Лабораторна робота №10

Тема: Комплексний розрахунок параметрів кар’єру.

Мета: Використовуючи навички, отримані при виконанні попередніх лабораторних робіт, визначити головні параметри умовного кар’єру.

Теоретичні відомості

При розробці похилих та крутоспадаючих покладів значної потужності об’єм корисних копалин у кінцевих контурах кар’єру залежить від положення дна кар’єра відносно боків родовища. При відомій довжині кар’єра по дну (L_д) об’єм корисної копалини можна визначити за формулою:

,

де m_г – горизонтальна потужність покладу, м; Н_к – кінцева глибина кар’єра, м; S₁ та S₂, відповідно, площа залишеної з висячого та лежачого боків корисної копалини при розташуванні підошви кар’єру всередині покладу, м².

Оптимальне положення дна кар’єра (шириною В_д), яке забезпечить вилучення максимального об’єму корисної копалини, буде забезпечуватись виконанням наступної умови:

, при ; ,

де α – кут падіння покладу, °; β_н – кут відкосу неробочих бортів кар’єра, °;
х – горизонтальна відстань від лежачого боку покладу до дна кар’єра, м:

.

Наведені вище формули для визначення оптимального положення дна кар’єра відносно боків покладу та об’єму корисної копалини, залишеного в надрах, можуть використовуватись для наближених розрахунків при найпростіших гірничо-геологічних умовах (кути відкосів неробочих бортів кар’єра з висячого та лежачого боків однакові, висячий та лежачий боки покладу паралельні, потужність родовища не змінюється по довжині кар’єрного поля та ін.).

Умови завдання:

Родовище корисних копалин (далі КК) має форму покладу з постійною нормальною потужністю m_н, кутом падіння α, протяжністю L, та залягає на глибині h_з. Густина КК ρ_кк. Поклад КК оточений покриваючими та вміщуючими розкривними породами густиною ρ_рп. Кар’єр має прямокутну форму у плані, з наступними заданими параметрами: ширина дна кар’єру В_д, кут відкосу неробочих бортів кар’єра β_н. Граничний об’ємний коефіцієнт розкриву К_р.гр. Проектна потужність кар’єру по КК – А_КК (млн.т/рік), при проектних втратах КК К_п (%).

Визначити головні параметри кар’єру; середній промисловий коефіцієнт розкриву та необхідну змінну продуктивність кар’єру по різновидах порід для забезпечення проектної потужності кар’єру по КК.

Виконати креслення поперечного перерізу умовного кар’єру, на якому вказати задані та розраховані параметри, аналогічно схемі, наведеній вище. Масштаб креслення обирати самостійно за умови комфортного розміщення креслення на форматі А4 з ряду допустимих масштабів для гірничих креслень.

№	mн, м	α,°	L,км	hз, м	ρКК, т/м3	ρрп, т/м3	Вд,м	βн,°	Кр.гр,м3/м3	АКК, млн.т/рік	Кп,%
			2,2		3,5	2,6			2,67		3,7
			2,1		3,4	2,7			1,79		4,94
			3,0		3,4	2,8			3,12		5,0
			2,8		3,6	2,9			2,74		3,2
			2,6		3,2	2,6			3,21		3,48
			4,0		3,3	2,6			4,6		2,45
			2,6		3,0	2,7			2,11		3,25
			1,9		3,4	2,8			1,08		4,41
			2,6		3,2	2,9			1,95		2,56
			2,4		3,1	2,6			1,89		3,85
			2,8		3,15	2,7			2,7		4,1
			3,6		3,2	2,8			2,1		2,99
			3,7		3,5	2,9			2,28		3,85
			3,8		3,4	2,6			3,05		4,48
			2,8		3,4	2,6			2,65		4,75
			3,4		3,6	2,7			2,71		2,89
			3,9		3,2	2,8			1,89		3,44
			1,7		3,3	2,9			1,67		3,87
			2,6		3,0	2,8			2,95		4,98
			2,5		3,4	2,9			2,48		5,0
			3,0		3,2	2,6			3,22		3,74
			3,3		3,1	2,6			1,28		3,85
			3,6		3,15	2,7			2,83		2,95
			3,9		3,2	2,8			2,43		4,51
			4,2		3,3	2,9			1,93		4,22

Приклад виконання завдання:

Дано:

Родовище корисних копалин (далі КК) має форму покладу з постійною нормальною потужністю m_н=110 м, кутом падіння α = 75°, протяжністю L = 2200 м, та залягає на глибині h_з = 40 м. Густина КК ρ_кк = 3,2 т/м³. Поклад КК оточений покриваючими та вміщуючими розкривними породами густиною ρ_рп = 2,9 т/м³. Кар’єр має прямокутну форму у плані, з наступними заданими параметрами: ширина дна кар’єру В_д = 70 м, кут відкосу неробочих бортів кар’єра β_н=55°. Граничний об’ємний коефіцієнт розкриву
К_р.гр = 1,25. Проектна потужність кар’єру по КК – А_КК = 6 млн.т/рік, при проектних втратах КК К_п =3,5 %.

