Курс лекций + тест вопросы Технология и КМ ОГР. Конспект лекций По дисциплине Технология и комплексная механизация открытых горных работ Специальности 130403 Открытые горные работы
 Скачать 2.88 Mb.
|
|
Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» Кафедра открытых горных работ Конспект лекций По дисциплине: «Технология и комплексная механизация открытых горных работ» Специальности: 130403 « Открытые горные работы » Выполнил: Куковинец А.П. Новокузнецк 2007 Содержание: стр. 1. Раздел 1 Введение (Лекция 1)………………………………………………………………….…3 2. Раздел 2 Общие положения (Лекция 2,3)……………………………………………………..…7 3. Раздел 3 Системы разработки (Лекция 4,5,6)….…………………………………………….…13 4. Раздел 4 Вскрытие рабочих горизонтов (Лекция 7,8)………………………………… ………33 5. Раздел 5 Грузопотоки и их характеристики (Лекция 9)………………………………… ……42 6. Раздел 6 Комплексная механизация горных работ……………………………………………..48 7. Раздел 7 Комплексная механизация горных работ…………………………………………….. Лекция 1. Введение. Цель и задачи дисциплины, ее связь со смежными дисциплинами. Основные понятия о технологии горных работ, грузопотоках, технологических системах и комплексах. Технологическая характеристика месторождений, их типы. Современное состояние открытых горных работ и перспективы их развития. Контрольные вопросы. 1.Дайте классификацию горных пород по происхождению. 2.Назовите способы разработки твердых П.И. 3.Поясните различия между понятиями «залежь» и «месторождение». 4.Что такое элементарный грузопоток. Цель и задачи дисциплины. Получение знаний о современном состоянии, основных направлениях и перспективах развития горнодобывающих отраслей промышленности; освоение терминологии, технологии производства при ОГР, а также специфику и особенности механизации производственных процессов. Обобщение сведений об открытых горных работах, их особенностях, условиях применения, элементах и параметрах карьера. Изучение технологии, механизации и организации выполнения основных производственных процессов (подготовка горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, отвалообразование вскрышных пород, рекультивация нарушенных земель). Изложение сущности и способов вскрытия карьерного поля, технологии, механизации и организации работ при проведении горных выработок. Приведение сведений о режиме горных работ карьера. Изучение методов построения календарных графиков режима горных работ, их анализ, оценка и регулирование. Рассмотрение элементов и параметров различных классификаций систем открытой разработки месторождений. Изучение принципов формирования структур комплексной механизации карьеров. Изучение особенностей технологии и комплексной механизации разработки на карьерах строительных горных пород(щебеночных, песчано-гравийных, стенового и облицовочного камня). Связь со смежными дисциплинами. Геология Технологические схемы открытых разработок месторождений Электроснабжение и электрооборудование ОГР  Процессы ОГР    Геомеханика  Технология и безопасность взрывных работ  Проектирование карьеров   Планирование ОГР Информационные технологии в горном деле     Обогащение П.И.      Горные машины и оборудование Устойчивость бортов и осушение карьеров Управление качеством Рациональное использование и охрана природных ресурсов Эксплуатация карьерного оборудования Геодезия и маркшейдерия Полученный комплекс знаний по смежным дисциплинам помогает студенту оценить открытые горные работы как комплекс сложных производственно-технических взаимосвязей. Технология и комплексная механизация обобщает и систематизирует учения по курсу открытой разработки месторождений и представляет собой учение о системах разработки, о вскрытии рабочих горизонтов, о порядке развития и выполнения горных работ, о комплексной механизации всех производственных процессов в тесной связи со вскрытием и системой разработки. Технологическая характеристика месторождений, их типы. Основные понятия о технологии горных работ, грузопотоках, технологических системах и комплексах.
Рельеф поверхности во многом предопределяет порядок разработки и средства механизации.
