Разроботка рассыпных месторождений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ ТЕХНИКУМ

Контрольная работа.

По дисциплине:

«Разработка рассыпных месторождений»

Вариант №3

Выполнил:

Студент гр. ГтЗ-08        Чинков Е.Н.

Проверил:                                                                                               Шин О.М

Иркутск 2012.

Вопрос №1: Разведка и оценка россыпного месторождения.

Количество и качество запасов полезного ископаемого. Запасами называют разведанное и  подсчитанное количество полезного ископаемого в месторождениях (или их участках). Количество запасов измеряют временем, необходимым предприятию (участку, объекту) при известной его производительности для полного извлечения из недр. Качество запасов оценивают прежде всего по концентрации в песках(руде) полезного ископаемого, которая, в свою очередь, определяется средним содержанием, т.е. количеством полезного ископаемого, содержащимся в единице массы или объема песков (горной массы, руды). Характерной особенностью разработки россыпных месторождений является то, что концентрация полезного ископаемого измеряются на единицу объема (на 1 м   песков или горной массы). Это обстоятельство необходимо учитывать, сопоставляя производительности прииска и рудника.

Среднее содержание золота, платины, олова в песках исчисляется  в граммах на кубический метр, алмазов  и полудрагоценных камней - в каратах на кубический метр (карат равен 0,2 г);0контуривание месторождений и подсчет запасов производят на основе разведочных данных и требований промышленности к минеральному сырью;

Разведанные запасы разделяют  на две категории:

• балансовые запасы (БЗ) - часть разведанных запасов, которую целесообразно разрабатывать в современных условиях;
• забалансовые запасы 33) -часть разведанных запасов, по каким-либо причинам не пригодная для разработки.

Кроме того, при проектировании различают:

• промышленные запасы - часть БЗ, которую возможно извлечь из недр при современном уровне технологии и существующей техники (БЗ за вычетом технологических потерь);
• извлекаемые запасы - промышленные запасы, за исключением дополнительных потерь, связанных с условием разработки месторождения (например, при оставлении целиков под линиями э/передачи, а/дорогами, около водоемов И Т.Д.);

На практике иногда выделяют из числа БЗ еще так называемые активные запасы. К ним относят  запасы, которые без особых затруднений  могут быть немедленно вовлечены  в эксплуатацию-. В этом случае неактивными являются запасы, расположенные в условиях бездорожья, не обеспеченные электроэнергией, трудные для разработки из-за глинистости, валунистости и т.д.

Планы и разрезы россыпи, их масштабы

Разведку производят траншеями  при небольшой глубине залегания (практически в пределах 10 м.) или скважинами диаметром 100-200 мм, которые проходят станками колонкового или канатно-ударного бурения. В последнем случае подъем породы из скважины производят желонением. Глубокозалегающие россыпи разведуют подземными выработками; При разведке россыпей золота и олова чаще используют станки канатно-ударного бурения. Разведочные линии или траншеи проходят поперек разведуемой россыпи;„Поэтому любая россыпь, разведанная траншеями или скважинами, выглядит так, как это показано на рис.6. Кроме плана россыпи(обычно в масштабе 1:500 -1:2000), по разведочным данным строят вертикальные разрезы по линиям или траншеям   Эти разрезы выполняют в более крупном масштабе, причем вертикальный масштаб, как правило, крупнее горизонтального. Разрезы являются важнейшим материалом не только для подсчета запасов, но и для построения технологических схем при проектировании разработки россыпи;

Фактические очертания россыпи  в плане становятся полностью  очевидными только после окончания разработки и могут в значительной степени отличаться от построенных по разведочным данным (рис.1) фактические очертания показаны пунктиром. Значительные отличия конфигурация россыпи может иметь в промежутках между разведочными линиями; Это вполне закономерное явление, поскольку распределение полезного ископаемого в россыпи неравномерно, а сеть разведочных выработок недостаточно густа, чтобы выявить все концентрации. Поэтому, чтобы не потерять пески и полезное ископаемое, существует оперативное (эксплуатационное) опробирование, которое производят на всех этапах подготовительных и добычных работ при любом способе разработки. Такое опробование позволяет следить за фактической конфигурацией пласта, независимо от того, как он представлен на плане и разрезах.

