Определение основных параметров открытой разработки месторождений полезных ископаемых с выдержанными элементами залегания

Основы открытой геотехнологии. Определение главных параметров карьера, параметров отвала. Вскрытие карьерного поля. Система разработки и основные производственные процессы. Доля добываемого открытым способом сырья в мире и в Российской Федерации.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 11.06.2018
Размер файла 453,4 K

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Технический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования

«Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова» в г. Нерюнгри

Кафедра «Горное дело»

Курсовая работа

по дисциплине: «Открытая геотехнология»

по теме «Определение основных параметров открытой разработки месторождений полезных ископаемых с выдержанными элементами залегания»

Содержание

Введение

1. Основы открытой геотехнологии

2. Определение главных параметров карьера, параметров отвала

3. Вскрытие карьерного поля

4. Система разработки

5. Основные производственные процессы

Заключение

Литература

Введение

Открытые горные работы -- способ добычи полезных ископаемых с поверхности земли с помощью горных выработок, находящихся под открытым небом.

Целью ОГРявляется разработка горных пород и добыча ПИ из недр в пределах горного отвода последовательными слоями с земной поверхности путем создания различных открытых горных выработок - траншей, полутраншей, канав, руслоотводных каналов, выемок и котлованов.

Основными задачами ОГР являются:

1. Повышение объемов добычи ПИ.

2. Повышение безопасности и производительности труда горнорабочих.

3. Повышение экологической безопасности ведения ОГР и снижение экологического ущерба окружающей природной среде.

4. Повышение эффективности ОГР за счет:

- снижения себестоимости добычи ПИ;

- внедрения более производительных горных машин и оборудования, а также экологически чистых энерго- и ресурсосберегающих технологий;

- совершенствования механизации и автоматизации основных и вспомогательных процессов ОГР;

- более полного извлечения ПИ из недр земли путем снижения эксплуатационных, технологических потерь и разубоживания ПИ.

Совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки МПИ называюткарьером. Горное предприятие, осуществляющее разработку месторождения открытым способом, также называетсякарьером.

Добыча полезных ископаемых -- процесс извлечения твёрдых, жидких и газообразных полезных ископаемых из недр Земли с помощью технических средств. Добыча полезных ископаемых относится к первичному сектору экономики. Процесс добычи полезных ископаемых заключается в разработке месторождений полезных ископаемых. При разработке месторождений производится выемка полезного ископаемого и транспортировка его к местам дальнейшей переработки или полезного использования.

Доля добываемого открытым способом сырья в мире.

По мере развития научно-технического прогресса объёмы добычи полезных ископаемых и число их видов непрерывно увеличивались. По подсчётам академика В. И. Вернадского, выполненным в 1915 году, человечеством в античную эпоху добывалось и использовалось всего 19 элементов, в XVIII веке -- 28, в XIX веке -- 50, в начале XX века -- 60. В настоящее время используются все 89 химических элементов, содержащихся в земной коре. Постоянно увеличивались темпы роста добычи полезных ископаемых. Из всего объёма полезных ископаемых, извлечённых из недр земли за всю историю человечества, преобладающий их объём добыт в XX веке: угля -- 90 %, железной руды -- 87 %, медной руды -- 80 %, золота -- 70 %. Поиск и освоение новых месторождений охватили практически всю приповерхностную часть земной коры.

Доля добываемого открытым способом сырья в РФ.

Россия занимает одно из ведущих мест в мире по добыче и экспорту сырой нефти и природного газа. В России добываются многие виды минерального сырья: нефть, природный газ, уголь, железная руда, апатиты, калийные соли, фосфориты, алмазы и др. Объём валовой добавленной стоимости в добыче полезных ископаемых -- 3,1 трлн руб (2009 г.).

На территории Российской Федерации сосредоточены исключительные запасы сырьевых и топливно-энергетических ресурсов. В частности имеются: крупные месторождения нефти, природного газа, каменного угля, калийных солей, никеля, олова, алюминиевого сырья, вольфрама, золота, платины, асбеста, графита, слюды и других полезных ископаемых.

Добыча полезных ископаемых географически распределена практически по всей территории России. Однако выявлены некоторые закономерности и места наибольшей концентрации отдельных видов.

Каменным углем богаты бассейны Печеры, Урал, Башкирия.

Рудные полезные ископаемые сосредоточены в Сибирской платформе, здесь активно добывают медно-никелевые руды, платину, кобальт.

Калийная соль сосредоточена на Прикаспийской низменности, на территории озер Баскунчак и Эльтон. Предуралье также богато месторождениями поваренной соли.

Строительные материалы, такие как стекольные пески, гипс, песок, известняк добывают на территории Восточно-Европейской равнины.

Балтийский щит богат разнообразными рудами черных и цветных металлов. геотехнология карьер добываемый сырье

Якутия богата алмазными рудами, золотыми приисками и каменным углем.

Полиметаллические руды залегают в недрах земли Алтайского края.

Золото, олово, полиметаллическое сырье добывают на Колыме, в горах Сихотэ-Алиня и отрогах Черского хребта.

Медь и никель залегают в пластах, расположенных на Урале, Кольском полуострове. Эти руды богаты еще и сопутствующими ископаемыми - кобальтом, платиной и другими цветными металлами. Вблизи активных месторождений Восточной Сибири вырос крупнейший город - центр Заполярья - Норильск.

Породы горючих сланцев расположены в Европейской части Российской Федерации, самое крупное месторождение - Санкт-Петербургское, которое является частью прибалтийского сланцевого бассейна.

Торф добывают в 46 тысячах месторождений, основная масса которых сосредоточена на Северном Урале и в Западной Сибири. Общие запасы оцениваются в 160 миллиардов тонн. Некоторые месторождения имеют площадь около 100 км2.

Марганец в РФ добывается в 14 месторождениях, они небольшие по объемам залежей, а руда низкого качества, в ней большое содержание карбонатов, обогащение такой руды затруднительное. Крупнейшие залежи зафиксированы на Урале - Екатерининское, Юркинское, Березовское.