От положения залежи относительно земной поверхности зависят размеры карьера по глубине и в плане, а также выбор технических средств, особенно транспортные. 4. По углу падения различают залежи:
5. По мощности различают залежи:
6. По строению различают залежи:
Способ разработки – это совокупность технических средств и технологических процессов по извлечению П.И. Различают:
Поток грузов определенного качества, характеризуемый сравнительно устойчивым (во времени) направлением и определенным объемом перевозок называется – элементарным грузопотоком. Могут различаться: направлением, видом транспорта, транспортными коммуникациями, моделями транспорта. Грузопотоки создаются с помощью цепочек структурно взаимосвязанных машин и механизмов, последовательно осуществляющих полный цикл основных (технологических) и вспомогательных процессов. Каждая такая цепочка машин и механизмов является одним целым – комплексом горного и транспортного оборудования. Комплектность механизации – качественное и количественное соответствие составляющих комплекс средств механизации по всем основным и вспомогательным процессам как друг другу, так и по горно-геологическим и горнотехническим условиям разработки. Современный этап комплексной механизации горных работ характеризуется обеспечением комплектности оборудования и внедрением автоматического управления операциями и процессами. Современное состояние открытых горных работ и перспективы их развития. Угольная промышленность России среди других топливных отраслей имеет наиболее обеспеченную базу. Общие балансовые запасы угля в России оценивают в 200 млрд. тонн, из которых 105 млрд.тонн по состоянию на 01.01.2000 года детально разведаны и составляют сырьевую базу отрасли. Основной объем (до 80%) балансовых запасов приходится на районы Западной и Восточной Сибири. Для открытого способа добычи пригодны почти 60% этих запасов. Наиболее благоприятные для извлечения высококачественные каменные угли сосредоточены, в основном, в Кузнецком, а бурые угли – в Канско- Ачинском бассейнах. Перспективным направлением повышения эффективности открытого способа добычи полезных ископаемых является увеличение высоты разрабатываемых уступов, а так же сокращение количества рабочих горизонтов и уменьшение дальности внутрикарьерного транспортирования горной массы. В целях улучшения организации работ, увеличения производительности выемочного оборудования, сокращения времени на перегоны и переключения, руководство горных предприятий стремится сократить время на заряжание и взрывные работы, за счет сокращения количества взрывов и увеличения их объемов. Одним из важных направлений современного горного машиностроения является создание одноковшовых экскаваторов типа обратная лопата для открытых гонных работ. Анализ показал, что экскаваторы типа ЭГО имеют расширенный диапазон технологических возможностей, так как они обладают положительным качеством традиционных канатных экскаваторов типа техническая лопата с канатным напором и погрузчиков. В будущем нет оснований считать, что гидравлические экскаваторы полностью вытеснят из практики открытых горных работ экскаваторы –механические лопаты и погрузчики. Выбор конкретной машины для определенных горнотехнических условий будет определяться технико-экономическим обоснованием. В перспективе на отечественных горнодобывающих предприятиях будут внедряться гидравлические экскаваторы с ковшами емкостью 8; 12 и 20 м3 . Экономический эффект от широкого внедрения гидравлических экскаваторов на карьерах будет исчисляться несколькими десятками миллионов рублей в год при резком увеличении производительности труда на экскавации и значительной годовой экономии металла. Лекция 2. Сущность технологии ОГР, их виды и периоды. Технические и экономические показатели карьера, их связь. Контрольные вопросы. 1.Перечислите особенности открытых горных работ. 2.Сформулируйте достоинства и недостатки открытого способа разработки. 3. Поясните что понимают под капитальными вложениями. 4. Укажите этапы и периоды ОГР. 5. Что такое режим горных работ. 6. Охарактеризуйте структуру себестоимости продукции. 7. Что такое производственная мощность горного предприятия, ее виды. Основные виды открытых разработок классифицируются по положению залежи относительно поверхности. 1.Разработки поверхностного вида. К ним относится большинство разработок россыпей, природных строительных горных пород, значительная часть угольных и небольшая часть рудных разработок при горизонтальном и пологом залегании залежей. Карьеры при этом имеют небольшую (до 40— 60 м) и относительно постоянную глубину. Вскрышные породы и полезные ископаемые весьма разнообразны. 2.Разработки глубинного вида. К ним относится большая часть рудных, нерудных и частично угольных разработок при наклонном и крутом падении залежей. Карьеры в этом случае постепенно углубляются; конечная глубина их может достигать 800 м. Разрабатываются такими карьерами все типы пород. З.Разработки нагорного вида. К ним в основном относятся открытые разработки различных руд, иногда разработки горно-химического сырья, строительных горных пород и угля Залежи расположены значительно выше господствующего уровня поверхности; число рабочих уступов и размеры карьеров в плане разнообразны. Полезные ископаемые и вскрышные породы в подавляющем большинстве случаев скальные. 4.Разработки нагорно-глубинного вида. К ним относятся открытые разработки различных руд, горно- химического сырья, строительных горных пород и угольные разработки при сложном рельефе поверхности карьерного поля. Полезные ископаемые и вскрышные породы скальные или полускальные, иногда разнородные. 5.