2.Подготовка горных пород к выемке буровзрывным способом. 7
3. Выемочно-погрузочные работы 15
4. Перемещение карьерных грузов 15
5. Отвалообразование вскрышных пород 19
6. Вскрытие месторождений и системы их открытой разработки 23
Список используемой литературы: 28
1.Определение параметров карьераПараметры карьера определяются из его геометрических размеров в поперечном и продольном разрезах Граничная глубина открытой разработки, соответствующая максимальной глубине карьера () по проекту [1,c.10].где - граничный коэффициент вскрыши,- горизонтальная мощность залежи ископаемого, м; - ширина карьера по низу, м;-углы откоса устойчивых бортов карьера, град[2,c10].где -стоимость добычи 1 м полезного ископаемого подземным способом ,р/м;С- стоимость добычи 1 м полезного ископаемого открытым способом, р/м;С-стоимость удаления 1 м вскрышных пород, р/м.=.Ширина карьера по верху, м Длина карьера по верху, мгде -среднее значение угла наклона устойчивых нерабочих бортов карьера, град= град.=275+2*287*ctg38=1009,7 м;=1100+2*287*1,28=1834,7 м.Объем горной массы в контурах карьера, м[2,c,11]Площадь карьера, Периметр дна карьера, 237462,5*287+0,5*2750*287*1,28+1,04*287*1,28=211668188,3 мОбъем полезного ископаемого, м ,где -площадь залежи в ее горизонтальном сечении, м;-высота залежи, м.=287-45=242 м=237462,5*242=57465925 мОбъем вмещающих залежи пустых пород в тех же границах, м211668188,3-57465925=154202263,3 мСредний коэффициент вскрыши, м/ м[2,c.8]= Годовая производственная мощность карьера, м/год по ископаемомугде -годовая производственная мощность карьера, т./год;-плотность массива ископаемого, т/ м;= м/годТо же по вскрышным породам, м/год=2.68* =4729411,8 м/годТо же по горной массе, м/год=1764705,9+4729411,8=6494117,7 м/годСредневзвешенная плотность массива горной массы ,т/ м= т/ м Масса груза, вывозимого из карьера за год (грузооборот карьера), т/год=6494117,7*2,73=17728941,3 т/годСкорость ежегодного понижения горных работ по ископаемому, м /год= м /годСрок существования карьера без учета периода его строительства, лет= 33годаПолный срок существования карьера, летгде =4-5 лет-период строительства и доработки карьера. =33+5=38 лет2.Подготовка горных пород к выемке буровзрывным способом.На результат взрыва большое влияние оказывает величина W, которая зависит от диаметра скважин, высоты уступа и угла наклона его откоса, мощности ВВ, плотности заряжания.Величина преодолеваемого сопротивления по подошве(СПП)где р=0,785*-вместимость ВВ на 1 м скважины, кг/м;d- диаметр скважины, м;-плотность заряжания скважины ВВ, кг/ м;=0,60,9-расчетный удельный расход ВВ, кг/ м;-угол наклона скважин, град. 41,7 кг/м.W=(0,9*(41,7/0,7)?)/sin90=6,95Величина сопротивления по подошве проверяется по условиям безопасного размещения бурового станка на площадке уступа, м;где =10-15-высота уступа, м ;-угол откоса уступа, град;с?3м-минимальное допустимое расстояние от верхней бровки уступа до оси скважины, м;=10*ctg70+3=6,63Обязательное условиеW?, 6,95?6,63-выполняется.Длина скважины, м 12,43где hy - высота уступа, м.Длина забойки скважины, мРасстояние между скважинами в ряду, м м,где m - коэффициент сближения зарядов в пределах: m = 0,6 - 0,8 - в трудно взрываемых породах;Расстояние между рядами скважин при шахматной сетке их расположения, м4,25.Масса заряда вскважине первого ряда определяется по формуле, кг243,3 кг,где qp - расчетный удельный расход ВВ, кг/м3;Wp - сопротивление по подошве, м; a - расстояние между скважинами в ряду, м. Масса заряда вскважине второго ряда, кг175 кг,где b - расстояние между рядами, м. Длина заряда, м5,8 м,где Р - вместимость 1 м скважины, кг/м.Ширина взрывного блока при однорядном расположении скважин, м6,63 м.То же, при многорядном расположении скважин, м 12м,где nрд - количество взрываемых рядов скважин.