Объём руды в контурах карьера

1 2 3

, м3,

где Sp - средняя площадь полезного ископаемого в горизонтальном сечении, м2;

Ндоп - дополнительное углубление дна карьера без разноса бортов карьера по породе, м;

Нн = 10 - мощность наносов, м.

м3.

Объём вскрыши:

м3

Средний коэффициент вскрыши

м3/м3

Срок службы карьера

В общем виде оптимальная продолжительность работы карьера может быть определена по формуле Тейлора:

, лет,

где - общие запасы руды, т;

т/м3

года

Принимаем 25 лет.

Проектная мощность карьера

млн. т/год

млн. м3/год

Суточная производительность карьера по руде

где nдн - число дней работы карьера в году.

По нормам технологического проектирования для рудных карьеров режим работы принимается круглогодовой при непрерывной семидневной неделе - число рабочих дней в году для средней полосы - 300. Число рабочих смен в сутки - три по 8 часов каждая.

тыс. т/сут

тыс. м3/сут.

Среднегодовой объём вскрыши

млн. м3/год,

где Кср - среднегодовой коэффициент вскрыши.

Среднесуточный объём вскрыши

тыс. м3/сут.

4 Система разработки и технологическая схема

Система разработки

Система разработки наряду со вскрытием является важнейшей составной частью технологии горного производства, как при открытом, так и подземном способе добычи.

Рациональная, правильно выбранная для данных горно-геологических и организационно-экономических условий система разработки во многом определяет экономичность и безопасность горных работ, а также их воздействие на окружающую среду.

Система разработки - это порядок производства горных работ, обеспечивающий экономичную и безопасную эксплуатацию карьера с заданной производственной мощностью при рациональном использовании запасов месторождения.

Горные работы при различных системах разработки выполняются соответствующим набором машин и механизмов, обеспечивающих установленную производственную мощность карьера.

Система разработки и комплексная механизация горных работ взаимосвязаны: первая является формой, вторая - содержанием технологии горных работ на карьере.

Показателями этой взаимосвязи являются элементы и параметры системы разработки, которые устанавливаются с учётом рабочих размеров горного и транспортного оборудования.

Систему разработки выбирают на основе изучения и анализа свойств пород и условий залегания полезного ископаемого, с учётом крепости пород, угла падения залежи, глубины залегания полезного ископаемого, мощности наносов и т. д.

При угле падения месторождения не более 120 и значительной длине простирания принимают, как правило, бестранспортную систему разработки. Так как у нас угол падения рудной залежи равен 450, принимаем транспортную систему разработки.

Основные характеристики транспортных систем разработки:

¾ вскрышные породы средствами колёсного транспорта перемещают во внешние отвалы;

¾ условия применения - любая форма месторождения и любая крепость пород;

¾ характерное забойное и транспортное оборудование - экскаваторы, автомобильный транспорт.

Технологическая схема комплексной механизации

При формировании комплексов оборудования (грузопотоков) исходят из принципов механизации открытых горных работ, сформулированных академиком Н. В. Мельниковым.

Принцип поточности

Основанные на этом принципе технологические схемы и комплексы оборудования грузопотоков обеспечивают непрерывность перемещения горной массы от забоя до приёмного пункта на поверхности. При этом достигаются наиболее полная комплексная механизация всех операций в грузопотоке, наибольшее использование всех механизмов во времени, лучшие экономические показатели и возможность полной автоматизации. Основанные на данном принципе комплексы поточной технологии успешно применяются при разработке рыхлых пород и включают роторные или цепные многоковшовые экскаваторы, ленточные конвейеры, консольные отвалообразователи, транспортно-отвальные мосты.

Разрабатываются комплексы поточной технологии для выемки скальных пород, которая включает погрузку горной массы в передвижные дробилки, а затем транспортирование дроблёных горных пород конвейерами от забоев до отвалов.

Принцип совмещения операций

В этом случае операции по выемке, транспортированию и укладке породы в отвал осуществляются одной машиной - экскаватором, при бестранспортных технологических схемах - погрузчиком, скрепером или бульдозером.

Принцип независимости операций

В технологических схемах, основанных на этом принципе, каждая операция выполняется группой самостоятельных машин; например, погрузка - экскаваторами, транспортирование - автосамосвалами, отвалообразование - посредством бульдозеров. Технологическая схема состоит из отдельных звеньев, каждое из которых связано со смежными звеньями.

Производительная и экономическая работа обеспечивается, если число, мощность и рабочие размеры машин в соседних звеньях соответствуют друг другу. В противном случае простои и недостаточная мощность оборудования в одном звене снижают эффективность работы всего комплекса.

Принцип независимости операций широко распространён, так как наиболее универсален. На этом принципе основаны цикличные технологические схемы, посредством которых отрабатывается более 95% всех объёмов скальных пород и преобладающая часть рыхлых пород на карьерах.

В данном курсовом проекте принимаем следующую технологическую схему экскаваторного способа разработки: погрузка одноковшовыми экскаваторами - транспортирование автосамосвалами - отвалообразование бульдозерами.