Разработки подводного вида. В этом случае залежи расположены под водой, покрывающие породы обычно имеют относительно небольшую мощность. К данному виду относятся, в частности, разработки в поймах рек и со дна морей и озер. Породы мягкие, плотные, полускальные или разнородные. Каждый из указанных видов открытых разработок отличается от другого подготовкой месторождения к эксплуатации, порядком его разработки, расположением отвалов и соответственно характером комплексной механизации горных работ Разработки первого вида наиболее экономичны. При этом полезное ископаемое стремятся отрабатывать сразу на полную мощность и вскрышные породы размещать в выработанном пространстве. Месторождение или часть его, разрабатываемую одним карьером, называют карьерным полем. Карьерное поле является объемной геометрической фигурой, характеризуемой размерами в плане и глубиной; оно входит в состав земельного отвода карьера, в пределах которого размещаются также отвалы, промышленная площадка и другие производственные сооружения. Освоение новых месторождений или очередных участков карьерного поля начинается с подготовки поверхности. Она заключается в проведении специальных, иногда дорогостоящих и крупных инженерных работ по отводу рек, ручьев, в некоторых случаях озер, вырубке леса и корчеванию пней, ограждению карьерного поля от стока поверхностных вод посредством сети дренажных канав. Подготовка поверхности включает также удаление и складирование для последующего использования почвенного слоя, выравнивание поверхности, создание специальных площадок для монтажа горного оборудования, сооружение первичных подъездных автомобильных или железных дорог к горным участкам и отвалам. Обычно одновременно с подготовкой поверхности выполняются специальные работы по осушению породного массива в пределах карьерного поля или отдельных участков. В необходимых случаях, при склонности пород к оползанию и обрушению, производятся специальные работы по укреплению прибортовых участков породного массива. Строительный период. Подготовка поверхности и осушение месторождения, выполненные полностью или частично, позволяют приступить к горно капитальным работам. К ним относятся те горные работы по удалению покрывающих и вмещающих залежь вскрышных пород, созданию капитальных траншей, разрезных траншей и котлованов, а также первоначальных отвальных насыпей, которые позволяют начать систематическое производство вскрышных и добычных работ в строгом соответствии с проектом. Горно-капитальные работы, выполняемые в период строительства карьера до сдачи его в эксплуатацию, называют горно-строительными работами. К ним относят также добычные работы в период строительства карьера (попутная добыча) и комплекс работ по сооружению транспортных коммуникаций. Экономические особенности горно-строительных работ: все затраты на горно-строительные работы относятся к капитальным вложениям. Эксплуатационный период. Эксплуатационные горные работы подразделяются на: вскрышные работы, заключающиеся в выемке и перемещении в отвалы пустых пород и некондиционных полезных ископаемых с воссозданием подготовленных к разработке и вскрытых запасов полезного ископаемого; добычные работы, заключающиеся в выемке и доставке добытого полезного ископаемого на склады или к потребителю. В состав эксплуатационных горных работ входят также работы по зачистке вскрытых запасов полезного ископаемого, воссозданию транспортных коммуникаций, проведению очередных участков разрезных траншей на вскрытых уступах для увеличения длины фронта добычных и вскрышных работ и работы по развитию отвального хозяйства карьера. Период от сдачи карьера в эксплуатацию до достижения им проектной мощности часто называют периодом освоения проектной мощности карьера. Работы по созданию вскрывающих и разрезных горных выработок называют горно-подготовительными. Работы по реконструкции относятся к горно-капитальным. Период погашения (затухания). Под режимом горных работ понимается установленная проектом или исследованием последовательность выполнения объемов вскрышных и добычных работ во времени, обеспечивающая планомерную, безопасную и экономически эффективную разработку месторождения за срок существования карьера. Разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом должна обеспечить не только добычу в установленные сроки определенного объема полезного ископаемого заданного качественного состава, но и получение определенного экономического эффекта. Степень экономической эффективности характеризуется соотношением затрат на строительство и эксплуатацию предприятия и доходов, поступающих в результата реализации полезного ископаемого. Средства, направленные на строительство и модификацию зданий, сооружений, коммуникаций, приобретение горнотранспортного и вспомогательного оборудования инструмента, инвентаря, называют капитальными вложениями (капитальными затратами). Эксплуатационными затратами (расходами) называют денежное выражение издержек предприятия на производство и реализацию продукции. Отношение эксплуатационных затрат к годовой производительности карьера именуют себестоимостью продукции. В себестоимость продукции горной промышленности входят затраты на вспомогательные материалы, топливо, энергию, заработную плату трудящихся, отчисления на социальное страхование, прочие расходы. В себестоимость минерального сырья включают также отчисления, предназначенные для возмещения изношенной части основных фондов, называемые амортизационными. Мощность горного предприятия—1. М.г.п. производственная — максимально возможная добыча качественного полезного ископаемого в единицу времени (сутки, год), определяемая на основе наиболее полного использования средств производства, рационального режима работы, эффективной технологии и организации производства, учитывающей передовой опыт. Величина производственной М.г.п. меняется по мере осуществления технико-организационных мероприятий и изменения условий производства. 2. Мг.п. проектная — определенная в проекте добыча полезного ископаемого, которую должно производить предприятие в единицу времени. Измеряется в тоннах в год (годовая мощность), сутки (суточная мощность), в час (часовая мощность) необогащенного полезного ископаемого (рядовой уголь, сырая руда) и обогащенного (за вычетом отходов при обогащении). Лекция 3. |