Технология и комплексная механизация открытых горных работ

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального учреждения «Кузбасский государственный технический университет»   Кафедра открытой разработки месторождений полезных ископаемых             Курсовой проект по дисциплине: «Технология и комплексная механизация открытых горных работ»                                                                                      Выполнил: студент группы                                                     ГОт-92                                         Ступин П.В.                                                            Проверил:  Мартьянов В.Л.               Прокопьевск 2011 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ

 

ЗАПИСКА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

1.Геологическая и горнотехническая характеристика месторождения-------------------------------------------------------------------------------------------     стр.3

2.Основные параметры  карьера------------------------------------------     стр.4

2.1. Границы карьерного поля.-----------------------------------------------     стр.5

2.2.  Расчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрыши в границах карьерного поля.-----------------------------------------------------------------    стр.6

3. График режима и календарный график горных работ.----------   стр.9

4.Горно-строительные работы для сдачи карьера в  эксплуатацию.----------------------------------------------------------------------------------------------     стр.10

4.1.Организация проходческих работ.--------------------------------------    стр.13

5.Обонование системы разработки и структуры комплексной механизации.--------------------------------------------------------------------     стр.15

5.1. Общее положение .---------------------------------------------------------    стр.17

5.2.Расчет параметров БВР.----------------------------------------------------    стр.21

5.3.Расчет параметров экскавации.--------------------------------------------   стр 28

5.4. Расчет транспорта.-----------------------------------------------------------   стр.33

5.5. Отвалообразование.---------------------------------------------------------    стр.35

6.Вскрытие рабочих горизонтов  в период эксплуатации.------------   стр. 37

6. 1 Объемы и параметры вскрывающих выработок.-----------------------  стр.39

7.Список используемой литературы.---------------------------------------    стр.40 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ (МИЛИМЕТРОВКИ)       

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Геологические и горнотехнические характеристики месторождения

 

Рассматриваемое месторождение по условиям залегания относится к крутопадающим залежам.

          рельеф поверхности – равнины;

   Граничный коэффициент вскрыши (Кгр) равен  10 м3/т.

  Для расчетов принимается геологический профиль месторождения с соответствующими варианту задания данными:

- мощность рыхлых отложений, hо=10 м;

- угол падения пласта, =25 град;

- нормальная мощность пласта, m=25 м;

- крепость коренных пород – 70 МПа;

- плотность пород – 2,5 т/м3;

- плотность полезного ископаемого – 1,35 т/м3;

          -  крепость  угля  = 15 МПа

- длина карьера – 3100 м.

          - угол  откоса борта на момент погашения  горных работ – 45 град;

          - угол  откоса уступа – 70 град;

          - угол  откоса рабочего борта – 20 град;

          - потери  полезного ископаемого – 5 %

          - расстояние транспортирования: 5000 м – уголь

                                                                     2000 м – порода;

           - горно  транспортное оборудование: ЭКГ + автосамосвалы;

Коренные породы с коэффициентом крепости 10 (по шкале

проф. М.М. Протодъяконова) нуждаются в предварительном рыхлении.

 

 

 

 

 

 

                      2. Основные параметры карьера

 

К основным параметрам карьера относятся:

 

1. Длина карьера Lк.               =3100м

 

2. Ширина карьера Вк.             =?м

 

3. Длина карьера по дну Lд.   = 56м

 

4. Ширина дна карьера Вд     .= 30м

 

5. Глубина карьера Нк.           =190м

 

 

2.1. Границы карьерного поля

 

Основные параметры карьера ограничивают массив месторождения, который включает определенный объем вскрыши и запасы полезного ископаемого.

    Соотношение этих объемов вскрыши и запасов полезного ископаемого в конечном приращении на нижнем из горизонтов не должно быть больше граничного коэффициента вскрыши или примерно равно ему.

В соответствии с исходными данными, граничный коэффициент равен

Кгр =10м3/т, длина карьера Lк = 3100 м, ширина дна карьера Вд = 30м.

