Обоснование параметров и производительности карьера

Содержание

Введение............................................................................................................. 03

1 Обоснование параметров карьера и его производительность..................... 05

1.1 Режим работы, выбор оборудования............................................................. 08

2 Производственные процессы ...................................................................... 09

2.1 Подготовка пород к выемке...................................................................................... 09

2.2 Выемочно-погрузочные работы............................................................................. 16

2.3 Перемещение карьерных грузов................................................................................. 18

2.4 Отвалообразование вскрышных работ................................................................................. 21

3 Вскрытие карьерного поля.......................................................................... 23

3.1 Анализ существующих способов вскрытия карьерного поля......................... 23

3.2 Выбор обоснования способа вскрытия карьерного поля .............................. 28

3.3 Расчет параметров вскрывающих траншей.................................................... 29

3.4 Выбор способа проходки вскрывающих траншей ......................................... 32

3.5 Выбор и обоснование способа подготовки новых горизонтов.......................... 32

4 Система открытой разработки..................................................................... 33

4.1 Анализ существующих систем разработки ..................................................... 33

4.2 Выбор и обоснование систем разработки .......................................................... 38

4.3 Расчет параметров систем разработки .......................................................... 39

5 Горно-капитальные работы......................................................................... 42

Заключение........................................................................................................ 42

Список использованной литературы ............................................................... 43

Введение

Данный курсовой проект ставит своей целью закрепление знаний по технологии разработки месторождения по курсу «Открытая геотехнология», приобрести необходимые навыки инженерного мышления, понять основные закономерности и взаимосвязи открытых горных работ.

Технология разработки месторождения - это совокупность способов и приемов механизированного осуществления взаимосвязанных процессов горных работ, основанная на фундаментальных знаниях закономерностей разработки и возможностей технических средств.

Обоснование систем разработки предусматривает установление количественных зависимостей между основными размерами залежи, карьерного поля, элементами системы разработки, параметрами и расстановкой оборудования и производственной мощностью карьера.

Исходные данные

Годовая производительность карьера по руде, млн.т ……….…...….…………………………7

Расстояние транспортировки, км………….…….………………………….………..………........6

Горизонтальная мощность рудного тела, м……………………….……………………………110

Длина рудного тела, м…………………………………………………………………………..1200

Угол падения рудного тела, град…………………………………………………………… ..…70

Мощность наносов, м……………………………………………………………………………..15

Мощность прослойков пустых пород, м…………………………………………………………15

Климатический район……………………………………………………………………...Средний

Коэффициент крепости по шкале М.М. Протодъяконова……………………………................5

Плотность породы,т/м³………………………….….…… ….…….…………………………...2,1

Категория пород по трещиноватости………………….…….…….……..………………….……I

Взрываемость пород………….……………….……..………………..…….......Легковзрываемые

Обводнённость пород……………… ………………..…….………………………Обводненные

Граничный коэффициент вскрыши, м³/м³………………………………………………………..6

Дата выдачи задания: 1 сентября 2016 г.

Сроки сдачи проекта: декабря 2016 г.

Руководитель

Проекта Ромашкин Ю.В. (подпись, дата) (инициалы,фамилия)

Разработал студент Прокопьев Дь.В. (подпись, дата ) (инициалы, фамилия)

Выбор оборудования и режим работы карьера

Рациональные сочетания вместимости ковша экскаватора и автосамосвала:

Годовая производительность по горной массе, млн. т. до 30 ÷ 40;

Расстояние транспортирования, км. до 5

Вместимость ковша экскаватора, м³ 10 ÷ 15;

Грузоподъемность автосамосвала, т. 80÷140.

Принимаем экскаватор ЭКГ-15 и автосамосвал БелАЗ 7514-10 грузоподъемностью 120 т; буровой станок СБР-200-50 с диаметром долота 214 мм.

Согласно положением ОАО «Гипроруда»:

- режим работы карьера – круглогодовой,

- для карьеров с годовой производительностью по горной массе свыше 25 млн. т. –непрерывную рабочую неделю, по 3 смены в сутки;

- продолжительность смены 8 часов.