Добыча полезных ископаемых, таких как алюминиевые руды - бокситы, осуществляется на Северном Урале - Тихвинское и Онежское месторождения. В республике Коми зафиксирована группа бокситных залежей Среднетиманская. Руда здесь имеет высокое качество, а объем подтвержденных запасов оценивается в 200 миллион тонн.

По запасам серебра РФ занимает первое место в мире, основные месторождения наблюдаются в комплексных рудах, которые содержат цветные металлы и золото - 73%. Медно-колчеданные руды на Урале содержат до 30 грамм серебра на одну тонну. Свинцово-цинковые месторождения Восточной Сибири содержат 43 грамма серебра на тонну. Собственно серебряные руды добывают в Охотско-Чукотском вулканическом поясе.

Цель данной курсовой работы -- изучение и определение основных параметров открытой разработки месторождений.

1. Основы открытой геотехнологии.

Горные работы, производимые непосредственно с земной поверхности, с целью добывания горных пород и создания различных выемок и котлованов, называются открытыми горными работами (ОГР).

Способ разработки месторождений полезных ископаемых с применением ОГР называется открытым способом.

Горное предприятие, ведущее разрботку открытым способом называется карьером. В практике открытой разработки угольных и россыпных месторождений, вместо термина карьер применяют названия разрез и прииск.

При открытой разработке горные работы разделяются на вскрышные (выемка, перемещение и размещение вскрышных горных пород) и добычные (выемка, перемещение и складирование или разгрузка полезного ископаемого).

К преимуществам ОГР по сравнению с подземным способом разработки относятся:

· возможность обеспечения более высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ;

· более высокая (в 3- 5 раз) производительность труда;

· меньшая стоимость продукции;

· более безопасные и гигиеничные условия труда;

· более полное извлечение полезного ископаемого;

· меньшие капитальные удельные затраты.

Недостатками его являются:

· зависимость от климатических условий;

· необходимость отчуждения значительных площадей земель;

· нарушение водного баланса недр.

При открытой разработке месторождений полезные ископаемые добывают непосредственно с земной поверхности. Горное предприятие, представляющее собой совокупность горный выработок и осуществляющее разработку месторождения полезного ископаемого открытым способом, называют карьером. Карьер, предназначенный для добычи угля, называется разрезом.

· Уступ - горизонтальный слой толщи пустых пород или полезного ископаемого, разрабатываемый самостоятельными средствами отбойки, погрузки и транспортирования горной массы.

· Полууступ - часть уступа по высоте, которая разрабатывается самостоятельными средствами выемки, но обслуживается транспортом общим для всего уступа.

· Площадка уступа - горизонтальная часть поверхности уступа. Различают верхнюю, нижнюю, рабочую и нерабочую площадки уступа.

· Откос - наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства.

· Бровка уступа - линия пересечения откоса уступа с его площадкой.

· Угол откоса - угол наклона откоса уступа к горизонтальной поверхности.

· Забой - откос уступа, являющийся непосредственным объектом горных работ.

· Борт карьера - комплекс площадок и откосов уступов от поверхности земли до дна карьера.

· Заходка - последовательные параллельные полосы, посредством которых разрабатывается уступ .

· Блок - часть заходки по ее длине, разрабатываемая самостоятельными средствами отбойки и погрузки.

· Траншея - открытая горная выработка, имеющая значительную длину по сравнению с шириной и глубиной. Различают капитальную и разрезную траншеи.

Этапы и периоды

По технологическому назначению и организационно-экономическим признакам выделяют несколько этапов и периодов разработки месторождения.

На первом этапе ведут подготовку поверхности карьерного поля: вырубают лес и кустарники, осушают болота и озера, отводят реки и ручьи, протекающие вблизи карьерного поля или пересекающие его, сносят здания, сооружения и т. п.; производят осушение месторождения, то есть удаляют воду, поступающую из водоносных горизонтов или в результате выпадения атмосферных осадков. За пределами карьера проводят нагорную канаву, которая служит для перехвата и удаления вод поверхностного стока.

Подготовка поверхности и осушение месторождения, выполненные полностью или частично, позволяют приступитьк горно-капитальным работам. К ним относятся работы по удалению покрывающих пород, созданию капитальных, разрезных траншей и котлованов, а также насыпей, которые позволяютначать систематическое производство вскрышных и добычных работ в строгом соответствии с проектом.

Горно-капитальные работы, выполняемые в период строительствакарьерадо сдачи его в эксплуатацию,называютгорно-строительными работами.К ним относят также добычные работы в период строительства карьера (попутная добыча) и комплекс работ по сооружению транспортных коммуникаций.

Экономические особенности горно-строительных работ: все затраты на горно-строительные работы относятся к капитальным вложениям;удельные затраты на горно-строительные работы (на 1 mj) больше, чем на горные работы в период эксплуатации карьера, особенно после достижения им проектной производственной мощности.

С учетом этого горно-строительные работы целесообразно выполнять в том минимальном объеме, который необходим для обеспечения добычи полезных ископаемых: либо в объеме полной проектной мощности карьера, либо части этой мощности (чаще всего от 30 до60%),предусмотренной в утвержденномпроекте.

На втором этапе осуществляют вскрытие месторождения - проведение систем горных выработок, обеспечивающих транспортную связь горизонтов карьера с поверхностью.

На третьем этапе проводят вскрышные работы - удаляют пустые породы, создавая условия для доступа к полезному ископаемому.

На четвертом этапе ведут добычные работы - планомерное извлечение полезного ископаемого.

Работы по созданию вскрывающих и разрезных горных выработок называются горно-подготовительными. В зависимости от периода деятельности карьера (строительный или эксплуатационный) и источника финансирования (капитальные вложения или за счет основной деятельности действующего предприятия) горно-подготовительные работы относятся к горно-капитальным или эксплуатационным работам.В некоторых случаях проводимые в эксплуатационный период после освоения проектной мощности карьера горно-подготовительные работы относятся к горно-капитальным.

К горно-капитальным относятся также продолжающиеся в эксплуатационный период работы, связанные с осушением, в частности бурение очередных водопонижающих скважин, сооружение подземных дренажных выработок и дорог.

