Разработка месторождения полезного ископаемого открытым способом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

1. Задание на курсовой проект
2. Исходные данные
3. Расчет параметров карьера

4.1 Поперечный разрез карьера

4.2 План карьера

4. Определения срока службы карьера
5. Определение показателей трудности осуществления основных производственных процессов
6. Подготовка горных пород к выемке

7.1 Паспорт буровзрывных работ для вскрыши

7.2 Паспорт буровзрывных работ для полезного ископаемого

7. Расчет параметров выемочно-погрузочных работ

8.1 Выемка горных пород

8.2 Рабочие параметры мехлопаты

8.3 Перегрузка породы в думпкары

8. Расчет параметров перемещения груза в карьере
9. Отвалообразование вскрышных пород

10.1 Схема отвалообразования с использованием мехлопаты

10. Сводная таблица показателей курсового проекта

Список используемой температуры

Основные чертежи

 

 

 

 

 

 

 

1. Задание на курсовой проект

 

В курсовом проекте «Разработка месторождения полезного ископаемого открытым способом», рекомендуется изложить решение  задач, относящихся к основным технологическим процессам горного производства:

1. Рассчитать параметры карьера;
2. Определить коэффициент вскрыши;
3. Рассчитать показатели:

-  πр - трудности разрушения пород вскрыши и полезного ископаемого;

- πб - трудности бурения;

- взрываемости пород вскрыши и полезного ископаемого (эталонный удельный расход ВВ, г/м3);

4. Выполнить расчет буровзрывных работ:

- выбор бурового станка, определение качества буровых станков;

- расчет параметров взрывных скважин;

- расчет проектного удельного расхода ВВ;

- схема размещения зарядов на взрываемом блоке;

- паспорт буровзрывных работ в масштабе (на листе А-4);

5. Выполнить расчет экскавационных работ:

- выбор экскаватора, техническая характеристика выбранного экскаватора;

- расчет производительности экскаватора;

- параметры забоя экскаватора.

6. Перемещение горной массы в карьере и за его пределы:

- расчет полезной массы поезда;

- расчет пропускной и привозной способности дороги, рабочий иинвентарный парк подвижного состава;

7. Отвалообразование, расчеты параметров;
8. Сводная таблица применяемого основного и вспомогательного оборудования.
2. Исходные данные

 

№	Наименование показателей	Oбознач.	Ед. измерен.	Вариант 6
1	Коэффициент крепости	f		17
2	Мощность полезного ископаемого	m	м	63
3	Угол падения залежи полезного ископаемого	φ	град	35
4	Мощность наносов	hн	м	20
5	Размер залежи полезного ископаемого – по простиранию	Lд	м	2000
6	Граничный коэффициент вскрыши	Кгр		3,5
7	Грузопоток на добыче полезного ископаемого	Gп.и.	м3/см	1700
8	Высота уступа полезного ископаемого	hy	м	14
9	Угол уступа полезного ископаемого	α	град	84
10	Расстояние перевозки груза: - по временным путям - по постоянным	Lв Lп	м м	1300 3000
11	Вид    транспорта: -на  вскрыше -на  добыче	Комбинированный: автомобиль     -   перегрузка - железнодорожный   транспорт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет параметров карьера

 

3.1 Определяем горизонтальную мощность залежей

 

mг=m/sinα, м

 

где m – истинная мощность,

α – угол падения залежи, градус.

 

mг=80/sin59=93 м.

 

3.2 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=(2600+40)*2=5280 м.

 

3.3 Определяем площадь дна карьера

 

Sд=Lд*Bд, м2,

 

Sд=2600*40=104000 м2.

 

3.4 Определяем глубину карьера по формуле профессора Боголюбова Б.П.:

 

Нк=кизв*mг*кгр/(ctgβв+ctgβл), м

 

кизв=(0,95 – 0,98) – коэффициент извлечения полезного ископаемого при открытом способе разработки;

кгр – граничный коэффициент вскрыши м3/м3;

βв – угол откоса борта карьера в конечном положении по висячему боку;

βл – 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 βл=βв=βср, тогда

 

Нк=0,5* кизв* mг* кгр*tgβср

Нк=0.97*93*5/(2*ctg41)=196 м.

 

3.5 Угол откоса борта карьера:

При ориентировачных расчетах можно пользоваться данными Гипроруды [стр. 18 П.И. Томаков, И.Н. Наумов; изд II е]:

Таблица 1

 

Породы	Коэффициент крепости пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова	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	-	-	-

 

3.6 Определяем объем полезного ископаемого максимально извлекаемого из карьера в конечных контурах:

 

Vп.и.=[mг*Нк - ((mг – Вд)2*tgβв/4)]*Lд, м3

 

mг – горизонтальная мощность залежи, м3;

Нк – глубина карьера в конечном положении, м;

Вд – ширина дна карьера в конечном положении, м;

βв – угол откоса борта карьера в конечном положении, градус;

Lд – длинна залежи по простиранию, м.

 

Vп.и.=[93*196-(93-40) 2*tg41/4]*2600=45805613 м3.

