СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Исходные данные
1 Краткая геологическая и горно-техническая характеристика месторождения
Параметры месторождения
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов
Обоснование способа разработки и параметров карьера
Обоснование способа разработки месторождения
Обоснование параметров карьра
Режим работы и производственная мощность предприятия
Обоснование технологического комплекса открытых горных работ
Вскрытие месторождения и рабочих горизонтов карьера
Обоснование способа вскрытия месторождения
Обоснование параметров траншей
Расчет объемов горно-капитальных работ
Вскрытие рабочих горизонтов
Система разработки месторождения
Выбор и обоснование системы разработки. Расчет параметров
Выемочно-погрузочные работы
Расчет производительности экскаватора
Карьерный транспорт
Отвалообразование
Подготовка горных пород к выемке
Бурение взрывных скважин
Расчет параметров скважинных зарядов
Конструкция зарядов. Схема коммутации взрывной сети
Расчет параметров развала взорванной горной массы
Заключение
Список литературы
8
10
11
11
12
15
15
16
17
19
20
20
21
23
25
26
26
27
27
28
32
34
35
36
38
40
41
Введение
Открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых является наиболее производительным, экономичным и безопасным по отношению к подземному способу. Современное мощное горно-транспортное оборудование позволяет вести открытую разработку на глубинах более 600 м.
К основным периодам освоения месторождения относятся: геолого-разведочные работы и подсчёт запасов; разработка проектной и рабочей документации; подготовка месторождения к эксплуатации; вскрытие месторождения и развитие горных работ до проектной производительности; период эксплуатации при заданной производительности; реконструкция; период затухания горных работ.
Одним из важных этапов освоения месторождения является его вскрытие, т.е выполнение комплекса горных работ с целью обеспечения грузо-транспортной связи рабочих горизонтов с поверхностью и создания первоначального фронта вскрышных и добычных работ. От правильно выбранного места заложения вскрывающих выработок, их конструкции и параметров зависит эффективность разработки всего месторождения.
Целью настоящего курсового проекта является систематизация и закрепление знаний по общепрофессиональным и специальным дисциплинам, углубленное изучение основных терминов, понятий, производственных процессов и технологических схем вскрытия месторождения и получение навыков самостоятельного решения поставленных задач.
При выполнении курсового проекта решаются следующие производственно-технические задачи:
- обоснование системы разработки месторождения
- подсчёт запасов горной массы, пород вскрыши и полезного ископаемого в конечных контурах карьера;
- обоснование режима работы предприятия и производственной мощности;
- выбор способа вскрытия, определение параметров траншей и расчёт объёмов горно-капитальных работ;
Проектные технические и технологические решения в работе приняты на основании исходных данных, фактических результатов деятельности горно-добывающих предприятий Дальнего Востока и рекомендуемых в учебной и справочной литературе методик расчётов параметров горных выработок и технологических процессов. Технологический комплекс открытых горных работ сформирован с учётом параметров месторождения, физико-механических свойств горных пород и включает высокопроизводительное буровое, выемочное и транспортное оборудование.
Краткая геологическая и горно-техническая характеристика месторождения
1.1 Параметры месторождения
В соответствии с исходными параметрами данное месторождение можно отнести к пластовому, поверхностного типа, наклонного залегания с мощной залежью, однородного строения и равномерным распределением по качеству полезного ископаемого. Мощность рудного тела задана в размере 50 м. Угол падения примем равным 18о. Месторождение отрабатывается карьерам размеры поверху которого определены заданием на курсовое проектирование и составляют 750 м. Вскрыша представлена крепкими песчаными породами с коэффициентом крепости по шкале профессора Протодьяконова, равным 12. В качестве основных пород вскрыши будем рассматривать крепкие песчаники, имеющие пределы прочности на сжатие ?сж=60 МПа, на сдвиг ?сдв=22 МПа, на растяжение ?раст=12. Полезным ископаемым является каменный уголь.
Каменный уголь - твердая, плотные, преимущественно - полосчатая, реже однородная порода черного или серо-черного цвета, с блестящей полуматовой или матовой поверхностью. Степень содержания углерода 74-92%, теплота сгорания сухого без зольного угля 30,5-36,8 МДж/кг.
Классификация угольных пластов по мощности и по углу падения.
По мощности: весьма тонкие менее 0.7м, тонкие от 0.1-1.2м, средней мощности 1.21-3.5м, мощные более 3.5м.
По углу падения: пологие до 18° , наклонные 19-35° , круто наклонные 35-55°, круто падающие от 55° и выше
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Коэффициент крепости пород вскрыши, f
Плотность горных пород, ?
Глубина заложения уступа от поверхности
Длина фронта горных работ на уступе
Мощность грузопотока
Длина транспортирования до отвала по поверхности
12
2,5 т/м3
50 м
750 м
6600 тыс. т.
7,5 км
1.2 Расчет параметров карьера.