При установлении дополнительных разведочных данных о месторождении и переутверждении запасов полезных ископаемых, особенно при переходе с одного этапа горных работ на другой согласно проектному графику, возникает необходимость в реконструкции карьерного хозяйства с заменой горного и транспортного оборудования, реконструкцией вскрывающих выработок и отвалов и изменением производственной мощности карьера. Работы по реконструкции относятся к горно-капитальным и осуществляются по специально утвержденным проектам.

В течение пятого этапа восстанавливают (рекультивируют) нарушенную горными работами территорию.

Перечисленные работы вначале выполняют последовательно, а затем продолжают параллельно, с некоторым опережением. Например, проходка вскрывающих выработок опережает вскрышные работы, а те, в свою очередь, добычные.

По организационно-экономическим признакам выделяют: строительный период; период освоения проектной мощности; период работы карьера с полной производственной мощностью (период нормальной эксплуатации карьера); период погашения горных работ, или период доработки.

В течение строительного периода осуществляют подготовку поверхности, ведут осушение месторождения, прокладывают необходимые коммуникации, производят строительные и монтажные работы на всех объектах. Проходят также комплекс горных выработок и удаляют из карьера определенные объемы горной массы с целью создания начального фронта добычных и вскрышных работ, обеспечивающего планомерную и безопасную отработку месторождения. Объемы всех горных работ этого периода относят к горнокапитальным и финансируют за счет инвестиций. От них зависят сроки и затраты на строительство карьера.

После завершения работ строительного периода карьер сдают в эксплуатацию, и он начинает функционировать как хозрасчетное предприятие.

В последующий период увеличивают протяженность фронта работ, вводят в эксплуатацию дальнейшие очереди карьера, постепенно наращивая его производственную мощность до проектного уровня. На этом этапе продолжается вложение инвестиций, но ежегодный объем их постепенно снижается.

Основные задачи наиболее длительного периода нормальной эксплуатации карьера: поддержание, а при необходимости и расширение фронта горных работ с целью удовлетворения возрастающей потребности в сырье. Зачастую производят реконструкцию карьерного хозяйства с заменой горнотранспортного оборудования, изменением производственной мощности. Техническое перевооружение предприятия и работы по реконструкции ведутся по специальным проектам, финансирование их осуществляется за счет инвестиций.

В период доработки карьера происходит постепенное уменьшение протяженности фронта работ карьера - «затухание» (погашение) горных работ. Этот период завершается переходом на подземный способ разработки. В случае же полной отработки балансовых запасов происходит ликвидация горнодобывающего предприятия.

Усчитывая особенности закона, описываемого длинными волнами (ДВ), экономической конъюнктуры (см. параграф 1.3) А.Г. Шапарь рекомендует планировать разработку месторождения таким образом, чтобы период освоения проектной мощности совпал с началом подъема ДВ. В этом случае будет обеспечена максимальная эффективность использования вложенных инвестиций. Тогда период работы карьера с полной проектной производительностью придется на период фазы роста. Если срок службы горного предприятия превышает продолжительность ДВ, то на спаде экологической конъюнктуры необходимо предусмотреть частичную консервацию мощностей.

2. Определение главных параметров карьера, параметров отвала

Определение

Карьер - это искусственно образованная выемка в поверхности земной коры для добычи залегающего слоя природных ископаемых методом открытой выборки. Как правило, имеет воронкообразную форму, сужающуюся книзу. Территория ограничена образованными плоскостями. На начальной стадии разработки происходит снятие верхнего слоя грунта и перемещение его за пределы зоны добычи. Понятие «карьер» возникло от заимствованного из французского языка слова carriere, которое использовалось для обозначения мест добывания и обработки природного камня. Может также применятся для выделения специализации предприятия, деятельность которого связана с добычей природных ископаемых открытым способом.

Главные параметры карьера

Конечная глубина, которая при разработке наклонных и крутых залежей определяет возможную производственную мощность карьера, размеры его по поверхности, общий объём извлекаемой горной массы. Для горизонтальных и пологих залежей конечная глубина определяется природными условиями и изменяется незначительно за весь период разработки. Конечная глубина устанавливается при проектировании карьера. Проектами предусматривается возможность открытой разработки до глубины 700-900 м.

Размеры карьера на поверхности по простиранию и вкрест простирания определяются размерами залежи, дна карьера, глубины и углов откосов его бортов. Они устанавливаются графически или аналитически. Форма дна карьера в плане обычно близка к овальной. Длинна карьера изменяется от сотен метров до 8 километров, а ширина до 4 километров.

Размеры дна карьера устанавливаются оконтуриванием разрабатываемой части залежи на отметке конечной глубины карьера. Минимальные размеры дна карьера определяются условиями безопасной выемки и погрузки пород на нижнем уступе (ширина не менее 20 м., длинна не менее 50-100 м.)

Углы откосов бортов карьера определяются условиями устойчивости пород прибортового массива и размещения транспортных коммуникаций. Их принимают более крутыми для уменьшения объёма вскрышных работ.

Общий обьём горной массы в контурах карьера является важнейшим показателем , определяющим производственную мощность предприятия, срок его существования и др.

При равнинном рельефе поверхности достаточно точно общий обьём горной массы можно определить по выражению

Где SД - площащь дна карьера, м2; НК - глубина карьера, м; РД - периметр дна карьера, м;

gср - усреднённый угол откоса бортов, градус.

Площадь, форма контура и периметр дна карьера в первую очередь зависят от размеров и конфигурации залежи. Дну карьера придается по возможности округленная форма с целью повышения устойчивости бортов и уменьшения объема извлекаемых вскрышных горных пород.

Запасы полезного ископаемого в контурах карьера - важнейший показатель, определяющий возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки. Запасы в пределах каждого уступа (горизонта) и карьерного поля в целом устанавливаются при разведке месторождения, а затем уточняются и пересчитываются в контурах карьера при проектировании и эксплуатации его в соответствии с установленными и периодически изменяющимися кондициями на полезное ископаемое.

Отвамл -- размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород или некондиционного минерального сырья, а также хвостовобогатительных фабрик, отходов или шлаков от различных производств и сжигания твёрдого топлива. Отвалообразование является завершающим этапом вскрышных работ на карьерах.

