Исследование параметров карьера и процессов открытых горных работ

            Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Петрозаводский государственный университет

Горно-геологический факультет

Кафедра горного дела

Курсовая работа

«Исследование параметров карьера и процессов открытых горных работ»

Выполнил:

Студент: Мышев В.В.

Группа 130ОГР

Горно-геологический факультет

Проверил:

Преподаватель Германов А.А.

Петрозаводск 2014

Содержание

1. Введение

. Капитальная траншея

. Скважинный заряд и взрываемый блок

. Рабочая площадка и рабочий борт карьера

. Системы автосъездов и нерабочего борта карьера

. Построение карьерного пространства

. Ситуационный план горного предприятия

. Исходные данные

. Список используемой литературы

1. Введение

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

Классификация

В зависимости от формы и положения залежи полезного ископаемого относительно земной поверхности по классификации академика Ржевского В. В. выделяют пять основных видов открытой разработки месторождений:

1.      Поверхностный. Характеризуется отработкой месторождения на полную мощность вскрыши <#"795381.files/image001.gif">

Рис.1. План капитальной траншеи и полутраншеи

Рис. 2. План капитальной траншеи внешней и внутренней

Рис. 3.Схемы основных капитальных траншей

3. Скважинный заряд и взрываемый блок

Основные параметры

Н - высота уступа;

 - высота развала;

- ширина развала;- линия сопротивления по подошве уступа;

А - угол откоса рабочего уступа;

- длина перебура;

 - длина заряда ВВ

 - длина забойки._c - длина скважины

а - Расстояние между скважинами

Подготовка горных пород к выемке заключается в разрушении массива различными способами на куски, удобные для последующей выемки, погрузки и транспортирования. Рыхлые и мягкие породы могут разрабатываться непосредственно из массива экскаваторами или другими выемочными машинами. Подготовка полускальных пород ведется обычно ведется навесными рыхлителями на тракторах тяжелого типа. Подготовка к выемке скальных пород осуществляется посредством буровзрывных работ, при этом кусковатость должна быть оптимальной и определяется параметрами транспортных средств, дробилок и других приемных устройств.

Максимальный допустимый размер линейный размер куска породы, м, равен:

·   для одноковшовых экскаваторов - ;

·   для транспортных средств - ;

·   для конвейерного транспорта -;

·   для дробилок - ;

где g - вместимость ковша экскаватора,; Q - вместимость кузова автосамосвала или думпкара,;В_л - ширина конвейерной ленты, м; В_д- ширина прием. отверстия дробилки, м.

Куски, имеющие размеры больше допустимых, называют негабаритными и подвергают дополнительному дроблению. На большинстве карьеров и в разнообразных условиях применяют скважинные заряды. К основным параметрам взрывных скважин относится глубина, диаметр и угол наклона.

Глубина скважины L_c определяется высотой взрывного уступа H_y, углом наклона скважины к горизонту α и величиной перебура скважины L_пер ниже отметки подошвы уступа. Перебур необходим для качественного разрушения пород в подошве уступа.

Забойка скважины должна быть плотной, а ее длина L_заб - достаточной для предотвращения утечек продуктов взрыва, выброса породы и образования сильной ударной воздушной волны. Для забойки используют буровую мелочь, песок с размерами частиц до 50 мм.

Параметрами взрываемых зарядов при их однорядном расположении являются : расстояние между скважинами в ряду а.

Горизонтальное расстояние от оси скважин до нижней бровки уступа W называется линией сопротивления по подошве уступа.

Для ведения взрывных работ в качестве взрывчатого вещества применяют в основном гранулированные ВВ (гранулиты, игданиты), реже - порошкообразные ВВ (аммониты, аммоналы). Взрывают заряды главным образом при помощи детанирующего шнура или электрическим способом.

