Разработка железорудного месторождения

ВВедение

 

Целью курсового проекта по дисциплине «Основы горного дела» являются закрепление и углубление теоретических  знаний и приобретение практических навыков по их использованию при  проектировании разработки рудного  месторождения.

Основные  проектные решения должны согласовываться студентом с преподавателем в ходе выполнения курсового проекта.

Курсовой  проект содержит следующие разделы: подсчет запасов руды в шахтном  поле, режим работы, мощность и срок службы шахты, подготовка шахтного поля, вскрытие шахтного поля, система разработки, технология и организация очистных работ, объём горных работ на момент сдачи шахты в эксплуатацию, капитальные затраты на горные работы при строительстве шахты. В заключение курсового проекта приводится сводная таблица принятых проектных решений и технико-экономических показателей проекта.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Подсчет запасов руды в шахтном  поле

 

Балансовые запасы шахтного поля определяются по формуле:

,                                                                             

где z_б – балансовые запасы, т;

       S – размер шахтного поля по простиранию, м;

      H – размер шахтного поля по падению, м;

      m – мощность рудного тела, м;

      g - объёмная масса руды, т/м³;

      H_Р – разведанная глубина залежи, м;

      H₀ – глубина залегания верхней части залежи, м;

           

Промышленные  запасы, подлежащие отработке подземным  способом, определяются путем исключения из балансовых запасов проектных потерь, включающих:

а) общешахтные  потери запасов в целиках под  охраняемыми зданиями, сооружениями и т.п. Построение охранного целика производится на рис.1 с учётом углов  сдвижения пород, данных в задании  на курсовой проект.

б) Эксплуатационные потери, состоящие из нормативных  потерь руды в связи с намечаемой системой разработки:

,                                                    (1.2)

где z_пр – промышленные запасы шахтного поля, т;

       z_б – балансовые запасы, т;

       z_откр – балансовые запасы месторождения отрабатываемые открытым способом, т;

        z_ц – потери руды в барьерных охранных целиках, т;

        k_изв – коэффициент извлечения руды, зависящий от применяемой системы

                  разработки;

        k_изв^ц – коэффициент извлечения руды из барьерных и охранных целиков, т;

        r – коэффициент разубоживания руды, зависящий от применяемой системы

              разработки (0,05);

         r^/ – коэффициент разубоживания руды, зависящий от применяемой системы

              разработки целика(0,15);

2. режим работы, мощность  и срок службы шахты

 

Режим работы шахты и рабочих принимаем  следующий:

• количество рабочих дней в году                             – 305;
• количество рабочих смен в сутки                                –3;
• количество рабочих смен по выдачи руды в сутки  –  2;

Продолжительность рабочей недели трудящихся следует  принимать:

• на подземных работах                                                                  - 36ч;
• на поверхности (кроме горячих и вредных цехов)                    - 41ч;
• число рабочих дней в неделю для всех категорий трудящихся  – 5;
• продолжительность рабочей смены для подземных рабочих      - 7ч.

Годовая производительность рудника по интенсивности отработки месторождения А (лет) определяется по формуле:

,   (2.1)

где А – годовая производительность рудника, т/год;

      V – годовое понижение горных работ, м/год;

      S_Г – горизонтальная площадь рудной залежи в шахтном поле, м²;

      g_Р - плотность руды, т/м³;

      k_изв – коэффициент эксплуатационных потерь, доли ед.;

      k₁, k₂    – поправочные коэффициенты на угол падения и мощность рудного тела.

Горизонтальная  площадь рудной залежи определяется по формуле:

                                                              (2.2)

При использовании величины среднегодового понижения работ V по данным практики коэффициенты k₁ и k₂ не учитываются.

Значение  среднегодового понижения работ  по данным практики выбираем на основании  таблицы 2.1

   Таблица 2.1.

Годовое понижение горных работ в зависимости  от горизонтальной площади рудного  тела

Длина рудного тела по простиранию, м	Годовое понижение горных работ, м/год при числе одновременно разрабатываемых этажей
	1	2	3
До 500	15 –  25	25 –  35	30 –  50
500 –  1000	15 – 25	20 –  30	25 –  35
1000 –  1500	12 –  18	15 –  20	-
Более 1500	10 –  15	12 –  18	-

Примечание: при разработке колчеданных месторождений, требующих в целях предупреждения возникновения эндогенных пожаров проведения профилактических мероприятий, к указанной величине годового понижения работ вводится поправочный коэффициент 0,85 – 0,90.

  Проектная мощность рудника принимается окончательно равной: .

Определяем  расчётный срок службы рудника по формуле

.       (2.3)

Таблица 2.2

Экономически  целесообразный срок существования  рудника

Годовая производительность рудника, тыс.тонн	Экономически целесообразный срок существования рудника (t), лет
	Малая глубина и легкие условия вскрытия и разработки	Большая глубина и трудные условия вскрытия и разработки
50 –  100	От 3 – 4 до 8 – 10	От 4 – 5 до 13 – 15
100 –  200	От 4 – 5 до 10 – 12	От 5 – 6 до 15 – 18
200 –  500	От 5 – 6 до 12 – 15	От 6 – 8 до 20
500 –  1000	От 8 – 10 до 15 – 18	От 10 – 12 до 25
1000 и  более	От 12 – 15 до 20 – 35	От 15 до 30 и более

 

Полный  срок службы шахты определяется по формуле

,                                          (2.4)

где t_р, t_з – соответственно время развития добычи (2 года) и затухания добычи (2 года).

