Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Иркутский национальный исследовательский технический университет

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: Технологии горных работ

Тема проекта:

Обоснование технологии открытых горных работ

Выполнил: М. Обломов

Руководитель проекта К.Б. Нечаев



Задание на курсовое проектирование

По курсу: Технологии горных работ

Студенту: Обломову М.

Тема проекта: Обоснование технологии открытых горных работ

Исходные данные: Технология проведения буровзрывных работ

1. Плотность горной породы г = 3 т\м³;

2. Коэффициент крепости вскрышных пород, f = 12;

3. Коэффициент трещиноватости вскрышных пород, К_Т = 1,12;

4. Продолжительность смены, Т_см = 12 часов;

5. Годовой фонд рабочего времени, Т_год = 286 дней;

6. Угол откоса рабочего вскрышного уступа, а = 65°.

Транспортная технология

1. Модель экскаватора на вскрышных работах, - ЭКГ-8И;

2. Модель экскаватора на добычных работах, - ЭКГ-6,3Ус;

3. Коэффициент разрыхления породы в ковше, К_р = 1,28;

4. Коэффициент наполнения ковша, К_н = 0,6;

5. Годовой объем по вскрышной породе, V_г.м. = 4200,0 тыс. м³;

6. Годовой объем по полезному ископаемому, V_г.м. = 2600,0 тыс. м³;

7. Расстояние транспортирования горной породы, L = 9 км;

8. Угол откоса рабочего вскрышного уступа, б = 65°;

9. Угол откоса рабочего добычного уступа, в = 80°;

10. Модель автосамосвала - БЕЛАЗ-7522.

Бестранспортная технология

1. Модель экскаватора драглайна ЭШ - 30.110;

2. Мощность вскрышной уступа, Н_у = 28 м.;

3. Мощность полезного ископаемого, h_п.и. = 3 м.;

4. Угол откоса добычного уступа, в. = 75 град;

5. Угол откоса вскрышного уступа, б = 58 град;

6. Ширина вскрышной заходки, А_э = 42 м;

7. Берма безопасности, Б = 5 м;

8. Коэффициент разрыхления породы в отвалеK_р. = 1.28 м³/м³.

9. Радиус черпания экскаватора, R_ч = 19,9 м;

10. Угол откоса вскрышного отвала г_о. = 37,0 град.

Рекомендуемая литература:

1. Мартьянов В.Л. Основы открытой добычи. Производственные процессы открытых горных работ: учеб. Пособие / В.Л. Мартьянов, В.Е. Курехин; КузГТУ. - Кемерово, 2019. - 144 с.

2. Филимонов, К.А. Технология подземных горных работ: учебное пособие / К.А. Филимонов, В.А. Карасёв; КузГТУ - Кемерово, 2017. - 187 с.

3. Технология и комплексная механизация открытых горных работ: учебно-методическое пособие / сост. Чооду О.А., Ондар Э.-Д.В. - Кызыл: Изд-во ТувГУ, 2019. - 96 с.

4. Вокин, В.Н. Открытая геотехнология: практикум / В.Н. Вокин, Е.В. Кирюшина, М.Ю. Кадеров. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2018. - 132 с.

5. Нечаев К.Б. Технология открытых горных работ: электронный курс / К.Б. Нечаев, 2020

Графическая часть на 1 листе.

Задание получил М. Обломов

Руководитель курсового проектирования К.Б. Нечаев



Содержание

• Введение
• 1. Горно-геологическая характеристика месторождения
• 1.1 Геоморфология
• 1.2 Характеристика месторождения
• 1.3 Мерзлотно-гидрологическая характеристика
• 2. Технология проведения буровзрывных работ
• 2.1 Общие сведения о подготовке горных пород к выемке
• 2.2 Расчет параметров буровзрывных работ
• 2.3 Расчет параметров скважинного заряда
• 2.4 Определение параметров развала
• 2.5 Определение параметров блока и развала взорванной горной породы
• 2.6 Выбор схемы коммутации при взрывании блока
• 2.7 Расчет времени замедления и расхода средств инициирования при взрывании с помощью ДШ
• 2.8 Безопасные расстояния при производстве взрывных работ вскрышных пород
• 3. Транспортные технологии ведения вскрышных и добычных работ
• 3.1 Обоснование выбора модели экскаватора
• 3.2 Показатель трудности экскавации
• 3.3 Производительность экскаваторов
• 3.4 Рабочий парк экскаваторов
• 3.5 Общие сведения и выбор модели автосамосвала
• 3.6 Ширина автодороги
• 3.7 Ширина рабочей площадки
• 3.8 Обмен автосамосвалов в забое
• 3.9 Расчет парка подвижного состава
• 4. Бестранспортная технология вскрышных работ
• 4.1 Отстройка технологической схемы работы экскаваторов драглайнов
• 5. Техника безопасности производства горных работ с применением различных технологий
• Заключение
• Список использованной литературы



Введение

Целью курсового проекта является закрепление и углубление теоретических знаний и практических навыков, полученных при изучении дисциплины «Технологии горных работ» путем самостоятельного решения комплекса проектных задач по основным и вспомогательным технологическим процессам при разработке месторождений открытым способом.

На примере Албазинского золоторудного месторождения» Хабаровского края Российской Федерации, были рассмотрены главные производственные процессы: подготовка горных пород к выемке, выемка и погрузка породы, транспортирование горной массы.

При работе над проектом была использована разнообразная горно-технологическая литература, научные статьи, опубликованные в специфических изданиях, информация, взятая с Интернет-сайтов по горному делу, а также документация, полученная с Многовершинного золоторудному месторождению.

Началом проекта послужила горно-геологическая характеристика рассматриваемого месторождения. В ней были рассмотрены вопросы, касающиеся физико-механических свойств горных пород, стратиграфии и тектонического строения местности. Можно сделать вывод, что геологическое строение района является важнейшей характеристикой, определяющей дальнейшую разработку месторождений.

Подготовка горных пород к выемке, будучи комплексным, составным процессом, служит для упрощения доступа к полезному ископаемому. На рассмотренном мною разрезе находит применение буровзрывной способ подготовки пород.

