погр. Е.В. Курехин Технологические процессы открытых горных работ. Практикум по дисциплине Основы горного дела для бакалавров по направлению 5311600 Горное дело
 Скачать 0.57 Mb.
|
Практическое занятие № 2Темазанятия: “Определение главных параметров карьера”. Цель занятия: научить студентов определять главные параметры карьера, производственную мощность и срок службы карьера. Для определения главных параметров карьера студент должен знать, что такое коэффициент вскрыши и какие виды коэффициентов вскрыши бывают. Подробнее с этим можно ознакомиться в учебной литературе и на лекциях. Общие сведенияПри определении главных параметров (в учебных целях) следует исходить из того, что все размеры, характеризующие поперечное сече- ние карьера, постоянны на всем простирании залежи и рассматривают- ся на примере одного профиля (рис. 2.1-2.2). Величина углов откосов бортов карьера в конечных контурах за- висит от физико-механических свойств, слагающих борта пород, усло- вий их залегания и обводненности, глубины карьера и изменяется в диапазоне от 35 до 45 градусов. Углы откосов рабочих бортов в основном определяются техноло- гическими факторами: шириной рабочей площадки и высотой уступа, а величина их может изменяться в диапазоне от 10 до 20-25 градусов. Годовой темп углубки карьера также задается индивидуально в пределах от 10 до 30 м/год.  -h1-h2 -h3 -h4 -h 5 -h6 -h7 -h8 -h9 -h10 Рис. 2.1. Параметры карьера в поперечном сечении  -h1-h2 -h3 -h4 -h5 -h6 -h7 -h8 -h9 -h10 Рис. 2.2. Параметры карьера по его простиранию Расчет конечной глубины карьераВ учебных целях расчет конечной (проектной) глубины карьера рассматривается на примере крутопадающей залежи с использованием аналитического метода. При разработке наклонных и крутых залежей все главные пара- метры карьера, масштабы горных работ и их технология (способ вскрытия и система разработки) определяются конечной глубиной карьера. При определении конечной глубины используется принцип, основанный на сопоставлении текущего (КТ) и граничного (КГР) коэф- фициентов вскрыши. Сущность этого принципа заключается в сле- дующем. Увеличение глубины карьера, разрабатывающего крутую за- лежь, вызывает постоянное возрастание текущего коэффициента вскрыши. При достижении некоторой промежуточной глубины НКП значение текущего коэффициента вскрыши станет равным граничному, т.е. КТ = КГР. Дальнейшее увеличение глубины картера при обеспече- нии экономической целесообразности открытых горных работ возмож- но только без дальнейшего увеличения текущего коэффициента вскрыши, что достигается при производстве горных работ без расши- рения контуров карьера на поверхности. Горные работы на верхних ус- тупах по мере углубки карьера последовательно (сверху вниз) прекра- щаются, угол откоса рабочего борта Р постепенно увеличивается и при конечной глубине карьера НК достигает значения угла погашения, который соответствует глубине карьера. Решение задачи по определению конечной глубины карьера при разработке наклонных и крутых залежей заключается в следующем. Определяют необходимую прибыль для работы карьера (р./т): П (Ц С У ) К Р , (2.1) где Ц – цена 1 т полезного ископаемого в условиях рынка, р./т; СУ – се- бестоимость добычи угля с учетом вскрыши, р./т; КР – коэффициент развития предприятия (от 0 до 30 %), средний КР = 0,15. Используя стоимостные показатели из индивидуального задания студента, определяют граничный коэффициент вскрыши по формуле (м3/т): К Ц - П - С0 , (2.2) С ГР В где П – необходимая прибыль для работы карьера в режиме самофи- нансирования, р./т; С0 – себестоимость добычи 1 т полезного иско- паемого открытым способом, р./т; СВ – себестоимость разработки 1 м3 вскрыши, р./м3. В настоящих экономических условиях граничный коэффициент вскрыши для угольных месторождений составляет КГР = 4,5-7,5 м3/т в зависимости от конкретных горно-геологических условий месторожде- ния. Горизонтальную мощность полезного ископаемого определяют по формуле (м): mГ М SIN α П.