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. подготовка шахтного  поля

Этот  раздел выполняется в следующей  последовательности:

а) выбираем способ подготовки шахтного поля в  зависимости от горно-геологических  условий залегания рудного тела.

Этажный способ имеет наибольшее распространение  и применяется при разработке наклонных и крутопадающих, а  также горизонтальных и пологих месторождений, когда вертикальная высота рудного тела значительно превышает высоту этажа.

Для данных условий принимаем этажную  подготовку шахтного поля.

б) выбираем способ подготовки основного откаточного  горизонта в зависимости от мощности рудного тела, угла его падения, физико-механических свойств руды и вмещающих пород, порядка очистной выемки в этаже, способа доставки и погрузки руды в блоке, способа транспортирования руды на откаточном горизонте.

Различаются рудная и полевая подготовка рудных тел. Рудная подготовка применяется при разработке месторождений, представленных тонкими и весьма тонкими жилами.

Полевая применяется для подготовки рудных тел мощных и средней мощности.

Для данных условий принимаем рудную подготовку рудного пласта.

От  главного квершлага проводится рудный этажный откаточный штрек.

 На верхней границе этажа сооружается этажный вентиляционный штрек, который сбивается с этажным откаточным штреком блоковыми восстающими, проводимыми на расстоянии друг от друга равном размеру блока по простиранию (т.е. 20м).

в) выбираем схему расположения восстающих в  очистном блоке 

Для данных условий принимаем центральное  расположение восстающего.

 г) в зависимости от принятой системы разработки определяем вертикальную высоту этажа h_э (м).

Значение вертикальной высоты этажа определяем по таблице 2.5.1 методического пособия «Подземная разработка рудных месторождений».

Для потолкоуступной системы разработки с закладкой принимаем высоту этажа равной 60м.

Число этажей n_э в шахтном поле определяется по формуле

      (3.1)

После округления полученного числа этажей до целого числа (7) производим корректировку  вертикальной высоту этажа по формуле:

      (3.2)

Определяем  балансовые запасы этажа

      (3.3)

Срок  отработки этажа тогда составит

.      (3.4)

Исходя  из срока отработки этажа и  продолжительности строительства  нового концентрационного горизонта (3…5 лет), определяется количество этажей, обслуживаемых одним концентрационным горизонтом и число концентрационных горизонтов в шахтном поле. Рекомендуемое число этажей между концентрационными горизонтами приведено в таблице 3.1

Таблица 3.1

Рекомендуемое число этажей между концентрационными горизонтами

Балансовые  запасы этажа, млн.т.	2	4	6	8	10
Число этажей между главными горизонтами	7 –  10	5 –  8	4 –  6	3 –  5	2 –  4

Для данных условий принимаем четыре этажа на один концентрационный горизонт, т.е. количество концентрационных горизонтов на шахтное поле равно 2.

Число блоков в этаже определяется по формуле:

,       (3.5)

где S_б – размер блока по простиранию, м.

      Общее число блоков N_б в шахтном поле составит

.       (3.6)

Балансовые  запасы руды в блоке z_{б_бл} (т) определяется по формуле

     (3.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. вскрытие шахтного  поля

 

При разработке крутых рудных тел применяют  так называемое вскрытие этажей с  концентрационными горизонтами,  при котором на два-четыре этажа сооружают один основной, концентрационный горизонт и один - три промежуточных.

На  концентрационном горизонте проводят все необходимые выработки основной квершлаг, околоствольный двор с камерами и дробильной установкой. На промежуточных горизонтах проводят только вспомогательные квершлаги, которые используют для подачи воздуха для проветривания выработок, доставки людей и материалов.

 Руда по квершлагам промежуточного горизонта не транспортируется совсем или же доставляется только до капитального рудоспуска, проведённого на концентрационный горизонт в районе рудного тела.

Преимуществом схемы вскрытия с концентрационными  горизонтами является сокращение объёма горно-капитальных работ за счёт уменьшения числа дробильных установок, приемных бункеров скипового подъёма, водоотливных установок которые сооружают только на основном горизонте. На промежуточном горизонте сооружают простой околоствольный двор небольшого объёма, а промежуточный квершлаг имеет однопутное сечение. Рассматриваемая схема вскрытия позволяет своевременно обеспечивает шахту необходимым резервом вскрытых и подготовленных запасов даже при ограниченных размерах шахтного поля по простиранию, улучшить работу подземного транспорта благодаря наличию ёмких бункеров, увеличить концентрацию горных работ, что обеспечивает дополнительную экономию на вспомогательных работах.

Согласно /4/ число этажей между концентрационными  горизонтами должно приниматься  с учетом продолжительности строительства  нового горизонта (3-5лет). В данном случае шахтное поле делится на 7 этажей вертикальной высотой 61,4 м каждый, количество концентрационных горизонтов принимаем равным 2 (см.в пред.разделе). Руда с промежуточных горизонтов на концентрационный спускается по рудоспуску.

При такой схеме вскрытия главный ствол должен быть проведен до нижней границы четвертого этажа (до глубины 375м), где сооружается околоствольный двор, имеющий все необходимые для выдачи руды  выработки и камеры, а также дробильную установку. Остальные же горизонты оборудуется лишь квершлагами, служащими целям вентиляции и транспортировки грузов и людей.