Выемка и погрузка, транспортирование, в свою очередь, также принадлежат к производственному циклу, являются его основной частью, поскольку за период эксплуатации карьера именно эти процессы занимают наибольшую долю рабочего времени. а также были рассмотрены вопросы связанные с техникой безопасности производства горных работ.



1. Горно-геологическая характеристика месторождения

1.1 Геоморфология

Албазинское месторождение приурочено к Албазинской золотоносной структуре, про слеживающейся полосой шириной 0,5-0,7 км на расстояние около 5 км. Структура имеет северо-западное простирание и падение на северо-восток, угол падения 30-60є.

По структурно-вещественным параметрам геологических комплексов устанавливается три структурных этажа.

В структурном плане месторождение расположено в Улъбанской структурно-формационной зоне Сихотэ-Алинской складчатой области (Мартынюк, 1985, ф). При металлогенических исследованиях выделена Амгунъ-Конинская металлогеническая зона (Денисов С.В. 1991, ф).

По структурно-вещественным параметрам геологических комплексов устанавливается три структурных этажа.

Нижний структурный этаж сложен сильнодислоцированными осадочными отложениями триасово-юрского возраста. Представлены они четырьмя подразделениями (снизу-вверх):

1. Кремнистая толща по составу разделяется на две части.

Нижняя часть толщи расположена в тектоническом блоке на правобережье ручья Екатерининского. Сложена она алевролитами и аргиллитами, в которых встречаются единичные маломощные (1-5 см) прослои мелко-тонкозернистых песчаников. Мощность нижней части ориентировочно 500-600 м.

Верхняя часть толщи более пестрая по составу (бассейн ручьев Ивановского и Албазинского). Сложена она кремнистыми и кремнисто-глинистыми породами, алевролитами и спилитами. Переслаивание кремнистых пород и алевролитов через 1-10см, прослои спилитов имеют мощность от 2 до 20 м. На кон контакте с вышележащей песчаниковой толщей характерен пласт алевролитов мощностью 10-20 м, в котором есть единичные прослои мелкозернистых песчаников мощностью 1-З см. Мощность верхней части толщи - 200-300 м.

Возраст аналогичных отложений западнее изученной площади определен по радиоляриям в пределах от среднего триаса до ранней юры включительно (Тиньков,1990, ф). Кремнистая толща является хорошим маркирующим горизонтом для геолого-структурных построений.

2. Песчаниковая толща более однородна по составу. Сложена она преимущественно темно-серыми мелкозернистыми песчаниками, реже встречаются среднезернистые разности. Единичные прослои алевролитов мощностью до 1 м, редко более, тяготеют к низам толщи. Здесь же встречаются маломощные прослои седиментационных брекчий. Мощность толщи более 500 м, залегает она на кремнистой толще и потому возраст ее определяется как раннеюрский.

3. Демьяновская свита сложена на 60-70% песчаниками мелко- и среднезернистыми характерного розовато-серого цвета. В песчаниках встречаются тонкие прослои, обогащенные растительным детритом. Алевролиты и глинистые сланцы встречаются в виде маломощных прослоев и в пачках ритмичного чередования с песчаниками. Общая мощность свиты около 1400 м. Возраст установлен раннеюрским по определениям аммонитов.

4. Эльгонская свита по составу разделяется на три части. Нижняя часть свиты мощностью 720-900 м представляет собой грубо чередующиеся средне-крупнозернистые песчаники, гравелиты и мелкогалечные конгломераты. Песчаники преимущественно известковистые, зеленовато-серые с маломощными прослоями, пересыщенными растительным детритом. Галька в конгломератах хорошей окатанности, сложена песчаниками, кислыми туфами, аляскитовыми гранитами, кремнистыми породами, мраморизованными известняками. Редко встречаются валуны размером до 80 см, сложенные мраморизованными известняками с остатками верхнепалеозойских фораминифер.

Средняя часть свиты, представлена ритмично переслаивющимися через 5-20 см мелкозернистыми песчаниками и алевролитами. Отличительной чертой алевролитов является наличие неясной слоистости и текстур «взмучивания». Мощность средней части свиты от 450 до 500 м.

Верхняя часть свиты преимущественно песчаникового состава, в нижней ее части пачка гравелитов и конгломератов мелкогалечных, выше гравелиты встречаются в виде маломощных (до 2 м) единичных прослоев. В верхах разреза появляются прослои алевролитов тонкослоистых мощностью 2-3 см. Мощность верхней пачки 500-600 м. Общая мощность 1670-2000 м. Возраст свиты среднеюрский по палеонтологическим и стратиграфическим данным.

Терригенно-осадочные отложения смяты в складки северо-восточного, субширотного простирания (азимут простирания 60-80°), которые в целом образуют структуру первого порядка - горст-антиклиналь. Складки более мелкого порядка имеют размах крыльев от 100 до 500 м.

Средний структурный этаж представлен позднемеловыми и эоценовыми магматическими породами, которые занимают до 20% площади. Выделено три комплекса магматических пород:

1. Позднемеловой андезит-риолитовый комплекс представлен вулканическими и субвулканическими породами. Вулканиты представлены толщей андезитов и их туфов. Реликты покровов зафиксированы в бассейнах рек Бол. Куян и Давакса. Субвулканические разности разделены на три фазы.

Первая фаза представлена андезитами и эксплозивными брекчиями андезитов. Слагают они небольшие штоки, реже - дайки.

Вторая фаза представлена дацитами и риодацитами. Слагают они штокообразные тела и дайки мощностью от метра до нескольких десятков метров и протяженностью до нескольких километров.

В третью фазу выделены дайки микродиоритов и диоритовых порфиритов. Мощность их несколько метров, протяженность - сотни метров-первые километры. Возраст пород комплекса определен позднемеловым на основании определений абсолютного возраста калий-аргоновым методом (83-78 млн. лет, Хлыст В.П.,1978 г.).

Дайки риодацитов в большинстве случаев гидротермально изменены до серицит-кварцевых метасоматитов. Более поздние гидротермалиты - это прожилки кварца и кальцита мощностью 1-10 мм, редко больше. Зоны окварцованных пород расположены как в метасоматитах, так и в осадочных породах. Реже прожилковое окварцевание наблюдается в эндоконтактовых частях даек микродиоритов. Мощность зон измененных пород от нескольких метров до 100 м.