Ширина развала породы после взрывания блока по массиву при однорядном расположениискважин, м25 м,где Кв - коэффициент трудности взрывания пород;Кв = 2 - 2,5; 2,5 - 3,0; 3,0 - 4,5 - соответственно для легко-, средне- и трудновзрываемых пород;Кскв =1 - коэффициент, учитывающий угол наклона скважин к горизонту. Ширина развала породы при многорядном расположении скважин и короткозамедленном взрывании (КЗВ), м28 м,где Кз - коэффициент дальности отброса породы взрывом, зависящий от интервала замедления:время замедления, мс - 0 10 25 50 75Кз - 1 0,95 0,9 0,85 0,8 Ширина экскаваторной заходки, м19 м,где Rry - радиус черпания на уровне стояния, м.Число проходов экскаватора по развалу (количество экскаваторных заходок) Минимальная длина экскаваторного или взрывного блока определяется по условию обеспечения бесперебойной работы экскаватора в течение 15-30 суток.945м, где nдн = 15-30 сут. - оптимальный запас взорванной горной массы;nсмн = 3 смены - число смен работы экскаватора в сутки; Qэ(смн) - сменная производительность экскаватора в пересчете на массив породы, м3/смену. 1512 м3/смен,где tц = 40 с - длительность рабочего цикла погрузки экскаватора, с;Vквш - емкость ковша экскаватора, м3; - коэффициент экскавации, учитывающий степень использования ковша экскаватора;Кн = 0,75 - коэффициент наполнения ковша;Кр = 1,45 - коэффициент разрыхления породы в ковше;Тсмн = 7 ч - продолжительность рабочей смены экскаватора;Ки(э) = 0,55-0,7 - коэффициент использования экскаватора по времени.Объем взрываемого блока породы, м3113400 м3.Необходимое количество ВВ для взрывания блока, кг79380 кг. Необходимое количество скважин с учетом их вместимости для размещения ВВ в блоке326То же, в одном ряду скважин163Суммарно потребная длина скважин для взрывания годового объема горной массы карьера, м/год323529 м/год,где Qк(гм) - годовая производственная мощность карьера по горной массе;Vуд - выход горной массы с одного погонного метра взрывной скважины, м3/м.Выход взорванной горой массы с 1 м скважины. м3/м24 м3/мгде Wб- сопротивление по подошве первого ряда, м;nрд - количество взрываемых рядов скважин; b - расстояние между рядами скважин, м;a - расстояние между скважинами в ряду, м;hy - высота уступа, м;Lскв - глубина скважин, м.Годовая производительность станка шарошечного бурения, м/год26450 м/годгде Pос - осевая нагрузка на шарошечное долото, кН;nоб - скорость вращения долота, об/мин;Тсмн = 7 ч - длительность рабочей смены бурового станка;Ки = 0,44-0,6 - коэффициент использования бурового станка во времени;nсмн = 2 - количество рабочих смен бурового станка в сутки;nдн = 247-259 дн. - число рабочих дней бурового станка в календарном году;Пб = f - показатель трудности бурения пород;dскв - диаметр скважин, см.Необходимое количество рабочих буровых станков15Инвентарный парк станков принимается на 15-20% больше рабочего. Обычно по организационным причинам число рабочих буровых станков на карьере принимается равным рабочему парку экскаваторов. 3. Выемочно-погрузочные работыПоскольку выбор типа экскаватора и расчет его сменой производительности произведены, здесь рассчитывается только годовая производительность экскаватора, м3/год1134000 м3/годгде nсмн = 3 смены - число рабочих смен экскаватора в сутки;nдн = 247 - 259 дн. - число рабочих дней экскаватора в году.Необходимое количество рабочих экскаваторов9Инвентарный парк экскаваторов принимается на 10-15% больше рабочего. Расстановка экскаваторов по горизонтам (уступам) осуществляется из расчета 1-2 единицы на один горизонт при железнодорожном транспорте на карьере и 2-4 - при автотранспорте.4. Перемещение карьерных грузовЧисло автосамосвалов рассчитывается для каждого экскаватора отдельно. Рабочий парк автосамосвалов устанавливается по условию обеспечения непрерывной работы рабочего парка экскаваторов. Принимаем БелАЗ 548,грузоподъемностью 40 тонн. Производительность автосамосвала, т/смен.,где -фактическая грузоподъемность автосамосвала, т;-техническая грузоподъемность автосамосвала, т[2, c124];=0,85-0,9-коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала;=7ч-продолжительность смены;-длительность одного рейса автосамосвала, ч;=0,75-коэффициент использования автосамосвала по времени.