ПР 82. Практическая работа 82 Расчет основных параметров карьера

• Название: Практическая работа 82 Расчет основных параметров карьера
• Дата: 16.03.2022
• Размер: 32.28 Kb.
• Имя файла: ПР 82.docx
• Тип: Практическая работа; #399708

Практическая работа № 82

Расчет основных параметров карьера.
Цель: изучение принцип определения главных параметров карьера и расчета производственной мощности и срока службы.
Краткие теоретические сведения. К главным параметрам карьерного поля в поперечном профиле горных работ относятся (рис. 1 а, б):

- конечная глубина карьера (Нк);

- ширина карьера по поверхности (Вк) и по дну (Вд);

- углы откоса бортов карьера: с висячей стороны залежи (γв) и с лежачей (γл).

Главным параметром карьерного поля является его глубина, определяющая общие объемы вскрыши и угля в карьерном поле, а так же их текущие значения. Они во многом определяются углом залегания отрабатываемых пластов. В зависимости от угла падения угольного пласта (α) формируются особенности определения главных параметров карьерного поля.

При разработке пологих и наклонных залежей горные работы производятся только со стороны висячего бока залежи, а на крутонаклонных и крутых залежах горные работы ведутся как со стороны висячего, так и со стороны лежачего бока залежи (рис. 1 а, б).

Углы откосов нерабочих бортов определяются свойствами вмещающих и покрывающих пород, и могут быть в пределах от 30 до 45. Длина карьера по поверхности (Lк) определяется природными, техническими и технологическими факторами. Она устанавливается исходя из конкретных условий. Ширина карьера по верху (Вк) зависит от глубины карьера и угла падения залежи.

Длина дна карьера (Lд), определяется длиной карьера по поверхности и углом откоса в торце карьерного поля.

Минимальная ширина дна карьера (Вд) определяется условием разворота автотранспорта и должна быть не менее 30 метров.

Определение конечной глубины карьера

Отношение объема вскрышных пород к объему (массе) полезного ископаемого называется коэффициентом вскрыши.

Текущие объемы вскрыши и добычи это объемы, выполняемые в течение определенного промежутка времени (обычно за год).

Отношение объема вскрыши к объему добычи (в тоннах) выполняемые за один и тот же промежуток времени называется текущим коэффициентом вскрыши – Кт, м³/т.

Граничный коэффициент вскрыши (Кгр, м³/т) является экономическим показателем и определяет объем вскрышных пород на единицу объема полезного ископаемого, который допустимо перемещать из массива в отвалы по условиям рентабельности открытой разработки.

Согласно существующим теоретическим положениям конечная глубина карьерного поля имеет место при равенстве текущего и граничного коэффициента вскрыши, т.е. Кт = Кгр.

В учебных целях при определении главных параметров карьера можно исходить из того, что все размеры, характеризующие поперечное сечение карьерного поля постоянны на всем простирании залежи и рассматриваются на примере одного профиля. Значение граничного коэффициента вскрыши по данным проектной практике равно Кгр = 10 м 3 /т.

Пример определения главных параметров карьерного поля

Расчетные схемы для определения глубины карьерного поля показано на рисунках 2 и 3. Рассмотрим нахождение границ карьера на примере наклонной и крутой залежей графоаналитическим методом (по акад. В. В. Ржевскому).

Графоаналитический метод расчета текущего коэффициента вскрыши включает деление профиля залежи горизонтальными линиями слоями, которым по мере углубления горных работ по падению пласта (ниже наносов) присваиваются название и номер слоя − горизонт 1, горизонт 2, горизонт 3 и т.д. В учебных целях за нулевой горизонт принимается выход пласта под наносы − горизонт 0 и от него через равные расстояния откладываются горизонты равные высоте уступа (Ну = 10−20м).

При анализе наклонной залежи из точек пересечения горизонтальных линий с пластом со стороны висячего бока (0', 1', 2', 3') проводим линии под углом рабочего борта карьера (γрб = 18−22º) до пересечения с поверхностью в точках 0,1,2,3 (рис. 2). Между полученными контурами 0-0'-1'-1, 1-1'-2'-2 и определяем значения площадей вскрыши, а между контурами 0'-1'-1"-0" (рис. 2, 3) устанавливаем значения запасов полезного ископаемого.

Результаты расчетов сводим в таблицу 1, куда заносим значения текущих коэффициентов вскрыши. Далее находим горизонт, на котором будет равенство текущего (Кт) и граничного коэффициентов вскрыши (Кгр). При перерасчете площадей вскрышной породы и запасов полезного ископаемого на их объемные значения учитывается протяженность фронта работ длиной 1метр (удельные объемы).

Вертикальное расстояние между горизонтом 5 и поверхностью является глубиной карьерного поля.

Предполагаем, что равенство текущего и граничного коэффициентов вскрыши достигнуто на горизонте 3. Тогда с висячего бока залежи на поверхности фиксируется точка 3- максимального разноса борта. Из этой точки под углом погашения γв проводим наклонную линию до пересечения с кровлей пласта (точка 5). Соединив ее с точкой 5" (дно карьерного поля Вд) и соединим ее с точкой 3" на поверхности. Получаем борт погашения с лежачего бока залежи и измеряем угол γл.