. Рабочая площадка и рабочий борт карьера

Основные параметры рабочей площадки и рабочего борта карьера

 - высота уступа;

А - угол откоса рабочего уступа;

 - угол откоса устойчивого уступа;

- ширина развала;

Ш_рп - ширина рабочей площадки;

С - безопасный зазор до транспортной полосы;

Т - транспортная полоса;- безопасное расстояние;- призма обрушения;

Ш_вб(W) - ширина взрывного блок;- угол рабочего борта.

Ширина рабочей площадки Ш_рп устанавливается с учетом физико-механических свойств горных пород, рабочих параметров экскаватора и вида транспорта.

При разработке пород с предварительным их рыхлением буровзрывным способом минимальная ширина рабочей площадки определяется

Ш_рп =  + С + Т + П + Z

где В_р - ширина развала, м; С - безопасный зазор между нижней бровкой развала и транспортной полосой, м; Т - ширина транспортной полосы, м; П - ширина полосы для размещения дополнительного оборудования и проезда вспомогательного транспорта, м; Z - ширина полосы безопасности (призмы обрушения), м.

Безопасный зазор С = 2-3 м. Ширина транспортной полосы при одноколейном пути Т = 3 м, при двухколейном Т = 7,5-15 м в зависимости от принятой ширины междупутья. Минимальная ширина междупутья 4,5 м. Ширина полосы для размещения дополнительного оборудования П = 5-6 м. Ширина полосы безопасности (призмы обрушения) определяется по формуле

= (ctgA_y - ctgA),

где  - высота уступа, м; а_у - угол устойчивого откоса уступа, град ( = 35-60°); α - угол откоса рабочего уступа, град (α = 65-80°).

Угол откоса рабочего борта при железнодорожном транспорте составляет 7-12°, при автомобильном - 10-15°.

Число одновременно разрабатываемых добычных уступов в карьере определяется

где  - производственная мощность карьера по добыче, тыс. м³/год;  - длина блока на уступе, м;  - производительность экскаватора по добыче, тыс.м³/год; L - длина уступа, м.

Интенсивность горных работ в карьере характеризуется скоростью понижения горных работ У и скоростью подвигания фронта работ V_ф на уступах. Требуемая скорость понижения горных работ карьера по условию его производственной мощности должна обеспечиваться необходимой скоростью горизонтального подвигания фронта работ, между которыми существует зависимость.

_ф = Уctgγ_p

где γ_p - угол откоса рабочего борта карьера (γ_p = 14-18°).

. Системы автосъездов и нерабочего борта карьера

Основные параметры системы автомобильных съездов и нерабочего борта карьера

 - длина траншеи;

i - уклон траншеи;

В_пр - площадка примыкания;

В_б - берма безопасности;

В_с - ширина съезда;- угол нерабочего борта

Для передвижения автосамосвалов в карьер сооружают стационарные и временные автодороги. Стационарные автодороги строятся в капитальных траншеях, на поверхности и соединительных транспортных бермах на длительный срок, имеют дорожное покрытие и двухполосное движение. Временные автодороги, сооружаемые на уступах и отвалах, периодически перемещаются вслед за подвиганием фронта работ и, как правило, не имеют дорожное покрытие. Ширина проезжей части двухполосных дорог для автосамосвалов грузоподъемностью 75-120 т составляет 14-15 м.

Эффективность использования автотранспорта на карьерах в значительной степени зависит от схемы подъезда автосамосвала к забою и установки его у экскаватора. В зависимости от способа вскрытия рабочих горизонтов, размеров рабочих площадок, условий работы экскаваторов и числа автосамосвалов, находящихся одновременно в забое, применяют одиночную или спаренную установку их под погрузку. Автосамосвалы следует устанавливать так, чтобы обеспечить минимальный угол поворота экскаватора при погрузке.

6.                                                                                                       Построение карьерного пространства

Основные параметры при построении карьерного пространства

В_к - ширина карьера по поверхности;

Н_к - глубина карьера;_н - мощность наносов;- угол рабочего борта;_y - высота уступа;- угол нерабочего борта;- мощность залежи- угол падения залежи.

Открытым способом разрабатываются месторождения полезных ископаемых любой формы, залегающих в разнообразных природных условиях.