С позднемеловым андезит-риолитовым комплексом пространственно тесно связаны промышленные рудные тела Албазинского месторождения.

2. Позднемеловой гранодиоритовый комплекс представлен двумя фазами.

В первую фазу выделены гранодиориты и гранодиорит-порфиры. Гранодиориты слагают небольшие интрузии, гранодиорит-порфиры - апикальные части этих интрузий и дайки. Ориентировка большинства даек субмеридиональная. Контактовые роговики образуют довольно широкое поле, что свидетельствует о наличии на глубине крупного единого массива.

Вторая фаза представлена дайками, реже небольшими интрузиями гранит-порфиров. Условно в эту фазу выделены также единичные дайки керсантитов, аплитов и аплитовидных гранитов. Мощность даек гранит-порфиров обычно не превышает первых метров, реже встречаются дайки мощностью 10-20 м и более. Преимущественная ориентировка даек северо-восточная (азимут 60-80°).

Измененные породы гранодиоритового комплекса представлены серицит-кварцевыми метасоматитами, которые развиты в основном по гранодиорит-порфирам, и зонами тонкопрожилково-окварцованных пород. С измененными породами связаны некоторые золоторудные проявления (Масловское, Водораздельное).

3. Эоценовый базальтовый комплекс представлен единичными дайками базальтов.

Верхний структурный этаж сложен четвертичными рыхлыми отложениями. Представлены они современными и позднечетвертичными аллювиальными отложениями: галечниками, песками, илами, глинами.

Инженерно-геологические условия

Геологическое строение района работ представлено аналогичными для всего Албазинского месторождения породами. Переслаивание осадочных пород с внедрением даек различного состава, осложнённое серией глубинных разломов, зон дробления и локальных структурных нарушений. Угол падения рудных тел в основном 45°. Мощность рудных тел не более 12,0 метров. Вмещающие породы в основном представлены песчаниками средней крепости, рудные тела приурочены к серии даек дацитов.

В пределах Албазинской структуры выделены Анфисинская, Ольгинская и Екатерининская рудоносные зоны, представляющие собой полосы гидротермально измененных пород, приуроченных к разрывным нарушениям.

Мощность зон метасоматитов варьирует от 20 до 100 м. Рудные тела контролируются сопряженными дайками микродиоритов и риодацитов.

Руды месторождения относятся к малосульфидной кварц-пирит- арсенопиритовой рудной формации. Вмещающими породами являются гидротермально измененные осадочные и вулканогенные породы, представленные метасоматитами кварц-карбонат-серицитовой формационной стадии. Первичные породы достаточно контрастно различаются по цвету, унаследованными структурами и текстурами, наличием брекчированных и милонитизированных зон контакта между вмещающими осадочными толщами и дайкообразными секущими телами малых интрузий - риолит-дацитовых пород и микродиоритов.

Руда представляет собой продукты гидротермального изменения вулканогенно-осадочных пород: песчаников, алевролитов, кислых эффузивов, с секущими кварц-карбонатными жилами и прожилками.

Песчаники и алевролиты (I тип руд) по всему разрезу представлены породами разнозернистой (от среднезернистых до тонкозернистых) структуры. Цвет - от темно-серого до почти черного. Преобладающий тип текстуры -слоистая или неясно-слоистая. Развитие гидротермальной минерализации и, связанной с ней сульфидной, выражено двумя типами: «пропиткой» по цементирующей массе и сетью штокверковых жилок различной мощности и густоты.

Количество алевролитов в материале первого типа руды не превышает 2,5%. Встречаются в виде прослоев мощностью от нескольких десятков см до первых см среди песчаников. В зонах повышенной трещиноватости алевролиты полностью разрушены. Характерным признаком измененных осадочных пород является присутствие углеродистого вещества, являющегося, по-видимому, продуктом изменения органических остатков осадочных толщ.

Дациты, риодациты и микродиориты (II тип руд) среди вмещающей оруденение массы пород, выделяются по структурно-пространственному положению. На петрографическом уровне различий между этими типами пород не наблюдается. Бывшая фельзитовая, скрытокристаллическая основная масса полностью замещена мелкозернистым гидрослюдисто-альбит-кварцевым субстратом, а бывшие порфировые вкрапленники полевых шпатов - глинистыми минералами, гидрослюдами, иногда окисными минералами железа и титана или сульфидами. Как и в песчаниках, в риодацитах наблюдаются более поздние кварц-карбонатные жилы с сульфидами (иногда тоже с углеродистым веществом). В целом, породы имеют более крупнозернистую структуру.

Руды Албазинского месторождения в соответствии с классификацией золотосодержащих руд характеризуются как малосульфидные, кварц-пирит-арсенопиритовые.

По составу породообразующих руда алюмосиликатная, среднекарбонатная, по степени окисленности - сульфидная с незначительными следами окисления.

Руда на 95% сложена нерудными минералами, среди которых доминирует кварц. Рудные минералы представлены, в основном, арсенопиритом и пиритом.

Выделено два типа руды, но по технологическим свойствам они схожи, т.е. могут перерабатываться по единой технологической схеме.

Золото связано, главным образом, с арсенопиритом, реже с кварцем и карбонатами. Золото относительно низкопробное (проба 760). Минеральной формой проявления золота является самородное золото. В руде присутствует микроскопическое, тонкодисперсное золото.

Минералогический, химический и рациональный анализ руды свидетельствуют о том, что основными компонентами, определяющими ценность руды, являются золото и серебро. Другие ценные компоненты в руде Албазинского месторождения отсутствуют.

Геологический план представлен на рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 - Геологический план

1.2 Характеристика месторождения

Албазинское золоторудное месторождение расположено в Дальневосточном Федеральном округе РФ, в восточной части района им. Полины Осипенко Хабаровского края в междуречье Амгунь - Сомня. Площадь района 34,6 тыс. км², или 4,39% от территории Хабаровского края.

Район граничит на севере - с Тугуро-Чумиканским районом, на востоке - с Ульчским районом, на юге - с Солнечным районом, на юго-западе - с Верхнебуреинским районом Хабаровского края, на западе - с Амурской областью.

Район имени Полины Осипенко, на котором расположен участок строительства, относится к слабо освоенным районам Хабаровского края. Освоение территории связано с разработкой Албазинского золоторудного месторождения.