Длины горизонтов (Lг) определяется из выражения

Lг = Lк – 2 · Нi · ctgγт (1)

где: Нi – глубина рассматриваемого горизонта, м;

Lк – длина карьерного поля, м

Угол откоса бортов карьера в торце карьера (γт) определится свойствами вмещающих пород и в расчетах можно принимать значение 40−45º.

Объем горной массы в контурах карьера определяют по формуле, м³

Vгм = ∑Vв + ∑Vπ (2)

Промышленные запасы полезного ископаемого составляют, т

Qп = ∑Qπ · ρ · Киз (3)

где: Киз – коэффициент извлечения полезного ископаемого (Киз=0,92−0,96).

В учебных целях производственную мощность А можно определять по формуле, тыс. т/год,

А = ∑Qπ / Т (4)

где: Т − продолжительность работы карьера с учетом освоения производственной мощности и затухания горных работ, лет:

Т = Та + Тосв + Тзат (5)

где: Та – срок амортизации основных зданий, сооружений или основного горнотранспортного оборудования (табл. 1), лет;

Тосв – срок освоения производственной мощности, лет;

Тзат – период затухания горных работ, лет (Тосв = Тзат = 1−2года).

Таблица 1 – Ориентировочные значения производственной мощности разрезов по добыче полезного ископаемого и сроки их службы

Разрезы	Промышленные запасы Z, млн. т	Производственная мощность по добыче ископаемого, млн. т/год	Срок амортизации основных зданий, сооружений или основного горнотранспортного оборудования, лет
Крупные, с большими запасами ископаемого	250-500	10-12	25-50
Средние, с ограниченными запасами ископаемого	75-150	3-5	25-40
Малые, с небольшими запасами ископаемого	10-20 до 5-10	1-2 0,1-0,8	10-20 8-10

Для последующих расчетов используют следующие годовые объемы:

 полезного ископаемого, м³/год

Vп.год = A / ρ (6)

 вскрышных пород, м³/год

Kт.ср  A  Vв.год (7)

 горной массы, м³/год

Vгм.год  Vв.год  Vп.год (8)

 вскрышных пород, подлежащих бурению (м³/год)

Vб.год = Vв.год (9)


Пример расчет основных параметров карьера.

1.1 Определение горизонтальной мощности залежи

m _{г= =} м.

где: m – мощность залежи полезного ископаемого, м.

– угол падения залежи, градус (по заданию)

2. 
   Определение периметра дна карьера
   

Р_д = (L_д + B_д ) 2= (1850+40) 2 =3780 м.

где: L_д – длина залежи по простиранию, м

B_д – ширина дна карьера в зависимости от применяемой техники, м (В_д=

1.3 Определение площади дна карьера

S_д = L_д B_д =1850 м².

1.4 Определение глубины карьера

Н_к =

где: К_гр- граничный коэффициент вскрыши, м³/м³ (по заданию)

m_г – горизонтальная мощность залежи, м.

B_д – ширина дна карьера в зависимости от применяемой техники, м (В_д=

_к – угол откоса борта карьера, град. Определяется по таблице Гипроруды:

f - коэффициент крепости породы	к - угол откоса борта карьера, град
15 – 20	53
8 – 14	45 53
3 – 7	39 45
1 – 2	26 39
0,6 – 0,8	20 28

1.5 Определение объёма горной массы в контурах карьера

V_гм = (S_д Н_к) + ( 0,5 Р_д Н²_к ctg м³

где: S_д – площадь дна карьера, м²

Н_к – глубина карьера, м

Р_д – периметр дна карьера, м

_к – угол откоса борта карьера, град.

1.6 Определение объема полезного ископаемого, извлекаемого из карьера в конечных контурах

V_п.и.={ ( m_г · Н_к ) – [ L_д.={ ( 70 · 197 ) – [ 1850= 25 , м.³

где: m_г – горизонтальная мощность залежи, м

Н_к – глубина карьера, м

В_д – ширина дна карьера, м

- угол откоса карьера, град

L_д – длина залежи по простиранию м (по заданию)

1.7 Объем вскрыши

V_в = V_г.м. – V_п.и = , м³

1.8 Средний коэффициент вскрыши

Кср_в= =

1.9 Определение размеров карьера на дневной поверхности

площадь:

S_к = S_д + ( Р_д Н_к ct ) = + ( ) = 940520,3, м² где:

длина:

L_к = L_д + ( 2Н_к = 1850 + ( 2 , м

ширина:

В_к = В_д + ( 2Н_к
Ход работы:

1. Внимательно ознакомьтесь с краткими теоретическими сведениями.

2. Выполнить практические задания

3. Ответьте на контрольные вопросы.
Практические задания:

1. Изучить и внести в отчет принцип определения главных параметров карьерного поля и расчета производственной мощности и срока службы разреза, (таблицы, рисунки обязательны).

2. Изучить и внести в отчет ПРИМЕР проведения расчета основных параметров карьера.

Контрольные вопросы:

1. Какая технологическая схема используется для разработки сухих песчано-гравийных месторождений?

2. Какие процессы включают в себя системы открытой разработки месторождений?