Продолжительность одного рейса автосамосвала, ч=,где-время погрузки автосамосвала, ч-время движения автосамосвала с грузом и без груза,ч=0,02ч-время разгрузки автосамосвала;=0,03ч-время маневров на погрузке и разгрузке.Время погрузки автосамосвала,ч где-ёмкость кузова принятого типа автосамосвала, м?;=1,1-1,15-коэффициент,учитывающий погрузку автосамосвала с верхом-ёмкость ковша экскаватора, м?;-коэффициент экскавации.Время движениягде=1,5 км-расстояние перемещения грузов автосамосвалами;=14км/ч-скорость движения груженого автосамосвала;=25 км/ч-то же порожнего автосамосвала.Количество автосамосвалов, обслуживающих один экскаваторНеобходимое количество работающих автосамосваловгде-необходимое количество рабочих экскаваторов. Рабочий парк автосамосвалов на карьере,где -сменный грузооборот карьера, т/смен= ,где -суточный грузооборот карьера, т/сут=3смен/ сут.Пропускная способность двухполостной автодороги, маш/чгде =14км/ч-средняя скорость движения автосамосвала по карьерным дорогам;=0,5-0,8- коэффициент неравномерности движеня;?50 м-минимально допустимое безопасное расстояние между следующими друг за другом автосамосвалами.Провозная способность автодороги.т/чгде =1,75-2-коэффициент резерва. Необходимая пропускная способность однополосной автодороги, маш./ч5. Отвалообразование вскрышных породПри транспортировании вскрыши на отвал автосамосвалами применяется бульдозерное отвалообразование. Процесс отвалообразования в этом случае включает разгрузку автосамосвалов на верхней площадке отвального уступа, перемещение пород под откос уступа, планировку поверхности отвала, ремонт и содержание автодорог.Заполнение отвала осуществляется периферийным или площадным способом. В первом случае автосамосвалы разгружаются по фронту работ прямо под откос (при устойчивых отвалах) или на расстоянии 3-5 м от откоса. Затем порода бульдозерами перемешается под откос. Бульдозерный отвал в этом случае развивается в плане. При площадном способе автосамосвалы разгружаются по всей площади отвала. Поверхность отвала планируется бульдозерами, а затем укатывается катаками. После этого отсыпается следующий слой и т.д. Бульдозерный отвал в этом случае развивается по вертикали. Более экономичным является периферийный способ, при котором меньше планировочных и дорожныхработ. Площадный способ используется редко (в основном при складировании малоустойчивых мягких пород).При периферийном способе, для безопасности, у верхней бровки уступа отвала устанавливаются деревянные или металлические упоры для задних колес автосамосвалов (иногда вместо упоров насыпают вал породы высотой 0,5-0,8 м и шириной 2-2,5 м).Кроме того, поверхность бульдозерного отвала должна иметь уклон 4 --5° в сторону центра отвала.Высота бульдозерных отвалов на равнинной местности изменяется в широких пределах и ограничивается в основном физико-техническими характеристиками пород. Для скальных пород она составляет 30-35 м, для песчаных 15-20 м, для глинистых 10-15 м.В условиях нагорных карьеров высота бульдозерных отвалов достигает 150 м и более. При такой высоте отвала разрабатываются специальные мероприятия, обеспечивающие безопасные условия работы обслуживающего персонала и оборудования.Бульдозерный отвал обычно состоит из трех участков равной длины по фронту разгрузки (рис.5.8). На первом участке ведется разгрузка, на втором - планировочные работы, третий участок - резервный. По мере развития горных пород назначение участков меняется. [2, c254] Необходимая площадь под отвал, м?где -объём вскрыши, подлежащий размещению в отвале, м?;=1,1-1,2- остаточный коэффициент разрыхления породы в отвале;-коэффициент, учитывающий использование площади отвала(=0,6-0,7)Длина фронта разгрузки, м,где =18-20 -ширина полосы по фронту, занимаемая автосамосвалом, м;-число одновременно разгружающихся автосамосвалов;где -число автосамосвалов, разгружающихся в отвале в течение часа;=1,5-2 - продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала, мин;где-часовая производительность карьера по вскрыше, м?; =1,25-1,5 - коэффициент неравномерности работы карьера;-объем вскрыши, перевозимый автосамосвалом за рейс, м?;Длина отвального фронта, мРабочий парк бульдозеров,где -сменный объем бульдозерных работ, м?