Число рабочих дней карьера в течение года с учетом заданной территориальной зоны - 350 дней.

Производственные процессы

Подготовка горных пород к выемке

Подготовку скальных и полускальных пород к выемке ведут с использованием энергии взрыва как наиболее универсального и эффективного способа.

Вначале нужно обосновать угол наклона скважины к горизонту. Для этого следует ориентироваться на применении наклонных скважин, пробуриваемых параллельно откосу уступа.

Затем с точностью до 0,5 рассчитаем глубину скважины:

, м (2.1)

где L _c – глубина скважины, м;

b=60 - угол наклона скважины к горизонту, град;

l_п – длина перебура, м.

l_п=(0,1-0,25)∙h, м (2.2)

Длина перебура возрастает с увеличением крепости разрушаемых пород.

Определим высоту уступа:

, м (2.3) где - высота черпания экскаватора, м;

, м

l_п=(0,1-0,25)∙17=3, м

, м

После этого вычислим диаметр скважины:

, мм (2.4)

где - диаметр скважины, мм;

K_рс – коэффициент расширения скважин при бурении (изменяется от 1,05 в практически монолитных породах до 1,20 в чрезвычайно трещиноватых);

d_д – диаметр долота, мм.

, мм

Сменную производительность станка определяем по формуле:

, м/смену (2.5)

где П_б – сменная производительность бурового станка, м;

Т_СМ – продолжительность смены, мин;

Т_П.З. =20-30;

Т_р – продолжительность регламентированных перерывов, 10-30 мин;

Т_В.П. – внутрисменные внеплановые простои, 60-90 мин;

t₀, t_В – продолжительность выполнения основных и вспомогательных операций на 1 м скважины, мин

Отсюда продолжительность основных операций:

, мин (2.6)

где V_Б – техническая скорость бурения [1], м/мин.

, мин

, м/смену

Сопоставим расчетную сменную производительность станка с нормативной. Если разница превышает 10 %, для дальнейших расчетов следует принять нормативное значение:

42,5<260

Годовую производительность бурового станка найдем по формуле:

, м/г (2.7)

где П_Б.Г. – производительность бурового станка, м/г;

N_cм.б – количество рабочих смен бурового станка в течении года [1], мин;

, м

В соответствии со свойствами пород и обводненностью скважин выбираем тип ВВ.

Принимаем ВВ: Акватол Т20.

Вычисляем линию сопротивления по подошве уступа, исключающую образование порогов, преодолеваемую зарядом ВВ определенного диаметра,(м),

, (2.8)

где угол наклона скважины к горизонту, град;

Kв коэффициент, учитывающий взрываемость пород [1];

dc диаметр скважины, м; плотность ВВ, г/см3[1];

m коэффициент сближения зарядов [1].

, м

Найдем величину ЛСПП, с учетом требований безопасности ведения буровых работ у бровки уступа, м:

, м (2.9)

где ширина возможной призмы обрушения [1], м ;

угол откоса устройчивого уступа, град.

, м

Проверим соответствие расчетной ЛСПП требованиям ведения буровых работ:

Выбираем конструкцию заряда. Так как скважины обводненные, применяем сплошной колонковый заряд.

Найдем длину заряда по формуле:

, м (2.10)

где длина заряда ВВ, м;

длина забойкgh и, м;

длина промежутка,м;

, м (2.11)

, м

(при сплошном заряде)

, м

Вычертим принятую конструкцию скважинного заряда (рис 2.2).

Рисунок 2.1 – Конструкция скважинного заряда

Определим массу заряда в скважине по формуле:

, кг (2.12)

где масса заряда, кг;

диаметр скважины, дм;

, кг

Исходя из объема породы, взрываемой зарядом, его масса:

, кг (2.13)

где удельный расход ВВ [1], кг/м³;

расстояние между скважинами в ряду, м;

расстояние между рядами, м;

Принимаем форму сетки скважин «квадратную», учитывая что a=b, т. е. :

, м (2.14)

, м

, кг

Рис. 2.2 Схема расположения скважин на уступе

Проверим возможность преодоления расчетной ЛСПП взрывом заряда ВВ установленной массы:

