьера
1.9.1 Расчет устойчивости проектируемых бортов и уступов карьера
Физико-механические свойства пород трубки «Нюрбинская» определялись по керну восьми скважин. В таблице 1.9.1.1 приведены расчетные значения физико-механических свойств пород по интервалам после уточнения глубины подошвы перекрывающих и коры выветривания.
Таблица 1.9.1.1 - Физико-механические свойства вмещающих пород трубки «Нюрбинская».
|
№ п\п |
Тип пород |
Глубина подошвы слоя, м |
Абс. отм |
Объемн. вес, т\м2 |
Сцепление, Т\м2 |
Угол внутр. трения, град. |
|
|
1. |
Поверхность |
0 |
255 |
||||
|
2. |
Сильно льдистые, малостойкие к выветриванию |
30 |
255 |
2 |
101 |
31,5 |
|
|
3. |
Перекрывающие и коры выветривания |
75\95* |
155 |
2,07 |
171 |
27 |
|
|
4. |
Коренные породы |
180 |
75 |
2,54 |
927 |
30,2 |
|
|
5. |
270 |
-15 |
2,61 |
990 |
32,5 |
||
|
6. |
400 |
-145 |
2 |
773 |
29,8 |
Коэффициент структурного ослабления г для пород принят 0,1 по данным аналогичных карьеров.
Результаты расчетов коэффициента запаса устойчивости (Кзу) борта и уступов представлены по разрезам в таблице 1.9.1.2. Расчеты проведены по 5 схеме ВНИМИ для сухого плоского и криволинейного в плане борта с круглоцилиндрической схемой скольжения.
Таблица 1.9.1.2 - Результаты проверочного расчета коэффициента запаса устойчивого борта карьера трубки «Нюрбинская»
|
Разрез |
Кзу |
|||
|
Борт |
Уступы |
|||
|
Плоский |
Криволинейный |
|||
|
1-1 |
1,71 |
1,71 |
>3,5 |
|
|
2-2 |
1,57 |
1,91 |
>3,6 |
|
|
3-3 |
1,72 |
2,19 |
>3,4 |
|
|
4-4 |
1,63 |
1,99 |
>4,5 |
1.9.2 Надежность устойчивого состояния борта
Для сложных инженерно-геологических условий освоения месторождения в стадии строительства, учитывая первую категорию борта и продолжительность стояния 10-20 лет, по данным табл.3-5 «Временных методических указаний по управлению устойчивостью бортов карьеров цветной металлургии» (Москва.1989 г.) определяем: коэффициент а = 1,4 , в=1,1
Учитывая, что л принят по аналогии, общую ошибку данных М примем равной 30 %. Для принятых данных находим: коэффициент надежности t= ab=1,54, вероятность разрушения борта W=0,83, риск разрушения R=100(1-W)\2=8,3% . Так как R< 16 %, то объем инженерно-геологических исследований достаточен.
Допустимый Кзу борта трубки «Нюрбинская» Кзу =1+tM= 1,5 ,а уступов -2.
Из анализа данных таблицы 3.2 следует, что все участки проектируемого борта и уступы трубки устойчивы.
Необходимо отметить, что уточнение коэффициента структурного ослабления по мере углубки карьера путем проведения натурных испытаний физико-механических свойств пород и изучения трещиноватости массива, позволит снизить допустимую величину Кзу борта до 1,2 и объем вскрышных работ возможно будет сократить.
1.9.3 Расчет бермы безопасности на уступах карьера и отвала
Расчет бермы безопасности проведен по 5 схеме ВНИМИ для вмещающих и перекрывающих пород уступов карьера при работе бурового станка DM-M2 и уступов отвала при работе автосамосвала САТ-777Д с опущенным и поднятым кузовом и бульдозера D-9R.
Параметры горно-транспортного оборудования представлены в таблице 1.3.9.1, параметры уступов, значения физико-механических свойств и коэффициент запаса устойчивости (Кзу) для уступов в таблице 1.9.3.2, отвала в таблице 1.9.3.3.
Таблица 1.9.3.1 - Параметры горно-транспортного оборудования
|
Оборудование |
№ расч. схемы |
Тип |
Общая нагрузка на опору, т |
Ширина опоры, м |
Длина опоры, м |
Распредел. нагрузка, т\м2 |
|