Выбор технологической схемы комплексной механизации вскрышных и добычных работ производят в следующей последовательности:

. Исходя из анализа горнотехнических условий разработки месторождения, определяются возможные технологические процессы и оборудование для вскрышных и добычных работ.

. Определяется технологическая схема механизации вскрышных и добычных работ исходя из выполненного анализа и схем, рекомендуемых нормами технологического проектирования.

. Определяются конкретные модели оборудования по процессам на вскрышных и добычных работах с учётом оптимального соотношения между их параметрами.

Определение возможного оборудования для выполнения вскрышных и добычных работ производится на основе анализа свойств пород (прежде всего крепости равной 11), условий их залегания, мощности - покрывающих песчано-глинистых пород равной 10 м и горизонтальной мощности залежи равной 260 м, производительности карьера АК = 9,0 млн. т/год, выбранной системы разработки - транспортной с вывозкой пород во внешние отвалы, расстояния перемещения пород до перерабатывающего комплекса 3,8 км, до отвалов 4,8 км, рельефа местности - принят равнинный, проектной глубины карьера НК = 219,18 м, размеров карьера на поверхности, климатических и других факторов с учётом данных об области рационального использования выемочно-погрузочного, транспортного, бурового и отвального оборудования.

Учитывая годовую мощность карьера АК = 9,0 млн. т/год из таблицы (стр. 135 [3]) выбираем одноковшовые экскаваторы типа прямой механической лопаты ЭКГ - 4,6, так как одноковшовые экскаваторы типа прямой механической лопаты могут применяться при разработке любых пород, в том числе разрушенных скальных; на карьерах средней и большой производительности целесообразны экскаваторы с ёмкостью ковша 4 - 20 м3.

Выбор вида транспорта определяется глубиной и производительностью карьера, расстоянием транспортирования и производится с учётом принятого типа выемочно-погрузочного оборудования и ёмкости ковша погрузочного механизма - экскаваторов ЭКГ - 4,6. Выбираем автомобильный транспорт.

Автомобильный транспорт в условиях карьеров имеет определённые преимущества по сравнению с железнодорожным: большую манёвренность, способность преодолевать значительные подъёмы (до 150%), возможность вести работу при меньших радиусах поворота (12 - 50 м). Основными средствами автомобильного транспорта являются автосамосвалы и тягачи с полуприцепами и прицепами. Отечественными заводами выпускаются карьерные автосамосвалы грузоподъёмностью от 12 - 18 до 40 - 180 т.

Модель автосамосвала выбирается по оптимальному соотношению между ёмкостью кузова автосамосвала и ковша экскаватора:

где Va - вместимость кузова автосамосвала и ковша экскаватора, м3;

Е - ёмкость ковша экскаватора, м3.

Для ЭКГ - 4,6:

Принимаем автосамосвал БелАЗ 7548.

Для успешного применения автомобильного транспорта нужны хорошие дороги. На уступах в карьере проводят простейшие и улучшенные грунтовые или щебёночные дороги и только при слабых грунтах делают дороги из сборного железобетона. Главные постоянные дороги при большом грузообороте - бетонные. Скорость движения автосамосвалов на съездах - около 10 км/ч, на главных дорогах 18 - 25 км/ч.

5 Вскрытие рабочих горизонтов

Способы вскрытия рабочих горизонтов

Вскрытием рабочих горизонтов называют горные работы по созданию комплекса капитальных и временных траншей и съездов, а также других горных выработок и сооружений, обеспечивающих грузотранспортную связь между рабочими горизонтами в карьере и приемными пунктами на поверхности.

Различают следующие способы вскрытия:

− траншейный;

− подземными горными выработками;

− без проведения выработок;

− комбинированный.

Тот или иной способ вскрытия принимается на основе учета следующих факторов:

. Рельефа местности, расположения пунктов приема полезного ископаемого и пустых пород(СОФ, отвалов). В данном курсовом проекте расстояние до перерабатывающего комплекса составляет 2471 м, до отвала- 3971 м.

. Размеров карьера в плане и по глубине.

. Степени разведанности месторождения, формы и элементов залегания рудного тела.

. Принятой системы разработки.

. Выбранного типа транспорта и структуры комплексной механизации.

. Величины и направленности грузопотоков.

Вскрытие предложенного в курсовом проекте месторождения осуществляется системой внутренних поступательно-тупиковых (петлевых) траншей, располагаемых на нерабочем борту со стороны лежачего бока залежи, так как принят автомобильный транспорт.

Вскрытие верхних двух-трех горизонтов возможно отдельными траншеями. Так как вскрытие месторождения предполагается по лежачему боку залежи, то система внутренних траншей на уступах, не достигших проектного положения, представлена скользящими съездами, которые по мере отработки уступов превращаются в стационарные съезды.

Высота уступа определяет высотное положение высотных горизонтов, для которых должна быть обеспечена грузотранспортная связь с поверхностью, т.е. решен вопрос вскрытия.