, (2.15)

,

,

Так как условие не соблюдается, в первом ряду используем парносближенные скважины, в одну из которых размещаем заряд ВВ. Массу заряда во второй парносближенной скважине определяем по формуле:

,кг (2.16)

где ЛСПП при парносближенных скважинах, м;

расстояние между смежными парами скважин, м;

,кг

Вычислим объем блока по условиям обеспечения экскаватора взорванной горной массой:

, м³ (2.17)

где Q_см.э.– сменная производительность экскаватора, м³ ,[2];

n_см.– число рабочих смен экскаватора в течение суток, ед.;

n_д– обеспеченность экскаватора взорванной горной массой, сут., n_д для северных районов 7÷10 сут.[1].

, м³

Определим длину блока:

, м (2.18)

где – длина блока, м;

- число взрываемых рядов скважин, ед;

, м

Найдем число взрываемых скважин в одном ряду:

, ед (2.19)

скважин

Полученное n¢_скв округляем до ближайшего целого числа.

Вычислим общий расход ВВ на блок, кг:

,кг(2.20)

,кг

Рассчитаем выход горной массы с 1м скважины, м³:

, м³ (2.21)

, м³

Найдем оптимальный интервал, мс, замедления:

, мс (2.22)

где K_з – коэффициент, зависящий от взрываемости породы[1].

, мс

По величине t подбираем ближайшее пиротехническое реле, РП-8 100мс.

Принимаем схему коммутации скважинных зарядов порядную, продольными рядами и вычерчиваем её (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 - Схема коммутации скважинных зарядов порядная, продольными рядами

Рассчитаем ширину развала взорванной горной массы:

, м (2.23)

, м

Определим высоту развала:

, м (2.24)

, м

Найдем инвентарный парк буровых станков по формуле:

, ед (2.25)

где А_г.м – годовая производительность по горной массе, т;

П_б.г – годовая производительность бурового станка, м;

, ед

Выемочно-погрузочные работы

Определим ширину экскаваторной заходки при погрузке горной массы в средства транспорта по формуле:

, м (2.26)

где R_ч.у – радиус черпания экскаватора на уровне стояния, м;

, м

Количество проходов экскаватора по развалу взорванной горной массы вычисляют по формуле:

, ед (2.27)

где n_П – количество проходов экскаватора по развалу взорванной горной массы, ед;

В – ширина развала взорванной горной массы, м;

, ед

Расчетное значение округляем до ближайшего целого значения и корректируем ширину экскаваторной заходки.

Вычерчиваем схему забоя экскаватора (рис. 2.4)

Рисунок 2.4 – Схема забоя экскаватора

Сменную эксплуатационную производительность экскаватора, при разработке хорошо взорванных скальных пород вычисляем, принимая продолжительность цикла по приложению [1] для угла поворота под погрузку 135°.

, м³ (2.28)

где Е – вместимость экскаваторного ковша [1];

Т_см – продолжительность смены, ч;

К_з – коэффициент влияния параметров забоя = 0,7-0,9;

К_н – коэффициент наполнения ковша = 0,6-0,75;

К_р – коэффициент разрыхления породы в ковше, = 1,4-1,5;

К_пот – коэффициент потерь экскавируемой породы [1];

К_у – коэффициент управления, зависящий от порядка отработки забоя, квалификации машиниста, наличия средств контроля и автоматики [1];

К_и – коэффициент использования экскаватора в течении смены, учитывающий организационные и технологические перерывы [2].

, м³

Так как, расчетная производительность экскаватора превышает нормативную более чем 10%, принимаем Q_э.см=3350 м³

Годовую эксплуатационную производительность экскаватора вычисляем по формуле:

, м³ (2.29)

где Q_Э.Г. – годовая эксплуатационная производительность экскаватора, м³;

N_см.э – количество рабочих смен экскаватора в течение года для принятого режима работ карьера [1].

, м³

Инвентарный парк экскаваторов находим по формуле:

, ед. (2.30)

где А_Г.М – годовая производительность карьера по горной массе, т;

N_Э.И – инвентарный парк экскаваторов, ед.;

γ – плотность пород, т/м³;

, ед.