Обзорная карта района месторождения приведена на рисунке 1.2.

Район работ представляет собой типичную горно-таежную местность, характеризующуюся низкогорным рельефом с глубокой вертикальной расчлененностью поверхности. Основным орографическим элементом является водораздел рек Амгунь и Сомня - хребет Омальский. Хребет ориентирован в субширотном направлении. Абсолютные отметки от 350 до 770 м, расчленённость рельефа сильная и умеренная. Относительные превышения от 200 до 400 м. Водоразделы чаще острые, гребневидные; крутизна склонов от 10° до 35°. Ближе к поймам рек рельеф низкогорный слаборасчлененный. Обнаженность района плохая, водоразделы и склоны покрыты чехлом рыхлых отложений мощностью до 3 м, редкие выходы коренных пород приурочены к бортам долин и вершинам хребтов.

Основными водосборными артериями являются река Амгунь и её левый приток - река Сомня. Гидрографическая сеть густая, ручьи ориентированы, в основном, в субмеридиональном направлении. В верховьях ручьёв долины обычно узкие, глубоковрезанные, в среднем и нижнем течении они расширяются, приобретая корытообразную форму. Уровень воды в реках и ручьях непостоянен и зависит от количества осадков.

Рисунок 1.2 - Обзорная карта района месторождения

По климатическому районированию территория относится к подрайону 1В северной строительно-климатической зоны.

Климат района месторождения характеризуются значительной неоднородностью. Это обусловлено влиянием с одной стороны азиатского антициклона зимой, а с другой обилием муссонных осадков, формирующихся над северо-западной частью Тихого океана в летний период. На климатические характеристики также оказывают влияние сложная орография.

Климат характеризуется малоснежной холодной зимой и теплым дождливым летом. Самая низкая температура в январе - до -45°, максимальная температура воздуха в июле - до +35°, среднегодовая - -3,2°С. Среднегодовое количество осадков по данным метеостанции им. Полины Осипенко составляет 475 мм, большее их количество (85%) приходится на тёплый период года. В июле-сентябре месячные суммы осадков достигают наибольших величин в году (80-82 мм). Минимум осадков наблюдается в январе-марте (8-11 мм). Залегание снежного покрова на станции им. Полины Осипенко в среднем составляет 170 дней. Снег в среднем лежит со 2 ноября по 15 апреля. В результате многолетних наблюдений установлено, что мощность снежного покрова на открытых местах составляет в среднем 30 см, максимальная - 59 см, минимальная -10 см. Большое влияние на распределение количества осадков оказывает орография местности - максимум осадков обычно приходится на наветренный склон или на вершину возвышенности.

Максимальная сейсмичность района до 7 баллов (Карта сейсмичности России).

Средние годовые скорости ветра у земной поверхности на высоте флюгера (13 м) по данным станции им. Полины Осипенко невысокие - 2,6 м/c. В течение года максимальные средние месячные скорости ветра наблюдаются весной (апрель-май до 3,7 м/c), минимальные - в январе 1,5 м/c. Наибольшую повторяемость в течение года имеют ветры северного направления (41%). Южные ветры наблюдаются в течение года в 26% случаев. До одной четверти дней в году (23%) отмечаются штилевые условия. В среднем до 11 дней в году в данном районе наблюдается сильный ветер со скоростью >15 м/c. Наибольшая скорость ветра, превышение которой в году составляет 5%, равна 33 м/c.



1.3 Мерзлотно-гидрологическая характеристика

Ледостав на реках начинается обычно в конце октября, начале ноября. Освобождение от ледяного покрова наступает в конце апреле - начале мая. Многолетняя мерзлота отсутствует, глубина промерзания грунта составляет 3,5 м.

Гидрогеологические массивы сложены интрузивными, метаморфизованными осадочными и эффузивными образованиями и содержат трещинно-поровые и порово-трещинно-жильные подземные воды.

По особенностям формирования и распространения подземных вод в районе выделяются следующие комплексы:

1. Пластово-поровые воды четвертичных аллювиальных отложений;

2. Трещинно-поровые воды зоны экзогенной трещиноватости юрских и меловых терригенных осадочных и вулканогенных пород;

3. Трещинно-жильные воды юрских и меловых терригенных осадочных и вулканогенных пород, залегающие ниже зоны экзогенной трещиноватости.

Пластово-поровые воды четвертичных аллювиальных отложений распространены в виде узких полос шириной от 10 до 300 м в аллювиальных и аллювиально-пролювиальных отложениях долин рек и ручьёв, занимая долины этих водотоков.

Водовмещающими породами являются галечниковые, реже гравийные грунты. Заполнителем на больших реках являются в основном пески, на малых речках и ручьях в качестве заполнителя преобладают суглинки, супеси, реже пески. Питание происходит в основном за счёт атмосферных осадков и из водотоков. Мощность этих отложений не превышает 5-12 м. Глубина залегания уровня подземных вод составляет 1-3 м.

Водовмещающие грунты этого водоносного горизонта в пределах водосборной площади карьера, составной частью которой являлась долина руч. Анфисинского, удалены при вскрышных работах в пределах границ горной выработки.

Трещинно-поровые воды зоны экзогенного выветривания юрских и меловых терригенных осадочных и вулканогенных пород имеют повсеместное распространение в районе работ, слагают междуречные и водораздельные пространства. Водовмещающие породы приурочены к горизонтам экзогенного выветривания скальных пород и тектоническим зонам, как правило, имеют блочное строение, причем отдельные блоки могут быть гидравлически не связанны между собой. Водоносные зоны, пересекаемые тектоническими нарушениями и сложенные раздробленными трещиноватыми песчаниками, алевролитами, диоритами, габбро, диоритовыми порфиритами, андезитами, являются транзитными зонами, к которым в нарушенных гидрогеологических условиях приурочено осушение водоносных зон (блоков и т.д.) и, как правило, происходит высачивание вод в откосах уступов бортов карьера. Трещинно-поровые воды, связанные с зоной экзогенного выветривания скальных пород, наиболее интенсивно трещиноваты до глубин порядка 10-15м, но на отдельных участках, в зависимости от литологического состава пород и положения в рельефе, ее мощность изменяется от 50 до 150 м.