Определяем горизонтальную мощность залежи
mг=m/sin?, м
где m – истинная мощность,
? – угол падения залежи, градус.
mг=50/sin18=166 м.
Определение периметра дна карьера
Рд=(Lд+Bд)*2, м
где Рд – периметр дна карьера, м;
Lд – длинна залежи по простиранию, м;
Вд – ширина дна карьера, изменяется в зависимости от применяемой техники (Вд =30 – 40).
Рд=(750+40)*2=1580 м.
Определяем площадь дна карьера
Sд=Lд*Bд, м2,
Sд=750*40=30000 м2.
Определяем глубину карьера по формуле профессора Боголюбова Б.П.:
Нк=кизв*mг*кгр/(ctg?в+ctg?л), м
кизв=(0,95 – 0,98) – коэффициент извлечения полезного ископаемого при открытом способе разработки;
кгр – граничный коэффициент вскрыши м3/м3;
?в – угол откоса борта карьера в конечном положении по висячему боку;
?л – угол откоса борта карьера в конечном положении по лежачему боку;
Если породы висячего и лежачего боков имеют равновеликие свойства и отрабатываются под одним углом откоса борта в конечном положении ?л=?в=?ср, тогда
Нк=0,5* кизв* mг* кгр*tg?ср
Нк=0.97*93*5/(2*ctg18)=196 м.
Угло откоса борта карьера:
При ориентировачных расчетах можно пользоваться данными Гипроруды [стр. 18 П.И. Томаков, И.Н. Наумов; изд II е]:
Таблица 1.2.
Породы
Коэффициент крепости пород по шкале проф. М.М. Портодьяконова
Угол откоса борта (градусы) при глубине карьера, м
?90
?180
?240
?300
>30
В высшей степени крепкие и очень крепкие
15 – 20
60 – 68
57 – 65
53 – 60
48 – 54
43 – 49
Крепкие и довольно крепкие
8 – 14
50 – 60
48 – 57
45 – 53
42 – 48
37 – 43
Средней крепости
3 – 7
45 – 50
41 – 58
39 – 45
36 – 43
32 – 37
Довольно мягкие и мягкие
1 – 2
30 – 43
28 – 41
26 – 39
26 – 36
-
Мягкие и землистые
0,6 – 0,8
21 – 30
20 – 28
-
-
-
Определяем объем полезного ископаемого максимально извлекаемого из карьера в конечных контурах:
Vп.и.=[mг*Нк - ((mг – Вд)2*tg?в/4)]*Lд, м3
mг – горизонтальная мощность залежи, м3;
Нк – глубина карьера в конечном положении, м;
Вд – ширина дна карьера в конечном положении, м;
?в – угол откоса борта карьера в конечном положении, градус;
Lд – длинна залежи по простиранию, м.
Vп.и.=[93*196-(93-40) 2*tg18/4]*750=45805613 м3.
Определяем объем горной массы в контурах карьера (м3):
Vг.м.=Sд*Нк + ?*Рд*Нк2*ctg?к + 1/3*?* Нк3*ctg2?к
Sд – площадь подошвы карьера в конечном положении, м2;
Нк – конечная глубина карьера, м;
Рд – периметр дна карьера, м;
?к – угол откоса борта карьера в конечном положении, градус;
Vг.м.=30000*196+1580*1962*ctg18/2+?*1963*ctg241/3=141089902 м3.
Объем вскрыши:
Vв=Vг.м. – Vп.и.
Vв=141089902-45805613=95284289 м3.
Коэфициент вскрыши (средний промышленный):
кср= (Vг.м. - Vп.и.)/ Vп.и.= Vв/ Vп.и, м3/ м3
кср=95284289/45805613=2.1 м3/ м3.
Размеры карьера на дневной поверхности:
Площадь:
Sп.к= Sд + Р* Нк*ctg?в + ?* Нк2*ctg?к, м2;
Sп.к=30000+1580*196*ctg41+?*1962*ctg41=1433328 м2.
Длинна:
Lд.к.= Lк + 2* Нк* ctg?к, м;
Lд.к.=500+2*196*ctg41=651 м.
Ширина:
Вш.д.= Вд + 2* Нк* ctg?к, м.
Вш.д.=40+2*196*ctg41=491 м.
Обоснование способа разработки и параметров карьера
Разработка месторождений полезных ископаемых, расположенных в недрах земной поверхности, осуществляется открытым, подземным или комбинированным способами. На выбор способа разработки оказывают влияние следующие факторы:
- глубина залегания, форма и размеры рудного тела;
- величина запасов месторождения;
- физико-механические свойства горных пород, определяющих их устойчивость;
- рельеф дневной поверхности месторождения;
- извлекаемая ценность добываемого полезного ископаемого.
Окончательное решение по выбору способа разработки принимается на основании расчётов технической возможности и экономической эффективности добычи.
2.1 Обоснование способа разработки месторождения