Классификации отвалов :

В зависимости от способа укладки материала отвалы делятся на следующие типы: конические (терриконы) -- наиболее часто создаются при откатывании породы опрокидывающимися вагонетками или скипами, хребтовые -- создаются при вывозе породы вагонетками подвесной канатной дороги или конвейерами; плоские -- создаются при вывозе отходов (породы) в самосвалах и формировании штабеля при помощи бульдозеров; такие отвалы часто создаются в ближайшем от предприятия понижении рельефа.

При открытых горных работах в зависимости от места расположения отвалы разделяют на следующие виды: * внутренние -- создаваемые в отработанном пространстве карьера;

* внешние, расположенные за границами карьера;

* комбинированные.

В зависимости от способа механизации работ, отвалы разделяют на:

* бульдозерные;

* экскаваторные;

* конвейерные; * гидравлические.

Предотвал -- насыпь, устраиваемая перед основным отвалом, и меньшая по высоте чем последняя. Предотвал предназначен для повышения устойчивости основного отвала и других целей.

Отвалы являются экологически неблагоприятным сооружением. В частности, если на поверхность поднята порода с кислой реакцией, то такие отвалы очень долго не покрываются растительностью.

Внутренее отвалообразование. При разработке горизонтальных залежей всегда стремятся размещать отвалы в выбранном пространстве карьера. При этом обязательна выемка залежи полезного ископаемого на полную мощность. Применение внутренних отвалов желательно и при разработке пологих залежей. В этом случае возможно проведение по отвалам наклонных внутренних траншей, вскрывающих рабочие горизонты по полезному ископаемому.

Для размещения породы во внутреннем отвале необходим определенный объём выработанного пространства. Поэтому в первый период разработки карьера породу перемещают на внешние отвалы, и только после создания требуемой ёмкости выработанного пространства переходят на внутреннее отвалообразование.

Применение в эксплуатационный период мощной техники с большими линейными параметрами, особенно при поперечном перемещении вскрышных пород во внутренние отвалы, сопряжено с выполнением большого объёма горно-подготовительных работ. Они ещё часто выполняются одноковшовыми экскаваторами карьерного типа в сочетании с автомобильным или железнодорожным транспортом. Вместе с тем строительство крупных карьеров целесообразно осуществлять посредством технических средств, предусмотренных проектом на эксплуатационный период. Применение высокопроизводительных экскаваторов на горно-капитальных работах позволяет резко сократить срок строительства карьера при большой мощности покрывающих залежь мягких вскрышных пород и повысить эффективность открытой разработки глубоко залегающих месторождений.

3. Вскрытие карьерного поля

Вскрытием называется комплекс мероприятий по проведению горных выработок, обеспечивающих транспортную связь горизонтов карьера между собой и с поверхностью и служащих для создания первоначального фронта работ уступов с земной поверхностью.

Вскрытие карьерных полей может осуществляться: - траншейным и бестраншейным способами.При траншейном вскрытии основными вскрывающими выработками являются наклонные (капитальные) траншеи, по дну которых сооружаются дороги, служащие для перевозки вскрышных пород и добытого полезного ископаемого на земную поверхность. Капитальные траншеи на какой либо горизонт создают возможность проведения разрезных траншей, обеспечивающих создание первоначального фронта работ в уступе.

Капитальные и разрезные траншеи проводят в период строительства карьера и при вскрытии новых горизонтов выполняют на открытых разработках функции горно-подготовительных выработок (в период эксплуатации), с помощью которых производят подготовку уступов к разработке.

Капитальные траншеи--наклонные горные выработки. Разрезные траншеи являются продолжением капитальных траншей--горизонтальные выработки, проходят на каждом рабочем горизонте.

Вскрытие равнинных месторождений и смежных горизонтов карьера ведут траншеями полного трапециевидного профиля (рис. 2). Высотные месторождения вскрывают полутраншеями (рис. 2, б).

В соответствии с вариантом индивидуального задания и выбранного горно-транспортного оборудования дать описание способа вскрытия рабочих горизонтов карьера по классификации проф. Е.Ф.Шешко [2, табл. 7.1 и 7.3].

Если траншеи, вскрывающие каждый уступ, связаны в единую транспортную сеть, что встречается наиболее часто, то они представляют собой систему траншей. Основные параметры траншей и полутраншей: глубина заложение (Hт), продольный уклон (iр), углы откоса бортов (б), ширина по нижнему основанию (bт), длина в плане Lт и горно-строительный объем (Vт).

Глубина заложения траншей равна разности заложения ее устья и вскрываемого рабочего горизонта. При вскрытии одного горизонта, глубина траншеи равна высоте уступа. Продольный уклон капитальных траншей (скользящего съезда) устанавливается в зависимости от вида карьерного транспорта (табл. 8).

Угол откоса бортов капитальных траншей устанавливается от в зависимости от срока ее службы и физико-технических свойств горных пород. В мягких и полускальных породах составляет 34-450. В скальных породах его значение принимается в пределах 60-800.

Таблица 8. Продольный уклон вскрывающих выработок

Траншея

Вид транспорта

Продольный уклон траншей %

при подъеме

при спуске

Наклонные

Железнодорожный

Автомобильный

2,5ч6

6ч10

2,5ч6

8ч12

Крутые

Конвейерный

Скиповой

25ч33

55ч100

-

-

Длина наклонной траншеи в плане связано с ее глубиной и продольным уклоном:

, (9)

где iр- руководящий (продольный) уклон, %.

Длина разрезной траншеи находят в зависимости от размеров подготовительного горизонта и принятой системы разработки.

В соответствии с заданным видом транспорта по таблицам 9, 10 и 11 выбрать ширину траншеи по дну.

Таблица 9. Ширина нижнего основания капитальных траншей

для железнодорожного транспорта, м

Породы

Один путь

Два пути

Электровозная тяга

Тепловозная

тяга

Электровозная тяга

Тепловозная тяга

Мягкие

Скальные

13

11

12

10

18

15

16

14

Таблица 10. Ширина нижнего основания капитальных траншей

при двухполосном движении автотранспорта, м

Породы

Грузоподъемность автосамосвала, т.