При определении высоты уступа учитывается:

− выбранная система разработки;

− технологическая схема вскрышных и добычных работ;

− свойства пород и другие факторы.

При транспортной системе разработки высота уступа определяется параметрами выемочно-погрузочного оборудования и схемой его работы.

При разработке покрывающих песчано-глинистых пород, высота уступа при его разработке экскаватором не должна превышать 1-1,5 высоты черпания экскаватора. Значение высоты уступа для экскаватора ЭКГ-4,6 принимаю 10 м.

Углы откоса вскрышных рабочих уступов принимаю по данным Гипроруды (таблица 33 [5] стр. 55). Так для крепких и довольно крепких пород с коэффициентом крепости 11 принимаем угол откоса уступа равный 70°.

Ширина экскаваторной заходки.

В крепких породах ширину экскаваторной заходки после взрыва принимают максимально возможной

где Rч.у - радиус черпания экскаватора на горизонте установки экскаватора, м.

Rч.у = 8,86 м (из технической характеристики принятого экскаватора ЭКГ-4,6).

м.

Ширина рабочей площадки при автомобильном транспорте при погрузке взорванных пород в автосамосвалы (стр.135 [7]):

, м,

где Вр = 20,26 м - ширина развала горной массы после взрыва;

с2 = 3 м - расстояние от оси дороги до нижней бровки уступа или развала;

Е = 5 м - расстояние между осями движения на двухполосной автодороге;

П1 = 3 м - полоска для размещения дополнительногооборудования;

с1 = 3 м - расстояние между полосой для размещения дополнительного оборудования и полосой безопасности;

вп = 4 м - полоса безопасности.

. Принимаем Шр п = 50 м.

При отгрузке горной массы из развала в две заходки и петлевом развороте автосамосвалов должно выполняться условие:

где Rр = 10,2 м - радиус поворота автосамосвала.

5.2 Трассирование траншей

Для принятого способа вскрытия производим детальное трассирование траншей.

Под трассированием понимают установление положения продольной оси траншеи и ее положение в плане и профиле.

Форма трассы траншеи принята простой, когда она не меняет свое положение в плане. Руководящий подъем капитальной траншеи принимается для автомобильного транспорта 80-120%. Величина руководящего подъёма влияет на скорость движения транспортных средств и пропускную способность трассы в пределах ограничивающего перегона.

Основными параметрами трассы капитальных траншей являются: величина руководящего уклона (подъёма), разность высотных отметок начала и конца трассы (глубина заложения капитальных транше й), минимальные радиусы криволинейных участков, теоретическая и действительная длина трассы.

Теоретическая длина трассы определяется глубиной заложения капитальной траншеи и величиной руководящего уклона:

, м,

где − глубина заложения капитальной траншеи, м;

− руководящий уклон трассы, ‰, принимаю 80‰.

Действительная (фактическая) длина трассы определяется:

, м,

где − коэффициент удлинения трассы, = 1,1…1,50

м.

Определение объемов горно-капитальных и вскрышных работ основывается на построении графика нарастающих объемов вскрыши от нарастающих объемов полезного ископаемого.

Объемы горных работ по вскрытию и подготовке новых горизонтов включают объемы по проходке вскрывающих выработок, разрезных траншей на вскрышных и добычных уступах и разноса вскрышных уступов, обеспечивающих нормативный уровень запасов, готовых к выемке.

Глубина траншеи Н принимается кратной высоте уступа Ну=10 м. Уклон основания траншеи определяется видом применяемого транспорта. Так как принят автомобильный транспорт i = 0,08-0,12. Углы откосов бортов траншеи зависят от свойств породы, их обводненности, длительности работы и др. факторов и изменяется в скальных породах в пределах величины угла естественного откоса.

Капитальные траншеи

Капитальные траншеи различаются:

1) по расположению относительно конечного контура:

− внешние;

− внутренние;

) числу уступов, обслуживаемых системой траншей, имеющих общую трассу:

− отдельные (один уступ);

− групповые (несколько уступов);

− общие (все уступы карьера до конечной глубины);

) основному назначению:

− одинарные (для движения транспорта в оба конца);

− парные (для движения только груженого и только порожнего транспорта);

) стационарности:

− стационарные (постоянное расположение траншей за контуром или на бортах карьера в конечном положении);

− скользящие (временное расположение траншей внутри конечных контуров на бортах, подлежащих разработке).

Форма трассы капитальных траншей может быть принята простой (когда она не меняет своего положения в плане) и сложной (тупиковой, петлевой, спиральной, комбинированной).

Руководящий подъем в капитальных траншеях принимают: для автомобильного транспорта - 80…120‰, для железнодорожного транспорта - 20…40‰, для скреперов - 120…150‰.

Пропускная способность трассы вскрывающих выработок

Пропускная способность автодорог определяется максимальным количеством машин, которые могут пройти через определенный пункт в единицу времени:

, машин в час,