И , (2.3) где М – нормальная мощность залежи, м; П.И – угол падения залежи, град. Далее определяют ширину дна карьера Вd, которая не должна быть менее 30 м. Поэтому необходимо сравнить ограничивающий параметр с горизонтальной мощностью залежи, т.е: mГ Bd 30. (2.4) В случае, если величина mГ 30 м, то ширину дна карьера принимают равной горизонтальной мощности Вd = mГ. Для наклонных и крутых залежей конечную глубину (м) карьера определяют по формуле проф. Б.П. Боголюбова: НК 0,5 К ИЗ m Г К ГР tgВ , (2.5) КИЗ – коэффициент извлечения полезного ископаемого, КИЗ = 0,95-0,97; В – угол наклона нерабочего борта (угол погашения борта) с висячей стороны пласта, град. Угол погашения борта с лежачей стороны пласта при выполнении практической работы определяется геометрическим построением (см. ниже). На горизонте h4 граничный коэффициент вскрыши должен быть равен текущему КТ. Глубина Н’К соответствует первому этапу разработки карьера. Определяют специальным горно-геометрическим анализом. Графическое построение поперечного сечения карьера производится в следующем порядке (рис. 2.1). От поверхности откладывают значение глубины карьера НК и проводят линию горизонта (гор. –h10 на рис. 2.1). От этой линии вверх проводят линии вышележащих горизонтов. Горизонты располагаются на расстоянии, равном высоте уступов (табл. 2.1). Таблица 2.1 Высота уступа для мехлопат
Верхний горизонт может быть неполный по высоте и в лабораторной работе принимается как уступ по рыхлым отложениям (высота рыхлых отложений h0 на гор. –h1 на рис. 2.1). На горизонте конечной глубины карьера (гор. – h10 на рис. 2.1) от линии почвы пласта откладывают значение ширины дна траншеи Вd (линия АВ на рис. 2.1). От т. А под углом наклона нерабочего борта с висячей стороны пласта В проводят прямую АС до пересечения с дневной поверхностью в точке С. Затем находят горизонт, на котором КГР=КТ. Для этого отстраивается положение дна карьера на любом горизонте путем проведения из т. А луча АК в направлении к поверхности и параллельно кровле пласта. Далее из т. С дневной поверхности под углом рабочего борта Р к горизонту проводят прямую до пересечения в т. Е с лучом АК, что определяет положение горизонта (гор. – h4), на котором КГР=КТ. Из точки F под углом рабочего борта Н проводят прямую до пересечения с дневной поверхностью в точке D. Соединяя точку D с точкой В, получают борт погашения со стороны почвы пласта. Измеряется угол борта - Л. Периметр дна карьера (м): Р 2 Ld Bd . (2.6) где Ld – длина карьера по дну, м. Площадь подошвы карьера (м2): SП Ld Bd . (2.7) Объем горной массы в контурах карьера определяют по формуле(м3): VГМ SП Н 1 Р Н2 ctg 1 (γ γ ) 1 π Н3 сtg2 1 (γ К В Л γЛ ) . (2.8) В 2 К 2 3 К 2 Далее определяют объем геологических запасов полезного d К ископаемого в принятых границах (м3): VП.И mГ L H h0 , (2.9) где VП.И – объем геологических запасов полезного ископаемого, м3; h0 – мощность рыхлых отложений (наносов), м. Промышленные запасы полезного ископаемого составляют (т): VП.З VП.И ρП.И К ИЗ , (2.10) где VП.З – величина промышленных запасов полезного ископаемого, т; П.И – плотность полезного ископаемого, т/м3 (уголь П.И = 1,35); КИЗ – коэффициент извлечения полезного ископаемого (КИЗ=0,92-0,96). Объем вскрышных пород в конечных контурах карьера равен (м3): VВ VГМ VП.И . (2.11) Средний промышленный коэффициент вскрыши составит (м3/т): К VВ . (2.12) V СР П.З Геометрические параметры верхних контуров карьера определяют следующим образом: ширина карьера по верху (м) ВK Вd HК ctgγВ ctgγЛ , (2.13) длина карьера по верху (м) LК Ld 2H К ctgγT , (2.14) где Т – угол откоса бортов карьера в торцах, град (в учебных целях принимают Т = 40 град). |