Выбор и обоснование схемы вскрытия и системы разработки месторождения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«ЧИТИНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ЧитГУ) 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

   по  дисциплине: «Технология и комплексная  механизация на открытых горных работ»

   на  тему: «Выбор и обоснование схемы вскрытия и системы разработки месторождения»  
 
 
 
 
 
 

                                                                                Выполнил: студент гр. ГО-02-2

                                                                                         Пронькин О.В.

         Проверил: доцент, к.т.н.

                                                                                         Авдеев П.Б.  
 
 
 

Чита 2006

 

   Введение 

     На  современном этапе формирования рыночной экономики страны основой функционирования и развития ее горной промышленности является открытый способ добычи полезных ископаемых. Ныне в России этим способом добывается около 90% железных руд, до 60% руд цветных металлов и угля. Разработка месторождений открытым способом обеспечивает значительно лучшие технико-экономические показатели, чем подземным.

     Добыча  полезных ископаемых открытым способом в нашей стране производится с давних времен. В настоящее время действуют предприятия большой производственной мощности.

     Во  второй половине 20 века в связи с  истощением минерально-сырьевой базы России появилась устойчивая тенденция к освоению месторождений глубинного, нагорно-глубинного типа с вовлечением в разработку бедных руд, что предопределило значительное увеличение глубины карьеров, их размеров в плане и поставило горнодобывающие предприятия в более сложные условия.

 

   1. Краткая горно-техническая  характеристика месторождения 

   Месторождение полезного ископаемого находится  в средней полосе России в районе с умеренным климатом. В районе месторождения находится несколько крупных населенных пунктов. Район имеет развитую систему транспортных коммуникаций. На расстоянии примерно 3-х километров от месторождения находится сортировочная станция ОАО «РЖД», где происходит формирование составов и отправка их потребителю.

   Мощность  покрывающих пород составляет 60 м, полезного ископаемого – 80 м. Согласно классификации академика Ржевского В.В. залежь относится к наклонным (угол падения залежи 14 градусов). По положению залежи относительно поверхности месторождение относится к глубинному типу (мощность покрывающих пород 60 м). По мощности залежь относится к залежам средней мощности. По размерам карьерного поля месторождение относится к средним (площадь карьера в плане 2700000 м²). Покрывающие породы и само полезное ископаемое имеют 6 категорию крепости по шкале Протодьяконова. Размеры карьера по поверхности 600 * 550 м. Глубина карьера 120 м.

   В районе месторождения крупных водных источников нет. Рельеф местности преимущественно  равнинный с небольшими холмами.

 

   2. Режим работы предприятия 

   Учитывая, умеренный климат района и постоянную заинтересованность потребителей в  полезном ископаемом для предприятия, принят круглогодичный режим работы с 256 рабочими днями для работников административно-бытового комбината и 192 рабочими сменами для работников карьера, задействованных на вскрышных и добычных работах с организацией работ в две смены продолжительность 12 часов. Для рабочих на буро-взрывных работах предусматривается 86 рабочих смен с 8-ми часовым рабочим днём и организацией работ только в дневную смену. В случае необходимости разрешается проведение буровых работ в ночную смену. Проведение взрывных работ в ночное время запрещается.

 

    3. Выбор схемы вскрытия и системы разработки 

   В связи с тем, что месторождение относится к наклонным (угол падения залежи 14°), то для его разработки согласно рекомендациям академика Ржевского применяем углубочную однобортовую систему разработки с проведением разрезной траншеи по рудному телу на контакте с лежачим боком залежи. Такой порядок разработки позволяет формировать нерабочий борт, по которому прокладываются стационарные вскрывающие выработки, так же по этой системе удаётся уменьшить разубоживание полезного ископаемого за счёт отсутствия прослоев пустых пород вокруг залежи. Если разрезную траншею разместить на контакте с висячим боком, то будет происходить большее разубоживание полезного ископаемого из-за того, что пласт полезного ископаемого будет расположен между слоями пустой породы.    

   Система разработки является транспортной и в качестве технологического транспорта используются автосамосвалы т.к. расстояние транспортирования составляет 3,5 км. На этом расстоянии применение автотранспорта является экономически наиболее выгодным по сравнению с ж/д транспортом. Т.к. породы обладают 6 категорией крепости затруднено использование конвейеров в связи с быстрым износом транспортёрных лент. В качестве выемочно-погрузочного оборудования используется экскаваторы типа мехлопаты.