Для высокой точности разведочных  данных нужна такая густая сеть выработок, при которой затраты на их проведение себя не окупят. Поэтому более целесообразно  все уточнения производить в  процессе эксплуатации при помощи оперативного опробования;

Группы и подгруппы  россыпей по условиям залегания и равномерности распределения в них полезного компонента

По этим условиям россыпи  золота и платины разделяют на три группы (вторая, третья и четвертая  в соответствии с установленной  классификацией запасов). При этом наиболее сложны условия залегания россыпей четвертой группы. Одна ко даже внутри одной группы могут проявляться  существенные различия по выдержанности пласта, распределению полезного ископаемого и другим показателям. Поэтому выделяют еще подгруппы 2а и 2Б, а также ЗА и ЗБ. Примерная общая характеристика по всем этим группам и подгруппам выглядит следующим образом:

группа 2а - россыпи широкие  и очень широкие, относительно выдержанные по ширине и мощности пласта песков, с неравномерным распределением полезного ископаемого;

группа 2б - такие же россыпи, но с более сложным строением, невыдержанной мощностью пласта, прерывистым гнездовоструйчатым распределением полезного ископаемого;

группа За - средние и  узкие россыпи с выдержанным   и невыдержанным пластом, неравномерным распределением полезного ископаемого ;

группа Зб - такие же россыпи, но неправильной или изометрической формы, отдельные обогащенные участки в слабометаллоносных породах, распределение полезного ископаемого в основном прерывисто-гнездовое; группа 4 - в основном узкие (иногда средние) россыпи весьма невыдержанного строения, с неравномерным распределением полезного ископаемого, преобладанием бедных и пустых участков, неровным плотиком.

Запасы россыпных месторождений  по степени их изученности разделяют на три категории - В, С₁ и C₂.  При этом основное требование -степень изученности - должна быть достаточной для проектирования и эффективной разработки месторождения. Кроме этих "разведанных" запасов, выделяют еще прогнозные трех категорий Р₁, Р₂ и Р₃.

            По категории В подсчитывают запасы для месторождений второй группы (2а и 26). Категории С₁ и C₂ действительны для всех труп, при этом категория 0р характеризуется вдвое большей разреженностью разведочных выработок по сравнению с С₁.

           Прогнозные запасы Р оценивают на основе характеристик, выявленных при разведке, интерполируя их за пределы блоков, разведанных по категории С₂, опыта разведки и эксплуатации близлежащих месторождений, данных поисковой разведки, общегеологических признаков;

Установлено (табл.1) необходимое  соотношение запасов различных  категорий в россыпи, подготовленной для промышленного освоения.

Соотношение запасов россыпей

Минимально  промышленное содержание (МПС)

это среднее содержание полезного  ископаемого в песках, при котором  его ценность полностью окупает  затраты на добычу и обогащение (до получения товарной продукции) при  нулевом уровне рентабельности. Минимальность  содержания и определяет нулевую  рентабельность. МПС относится всегда к отдельному подсчетному блоку или к их совокупности. Для каждого месторождения оно рассчитывается по формулам типа

а_мп=З/(Ц к_ик_р),

где 3- суммарные затраты на добычу, обогащение 1 м³  песков:,

 Ц - установленная (расчетная) цена грамма металла;

К_и - коэффициент извлечения полезного ископаемого;

             К_р - коэффициент разубоживания;

Бортовое содержание (ВС) - содержание полезного ископаемого в краевых пробах, по которому оконтуривают подсчетный блок; Расчет БС производят методом вариантов, сравнивая между собой не менее трех, существенно различных, и выбирая тот, который обеспечивает максимальную эффективность работ. Мри разработке россыпных месторождений, в силу того, что многие россыпи могут быть отнесены к одной группе сложности, допускают некоторое упрощение - определяют МПС не для каждого отдельного месторождения, а для группы россыпей, расположенных в одном районе-.

Вопросы для повторения

1 Количество и качество  запасов полезного ископаемого  россыпей?

2 На какие категории делятся разведанные запасы россыпей?

3. Как производится разведка россыпных месторождений(планы и разрезы россыпи и их масштаб)?
4. Что такое балансовые и забалансовые запасы, минимально промышленное и бортовое содержание полезного ископаемого?

Примечание

Существуют нормативы  обеспеченности предприятий разведанными запасами. Для нормальной работы прииск должен иметь балансовые запасы на 5-7 лет. Фактически же многие предприятия  такой обеспеченности не имеют. Особенно это относится к предприятиям, разрабатывающим многолетиемерзлые россыпные месторождения, на некоторых из них обеспеченность не превышает двух-трех лет, чего совершенно недостаточно дляперспективного проектирования и ритмичной работы.

Вопрос №2: Экскаваторная разработка.

В настоящее время на предприятиях, разрабатывающих россыпи, повсеместно  используют одноковшовые экскаваторы (механические лопаты и драглайны), а в достаточно благоприятных  условиях - и многочерпаковых - роторные и цепные. Характеристики некоторых  типов экскаваторов, наиболее часто  применяемых при разработке россыпных  месторождений, приведены ниже, а  наиболее характерны технологические  схемы их использования - на рис. 5.1, в и г.

Характеристика экскаватор- драглайнов, применяемых.