Водоупорные зоны и горизонты приурочены к корам выветривания скальных пород и милонитам, заполняющими тектонические нарушения, или к плотным не трещиноватым или слабо трещиноватым блокам скальных пород.

В естественных условиях разгрузка подземных вод данного горизонта происходила в понижениях рельефа, в лежащие гипсометрически ниже аллювиальные отложения ручьев и рек. В частности, в пределах водосборной площади Анфисинского карьера воды данного водоносного горизонта дренировались долинами ручья Анфисинский и его левого притока, являющихся проекциями тектонического разлома и его оперяющих систем трещин.

Основным источником питания этих вод являются атмосферные осадки, а область питания совпадает с водораздельной площадью распространения водоносной зоны трещиноватости. Подземные воды этой зоны, наряду с атмосферными осадками, являются одним из основных источников формирования водопритоков в карьер.

Подземные воды водоносной зоны трещинно-пластовых юрско-меловых отложений очень пресные, их минерализация не превышает 0,15 г/л. По составу воды гидрокарбонатные магниево-кальциевые. Вблизи рудных тел Албазинского месторождения подземные воды по составу сульфатно-гидрокарбонатные натриево-кальциевые.

Трещинно-жильные воды юрских и меловых терригенных осадочных и вулканогенных пород, залегающие ниже зоны экзогенной трещиноватости, вскрываются скважинами в зонах тектонических нарушений (зонах дробления и повышенной трещиноватости пород). Они встречены геологоразведочными скважинами на глубинах более 100 м. Как правило, водоносность этих зон носит напорный характер и некоторые скважины на месторождении имеют повышенные значения фильтрационных параметров. Тектонические нарушения представлены зонами дробления и повышенной трещиноватостью скальных пород, которые зачастую имеют кулисное построение в плане и разрезе, частое и резкое изменение мощности, наличие пережимов и раздувов.

Водообильность пород данной зоны низкая из-за плотного и слабо трещиноватого строения блоков юрских и меловых пород, которые зачастую не имеют гидравлической связи друг с другом.

Воды данного горизонта в целом пресные и по составу гидрокарбонатно-кальциево-магниевые с минерализацией 270 мг/л.

Питание водоносный горизонт получает в основном за счёт инфильтрации атмосферных осадков и перетекания из водоносных зон экзогенной трещиноватости.

Разгрузка подземных вод происходит в глубоко врезанные долины ручьев и в горные выработки.



2. Технология проведения буровзрывных работ

2.1 Общие сведения о подготовке горных пород к выемке

Подготовка горных пород к выемке осуществляется с целью создания технической возможности и наилучших условий для выполнения последующих процессов выемки и погрузки горной массы, транспортирования, отвалообразования и переработки. Подготовка к выемке может осуществляться механическими способами (исполнительными органами горных машин), гидравлическими способами (нагнетанием, насыщением водой, растворением), физическими способами (электромагнитным и термическим воздействием), химическим, комбинированными и взрывными способами. Выбор способа подготовки горных пород к выемке зависит прежде всего от вида, агрегатного состояния и свойств пород в массиве, мощности предприятия, наличных технических средств, предъявляемых требований к качеству добываемого сырья, а также от природных условий ведения работ. Выемка мягких, песчаных и, естественно, мелкоразрушенных пород успешно производится всеми видами выемочно-погрузочного оборудования. При этом подготовка совмещена с выемкой и производится одними и теми же средствами механизации. Выемка плотных пород также может осуществляться непосредственно из массива выемочными машинами с повышенными усилиями копания. Скальные и полускальные породы обычно подготовляются к выемке взрывным способом. Процессами подготовки в этом случае являются бурение и взрывание.

2.2 Расчет параметров буровзрывных работ

2.2.1 Общий показатель трудности разрушения

, МПа (2.1)

Предел прочности горных пород при сжатии:

, МПа (2.2)

МПа

Предел прочности горных пород при растяжении:

, МПа (2.3)

Предел прочности горных пород при сдвиге:

, МПа (2.4)

Найдем общий показатель трудности разрушения по формуле 2.1:

10,7 МПа

Установим класс и категорию горных пород по трудности разрушения (по В.В. Ржевскому), (см. таблицу 2.1)

Таблица 2.1

Классификация горных пород по общему показателю трудности разрушения, П_р.

Класс горных пород	Категория горных пород	Пр	Способы подготовки г.п.
I	полускальные, плотные и связные мягкие породы	1ч5	механический
II	легко разрушаемые скальные породы	5,1 ч10	механический
III	скальные породы средней трудности разрушения	10,1 ч 15	взрывной
IV	трудноразрушаемые скальные породы	15,1ч 20	взрывной
V	весьма трудноразрушаемые скальные породы	20,1 ч 25	взрывной

Руды относятся к III классу горных пород по общему показателю трудности разрушения.

2.2.2 Показатель трудности бурения горных пород

, МПа (2.5)

Установим класс и категорию горных пород по буримости (по В.В. Ржевскому), (см. Таблицу 2.2)

Таблица 2.2

Классификация горных пород по относительному показателю трудности бурения, П_б

Класс горных пород	Категория горных пород	Пб	Станки шарошечного бурения
I	легкобуримые	1ч5	СБШ-160
II	средней трудности бурения	5,1 ч10
III	труднобуримые	10,1ч 15	2СБШ-200Н, СБШ-250МН
IV	весьма труднобуримые	15,1ч 20	СБШ-320, СБШ-400
V	исключительно труднобуримые	20,1 ч 25	СБШ-320, СБШ-400

Руководствуясь значением П_б, в качестве бурового оборудования принимаем станок СБШ-250МН (характеристики бурового станка приведены в таблице 2.3).