Визначити головні параметри кар’єру; середній промисловий коефіцієнт розкриву та необхідну змінну продуктивність кар’єру по різновидах порід для забезпечення проектної потужності кар’єру по КК.

Розв’язання:

1) Знаходимо кінцеву глибину кар’єру за наближеним розрахунком:

,

де – горизонтальна потужність покладу;

;

– периметр дна кар’єру, при ,

;

– площа кар’єру по підошві,

.

.

2) Розміри кар’єру по поверхні:

м;

м.

3) Обсяг запасів корисної копалини у проектних контурах кар’єру:

,

де S₁ та S₂, відповідно, площа залишеної з висячого та лежачого боків корисної копалини при розташуванні підошви кар’єру всередині покладу:

; ,

а х – відстань від нижнього контуру кар’єру до лежачого боку покладу:

.

;

;

4) Величина балансових запасів корисної копалини в контурах кар’єра дорівнює:

т.

5) Промислові запаси корисної копалини:

т.

6) Об’єм гірської маси в контурах кар’єру:

7) Об’єм розкриву в кінцевих контурах кар’єру:

8) Середній промисловий коефіцієнт розкриву – це середній коефіцієнт розкриву, визначений по промисловим запасам КК:

.

9) При заданій продуктивності по КК А_КК=6 млн.т/рік, річна продуктивність кар’єру по скельному розкриву відповідно складе:

м³/рік.

10) Для зручності подальших розрахунків переведемо продуктивність кар’єру по КК також в м³:

.

11) Визначаємо місячну, добову та змінну продуктивності роботи кар’єру по корисній копалині та скельному розкриву. Для цього приймемо режим роботи кар’єру 30 днів на місяць та 3 зміни (по 8 годин) на добу:

;

;

;

;

;

.

Визначені змінні продуктивності по різновидам порід можна використовувати для вибору та розрахунку кількості гірничого обладнання, необхідного для виконання заданої виробничої потужності.

Рекомендована література

1. Бібліотека гірничого інженера / Бизов В.Ф. – Т. IV “Виробничі процеси”: Підручник для студентів вищих навчальних закладів за напрямом “Гірництво”.- Кривий Ріг: Мінерал, 2000. – 247 с. з іл..

2. Бібліотека гірничого інженера / Бизов В.Ф. – Т. V “Технологічні засоби”: Підручник для студентів вищих навчальних закладів за напрямом “Гірництво”.- Кривий Ріг: Мінерал, 2000. – 270 с. з іл..

3. Бібліотека гірничого інженера / Бизов В.Ф., Дриженко А.Ю. – Т. XIII “Відкриті гірничі роботи”: Підручник для студентів вищих навчальних закладів за напрямом “Гірництво”.- Кривий Ріг: Мінерал. 2004. – 341 с. з іл..

4. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть 1. - М., Недра, 1985.

5. Астафьев Ю.П., и др. Горное дело. - М., Недра, 1980.

6. Анистратов Ю.А. Технология открытых горных работ. – М.: Недра, 1995.- 216 с.

7. Новожилов М. Г. Технология открытой разработки месторождений по­лезных ископаемых-Т. 1,2 -М.: Недра, 1971.

8. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. – М.: Недра. 1982.

9. Теория и практика открытых разработок Н. В. Мельников, Э. И. Реенович, Б. А. Симкин и др. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1979. – 636 с.

10. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ – М.: Недра, 1986. - 312 с.

11. Конспект лекцій з навчальної дисципліни «Геотехнології гірництва: технологія відкритої розробки родовищ корисних копалин» (укладач Федоренко С.О.). – Кривий Ріг: ДВНЗ «КНУ», 2015 р.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт

з дисципліни «Геотехнології гірництва:
Технологія відкритої розробки родовищ корисних копалин»

для бакалаврів напряму підготовки 6.050301 "Гірництво"

всіх форм навчання

Укладачі:

Пижик А.М., доцент, канд. техн. наук,

Федоренко С.О., ст. викладач.

Реєстраційний № ____________________

Підписано до друку ______ _________________ 2015 р.

Формат А4.

Обсяг 44 стор.

Тираж ______ примірників.

Видавничий центр ДВНЗ "КНУ",

вул. ХХІІ Партз’їзду, 11, м. Кривий Ріг.