27-40

75-120

120-180

Мягкие

Скальные

25-26

20-21

30-35

27-32

35-37

32-37

Таблица 11. Ширина нижнего основания разрезных траншей

в скальных породах (м)

Высота уступа, м.

Автомобильный

транспорт

Железнодорожный транспорт

Грузоподъемность, т.

Один путь

Два пути

25-40

75-100

Электровозная тяга

Тепловозная

тяга

Электровозная тяга

Тепловозная

тяга

10

15

20

28

33

38

35

40

45

22

26

31

21

25

30

27

31

36

25

29

34

Провести проверку ширины основания траншее по условиям ее проведения (табл. 12)

Сравнить табличные значения ширины нижнего основания траншеи и принять наибольшее из них.

Вычислить объем капитальной наклонной траншеи (м3)

. (10)

Строительный объем разрезной траншеи (м3)

Vрт = h·Lрт·(bрт + h·ctgб), (11)

где Lрт - длина разрезной траншеи, м; bрт - ширина нижнего основания разрезной траншеи (табл. 11), м.

Таблица 12. Ширина нижнего основания капитальной траншеи

в зависимости от типа экскаватора применяемого для ее проходки, м

Угол откоса борта

траншеи, град.

Тип экскаватор

ЭКГ-4,6 (ЭКГ-5А)

ЭКГ-8и (ЭКГ-10)

50

60

70

80

12

14

15

17

15

17

19

20

Выполнить графическое изображение вскрывающей траншеи и указанием основных ее параметров.

Построить поперечный разрез карьера по образцу рис. 1 и план карьера в виде горизонталей, показывающих положение нижних бровок соответствующих уступов (рис. 3). Минимальные радиусы закругления в торцах принимать равными 120м при железнодорожном транспорте и 20м при автомобильном и конвейерном транспорте.

Выбрать вид примыкания капитальных траншей к горизонту [2, с.234-235].

Определить длину трассы, необходимой для вскрытия одного горизонта (м)

, (12)

где h - высота уступа, м; lп - длина горизонтальной площадки примыкания (при автомобильном транспорте lп = 40-50м, при железнодорожном транспорте lп = 200-250м),м; lк - увеличение длины трассы за счет криволинейных участков (учитывается при спиральной форме трассы), м; lс - приращение длины трассы за счет смягчения уклона (lс составляет 200-250м, учитывается только в случае примыкания на смягченном уклоне, при этом lп = 0),м.

С учетом формы залежи выбрать форму трассы внутренних траншей [2, с.235-236].

На построенном плана карьера (рис. 3) спроектировать трассу вскрывающих траншей (рис. 4). Построение трассы простой формы ведут при фиксированном положении точки А (начала трассы). При трассирование траншей тупиковой или петлевой формы допускается вскрывать несколько горизонтов без изменения направления трассы. В избежания значительного выполаживания бортов карьера разворотные площадки при петлевых съездах целесообразно размещать в торцах и сдвигать смежные петли по фронту, не допуская расположения их на одной линии.

Построение системы траншей со спиральной формой трассы производят с учетом увеличения длины трассы за счет криволинейных участков.

4. Система разработки

В соответствии с вариантом индивидуального задания дать описания принятой системы разработки на основе классификации акад. В.В.Ржевского [2, стр.262] и акад. Н.В. Мельникова [2, стр.259].

Выполнить расчет основных параметров системы разработки.

С учетом рабочих параметров карьерных мехлопаты определить высоту уступа: высота уступа по ЕПБ при разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом не должна превышать:

-максимальную высоту черпанья экскаватора при разработки горных пород одноковшовыми экскаваторами типа «механическая лопата» без применения буро- взрывных работ (БВР);

-более чем 1.5 раза высоту черпанья экскаваторов типа «механическая лопата» при разработки скальных пород с применением БВР.

С учетом изложенного определить высоту уступа по формуле:

Минимальное значение высоты уступа соответствует разработки экскаватором наносов, а максимальная - коренных пород. Округлить расчетное значение высоты уступа до ближайшего значения из ряда: 10, 12, 15, 20 м.

Установить (табл.13) угол откоса рабочего уступа.

Таблица 13. Угол откоса уступа и ширина призмы обрушения

(по «Гипроруде»), м

Коэффициент крепости по шкале проф.

М.М. Протодьяконова

Угол откоса, град.

Высота уступа

устойчивого

уступа

рабочего

уступа

10

12

15

20

2-6

35

45

4

5

6

8,5

710

60

70

3

3

3,5

4,5

1014

65

75

3

3

3

4

1520

75

85

3

3

3

4

Ширина рабочей площадки П (м) рассчитывается по следующим формулам (рис. 5):

-при разработке мягких пород (наносов) без БВР (рис. 5, а):

П = А + С1 + Т + m + dв + Л +п; (14)

-при использовании буровзрывных работ (рис 5,б):

П = В + С1 + Т + m + dв + Л +п; (15)

где А - ширина экскаваторной заходки, м; C1=2,5ч3,5 - расстояние от нижней бровки уступа или развала до транспортной полосы, м; Т - ширина транспортной полосы, м; m=3,5 - расстояние от линии электропередачи до кромки транспортной полосы, м; dв=6ч7 - ширина полосы для движения вспомогательного транспорта (при использовании автотранспорта dв=0), м; Л - ширина полосы готовых к выемке запасов, м; п - ширина призмы возможного обрушения (табл. 13),м; В - ширина развала взорванной горной массы, м.

Ширина транспортной полосы зависит от типа транспортных средств и числа путей (полос движения). При использовании железнодорожного транспорта на однопутных линиях она составляет 6,5 м, при двух смежных путях равна 10,9 м; для автотранспорта при однополосном движении изменяется от 5,5 м (автосамосвалы грузоподъемностью 27 т) до 9 м (автосамосвалы 160-180т), а при двухполосном движении - от 10 до 20 м.

Ширина резервной полосы запасов, необходимой для бесперебойной работы на смежных уступах:

, (16)

где м - норматив обеспеченности запасами полезного ископаемого, мес. (табл.14); Ар - годовая производительность карьера по полезному ископаемому, т; Lр.у - длина добычного фронта на уступе, м (Lр.у = Lр); nо - количество добычных уступов.