Таблица 2.3

Техническая характеристика бурового станка

Показатели	Тип бурового станка
Диаметр долота, мм	244,5 … 269,0
Глубина скважины, м	32
Направление бурения к вертикали, о	0; 15; 30
Длина штанги/ ход непрерывной подачи, м	8
Осевое усилие, кН	343
Скорость подачи/ подъема бур снаряда, м/с	0,017/0,12
Частота вращения долота, с-1	0,2-2,5
Крутящий момент на вращателе, кН·м	4,2
Подача компрессора, м3/с	0,42-0,53
Мощность электродвигателей, кВт
установленная	400
вращателя	68
компрессора	200
хода	44
Ходовое оборудование	УГ-60М
Скорость передвижения, км/ч	0,737
Давление на грунт, МПа	0,12
Габариты c поднятой стрелой, мм	10500Ч18400Ч5700
Габариты c опущенной стрелой, мм	15600Ч6600Ч5700
Масса станка, т	71,5

2.2.3 Эксплуатационная производительность бурового станка

Сменная производительность:

(2.6)

где Т_см - продолжительность смены (Т_см = 12 часов);

К_и.б. - коэффициент использования сменного времени (см. ф. 2.10);

Т_о - продолжительность выполнения основных операций на 1 м скважины (см. ф. 2.9);

Т_в - продолжительность выполнения вспомогательных операций на 1 м скважины (Т_в = 0,08 часа).

м/смену

Скорость бурения:

(2.6)

где Р_о - осевое усилие станка на грунт (Р_о = 343 кН), см. табл. 2.3;

n_в - частота вращения долота (n_в = 2,5 с^-1х 60), см. табл. 2.3;

d_к - диаметр долота (руда - d_к = 0,2445 м,), см. табл. 2.3.

м/смену

Диаметр скважин зависит от емкости ковша выемочно-погрузочного оборудования и выражается эмпирической формулой (2.8).

Для производства выемочно-погрузочных работ на вскрышных работах принят экскаватор ЭКГ-8И, на добычных работах - ЭКГ-6,3УС. Обоснование выбора диаметра долот приведено ниже.

мм, (2.8)

где Е - емкость ковша экскаватора (Е = 8,0 м³), берем емкость ковша экскаватора ЭКГ-8И для вскрышных работ.

d_к 17Ч8 122 = 258 мм

Принимается ближайший стандартный диаметр долот - 250 мм.

Продолжительность выполнения основных операций:

, ч (2.9)

Коэффициент использования сменного времени:



(2.10)

где Т_п.з. - время выполнения подготовительно-заключительных операций в течении смены (Т_п.з. = 0,6 часов);

Т_р - продолжительность регламентированных перерывов в течение смены

Т_п.з. + Т_р = 0,5 часов;

Т_в.п. - продолжительность внеплановых простоев в течение смены (Т_в.п. = 0,5 часов).

Годовая производительность:

м/год (2.11)

где n_см - количество смен в сутках (n_см = 2 смены);

Т_год - годовой фонд рабочего времени (Т_год = 286 дней);

м/год.

2.2.4 Парк буровых станков, шт

, шт (2.12)

где Q_э.год - годовая производительность выемочно-погрузочного оборудования;

q_г.м. - выход взорванной горной массы с одного погонного метра скважины.

Параметры Q_э.год и q_г.м. рассчитываются ниже в формулах (3.11), (2.42) соответственно.

2.3 Расчет параметров скважинного заряда

2.3.1 Расчетный удельный расход взрывчатых веществ

, г/м³ (2.13)

, г/м³

2.3.2 Проектный удельный расход ВВ

, г/м³ (2.14)

где К_вв - поправочный коэффициент принимается К_вв = 1,0ч1,13).

К_д - коэффициент, учитывающий потребную степень дробления

(2.15)

где d_ср - требуемый средний размер куска взорванной породы;

м (2.16)

К_Т - коэффициент, учитывающий трещиноватость горных пород (К_Т =1,12);

К_с.з. - коэффициент, учитывающий степень сосредоточенности зарядов ВВ (Кс_.з. = 1);

К_об - коэффициент, учитывающий влияние объема взорванной породы;

, при (2.17)

где Н_у - высота разрабатываемого уступа (Н_у =·Н_ч^max м)

К_с.п. - коэффициент, учитывающий число свободных поверхностей (n_с.п.) взрываемой части массива К_с.п. = 6.

Тогда:

2.3.3 Вместимость скважины

, кг/м (2.18)

где Д - плотность заряжания ВВ (850ч900 кг/м³).

кг/м

2.3.4 Глубина перебура скважины

, м (2.19)

При отработке месторождения принимаются вертикальные скважины.

2.3.5 Длина скважины

, м (2.20)

2.3.6 Длина забойки скважины

, м (2.21)

2.3.7 Длина заряда в скважине

, м (2.22)

2.3.8 Линия сопротивления по подошве уступа (ЛСПП)

, м (2.23)

где К₁ - коэффициент, учитывающий трудность взрывания породы

(2.24)

где m - коэффициент сближения скважин:

легковзрываемые породы - m = 1,1 ч 1,2;

средневзрываемые породы - m = 1,0 ч 1,1;

трудновзрываемые породы - m = 0,85 ч 1,0.

Проверяем выполнение условия безопасности

(2.25)

где б - угол откоса вскрышного уступа б = 65^о

с - безопасное расстояние (с = 3 м)

условие выполняется

2.3.9 Расстояние между скважинами в ряду

a = m W, м (2.26)

2.3.10 Расстояние между рядами скважин

, м (2.26)

2.3.11 Масса заряда в скважине

Q_з = q_п Н_у W a, кг (2.28)

Qз = 0,397Ч13,5Ч9,7Ч9,7 = 504,3 кг



2.4 Определение параметров развала

горный геологический открытый буровзрывной вскрышной добычный

2.4.1 Ширина заходки экскаватора

Для нормальных заходок

A = (1,5-1,7) R_ч.у., м (2.29)

где R_ч.у. - максимальный радиус черпания экскаватора на уровне стояния.

Для вскрышных работ:

м

Для добычных работ:

м

Для выемки вскрышных пород используется электрический экскаватор на гусеничном ходу модели ЭКГ-8И с R _ч.у. = 12,2 м, на добыче - ЭКГ-6,3Ус, R_ч.у. = 13,5 м (технические параметры экскаваторов и расчеты приведены в пункте 3. Транспортные технологии ведения вскрышных и добычных работ).

2.4.2 Требуемая ширина развала

В_р = A · n₃, м (2.30)

где n_з - число экскаваторных заходок (n_з = 1ч3).