При разработке россыпей

Эксковатр…………………………. ЭШ-5/45,     ЭШ-10/70       ЭШ-15/90

          ЭШ-6,45

Вместимость ковша, м³……………. 5-6                 10                     15

Радиус черпания (разгрузки),м…….. 43,5          66,5                 83,2

Наибольшая глубина черпания, м…..22                   35                    42,5

Наибольшая высота разгрузки, м……19,5             27,5                 37,3

Скорость передвижения, км/ч………..0,45              0,2                   0,06

Теоретическое время цикла, с……….45                   54                    63

Преодолеваемый  уклон, градус …….12                  10                     7

Масса, т……………………………….186               620                  1600

Установленная мощность

двигателей, кВт……………………….520               1150               1900

Каждый из типов экскаваторов имеет свою область применения. Драглайны  широко применяют на вскрышных работах, при проведений траншей и котлованов но талым или мерзлым взрывным породам не выше IV категории крепости. Основные преимущества драглайнов заключаются в том, что при вскрышных работах они, как правило, не требуют предварительного вскрытия россыпи, работая на верхней рабочей площадки нижним черпанием. Для начала' работ необходимо только расчистить, осушить и спланировать площадку, на которой будет установлен экскаватор ( иногда в таких случаях применяют термин «вскрытие без выработок»). Очень важным преимуществом драглайна является возможность работать самостоятельно, без дополнительных транспортных средств. Особенно это характерно для мощных экскаваторов с длиной  стрелой. Они могут перемещать и укладывать в отвал породу на расстояние, практически равное удвоенной длине стрелы. Наибольшее распространение сейчас имеют экскаваторы ЭШ-6/45, которые являются наименьшими из всего ряда шагающих экскаваторов - драглайнов, но и они могут перемешать породу почти на 90м. Верхнее размещение экскаватора позволяет ему разрабатывать обводненные забои и черпать породу из воды.

Основные недостатки драглайна - ограниченная крепость разрабатываемых  пород, громозкость, сложность передвижения и высокая стоимость. Кроме того, Драглайн может разрабатывать месторождения  сравнительно небольшой глубины в пределах максимальной глубины черпания, при организации работ на нескольких горизонтах основные преимущества этого экскаватора теряются - возникает необходимость во вскрытии нижних горизонтов, в тщательном осушении уступов и т.д. На добычных работах драглайны используют редко.

Механические лопаты имеют  рычажный привод и могут развивать  большие усилия на режущей кромке ковша. Поэтому они способны разрабатывать  породы V категории крепости. Механические лопаты используют только is комплексе с различными транспортными средствами. Сами они никакими транспортирующими возможностями не обладают из-за незначительной длины стрелы, появляется необходимость в дополнительных транспортных средствах, усложняется организация работ, а сами работы становятся значительно дороже. Механическая лопата устанавливается всегда на нижнем уступе и работает верхним черпанием. Это всегда связано с необходимостью работ по вскрытию россыпи- с проведением вскрывающих выработок- траншей. Кроме того, необходимы более трудоемкие работы по подготовке рабочей площадки, поскольку приток воды па нижнем уступе всегда больше.

Характеристика мех. лопат; применяемых при разработке россыпей.

 Масса, т                                                                      700                                      300                           750

Теоретическая произво-

дительность, м³/ч                   1600              715          1300

И настоящие время существуют роторные экскаваторы с диаметром  ротора до 22м, вместимость черпаков более 6 м³ и производительность 12000м'/ч.

Роторные экскаваторы  предназначены в основном для  верхнего черпания, они устанавливаются  на нижней рабочей площадки. Существуют и роторные нижнего черпания, но они большого расспростронения не получили.

Цепные экскаваторы могут  работать верхним и нижнем черпанем и даже одновременно обоями, располагаясь на промежуточном уступе. Существуют цепные экскаваторы, рассчитанные на производительность до 14500м³/ч

Особенностью многочерпавых экскаваторов является работа только с применением специального транспорта ( при разработки россыпей конвейерного) или отвалообразователей. Принято считать работу в комплексе с отвалообразвателями (рис. 5.19) бестранспортной, а в комплексе с конвейерами транспортной.

В настоящее время существует мнение, что применение многочерпаковых экскаваторов может значительно повысить эффективность разработки мерзлых россыпных месторождений. С этой целью поставлена задача (Институтом  горного дела Севера) создания роторного экскаватора в хладостойком исполнении с повышенными усилиями резания. Пока же эти экскаваторы имеют ограниченное применение.