 

 

                2.1.1. Определение границ карьерного поля

 

• По  контурному коэффициенту.

Используется графо-аналитический метод расчета контурного коэффициента вскрыши (под углом нерабочего борта в 45о). Высота уступа принимается равной h1=h2=hi=20м.

     Объемы вскрыши и запасы полезного ископаемого рассчитываются на единицу длины (1 м) карьерного поля, т.е. как площади, соответственно, трапеций и параллелограммов (см. приложение №1).

    Глубина карьера составит Нк = 190 м, а ширина карьера по верху Вк = ? м в соответствии с графическими построениями. Ширина дна карьера Вд = 30м.

   

2.2. Расчет запасов полезного  ископаемого и

объемов вскрыши в границах карьера.

•     В установленных границах карьера необходимо определить, какое количество запасов полезного ископаемого заключено в этих границах и какие объемы вскрыши необходимо удалить из карьера, чтобы добыть эти запасы Графоаналитический метод расчета объемов под углом откоса рабочего борта приведен в приложении  №2.

 

2.3. Обоснование производственной  мощности и срока службы карьера

 

      Величина промышленных запасов карьера в конечных его контурах является основой для установления производственной мощности предприятия – количества полезного ископаемого, которое будет добываться ежегодно в процессе эксплуатации карьера (Агод):

                где Тэ – срок эксплуатации карьера, год.

В соответствии с нормами технологического проектирования по промышленным запасам в 38294429 млн.т,  карьер относится к средним и рекомендуемые сроки амортизации основных зданий и сооружений, оборудования карьера составляют Та = 19,1 лет, а производственная мощность карьера по полезному ископаемому должна находиться в пределах 2 млн.т в год.

А год = 2000000т

Для карьеров с такой производственной мощностью сроки для ее освоения (То) и для погашения или затухания горных работ (Тз) нормами проектирования предусматриваются по 1 году.

Тогда полный срок эксплуатации карьера составит Тэ = То + Та + Тз = 1 + 19,1 + 1 = 21,1 лет.

Отсюда годовая производительность карьера по вскрыше составит

Vг = Vпрв / Тэ (см. приложение 3).

Vг=118651960/21,1=5623316

А среднегодовой коэффициент вскрыши Кг = Vг / Аг (см. также приложение 3).

Кг =5623316/2=2,8

В соответствии с годовым запасом добычи угля, принимаем экскаватор марки ЭКГ-5А.

Экскаваторы и автосамосвалы работают в комплексе, при соотношении емкости кузова автосамосвала к емкости ковша экскаватора в пределах – 3, 4 емкости ковша экскаватора.

     Грузоподъемность автосамосвала  Qавт, т;

Qавт = Ек*Рв , где

Ек – емкость ковша ,

Pв – плотность вскрыши ,

 Qавт = 20*2,5 = 50 , т

Принимаем автосамосвал – Белаз 55-75 т.

Для погрузки породы выбираем экскаватор марки ЭКГ-10А

Qавт = 10*4*2,5 = 100 , т

Принимаем автосамосвал – Белаз 130 т.

3. График режима и календарный график горных работ

     График режима горных работ показывает распределение в границах

 

 карьера запасов полезного ископаемого и соответствующих им объемов

 

вскрыши в зависимости от глубины карьера (см. приложение  №3).

 

     Сначала строится график режима горных работ, а затем на его основе

 

календарный график горных работ (см. приложение  №3).

 

    

 

4. Горно-строительные работы для сдачи карьера в эксплуатацию

   Количество запасов полезного ископаемого, которое необходимо вскрыть и подготовить для сдачи карьера в эксплуатацию определяется:

Qвпз = Агод/3, тыс.т.

Qвпз = 2000000/3 = 666 тыс.т.