   Вскрытие  месторождения начинаем с того места, где залежь выходит под наносы ближе всего к дневной поверхности. Такой способ позволяет быстрее начать добычу полезного ископаемого и соответственно получать прибыль.

   Для вскрытия месторождения осуществляется внешней траншеей до горизонта с которого начнётся добыча полезного ископаемого. Горизонт следующий с того с которого началась добыча полезного ископаемого вскрывается внутренними траншеями. При данной системе достигается стационарность трассы траншеи и возможность свободно развивать горные работы внутри контуров карьера в любом направлении, так же достигается большая пропускная способность траншеи. По мере доразведки месторождения контуры карьера будут расширяться, а стационарная трасса будет сохранена на весь период разработки месторождения. По рекомендациям академика Ржевского разрезная траншея проводится на расстояние 200 – 250 м после чего отрабатывается блок данной длины. Блок создаётся только с одной сторон траншеи.

   Т.к  породы вскрыши составляют породы 6 категории крепости, то капитальная траншея проводится буро-взрывным способом с выемкой взорванных пород обратной лопатой. Породы вынутые при проведении траншеи грузятся в автосамосвал и вывозятся во внешний отвал.

   Капитальная траншея при её проведении ориентируется в сторону отвалов с целью сокращения расстояния транспортирования. 

     
 
 
 
 
 

 

4. Расчёт объёмов  горных работ 

   1. Рассчитаем объём рудного тела.

   Рудное  тело (рис. 1) имеет форму в разрезе близкую к параллелограмму так, что объём рудного тела можно определить произведением площади рудного тела на его простирание. Простирание рудного тела равно простиранию карьера. 

       

                                                             m                              h

                                                            

 х  

рис. 1. Параметры  рудного тела. 

   Высота  рудного тела составляет: 

, м 

   где H_к – глубина карьера;

      m_н – мощность наносов. 

 м 

   Основание рудного тела определим из геометрии: 

   

, м 

   где m – мощность рудного тела. 

   

 м

   Определим площадь рудного тела по формуле: 

   

, м² 

   

 м² 

   Объём рудного тела соответственно равен: 

   

, м³ 

   где В_к – ширина карьера по поверхности, м. 

   

 м³ 

   2. Рассчитаем объём карьера. 

   Карьер  имеет профиль близкий к трапеции. Таким образом определив его  площадь возможно определить его  объём.

       Определим размеры карьера по дну:

   - длина  карьера по дну  

      

 м; 

      - ширина карьера по дну 

      

 м. 

      где А – длина карьера по верху;

             В – ширина карьера по верху;

             α,α´ - углы откосов нерабочего  и рабочего бортов карьера;

             Н – глубина карьера, м. 

      

 м  

      

м 

      Определим площадь карьера в профиле: 

      

, м² 

      

 м² 

      Объём карьера равен: 

      

, м³ 

      

 м³ 

      Объём вскрыши: 

      

, м³ 

      

 м³ 

      Коэффициент вскрыши: 

      

, м³/ м³ 

      

 м³/ м³ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Подготовка горной массы к выемке 

   Т.к. породы имеют коэффициент крепости равный 6, то для их разработки необходимо применять буро-взрывной способ. 

   5.1 Буровые работы 

   Что бы определить тип бурового станка необходимо определить показатель трудности  бурения П_б. 

   

 

   где σ_сж, σ_сдв – предел пород на сжатие и сдвиг, МПа;

         γ – плотность полезного ископаемого, т/м³;

          g – ускорение свободного падения, м/с² 

   

 

   Показатель  трудности бурения на вскрыше  и на добыче получился примерно равным значит на вскрыше и на добыче будет  использоваться один тип буровых станков. Согласно рекомендациям ак. Ржевского В.В. для бурения скважин в породах с таким показателем трудности бурения рациональнее использовать станки шарошечного бурения.

   Определим диаметр скважины по формуле: 

   

, м 

   где Н_у – высота уступа, м;

         α – угол откоса уступа, град;

         γ – плотность пород, т/м³;

         m – коэффициент сближения скважин;