Особенности открытого способа разработки полезных ископаемых по сравнению с подземным. Выбор и обоснование рабочих и нерабочих углов откосов уступов и бортов карьера. Горно-геометрический анализ карьерного поля с уточнением запасов ископаемого и пород.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

КУРСОВАЯ РАБОТА

По теме:

"Разработка месторождения полезного ископаемого открытым способом"

Минск 2008

Введение

Горные предприятия в отличии от других промышленных объектов и сооружений являются природно-технологическими комплексами. Параметры и показатели экономической эффективности горных предприятий определяются для данного уровня техники, в основном природными факторами и допустимым воздействием их на окружающую среду. В отличие от других природно-технических комплексов, которые являются динамическими объектами развивающимися в течении нескольких десятилетий во времени и пространстве.

Открытый способ разработки по сравнению с подземными характеризуется следующими особенностями:

Необходимостью удаления от карьера (перемещение в контурах) значительных объемов вскрышных пород, разработку которых затраты на угольных и рудных карьерах составляют основную часть общих затрат на добычу полезного ископаемого

Необходимостью соблюдения определенной последовательностью отработки слоев (выемку лежащего ниже слоя горных пород можно начинать только с некоторым отставанием во времени от начала выемки лежащего выше слоя)

Практически неограниченной возможностью создания использования высокопроизводительного горного крупногабаритного оборудования, способного обеспечить наиболее высоким технико-экономическим показателем

К преимуществу открытого способа разработки по сравнению с подземным относится: возможность обеспечения более высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ, более высокая (3-5 раз) производительность труда и меньшая стоимость продукции, более безопасное и гигиенические условия труда, более полное извлечение полезного ископаемого, меньшие кап. затраты.

Недостатком открытого способа является: некоторая зависимость от климатических условий; необходимость отделения значительных площадей земель и нарушение водного баланса недр.

Уровень экономической эффективности открытых горных работ определяются годовой производительностью карьера по полезному ископаемому и вскрытию, условиями залегания полезного ископаемого, физико-механическими характеристиками разрабатываемых пород, климатическими условиями района разработки.

Наиболее распространенным добычным оборудованием является мехлопаты и драглайны. Реже применяются земснаряды, фронтальные погрузчики и бульдозеры, колесные скреперы. Широко внедряются плавучие машины с экскавационным рабочим органом, среди которых преобладающее распространение получают грейферные снаряды. На зарубежных карьерах применяется также канатные скреперы и башенные экскаваторы.

Наиболее распространенным видом транспорта на добычных работах является автомобильный и конвейерный. В ряде случаев применяется рельсовый транспорт широкой и узкой колеи. На некоторых карьерах эксплуатируются два вида транспорта (обычно автомобильный и железнодорожный).

Вследствие малой мощности покрывающих пород на вскрышных работах широкое применение получили колесные скреперы и бульдозеры (более 50% карьеров). Примерно треть карьеров использует автомобильный транспорт. Несмотря на исключительно благоприятные условия схемы комплексной механизации с поперечным перемещением вскрыши во внутренние отвалы внедрены на небольшом числе предприятий. На отдельных карьерах работы ведутся по схеме «'экскаватор-карьер» с применением драглайнов, мехлопат и башенных экскаваторов.

В последние годы наметилась тенденция к изготовлению машин, выполняющих несколько операций. Сюда относятся цепные экскаваторы двойного действия. Которые снабжены двумя черпаковыми цепями, что позволяет одновременно производить вскрышные и добычные работы.

1. Горная часть

2.1 Выбор и обоснование рабочих и нерабочих углов откосов уступов и бортов карьера. Разбортовка карьера

По степени устойчивости горные породы разделяют на слабые (плывуны, сыпучие пески), устойчивые (суглинки, глины) и весьма устойчивые (известняки другие скальные породы). Устойчивость пород характеризуется углом естественного откоса. Устойчивость откосов уступов является основным условием безопасного ведения горных работ на карьерах. Обрушения и оползни откосов нарушают весь технологический процесс. Деформации откосов уступов могут быть вызваны несоответствием угла откоса уступа углу естественного откоса разрабатываемых пород. Нарушение устойчивости откосов ведет за собой увеличение объемов вскрыши, непроизводительные расходы на «дополнительную» переэкскавацию, нарушает режим работы на карьерах, вызывает простои и аварии горнотранспортного оборудования и приносит значительный материальный ущерб.