Для вскрышных работ:

Для добычных работ:

2.4.3 Ожидаемая высота развала

Н_р = (0,6 ч 1,0) · Н_у, м (2.31)

2.5 Определение параметров блока и развала взорванной горной породы

2.5.1 Ширина развала породы от первого ряда скважин

, м (2.32)

где k_в - коэффициент взрываемости породы

трудновзрываемые - k_в = 3

средневзрываемые - k_в = 2,5

легковзрываемые - k_в = 2

k_кз - коэффициент дальности отброса породы (при короткозамедленном k_кз = 0,9);

q_п - проектный удельный расход ВВ (см. формулу 2.14)

2.5.2 Ширина взрываемого блока

Ш_б = В_р - В_р1 +W, м (2.33)

2.5.3 Необходимый объем взрывного блока для непрерывной работы экскаватора

V_в.б. = Q_э.см. · n_см·· Т_в, м³ (2.34)



где Q_э.см. - сменная производительность экскаватора (рассчитывается ниже по формуле (см. ф. 3.7);

n_см - число смен в сутки при работе экскаватора (n_см = 2);

Т_в - число дней непрерывной работы экскаватора по выемки горной массы со взорванного блока (Т_в = 7 дней).

2.5.4 Объем горной массы, взрываемой одной скважиной

V_скв = Н_у · W · б, м³ (2.35)

2.5.5 Необходимое количество скважин на взрывной блок

шт (2.36)

2.5.6 Расчётное число рядов скважин

, рядов (2.37)

Округляем до целого числа.

2.5.7 Длина взрываемого блока

, м (2.38)



2.5.8 Расчетное число скважин в ряду

, шт (2.39)

2.5.9 Фактическая ширина развала взорванной породы

В_р.ф. = В_р1 + (n_р - 1) · b, м (2.40)

2.5.10 Суммарная длина скважин в блоке

, м (2.41)

2.5.11 Выход взорванной горной массы с одного метра скважины

, м³/м (2.42)

м³/м

2.5.12 Количество ВВ на взрыв блока

Q_б.ф. = Q_з · n_р · n_с, кг (2.43)



2.6 Выбор схемы коммутации при взрывании блока

При короткозамедленном взрывании с помощью детонирующего шнура и пиротехнических замедлителей применяют разнообразные схемы соединения зарядов, которые должны обеспечивать:

- надежность передачи детонации по всей сети;

- высокую интенсивность дробления;

- формирование развала горной массы желаемых геометрических

параметров;

- минимальные разрушения вглубь массива;

- получение минимального сейсмического эффекта воздействия взрыва на окружающие сооружения и объекты.

При легко- и средневзрываемых породах рекомендуется принимать порядную или диагональную схему КЗВ, а для трудновзрываемых пород = диагональную или врубовую (клиновую) схему.

I категория пород по взрываемости t_зам = 55ч70 мс;

II категория пород по взрываемости t_зам = 45ч55 мс;

III категория пород по взрываемости t_зам = 35ч45 мс;

IV категория пород по взрываемости t_зам = 25ч35 мс;

V категория пород по взрываемости t_зам = 20ч25 мс;

Для производства взрывных работ на вскрышной породе была выбрана порядная (заряды в каждом ряду детонируют одновременно, ряды одновременно детонирующих зарядов взрываются последовательно, начиная от забоя в глубь массива) схема короткозамедленного взрывания.

Данная схема проста, и целесообразна в легко- и средневзрываемых породах. Интервал замедления между смежными зарядами t =45 мс.

Рекомендуются при завышенных величинах W и b, а также взрывании полезного ископаемого без переизмельчения. Число рядов n_р =7.



2.7 Расчет времени замедления и расхода средств инициирования при взрывании с помощью ДШ

2.7.1 Оптимальное время замедления зарядов ВВ при КЗВ

T_опт = k · W, мс (2.44)

где k - коэффициент пропорциональности (для трудновзрываемых пород k = 1,5ч2,5; средневзрываемые породы k = 3ч4; легковзрываемые k = 4ч5).

Округляем значения до стандартного ряда.

2.7.2 Количество промежуточных детонаторов (тротиловых шашек)

Для инициирования заряда ВВ необходимо применить промежуточные детонаторы. Выбирается шашки типа ТГ-500, рекомендуемые для скважинных зарядов и других ВВ.

N_д = n_д · n_скв, шт (2.45)

где n_д - количество шашек в скважине (боевики) зависит от глубины скважины:

l_скв ? 15 м - n_д = 2

16,2 > 15 м - n_д = 2

2.7.3 Количество ДШ на блок (по ЕПБВР)

, м (2.46)

В качестве детонирующего шнура выбирается ДШЭ-12, покрытый кабельным полиэтиленом, что очень важно, так как скважины обводнены, время нахождения такого шнура в воде до 30 часов. Также важным показателем является широкий диапазон температур (-50^о ч 60^оС)

2.7.4 Количество пиротехнических замедлителей при порядной схеме замедления

N_п.з. = n_р - 1, шт (2.47)

2.8 Безопасные расстояния при производстве взрывных работ вскрышных пород

Расстояние, безопасное для людей по разлету отдельных кусков породы (грунта) при взрывании скважинных зарядов, рассчитанных на разрыхляющее (дробящее) действие, определяется по формуле:

(2.48)

где ?_з - коэффициент заполнения скважины взрывчатым веществом.

(2.49)

где ?_заб - коэффициент заполнения скважины забойкой, ?_заб = 1;

f - коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодъяконова, f = 12;

d - диаметр взрываемой скважины, d = 0,25 м;

a - расстояние между скважинами в ряду, a = 9,7 м.

??_з - длина заряда в скважине, ??_з = 11,2 м;

??с - длина скважины, ??с = 16,2 м.

Безопасное расстояние от места взрыва до охраняемого здания (сооружения) при неодновременном взрывании зарядов взрывчатых веществ общей массой со временем замедления между взрывами каждого заряда не менее 20 мс:

, м (2.50)

м

где ??_г - коэффициент, зависящий от свойств грунта в основании охраняемого здания (сооружения), K_г = 5;

??_с - коэффициент, зависящий от типа здания (сооружения) и характера застройки, ??_с = 1,5;

б - коэффициент, зависящий от условий взрывания, б=1;

Q - общая масса заряда, кг;

N - количество зарядов взрывчатых веществ, шт.

Безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны при взрыве для зданий и сооружений, м:

где k_в = 20.

Q - общая масса заряда взрывчатых веществ, кг.