Производительность  экскаваторов. Одноковшовые экскаваторы машины цикличного, а многочерпаковые поточного действия. Тем менее подход в определению их производительности практически одинаков. В основе расчета лежат вместимость черпака и время, проходящей между двумя разгрузками. Так же, как и для других землеройных машин, производительность экскаватора может быть определена расчетным путем по формулам и па основе нормативных показателей. Расчет по формулам связан с неизбежным применением ряда эмпирических коэффициентов, которые устанавливаются всегда с элементами субъективности по этому в обычных случаях значительно проще пользоваться нормативными данными, а теоретический расчет следует принять только тогда, когда предусмотрены нормативами. Но во всех случаях результаты расчетов следует сравнить с нормативными данными. Кроме того, для экскаваторов (как и для других землеройных машин) существуют нормативы годовой выработки, характеризующие уровень использование каждой машины в течение года. Эти нормативы различны для разных климатических условий. Для самых суровых Годовая выработка должны составлять: для драглайнов - не менее 120-1 40 тыс. м³ на кубометр вместимости ковша; для механических лопат не менее 140-160тые. м³.

Вместе с тем  мех. лопаты могут производить работы любых глубинах, поскольку разделение россыпи па уступы для этих экскаваторов не связано с какими- либо дополнительными трудностями. Высокая производительность, возможность разрабатывать более крепкие породы, большая маневренность ~ основные преимущества мех.лопат.

Главное применение мех. лопат - вскрышные работы по талым или мерзлым взрывным породам, добычные работы по чалым породам, проведение траншей и котлованов.

Разновидностью  люто чипа экскаваторов являются обратные лопаты, которые работают нижним черпанием  с верхней рабочей площадки. При  разработке россыпных месторождений  такие экскаваторы не имеют самостоятельного значения и используются прежде всего для проведения канав и небольших траншей. Особенно они удобны для проведения канав, поскольку могут обеспечить строго заданные их размеры (при проведений канав бульдозерами, ширина по дну не может быть меньше ширины отвала бульдозера). Известны случае, когда обратные лопаты в сочетании с вагонетками использовали для загрузки песков на промывочную установку, однако это было связано только с отсутствием соответствующих средств механизации.

     В настоящие время имеется настоятельная необходимость в оснащении приисков обратными лопатами с ковшами вместимостью 0,35-1 м³. Это в значительной степени повысит производительность 'труда на открытых горноподготовительных работах позволит избежать излишних объемов работ.

Многочерпаковые экскаваторы при разработке россыпных  месторождении применяют для выемки талых пород до IV категории крепости включительно, не содержащих валунов и большого количества глин; обычно их применяют для разработки глубоких месторождений, имеющих большие запасы. Примером такого применения многочерпавых экскаваторов является разработка редкометальных и янтароносных россыпей. В отличии от одноковшовых , эти экскаваторы   машины непрерывного действия и высокой производительности. Они бывают 2 видов - роторные и ценные. В poторныx черпаки расположены по окружности рабочего колеса  ротора, а в ценных они размещены бесконечной цени. Более широкое применение при разработке россыпей находят роторные экскаваторы. Их различают по конструктивным особенностям - с выдвижной и неподвижной рамой, но диаметру ротора, числу и вместимости расположенных на нем черпаков.

Характеристика роторных экскаваторов отечественного производства

Экскаватор эр-1-50 эргв-6ЗОг  эрг400

Вместимость черпака, м³  0,38   0,35   0,4

Число черпаков на роторе  9   8   9

диаметр ротора  6,5   5,5   6,4

скорость вращения ротора, мин ¹   8,5   9,5   8,3

  Различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность экскаваторов. Теоретической называют производительность, возможную по конструктивным характеристикам машины. Эта производительность не учитывает конкретных условий работы и служит только для опенки (сравнения) конструктивных возможностей различных типов экскаваторов. Теоретическая производительность  (м³/ч)

Рт=60nтЕ,

       где Е   вместимость ковша: nт    теоретическое число циклом в час чистой работы, которое равно nт=60/1т: - теоретическое время одного цикла, с.

Теоретическое время  цикла (или число циклов) дается в  паспортных характеристиках экскаватора. Теоретические показатели устанавливают исходя из стандартного угла поворота экскаватора, они не учитывают условий работы и характеристики разрабатываемых пород.

Техническая производительность определяет максимальную возможную  выработку экскаватора в конкретных условиях за час чистой работы. Здесь  уже учитывают реально продолжительность  цикла (или число циклов ). Пересчет теоретического числа циклом делают с учетом категории крепости пород (она учитывается коэффициентом черпания кч) и условии разгрузки экскаватора (коэффициент обслуживания ко). Тогда

nф=nтkчko; Ртех=60nфЕkн/kp.

Коэффициент черпания изменяется от 1 (при разработки пород I категории крепости) до 0,6-0,5 (при разработке пород IV категории). При разгрузке в отваал и при разгрузке в кузов автосамосвала для мехлопаты ко = 1. 0,95 и для драглайна ко = 0,8. 0,7 (при условии, что вместимость кузова в 4 раза больше вместимости ковша экскаватора); к - коэффициент наполнения ковша (табл. 5.4)