     Длина разрезной траншеи, подготавливающие эти запасы составит:

Lтр = Vвпз / Sпи, м, где

Vвпз – объем подготавливаемых запасов, м3:

Vвпз = 0,5*Аг = 0,5*2000000 = 1000000

Sпи – площадь полезного ископаемого, м2;

Sпи = mг*Hрт, м2, где

mг – мощность  пласта горизонтальная, м;

Hрт – ширина рабочей траншеи, м;

Hрт = 1,5*Нчmax =1,5*12 =18

Sпи = 60*18 = 1080

Lтр = 1000000/1080 = 925 м

   Объем горно-строительных работ состоит из объема вскрывающих выработок и объема подготавливающих выработок внутри карьера (первичного карьера):

V стр. = Vвнкв + Vвск.р, где

             Vвнкв – объем внутрикарьерных выработок, м3;

      Vвск.в – объем вскрывающих выработок, м3.

       Объем внутри  карьера:

Vвнкв = Vртр +Vн.,  где

где     Vртр – разрезной  траншеи, м3;

 

          Vн – объем наносов, м3;

 

Объем разрезной траншеи:

 

Vр.тр. = Sр.тр* Lр.тр, где

 

Sр.тр – площадь поперечного  сечения разрезной траншеи, м2;

 

Sр.тр = hр.тр*Hр.тр, где

 

hр.тр – высота разъездной  траншеи ,м;

 

                                                Sр.тр. = 18*12 = 216

 

                                                  Vр.тр = 216*925 = 199800 м3

 

Vн = Sн*Lвз , где

 

Sн – площадь наносов, м2;

 

Lвз – длина вскрытых запасов, м;

 

Sн = (148+168)/2*10 = 1580

 

Lвз = 1,5*Lр.тр. = 1,5*925=1388

 

 

Vн = 1580*1388 = 2193040

 

Vвнкв = 199800 + 2193040 = 2392840

 

Vвскр = Vв.тр + Vс.в р.тр. м3; где

 

Vв.тр – объем въездной траншеи м3;

 

Vс.в р.тр – объем съезда в разъезную траншею м3;

 

Vв.тр = Lт*Sт = 125*200 = 25000

 

Vс.в р.тр = Bт*hуст/2 = 30*10/2 = 150

 

Vвскр = 25000 + 150 = 25150

 

Vст.р = 25150 + 2392840 = 2417990 м3

 

 

 

 

 

la – длина автотранспорта (la = 11,5м)

 

ba – ширина автотранспорта (ba = 6,4м) БелАЗ  75131

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Обоснование  системы разработки и структуры  разработки комплексной механизации

5.1. Общие положения

     Принимается углубочная продольная двухбортовая система разработки.

   В соответствии с годовым объемом добычи разреза и годовой производительностью по вскрыши для экскавации вскрышных пород и полезного ископаемого применяются следующие модели оборудования:

• На БВР - 2 СБШ 200-32;
• На экскавации взорванных пород в тупиковом и торцевом забоях - ЭКГ10А;
• На экскавации полезного ископаемого – ЭКГ5А;

   В качестве транспорта принимается БелАЗ, на добычу грузоподъемностью 55т.     

 На вскрышу -130т.

    В качестве вспомогательного оборудования для работы в забоях, на автодорогах и на отвалах  принимается бульдозер Т-330.

 

5.2. Расчет параметров БВР

 

5.2.1. Обоснование диаметра  скважин и типа бурового станка

 

По варианту задания на курсовой проект δcж = 70 МПа. Тогда средний диаметр естественной отдельности dе определяется по формуле

dе = 0,02* δcж = 0,02*70 =1,4 м

Исходя из технологических свойств взрываемых пород, (категория по блочности 5 согласно среднему диаметру естественной отдельности) для транспортной технологии принимается диаметр скважин d = 0,245 м  и буровой станок шарошечного бурения  2СБШ-200-32. Характеристика станка приведена в таблице 5.2.1.1.

Таблица 5.2.1.1

Характеристика бурового станка 2СБШ-200-32

Параметры	Значение
Тип бурового станка	2СБШ-200-32
Предел прочности пород на сжатие, МПа	180
Диаметр скважины, м	0,245
Глубина бурения ,м	До 32
Угол наклона скважины к горизонту ,град.	60; 75; 90