Строительство карьера. Методические указания по выполнению расчетнографических работ по дисциплине Технология и комплексная механизация открытых горных работ

• Название: Методические указания по выполнению расчетнографических работ по дисциплине Технология и комплексная механизация открытых горных работ
• Дата: 13.12.2022
• Размер: 1.32 Mb.
• Имя файла: Строительство карьера.doc
• Тип: Методические указания; #842313
• страница: 4 из 5

2. 
   Задание на выполнение расчетно-графической работы
   

1. 
   Обосновать способ, схему и систему вскрытия месторождения по вышеприведенным инженерно-техническим данным (табл. 2.1. и 2.2.) для углубочных одно, двухбортовой и кольцевой центральной систем разработки.
   
2. 
   Привести план горных работ карьера и разрезы в масштабах 1:1000 или 1:2000.
   
3. 
   Рассчитать параметры и показатели углубочных систем разработки в их взаимозависимости между собой и параметрами карьера.
   

3. 
   Методические указания по выполнению расчетно-графической работы
   

1. 
   Обоснование системы открытой разработки
   

Системой разработки называется определенный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ, обеспечивающий безопасную, планомерную, экономичную и наиболее полную выемку запасов полезного ископаемого. Кроме этого, принятая система разработки должна обеспечивать требуемую производственную мощность карьера, комплексное использование всех полезных ископаемых, охрану недр и окружающей среды. Так как месторождение крутопадающее, с небольшой мощностью наносов до 22 м, принятой схемой вскрытия, внутренней общей траншеей с временной разворачивающейся спиральной формой трассы и направлением углубления горных работ по контакту висячего бока залежи, принимаем углубочную, кольцевую, центральную систему разработки.

2. 
   Расчет параметров и показателей системы разработки
   

Рассчитываются следующие параметры: высота и угол откоса рабочих уступов, ширина заходок, ширина рабочих площадок, угол наклона рабочего борта, высота и площадь рабочей зоны, длина добычного, вскрышного и общего фронтов работ, число рабочих уступов и рабочих бортов, величина подготовленных, вскрытых и готовых к выемке запасов.

Показатели: скорость подвигания забоев (м/мес.), скорость подвигания рабочих уступов (м/г), скорость проведения траншей (м/мес.), скорость углубки карьера (м/г), годовая производительность с единицы добычного, вскрышного и общего фронта работ (м³/км, т/км), производительность с 1 м² рабочей зоны (вскрышной и добычной).

1. 
   Обоснование высоты уступа
   

Уступом называется часть толщи горных пород в карьере, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая самостоятельными средствами выемки, погрузки и транспорта.

Высота уступа является одним из важнейших элементов открытой разработки. Оптимальной высотой уступа является такая, при которой обеспечивается: объем вскрышных и добычных работ, высокая производительность оборудования, минимальный объем вспомогательных работ, безопасность работ. Высоту уступа определяют с учетом безопасного ведения работ, элементов залегания месторождения, свойств горных пород, вида и типа применяемого оборудования, производственной мощности карьера (вскрыше, добыче и горной массе), климатических условий района и других факторов. Безопасность ведения горных работ является основным требованием.

По нормативам техники безопасности высота уступа (h_у) для мягких пород не должна превышать высоты черпания экскаватора [3, с. 10].

Для экскаватора ЭКГ-8И максимальная высота черпания экскаватора составляет 12,5 м. Максимальная мощность наносов составляет 22 м. Поэтому по наносам принимаем высоту уступов, равную 11 м.

По скальным породам высота уступа не должна превышать 1,5Н_ч(max) [3, с. 10] экскаватора, то есть 19 м. Анализ литературных источников показывает, что оптимальной высотой уступа для аналогичных условий является высота уступа 15-17 м. Принимаем h_у=15 м.

Угол откоса рабочих уступов по руде и скальной вскрыше 75, по наносам 45.

Отрабатывается уступ панелями шириной 27 м и заходками шириной 14 м.
2. Ширина рабочих площадок и углы рабочих бортов карьера
При выполнении открытых горных работ на рабочих горизонтах или уступах для размещения развала взорванных пород, горно-транспортного оборудования и коммуникаций, образуются горизонтальные площадки именуемые рабочими.

В зависимости от назначения и периода производства горных работ в карьере рабочие площадки по их ширине могут быть:

• 
  минимальными, используемыми в период строительства карьера;
  
• 
  эксплуатационными, используемыми в период полного развития горных работ карьера на проектную производственную мощность (эксплуатационный период).
  

Минимальная ширина рабочей площадки по наносам представлена на (рис. 2.1) и определяется по формуле

(2.1)

где =14 м – ширина заходки по наносам;

=2-3 м – безопасный зазор между нижней бровкой уступа и транспортной полосой;

=21 м – ширина транспортной полосы;

=3,0 м – ширина призмы возможного обрушения.

14+3+21+3=41 м.



Рис.2.1. Ширина рабочей площадки по наносам

Минимальная ширина рабочей площадки по руде и вмещающим породам

(2.2)

где =42 м – ширина развала взорванных пород.
м.
Угол наклона рабочего борта карьера при одинаковой высоте уступа и ширине рабочих площадок можно определять по одной рабочей площадке и соответственно одному уступу, что имеет место в лежачем боку месторождения (рис. 2.2).