 

3.7 Определяем объем горной массы в контурах карьера (м3):

 

Vг.м.=Sд*Нк + ½*Рд*Нк2*ctgβк + 1/3*π* Нк3*ctg2βк

 

Sд – площадь подошвы карьера в конечном положении, м2;

Нк – конечная глубина карьера, м;

Рд – периметр дна карьера, м;

βк – угол откоса борта карьера в конечном положении, градус;

 

Vг.м.=104000*196+5280*1962*ctg41/2+π*1963*ctg241/3=141089902 м3.

 

 

 

3.8 Объем вскрыши:

 

Vв=Vг.м. – Vп.и.

 

Vв=141089902-45805613=95284289 м3.

 

 

3.9 Коэффициент вскрыши (средний промышленный):

 

кср= (Vг.м. - Vп.и.)/ Vп.и.= Vв/ Vп.и, м3/ м3

 

кср=95284289/45805613=2.1 м3/ м3.

 

 

3.10 Размеры карьера на дневной поверхности:

 

3.10.1 Площадь:

 

Sп.к= Sд + Р* Нк*ctgβв + π* Нк2*ctgβк, м2;

 

Sп.к=104000+5280*196*ctg41+π*1962*ctg41=1433328 м2.

 

3.10.2 Длина:

 

Lд.к.= Lк + 2* Нк* ctgβк, м;

 

Lд.к.=2600+2*196*ctg41=3051 м.

 

3.10.3 Ширина:

 

Вш.д.= Вд + 2* Нк* ctgβк, м.

 

Вш.д.=40+2*196*ctg41=491 м.

 

 

4. Определение срока службы карьера

 

В исходных данных установлен грузопоток по добыче полезного ископаемого Wп.и., м3/смен (за смену).

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.

Тогда годовой объем добычи (Аг, м3/год):

 

Аг= Wп.и*N*n, м3/год или т/год

 

N=300 – количество рабочих дней в году,

n=3 – число смен в сутке,

Wп.и – сменный грузопоток по добыче (м3 или т)

 

Аг=1100*300*3=990000 м3/год.

 

Срок службы карьера:

 

Р=Vп.и./ Аг, год

 

Vп.и – запасы полезного ископаемого в контурах карьера, м3 или т.

 

Р = 45805613/990000=46.5 лет,

 

С учетом разработки и затухания карьера: Р=53 года.

 

5. Определяем показатели трудности осуществления основных производственных процессов

 

5.1 Показатель трудности разрушения породы (πр):

 

πр=0,05*[кт*(σсж + σсдв + σраст) + γ*g],

 

кт – коэффициент трещеноватости;

σсж – предел прочности горной породы при одноосном сжатии;

σсдв – предел прочности при сдвиге;

σраст – предел прочности при растяжении;

g=9,81 м/сек2 – ускорение свободного падения;

γ – плотность породы.

Если γ=Н/дм3, то формула приобретает вид:

 

πр=0,05*[кт*(σсж + σсдв + σраст) + γ].

 

5.1.1 Для вскрышных пород:

 

πр=0.05*(0.9*(120+20+8)+26)=7.96,

πр=8 – II класс.

 

5.1.2 Для пород полезного ископаемого:

 

πр=0.05*(0.75*(90+11+7)+30)=5.55,

πр=6 – II класс.

 

5.2 Показатель трудности бурения породы:

 

πб=0,07*( σсж + σсдв+ γ*g),

γ – плотность породы, т/м3, если γ= Н/дм3, то

πб=0,07*( σсж + σсдв+ γ).

 

5.2.1 Для вскрышных пород:

 

πб=0.07*(120+20+26)=11.62,

πб=12 – III класс.

 

5.2.2 Для пород полезного ископаемого:

 

πб=0.07*(90+11+30)=9.17,

πб=10 – II класс.

 

5.3 Взрываемость горных пород:

 

Определяем удельный эталонный расход ВВ [qэ, г/м3],

 

qэ=0.2[(σсж + σсдв + σраст) + γ*g], г/м3,

 

g=9,81 м/сек2 – ускорение свободного падения;

γ – плотность породы, т/м3, если γ= Н/дм3, то

 

qэ=0.2 [(σсж + σсдв + σраст) + γ].

 

5.3.1 Для вскрышных пород:

 

qэ=0.2*((120+20+8)+26)=34.8,

qэ=35 – IV класс.

 

5.3.2 Для пород полезного ископаемого

qэ=0.2*((90+11+7)+30)=27.6,

qэ=28 – III класс.

 

 

6. Подготовка горных пород к выемке

 

Если на проектируемом участке вскрыши или добычи горные породы подготавливаются к выемке с помощью буровзрывных работ, а в выемке учавствуют экскаваторы (ЭКГ), прямые мехлопаты с ковшом, производится расчет буровзрывных работ. Проведение буровзрывной подготовки определяется показателем трудности разрушения (πр), показателем буримости (πб), взрываемостью (qэ) и крепостью породы по Портодьяконову.

Если вскрышные породы (наносы с вмещающие породы) имеют f≤4, расчет взрывных пород не производится, разрушение горных пород выполняет ЭКГ.