-сменная производительность бульдозера, м?; где - продолжительность смены, ч-0,5-0,7-коэффициент заваленности отвала породой.Инвентарный парк бульдозера на отвалегде =1,3-1,4-коэффициент инвентарного парка бульдозеров6. Вскрытие месторождений и системы их открытой разработкиВыбор оптимального способа вскрытия и определения объемов горно-капитальных работ выполняется после выбора и обоснования системы разработки, соответствующей заданным условиям.Для заданных условий принимается углубочная, продольная, двухбортовая система разработки (УДД).Длина въездной или капитальной траншеи в зависимости от ее глубины (hвт) и угла (iр) составит, м250м,где hвт - глубина заложения капитальной траншеи или выхода уступа, м;ввт - ширина капитальной траншеи, м;бвт - угол наклона (откосов) бортов капитальной траншеи, град.Объем капитальной траншеи, м336061 м3,где ввт - ширина капитальной траншеи, мбвт - угол наклона (откоса) бортов капитальной траншеи, град.Объем разрезной траншеи, м3206879 м3.310 м2, где Sрт - поперечное сечение разрезной траншеи, м2; - длина разрезной траншеи при вскрытии горизонта в две очереди, м;Lк(врх) - длина карьера по верху, м;врт = lвт - ширина разрезной траншеи, град.hрт = hвт = hу= 10 м - глубина разрезной траншеи, равная высоте уступа, м;брт = бвт = 600 - угол наклона бортов разрезной траншеи, град.667,4 м.Объем панели (заходки), м3 163288 м3,где - длина панели при строительстве карьера, м;Шпнл - ширина панели (заходки, экскаваторного и взрывного блоков), м;hy - высота уступа, м.917.4 м.Минимальная ширина рабочей площадки Шрп, необходимой для размещения горнотранспортного оборудования, определится28 + 3 + 3 + 3 = 40 м, где Врзв(м) - ширина развала породы после взрывания блока массива, м;С = 3,0 м - безопасный зазор между нижней бровкой развала и транспортной полосой;Т = 3,0 м - ширина транспортной полосы при одноколейном пути;Z = 3,0 м - ширина площадки безопасности.Максимально возможное число рабочих горизонтов (уступов) в продольных системах разработки при минимальных рабочих площадках15,где Вк(срд) - средняя ширина карьера, м;Шрп(min) - минимальная ширина рабочей площадки, м;hу - высота уступа, м;бу - угол наклона рабочего уступа массива пород.Фактическое количество рабочих горизонтов nу(фкт) по необходимому количеству экскаваторов и расстановка их по уступам могут быть и меньше рассчитанного.В этом случае фактическая ширина рабочей площадки, м87,3 м,7642.4 м. Угол откоса рабочего борта карьера, град80 Средняя длина фронта работ рабочего уступа, м1467 м,где Lк(врх) - длина карьера по верху, м;Lк(нз) - длина карьера по низу, м.Средняя скорость продвижения фронта работ по обеспечению заданной производительности карьера по горной массе, м/год63,2 м/год ? 99,4 м/год63,2 м/год99,4 м/годгде Qк(гм) - годовая производственная мощность карьера по горной массе, м3/год;nу(фкт) - фактическое количество рабочих горизонтов;Qэ(гд) - годовая производительность экскаватора, м3/год;nэ(нбх) - необходимое количество рабочих экскаваторов;hу - высота рабочего уступа.С другой стороны эта же скорость продвижения фронта работ по геометрическим построением для обеспечения угла откоса рабочего борта карьера цр, м/год56,1 м/годгде Vпи(гд) - скорость ежегодного понижения горных работ по ископаемому, м/год;цр - угол откоса рабочего борта карьера, град;цн - угол откоса нерабочего борта карьера, град.Основным условием нормальной работы карьера заданной производительности является 63,2?56,1 Список используемой литературыМельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. М.: Недра, 1982. -414 с.Томаков П.П., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ. М: Недра, 1986. - 312 с.Ржевский В.В. Открытые горные работы. М.: Недра, 1985. - 508 с.Друкованный М.Ф., Ильинин В.И., Ефремов Э.Н. Буровзрывные работы на карьерах. М.: Недра, 1978. - 390 с.