Вскрытие карьерного поля

Система открытой разработки

Системой открытой разработки месторождений называют установленный порядок выполнения комплекса подготовительных, вскрышных и добычных работ, обеспечивающих выемку запасов полезного ископаемого.

Рациональная система разработки должна обеспечивать добычу полезного ископаемого в объеме, соответствующем плану предприятия; максимальное извлечение из недр; высокую производительность труда и экономичность при максимальной безопасности работ при соблюдении мер по охране окружающей среды.

Принятая система открытой разработки предопределяет выбор горно-транспортного оборудования, главные параметры карьера и его основные элементы, а также технико-экономические показатели работы карьера.

По классификации Мельникова Н.В. системы разработки классифицируются в основном по способу транспортирования вскрышных пород в отвалы, способу производства вскрышных работ и типу применяемого горно-транспортного оборудования.

Системы открытых разработок бывают: бестранспортные, транспортно-отвальные, транспортные, комбинированные, специальные.

Заключение

На основе расчетов выявлено, что наиболее приемлем следующий комплекс механизации: буровой станок СБШ-250МНА; экскаватор ЭКГ-9УС; автосамосвал . Данный комплекс механизации обеспечивает набольший эффект в разработке месторождения.

Таблица - Показатели производственных процессов.

Наименование	Значение
1. Тип бурового станка	СБР-200-50
2. Сменная производительность бурового станка, м	42,5
3. Инвентарный парк бурстанков, ед
4. Диаметр скважины, мм.	235,4
5. Глубина скважины, м.
6. Угол наклона скважины к горизонту, град.
7. Линия сопротивления по подошве, м	13,2
8. Расстояние между скважинами в ряду, м	9,84
9. Расстояние между рядами скважин, м	9,84
10. Выход горной массы, м3/м
11. Тип экскаватора	ЭКГ-15
12.Сменная производительность экскаватора, м3
13. Инвентарный парк экскаваторов, ед.
14. Высота уступа, м
15. Ширина экскаваторной заходки, м	18,3
16. Тип подвижного состава	БелАЗ 7514-10
17. Расстояние транспортировки, км
18. Производительность подвижного состава, т/см	1421,73
19. Парк подвижного состава, ед
20. Тип отвального оборудования	Бульдозер
21. Парк отвального оборудования, ед

Список использованной литературы

1. Методическое указание к выполнению курсового проекта для студентов специальности 130405 «Технология горного производства», Красноярск 2003;

2. Ржевский В.В. «Открытые горные работы» часть 1, М.: «Недра» 1985;

3. Синьчковский В.Н. «Технология открытых горных работ», Издательство Красноярского университета, 1989;

4. Синьчковский В.Н., Медведев М.Л. Практикум по курсу «Процессы открытых горных работ», Красноярск,1982

Содержание

Введение............................................................................................................. 03

1 Обоснование параметров карьера и его производительность..................... 05

1.1 Режим работы, выбор оборудования............................................................. 08

2 Производственные процессы ...................................................................... 09

2.1 Подготовка пород к выемке...................................................................................... 09

2.2 Выемочно-погрузочные работы............................................................................. 16

2.3 Перемещение карьерных грузов................................................................................. 18

2.4 Отвалообразование вскрышных работ................................................................................. 21

3 Вскрытие карьерного поля.......................................................................... 23

3.1 Анализ существующих способов вскрытия карьерного поля......................... 23

3.2 Выбор обоснования способа вскрытия карьерного поля .............................. 28

3.3 Расчет параметров вскрывающих траншей.................................................... 29

3.4 Выбор способа проходки вскрывающих траншей ......................................... 32

3.5 Выбор и обоснование способа подготовки новых горизонтов.......................... 32

4 Система открытой разработки..................................................................... 33

4.1 Анализ существующих систем разработки ..................................................... 33

4.2 Выбор и обоснование систем разработки .......................................................... 38

4.3 Расчет параметров систем разработки .......................................................... 39

5 Горно-капитальные работы......................................................................... 42

Заключение........................................................................................................ 42

Список использованной литературы ............................................................... 43

Введение

Данный курсовой проект ставит своей целью закрепление знаний по технологии разработки месторождения по курсу «Открытая геотехнология», приобрести необходимые навыки инженерного мышления, понять основные закономерности и взаимосвязи открытых горных работ.