Таблица 14. Норматив обеспеченности готовыми к выемки запасами, мес. (по «Гипроруде»)

Производительность

карьера по горной массе,

млн. т/год

Автомобильный

транспорт

Железнодорожный

транспорт

До 30

От 30 до 60

Свыше 60

1,5

2,5

4,0

2,0

3,0

4,5

Количество одновременно разрабатываемых добычных уступов для продольных систем разработки в условиях наклонных и крутопадающих залежей рассчитывается по формуле Э.К. Граудина [1]:

, (17)

где bрт - ширина разрезной траншее (ее учитывают, если подготовка горизонтов ведется по залежи), м; д - угол падения залежи, град.

Знак «плюс» в знаменателе принимают при развитии работ от лежачего бока к висячему, знак «минус» - при развитии от висячего бока к лежачему.

Для поперечных систем разработок [1]:

, (18)

где bрк - ширина разрезного котлована (bрк = 40ч100м.) в скальных породах; Пп - ширина рабочей площадки по простиранию, м:

Пп = Пmin + м·Qэ.г·nб/12·mг·h, (19)

где Пmin - минимальная ширина рабочей площадки (обычно Пmin = 60ч80 м), м; Qэ.г - годовая производительность экскаватора, м3; nб - количество добычных экскаваторов работающих на одном уступе, ед.

Количество добычных экскаваторов работающих на одном уступе определяется с учетом рекомендуемой длины фронта работ на экскаватор при использовании железнодорожного транспорта или исходя минимальной длины активного фронта работ на один экскаватор (табл. 15 и табл. 16).

Таблица 15. Рекомендуемая длина (м) фронта работ.

Условия эксплуатации

Наклонные и крутые залежи

Первый этап

Последующие этапы

Конечная глубина карьера, м:

100ч150

150ч200

250ч300

1,2ч2,2

1,2ч2,2

1,2ч2,2

1,2ч2,2

2,5ч3,0

3,0ч4,5

Таблица 16. Минимальная длина (м) активного фронта работ

на один экскаватор.

Вместимость ковша

экскаватора, м3

Железнодорожный

транспорт

Автомобильный

транспорт

4,6ч5,0

6,0ч8,0

10,0ч12,5

1000

1200

1400

500

600

700

Угол откоса бортов карьера представляет собой линию, соединяющую верхнюю бровку карьера с нижней.

Угол откоса рабочего борта карьера ц отстраивается внутри рабочей зоны и рассчитывается по формуле:

. (20)

Длину добычного фронта работ находят, умножив длину фронта работ уступа Lр.у на величину nо.

Выполнить в масштабе схему забоя экскаватора (рис. 6).

На выполненном плане карьера и поперечном разрезе (рис. 3) с учетом принятой трассы вскрывающих траншей (рис. 4) нанести положение горных работ на момент пуска карьера в эксплуатацию (рис. 7).

Определены:

Расчеты карьера.

Вскрыша:

Параметры уступа:

Самосвал: БелАЗ-7509

Вскрышной экскаватор: ЭКГ-8И

Высота уступа

- вскрышной уступ

- добычной уступ

Углы откосов вскрышных уступов:

Углы откосов добычных уступов:

Ширина заходки экскаватора:

Ширина рабочей площадки:

1. Основные производственные процессы

Горные работы на карьерах заключаются в выемке, перемещении и складировании полезных ископаемых, и вскрышных пород. Соответственно выделяют основные производственные процессы: подготовка пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, перемещение (транспортирование) горной массы, складирование (отвалообразование) пустых пород и разгрузка или складирование полезного ископаемого. Если на карьере производится первичное обогащение или переработка полезного ископаемого до конечного продукта, они также входят в состав основных процессов.

Каждому основному процессу соответствуют вспомогательные работы, производство которых позволяет осуществлять основной процесс или облегчает его.

Помимо этого на карьерах выполняется ряд общих вспомогательных процессов (электроснабжение, вентиляция, водоотлив, опробование полезных ископаемых, ремонты оборудования и др.), обеспечивающих производство горных работ.

Основными способами механизации производственных процессов являются экскаваторный, гидравлический и комбинированный (их сочетание). При экскаваторном способе основные производственные процессы осуществляют с помощью различных механических средств (экскаваторов, скреперов, механических видов транспорта и др.), а при гидравлическом - с помощью воды и специального оборудования. Экскаваторный способ универсален, посредством его выполняется до 95 % объемов горных и массовых земляных работ. Гидравлический способ применяется преимущественно для разработки пород, легко поддающихся размыву и транспортированию водой, при наличии источников воды и достаточно дешевой электроэнергии

Подготовку скальных и полускальных пород к выемке ведут с использованием энергии взрыва, как наиболее универсальное и эффективное.

Обосновать угол наклона скважины к горизонту. Следует ориентироваться на применение наклонных скважин, пробуриваемых параллельно откосу уступа (с учетом технических возможностей принятого бурового станка).

Рассчитать с точностью до 0,5 м глубину скважины:

, (21)

где Lс глубина скважины, м; угол наклона скважины к горизонту, град.; lп длина перебура, м,

lп = (0,10,25)h, (22)

но не более 3 м. Длина перебура возрастает с увеличением крепости разрушаемых пород.

Вычислить диаметр скважины

dc = Kp.c dд, (23)

где dс диаметр скважины, мм; dд диаметр долота, мм; Кр.скоэффициент расширения скважины при бурении (изменяется от 1,05 в монолитных породах до 1,2 в чрезвычайно трещиноватых) (табл.2).

Определить сменную производительность бурового станка по формуле

, (24)

где Пб сменная производительность бурового станка, м; Тсм продолжительность смены, мин.; Тп.з продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин., Тп.з = 20ч30; Тр продолжительность регламентированных перерывов, мин., Тр = 10ч30; Тв.п внутрисменные внеплановые простои, мин., Тв.п = 60ч90; t0 основное время, затрачиваемое на бурение 1м скважины, мин.; tв продолжительность вспомогательных операций при бурении 1 м скважины, мин.