(2.3)

где h_у=15 м – высота рабочего уступа,

_у=75 - угол откоса рабочего уступа.

.
Угол наклона рабочего борта карьера в висячем боку месторождения _рв изображен на (рис. 2.2) определяется по формуле:

(2.4)

.
3. Фронт горных работ карьера
Фронтом работ уступа называют часть уступа по длине, подготовленную для производства горных работ. Подготовленность фронта работ уступа заключается в создании на нем рабочей площадки с подводом транспортных и энергетических коммуникаций.

Фронт горных работ карьера складывается из длины фронта горных работ по вскрыше и по добыче, которые определяем непосредственно по плану горных работ карьера на максимальную производительность (рис. 2.3) и сводим в табл. 2.1.

Таблица 2.3

Длина фронта горных работ карьера

№ п/п.	Отметки горизонтов, м	Длина фронта горных работ, м				Кол-во экскаваторов на уступе
		по вскрыше		по руде	по горной массе
		наносы	скальные
1	11-22	1960	-	-	1960	1
2	22-37	-	1840	-	1840	1
3	37-52	-	1750	450	2200	2
4	52-67	-	1200	450	1650	2
5	67-82	-	610	450	1060	2
Всего		1960	5400	1350	8710	8

4. Экскаваторный блок и его основные параметры
Для ведения горных работ на уступе последние обычно делятся на панели или заходки. На каждом уступе могут отрабатываться одновременно одна или несколько панелей или заходок. Часть панели разрабатываемая одной выемочной машиной, называется блоком панели или экскаваторным блоком. В то же время экскаваторный блок делится на рабочие блоки, в пределах которых может выполнятся один технологический процесс, например: бурение, взрывание, погрузка горной массы.


Рис. 2.2. Поперечный контур карьера на конец отработки (1), на максимальную производительность (2)

и на конец сдачи в эксплуатацию (3)



Рис. 2.3. План горных работ карьера на максимальную производительность

Основные параметры экскаваторного блока:

1. 
   высота блоков равна высоте уступов 11 и 15 м;
   
2. 
   ширина блока панели 27 м и ширина заходки 14 м в целике (наносы) и развале;
   
3. 
   длина экскаваторного блока определяется по минимуму и максимуму.
   

Минимальная длина рабочего блока определяется по условию обеспечения экскаватора взорванной горной массой

(2.5)

где N=17 – продолжительность бесперебойной работы экскаватора, сут;

Q_э(сут)=5530 – суточная производительность экскаватора, м³;

Ш_п=27 – ширина панели (взрывного блока), м;

H_у=15 – высота уступа, м.
м.
Максимальная длина блока L_эб() определяется из планово-необходимой скорости углубления работ с принятой шириной рабочих площадок:

(2.6)

где n_э(р)=7 - количество рабочих экскаваторов на скальной вскрыше и руде;

Q_эг=1,29610⁶ – годовая производительность экскаватора, м³/год;

n_у(р)=4 – число рабочих уступов на скальной вскрыше и руде;

V_у(нбх)=27 – планово-необходимая скорость понижения горных работ (углубки), м/год;

H_у(р)=15 – высота рабочих уступов, м;

_р=11,6 – угол откоса рабочего борта карьера при Ш_рп=69 м, град.
м.


5. Параметры рабочей зоны
Рабочая зона карьера – это зона или пространство, в котором ведутся горные работы. Основными её параметрами являются высота, ширина и длина, которые можно определить аналитически и графически по плану горных работ карьера (рис. 2.2) и его разрезу (рис. 2.3).

Высота рабочей зоны составляет 72 м по висячему боку залежи и 45 м по лежачему боку. Ширина рабочей зоны 530 м, в том числе 200 м по руде, а длина её 930 м.
6. Расчет и взаимоувязка параметров и показателей

углубочной, кольцевой, центральной систем разработки
Определяем необходимое число рабочих экскаваторов:

• 
  на добычных работах
  

(2.7)

где Q_к(и)=1,710⁶ – годовая производительность карьера по руде, м³/год;
;

• 
  на вскрышных работах
  

(2.8)

где Q_к(в)=7,710⁶ – годовая производительность карьера по вскрыше, м³/год;
.
Необходимая скорость углубления горных работ по руде, м/год

(2.9)

где S_(и)=63000 – горизонтальная площадь рудного тела, м²;
м/год.
Расстановка экскаваторов по уступам и длина фронта на них приведены в табл. 2.3.

Первым условием оптимального развития горных работ в карьере является опережение или равенство продвижения фронта работ по вскрыше и добыче. При этом фактические скорости подвигания вскрышного V_{ф(в)(факт)} и добычного V_{ф(и)(факт)} фронтов работ определяются по формуле:

(2.10)

где n_э(в), n_э(и) – соответственно число рабочих экскаваторов на вскрышных и добычных работах;

Q_э(в), Q_э(и) – годовая производительность экскаваторов на вскрышных и добычных работах, м³/год;

n_у(в), n_у(и) – количество рабочих уступов на вскрыше и добыче;

h_у(в), h_у(и) – высота уступов на вскрыше и добыче, м;

L_ф(в), L_ф(и) – длина фронта горных работ вскрышного и добычного уступов, м.

Фактическая скорость подвигания фронта горных работ составит:

• 
  по наносам
  

м/год;

• 
  по скальной вскрыше