Технология разработки месторождения - это совокупность способов и приемов механизированного осуществления взаимосвязанных процессов горных работ, основанная на фундаментальных знаниях закономерностей разработки и возможностей технических средств.

Обоснование систем разработки предусматривает установление количественных зависимостей между основными размерами залежи, карьерного поля, элементами системы разработки, параметрами и расстановкой оборудования и производственной мощностью карьера.

Исходные данные

Годовая производительность карьера по руде, млн.т ……….…...….…………………………7

Расстояние транспортировки, км………….…….………………………….………..………........6

Горизонтальная мощность рудного тела, м……………………….……………………………110

Длина рудного тела, м…………………………………………………………………………..1200

Угол падения рудного тела, град…………………………………………………………… ..…70

Мощность наносов, м……………………………………………………………………………..15

Мощность прослойков пустых пород, м…………………………………………………………15

Климатический район……………………………………………………………………...Средний

Коэффициент крепости по шкале М.М. Протодъяконова……………………………................5

Плотность породы,т/м³………………………….….…… ….…….…………………………...2,1

Категория пород по трещиноватости………………….…….…….……..………………….……I

Взрываемость пород………….……………….……..………………..…….......Легковзрываемые

Обводнённость пород……………… ………………..…….………………………Обводненные

Граничный коэффициент вскрыши, м³/м³………………………………………………………..6

Дата выдачи задания: 1 сентября 2016 г.

Сроки сдачи проекта: декабря 2016 г.

Руководитель

Проекта Ромашкин Ю.В. (подпись, дата) (инициалы,фамилия)

Разработал студент Прокопьев Дь.В. (подпись, дата ) (инициалы, фамилия)

Обоснование параметров и производительности карьера

В зависимости от коэффициента крепости пород f=5 принимаем углы погашения бортов карьера [1]:

gВ=450	ctg 450=1
gЛ=400	ctg 400=1,19

Найдем конечную глубину карьера по формуле В. В. Ржевского:

, м (1.1)

где - глубина карьера, м;

m_г – горизонтальная мощность рудного тела [1], м;

m_п –мощность прослоев пустых пород [1], м;

К_ГР – граничный коэффициент вскрыши [1];

γ _В и γ_Л – углы погашения бортов карьера со стороны висячего и лежачего боков, град;

, м

Определим длину и ширину карьера по верхнему контуру:

, м (1.2)

, м (1.3)

где - длина карьера по верхнему контуру, м;

L_p – длина рудного тела по простиранию [1], м;

В_В – ширина карьера по верхнему контуру, м;

, м

, м

Далее вычертим в масштабе 1:10000 поперечный разрез месторождения с контурами карьера и упрощенный план карьера на конец отработки (рис 1.1).

Рисунок 1.1 - Поперечный разрез месторождения с контурами карьера

Вычислим запасы полезного ископаемого в контуре карьера:

, м³ (1.4)

где V_p – запасы полезного ископаемого в контуре карьера, м³;

h_н – мощность наносов [1], м;

, м³

Определим объем горной массы в контуре карьера:

, м³ (1.5)

где V_г.м – объем горной массы в контуре карьера, м³;

γ_ср – средний угол откоса бортов карьера при погашении, град;

Величину γ_ср находим как среднеарифметическое от суммы углов откоса бортов карьера со стороны висячего и лежачего боков залежи.

,м³

Найдем средний коэффициент вскрыши и сравним его с граничным:

, (1.6)

где К_СР – средний коэффициент вскрыши, м³/м³;

,

Вычислим производительность карьера по вскрыше и горной массе:

, млн. м³ (1.7)

, млн. т (1.8)

где А _р – годовая производительность карьера по добыче, млн. т.;

А в– годовая производительность карьера по вскрыше, млн. м³;

γ – плотность полезного ископаемого [1], т/м³;

, млн. м³

, млн. т