Длительность вспомогательных операций для вращательного (шнекового) бурения составляет 1,5ч4,5 мин/м; шарошечного 2ч4 мин/м; пневмоударного 4ч16 мин/м.

Продолжительность основных операций

, (25)

где Vб техническая скорость бурения (табл. 17), м/мин.

Сопоставить расчетную сменную производительность станка с нормативной (табл. 18). Если разница превышает 10 %, для дальнейших расчетов следует принять нормативное значение Пб.

Найти годовую производительность бурового станка по формуле

Пб.г = Пб Nсм.б , (26)

где Пб.г производительность бурового станка, м/г; Nсм.б количество рабочих смен бурового станка в течение года (табл. 19).

Для данных вашего варианта (табл. 2) выбрать тип взрывчатого вещества (ВВ) (табл. 20).

При выборе ВВ следует отдавать предпочтение ВВ, приведенным в верхних строках табл. 20, а также ВВ, пригодным для механизированного заряжания.

Таблица 17. Техническая скорость бурения, м/мин

Способ

бурения

Буровой

станок

Коэф. крепости по шкале М.М. Протодьяконова

Техническая скорость бурения Vб

Враща-тельное (шнековое)

СБР125

23

0,300,36

34

0,250,30

45

0,130,20

СБР160

23

0,410,50

34

0,330,41

45

0,230,27

56

0,170,20

Шарошечное

2СБШ200Н

68

0,270,30

810

0,220,25

1012

0,130,20

СБШ250МН

810

0,230,25

1012

0,180,20

1214

0,150,17

СБШ320

1012

0,200,22

1214

0,170,18

1416

0,110,13

Пневмо-ударное

СБУ125

1416

0,100,12

1618

0,080,10

СБУ160

1416

0,100,12

1618

0,080,10

Таблица 18. Производительность буровых станков за восьмичасовую смену (по «Гипроруде»), ед.

Станок

Коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова

24

46

68

810

1012

1214

1416

свыше 16

Вращательное (шнековое) бурение

СБР125

300

200

СБР160

340

260

Шарошечное бурение

2СБШ200Н

105

90

80

65

СБШ250МН

105

90

80

65

50

СБШ320

80

65

Пневмоударное бурение

СБУ125

60

55

50

45

35

30

СБУ160

60

45

40

СБУ200

65

60

Примечание. При бурении наклонных скважин табличное значение производительности умножить на коэффициент 0,9

Таблица 19. Число рабочих смен в году буровых станков (по «Гипроруде»), ед.

Непрерывная рабочая неделя

Прерывная рабочая неделя с одним выходным днем при работе

Прерывная рабочая неделя с двумя выходными днями при работе

в две смены

в три смены

в две смены

в три смены

в две смены

в три смены

Территориальные зоны

северные

средние

южные

северные

средние

южные

северные

средние

южные

северные

средние

южные

северные

средние

южные

северные

средние

южные

СБР-125

535

555

569

795

815

820

455

170

480

675

700

710

380

390

395

555

575

580

СБР-160

515

530

535

750

805

440

455

465

635

655

670

360

380

530

530

530

545

550

СБШ-200Н

485

505

515

685

705

710

415

430

435

580

600

610

340

350

360

480

495

500

СБШ-320

475

495

505

655

680

685

405

420

425

565

580

505

330

345

350

460

480

485

СБШ-250МН

485

500

510

670

695

705

410

425

430

575

595

605

335

350

355

470

490

495

СБУ-125

525

545

555

775

795

805

445

465

470

655

630

690

370

385

390

545

560

565

СБУ-160

524

540

550

765

790

795

445

465

470

655

860

690

365

380

385

540

555

560

СБУ-200

480

500

510

680

700

710

415

425

435

480

600

610

340

350

355

480

495

500

Таблица 20. Рекомендуемая область применения

взрывчатых веществ

Условия применения ВВ

Рекомендуемые ВВ

Заводского изготовления

Изготовленные на прикарьерных пунктах

и передвижных установках

Коэффициент крепости по шкале

проф. М.М.Протодьяконова

Коэффициент крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова

До 12

Более 12

До 12

Более 12

Сухие скважины,

шурфы, траншеи

Гранулит М

Гранулит С-6М

Гранулит АС-4

Гранулит АС-4В

Граммонит 79/21

Аммонит №6ЖВ

Граммонит 50/50

Граммонит 30/70

Гранитол 7А

Игданит

Акватол Т-20

(ифзанит Т-20)

Карбатол 15Т

Акванал А-10

Карбатол ГЛ-10

Обводненные скважины, шурфы, траншеи

Гранулотол

Аммонит №6ЖВ

в полиэтиленовых

патронах, мешках

Гранитол 1

Гранулотол

Граммонит 30/70

Граммонит 50/50

Алюмотол

Аммонал скальный №3

Акватол

Т-20

(ифзанит

Т-20)

*Карбатол ГЛ-15Т

*Акватол Т-20 (ГЛТ-20)

*Акванал ГЛА-20

*Акванал А-10

*Карбатол ГЛ-10В

Примечание: Водоустойчивые ВВ с ограниченным сроком нахождения в воде рекомендуется применять при заряжании обводненных скважин по технологии «под столб воды», либо с предварительным осушением и влагоизоляцией

Определить линию сопротивления по подошве (ЛСПП) по формуле

, (27)

где W линия сопротивления по подошве, м; Кв коэффициент, учитывающий взрываемость пород в массиве (табл. 21); dс диаметр скважины, м; плотность заряжания ВВ в скважине (табл. 22), кг/м3; m коэффициент сближения зарядов (табл. 21); Квв переводной коэффициент от аммонита №6 ЖВ к принятому ВВ (табл. 22); плотность породы (табл. 2), кг/м3.