При положительной температуре:

(2.51)

= 484 м

При отрицательной температуре расчетное значение должно быть увеличено в 1,5 раза:

(2.52)

Безопасное расстояние по действию ядовитых газов, в условиях отсутствия ветра или в направлении, перпендикулярном к распространению ветра, при взрыве на выброс, м:

, м (2.53)

м

где Q - общая масса заряда взрывчатых веществ, т.



Рисунок 2.1 - Технологическая схема проведения буровзрывных работ буровым станком СБШ-250МН



3. Транспортные технологии ведения вскрышных и добычных работ

3.1 Обоснование выбора модели экскаватора

Следующим, после подготовки горных пород к выемке, технологическим процессом, является процесс выемочно-погрузочных работ.

Для их производства в заданных условиях был выбран карьерный экскаватор - прямая карьерная мехлопата ЭКГ-8И с объемом ковша 8,0 м³ (вскрышные работы) и ЭКГ-6,3Ус с объемом ковша 6,3 м³ (добычные работы).

Выбор модели экскаватора основывался главным образом на годовых объемах вскрышных и добычных работ, что в свою очередь определяет мощность экскаватора. Технические характеристики экскаваторов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Техническая характеристика экскаваторов

Наименование показателей	Вскрыша	Добыча
Модель экскаватора	ЭКГ-8И	ЭКГ-6,3Ус
Вместимость ковша, м3	8,00	6,30
Максимальный радиус черпания на уровне стояния Rч.у., м	12,20	13,50
Максимальный радиус черпания Rчmax, м	18,40	19,80
Максимальная высота черпания Нчmax, м	13,5	17,10
Максимальный радиус разгрузки Rрmax, м	16,30	17,90
Максимальная высота разгрузки Hрmax, м	8,60	12,50
Высота экскаватора без стрелы, м	11,55	11,55
Удельное давление на грунт, кгс/см2	2,08	2,10
Усилие черпания на блоке ковша, тнс	80,00	70,00
Усилие черпания напопа, тнс	37-40	37,00
Теор. продолжительность цикла, с	33,5	33,5
Скорость передвижения, км/ч	0,42	0,42
Масса экскаватора, т	373	340



3.2 Показатель трудности экскавации

(3.1)

где К_р - коэффициент разрыхления вскрышных породы, К_р = 1,28;

А - показатель, характеризующий свойства экскавируемой породы.

A = 10 · г · g · d_ср+у_сдв, м (3.2)

А = 10 · 3 ·9,8 ·0,4 + 15,2 = 133 м

Таблица 3.2

Классификация горных пород по относительному показателю трудности экскавации взорванной горной породы, П_э

Классы горных пород	Горные породы	Сопротивление пород сжатию усж, МПа	Показатель Пэ	Вид оборудования
III	Плотные породы:		6ч 9	Бульдозеры, погрузчики, обратная мех лопата
	сплошные (практически монолитные)	50-80
	среднетрещиноватые	130-180
	наименее прочные сильнотрещиноватые полускальные породы	200-300

Породы относятся к III классу по относительному показателю трудности экскавации взорванной горной породы.

3.3 Производительность экскаваторов

Паспортная (теоретическая) производительность:



м³/ч (3.3)

ЭКГ-8И (вскрышной)

, м³/ч

ЭКГ-6,3Ус (добычной)

, м³/ч

где Т_ц - время цикла экскаватора (паспортная) (Т_ц= 33,5 с);

Е - вместимость ковша.

Техническая производительность:

м³/ч (3.4)

ЭКГ-8И (вскрышной)

ЭКГ-6,3Ус (добычной)

где Т_ц.ф. - фактическое время цикла (примерно на 20% больше паспортного):

(3.5)

где К_э - коэффициент экскавации:

(3.6)

К_н - коэффициент наполнения ковша (К_н = 0,6);

К_р - коэффициент разрыхления породы в ковше (К_р = 1,28 м³/м):

При валовой выемке горных пород одинаковой прочности в пределах забоя, различие между эффективной и технической производительностями несущественно, то есть Q_э.этех = Q_э.эф

Сменная эксплуатационная производительность:

, м³/см (3.7)

ЭКГ-6,3Ус (добычной)

м³/см

ЭКГ-8И (вскрышной)

м³/см

где Т_см - продолжительность смены экскаватора (Т_см =12 ч);

К_кл - коэффициент влияния климатических условий (К_кл = 0,8 для северных широт);

К_тр - коэффициент, учитывающий влияние транспорта.

(3.9)

ЭКГ-6,3Ус (добычной)

ЭКГ-8И (вскрышной)

t_o - время обмена автосамосвала в забое (0,5 ч 1 мин).

Вскрышная и добычная работы t_о = 1 мин, t_п - время погрузки автосамосвала.

(3.10)

где V_к - объем породы в кузове автосамосвала (вскрышная порода и полезное ископаемое- БелАЗ-7522 грузоподъемностью 27 тонн, V_к = 13,2 м ³, Полезное ископаемое - БелАЗ-540 грузоподъемностью 30 тонн, V_к = 15,0 м ³. Общие сведения и выбор модели описаны в пункте 3.5).

К_нер - коэффициент неравномерности погрузки (К_нер = 0,9).

ЭКГ-6,3Ус (добычной)

ЭКГ-8И (вскрышной)

Годовая эксплуатационная производительность:

(3.11)

, м³/год

ЭКГ-6,3Ус (добычной)

ЭКГ-8И (вскрышной)

где n_см - число рабочих смен в сутки (n_см = 2);

Т_год - число рабочих дней экскаватора в году (Т_год = 286 дней).

3.4 Рабочий парк экскаваторов

(3.12)



где V_г.м. - годовой объем по горной массе.

ЭКГ-6,3Ус (добычной)

ЭКГ-8И (вскрышной)

Принимается 6 единиц экскаватора: 3 единицы ЭКГ-6,3Ус на добычных работах, 3 единицы ЭКГ-8И на вскрышных работах, работающих 286 дней в году, в 2 смены по 12 часов.

3.5 Общие сведения и выбор модели автосамосвала

Для транспортирования карьерных грузов может быть применены следующие основные виды транспорта: железнодорожный, автомобильный и конвейерный.

В данном курсовом проекте дл...