Выбираемый рабочий и нерабочий углы откоса уступа и борта карьера, они должны, прежде всего, удовлетворять требованиям безопасного ведения горных работ, устойчивости бортов и условиям размещения на бортах необходимых площадок и транспортных коммуникаций.

Выбираем: нерабочий угол откоса для уступов ,

рабочий угол откоса для уступов ,

Берма безопасности:

(по Т.Б.)

где, и - соответственно рабочие и нерабочие углы добычного и вскрышного уступа.

Ширина разноса борта карьера по верху:

Принимаем В' = 5 м - ширина защитной полосы.

2.2 Горно-геометрический анализ карьерного поля с уточнением запасов полезного ископаемого и вскрышных пород

ископаемый подземный открытый карьер

Исходным материалом является топографический план с нанесенными геологическими скважинами (с отметками мощности вскрыши и полезного ископаемого) и границами карьера. Строение нерабочего борта карьера.

Определим среднюю высоту вскрыши:

Определим среднюю высоту полезного ископаемого:

где, п - количество скважин.

Принимаем в' = 5 м - ширина защитной полосы.

Угол откоса определяется по формуле:



Для вычисления параметров карьерного поля топографический план переводим в электронный вариант (программа КОМПАС V8 D3) и учитывая разбортовку карьера (половинчатая), находим необходимые для расчета площади и объемы:

- площадь дна карьера:

- площадь карьера в контурах подсчета запасов:

- площадь зачистки полезного ископаемого:

- площадь снимаемого плодородного слоя карьера:

- объем полезного ископаемого:

- объем вскрыши:

- объем плодородного слоя:

2.3 Определение потерь полезного ископаемого

Согласно «Единой классификации потерь твердых полезных ископаемых при разработке месторождений», потери подразделяются на общекарьерные и эксплуатационные.

Так как на данном месторождении отсутствуют потери в целиках в пределах контура подсчета запасов, то общекарьерные потери f_o=0.

Эксплуатационные потери f_э складываются из потерь в подошве, при зачистке и в бортах карьера. Потери при зачистке:

где h³ - толщина потерь полезного ископаемого при зачистке, h³=0.25 м,

- площадь зачистки полезного ископаемого, м²,

Потери в подошве:

где, hⁿ - толщина потерь полезного ископаемого в подошве, hⁿ=0,3 м.

Потери в бортах при половинчатой разбортовке определяется объемом полезного ископаемого, оставляемого в нерабочих бортах карьера с транспортной бермой, тогда:

где, - длина двух нерабочих бортах карьера с транспортной бермой, м.

- сечение полезного ископаемого оставшегося в борте карьера, .

Эксплуатационные запасы:

Общий объем вскрыши складывается из объема вскрышных пород (без учета объема снимаемого плодородного слоя) и потерь полезного ископаемого при зачистке:

Средний коэффициент вскрыши:

2.4 Режим работы и производительность карьера

При проектировании карьеров большое значение имеет выбор оптимального календарного режима работы, при котором обеспечивается рациональное использование горнотранспортного оборудования, максимальная производительность труда и минимальные затраты на производство товарной продукции.

На карьере строительных материалов принимается 260 рабочих дней в году и пятидневная рабочая неделя.

Режим вскрышных работ может определяться от режима добычных работ. Однако во всех случаях (особенно при сезонной работе) необходимо принимать в зависимости от климатических и горно-геологических условий, масштаба работ, вида и мощности горнотранспортного оборудования и режима работы обогатительных фабрик. На добыче полезного ископаемого принимаем 260 рабочих дней в году и пятидневную рабочую неделю при одной восьмичасовой смене в сутки.

В проекте принимаем режимы работы:

Добыча полезного ископаемого и вскрыши - круглогодовой<...