Таблица 21. Коэффициенты для расчета параметров скважинных зарядов

Наименование

Породы

легковзрываемые

средневзрываемые

трудновзрываемые

Коэффициент сближения зарядов, m

1,11,2

1,01,1

0,851,0

Коэффициент, учитывающий взрываемость пород, Кв

1,2

1,1

1,0

Коэффициент, зависящий от взрываемости пород, Кз

56

34

1,52,5

Таблица 22. Характеристика ВВ

Тип ВВ

Плотность ВВ, г/см3

Переводной

коэффициент Квв

Акватол Т-20

1,25-1,3

1,28

Алюмотол

0,95-1,0

0,84

Гранулит С-6М

1,0-1,05

1,11

Гранулит АС-4

0,85-0,9

0,98

Гранулит АС-4В

0,8-0,85

0,98

Гранулит М

0,78-0,82

1,13

Гранулотол

0,9-0,95

1,2

Граммо...


Подобные документы

  • Определение параметров карьера, расчет граничной глубины открытой разработки. Вычисление объема горной массы в контурах карьера. Порядок подготовки горных пород к выемке буровзрывным способом. Выемочно-погрузочные работы и перемещение карьерных грузов.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 09.12.2010

  • Основные стадии разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом с помощью шахт. Размеры и запасы рудничного поля. Производительность и срок существования рудника. Буровзрывные работы при проходке вертикальных и горизонтальных стволов шахт.

    курсовая работа [578,0 K], добавлен 28.12.2011

  • Схема переработки железных руд. Общие сведения о железных рудах: содержание и соотношение нерудных примесей. Классификация месторождений железных руд. Системы подземной разработки с открытым очистным пространством. Способы доставки отбитой руды.

    реферат [2,6 M], добавлен 28.02.2010

  • Определение коэффициента полезного действия механизма привода и требуемая мощность на валу двигателя. Определение главных параметров червячного зацепления. Проектный расчет открытой цепной передачи. Вычисление нагрузок в ветвях цепи и на валы звездочек.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 04.06.2014

  • Расчет промышленных запасов месторождения. Определение годовой производительности рудника. Выбор рациональной схемы вскрытия и подготовки месторождения. Определение параметров буровзрывных очистных работ. Оценка количества бурильщиков и скреперистов.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.09.2019

  • Расчет привода на долговечность, выбор мощности двигателя и передаточных отношений привода. Определение чисел оборотов валов, их мощностей. Расчет главных характерных параметров открытой и закрытой передач. Подбор муфты, валов, подшипников и шпонок.

    курсовая работа [105,5 K], добавлен 10.06.2015

  • Методика расчета оптимальных параметров работы виброплиты: мощности двигателя на соответствующих оборотах и амплитуды вибрации. Определение параметров оптимальной работы и уплотнения обрабатываемой поверхности. Расчет параметров резания автогрейдера.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.11.2010

  • Методика расчета некоторых параметров шахты. Основные положения норм технологического проектирования по вопросам вскрытия, подготовки шахтных полей, систем разработки и выбора оптимальных технологических схем очистных работ и средств их механизации.

    методичка [62,6 K], добавлен 03.03.2009

  • Общая характеристика процесса вскрытия месторождений наклонными траншеями: внешними, отдельными, групповыми, внутренними, скользящими съездами. Особенности применяемого оборудования. Подземные способы вскрытия при открытой разработке месторождений.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.08.2013

  • Определение силовых и скоростных параметров на каждом валу привода. Выбор материала и определение напряжений. Расчет открытой цепной передачи. Ведущий быстроходный вал редуктора. Конструктивное оформление зубчатых колес. Уточненный расчет подшипников.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.09.2014

  • Определение основных параметров червячного редуктора и его коэффициента полезного действия, используя экспериментальное определение крутящих моментов на входном и выходном валах редуктора. Основные формулы для определения параметров червячной передачи.

    лабораторная работа [58,1 K], добавлен 05.10.2011

  • Расчёт основных параметров пневмоколёсных фронтальных погрузчиков: определение параметров ковша; построение кинематической схемы рычажной системы управления; расчёт элементов гидропривода. Техническая производительность, грузоподъёмность ходовой части.

    курсовая работа [13,0 M], добавлен 16.05.2011

  • Расчет главных параметров блока и барабана. Определение основных геометрических параметров и выбор гидродвигателя. Проектирование гидравлического затвора бункера мелочи кокса. Разработка технологического процесса производства зубчатой полумуфты.

    дипломная работа [2,0 M], добавлен 22.03.2018

  • Определение основных параметров и расчет автогрейдера. Вычисление прочности основной и тяговой рамы и отвала. Механизмы управления рабочим оборудованием: поворота отвала; изменения угла резания и выноса тяговой рамы в сторону; гидравлической системы.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.11.2010

  • Выбор электродвигателя и преобразователя. Определение расчетных параметров силовой цепи. Расчет и построение регулировочных характеристик преобразователя. Статические характеристики разомкнутой системы. Определение параметров обратной связи по скорости.

    курсовая работа [286,4 K], добавлен 19.03.2013

  • Описание САР и её основных частей, правила техобслуживания. Определение координаты точек САР на диаграмме Вышнеградского. Определение значений настроечных параметров автоматических регуляторов, обеспечивающих оптимальные режимы работы оборудования.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 11.09.2010

  • Выбор структуры комплексной механизации. Режимы бурения и расчет их основных параметров. Производительность буровых станков. Определение нагрузки на рабочее оборудование и мощности приводов главных механизмов экскаваторов, карьерного автотранспорта.

    курсовая работа [1017,8 K], добавлен 07.08.2013

  • Энергосиловой и кинематический расчёты параметров привода. График типовых режимов нагружения. Коэффициент максимальной перегрузки. Расчет частоты вращения валов привода, мощностей и вращающих моментов валами. Расчётные данные параметров привода.

    контрольная работа [385,3 K], добавлен 29.01.2014

  • Срок службы приводного устройства. Определение мощности и частоты вращения двигателя; силовых и кинематических параметров привода, его передаточного числа и ступеней. Расчет закрытой червячной и открытой поликлиновой ременной передач. Выбор подшипников.

    курсовая работа [100,1 K], добавлен 15.01.2015

  • Применение осадки для получении поковок. Схемы главных напряжений и деформаций при осадке. Расчёт усилия осадки: определение геометрического очага деформации, сопротивления металла деформированию, контактных напряжений, энергосиловых параметров процесса.

    курсовая работа [165,4 K], добавлен 13.12.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.