По положению залежи относительно дневной поверхности различаются месторождения: поверхностного типа, расположенные на поверхности или покрытые наносами небольшой мощности; глубинного типа, расположенные значительно ниже господствующего уровня поверхности; нагорного типа, расположенные на возвышенности или склоне горы; высотно-глубинного типа, частично расположенные на горе или на горном склоне.

По углу наклона к горизонту различают следующие залежи: горизонтальные или слабонаклонные - до 10-15º; наклонные - от 10 до 30º; крутые - более 30º.

По мощности различают залежи: тонкие до 2-3 м; малой мощности - 10 -20 м; средней мощности - 20 -30 м; большой мощности - более 30-50 м.

По структурному строению и распределению качества: залежи простые однокомпонентные с однородным строением м равномерным распределением качественных признаков; сложноструктурные многосортные и многокомпонентные.

По преобладающим типам пород: скальные вскрышные породы и крепкие руды: мягкие и плотные покрывающие породы; полускальные вскрышные породы и полезные ископаемые; мягкие вскрышные породы и мягкие или плотные полезные ископаемые.

Тип пород определяет в основном выбор технологической схемы и моделей основного выемочного и транспортного оборудования.

7. Ситуационный план горного предприятия

месторождение траншея карьер горный

Основные элементы ситуационного плана горного предприятия

Вскрытием карьерного поля называются горные работы по созданию комплекса капитальных и временных траншей и съездов, обеспечивающих грузотранспортную связь между рабочими горизонтами в карьере и приемными пунктами на поверхности.

Рабочими горизонтами в карьере являются рабочие площадки уступов. Приемные устройства на поверхности - обогатительные фабрики, перегрузочные бункеры, склады, отвалы или станции. Траншеи и съезды оборудуются средствами транспорта.

Совокупность всех вскрывающих выработок называется схемой вскрытия. Вскрытие рабочих горизонтов карьеров осуществляется при помощи горных выработок - капитальными наклонными или крутыми траншеями и горизонтальными - разрезными, которые являются продолжением капитальных траншей и служат для подготовки месторождения к выемке, создавая начальный фронт работ на вскрытом уступе.

Капитальные траншеи могут быть внешними и внутренними. Внутренние траншеи располагают внутри контура карьера; внешние - за пределами его контура. Вскрывающие траншеи имеют трапециевидное сечение. При разработке неглубоких горизонтальных или пологих месторождений при числе уступов не менее трех применяют внешние траншеи.

Промплощадка - рабочая площадка, с расположенными на ней горнотехническим оборудованием, транспортом и коммуникациями.

Взрывоопасная зона - включает в себя непосредственно зону проведения взрывных работ и буферную зону возможной опасности.

Карьер - в хозяйственном значении - это горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения, а в техническом значении - это совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения.

ДОФ - обогатительная фабрика - промышленное предприятие, на которых перерабатываются полезные ископаемые и выделяют из них один или несколько товарных продуктов с повышенным содержанием ценных компонентов и пониженным содержанием вредных примесей.

Отвал - место размещение пустых пород, полученных в процессе добычи полезного ископаемого.

Граница земельного отвода предприятия - граница отчужденной земельной площади, в пределах которой располагаются основные элементы горного предприятия. Как правило, во много раз превышает размеры самого карьерного пространства.

8.   Исходные данные

9. Список используемой литературы

1. «Технология и комплексная механизация добычи нерудного сырья для производства строительных материалов» (О.В. Шпанский, Ю.Д. Буянов)

. «Справочник взрывника» (под общей редакцией профессора Б.Н.Кутузова)

. «Открытая разработка месторождений полезных ископаемых» (Е.М. Пахомов)

. «Разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом». (Ю.С. Размыслов)

5. «Открытые горные работы». Часть I.(Ржевский В.В.)

. «Открытые горные работы». (Трубецкой К.Н., Потапов М.Г)

. «Терминологический словарь». (Мельников Н.Н)

. «Горное дело». (Шехурдин В.К.)