Основы геодезии

Министерство  науки и высшего образования  Республики Казахстан

Карагандинский  Государственный Технический Университет 
 
 
 
 
 

                                                                             Кафедра РМПИ 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект 

по дисциплине: «ОТКРЫТАЯ РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ

  ИСКОПАЕМЫХ» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Руководитель:

Мальченко Т.Д.

Выполнила:

ст.гр. ГД – 07 – 4

                                                                                                     Куаныш А.С. 
 
 
 
 
 

                                                Караганда 2009 г.

Содержание 

Введение                                                                                                                3

1 Исходные  данные                                                                                             4

2 Расчет  основных параметров карьера                                                            5

2.1 Расчет  конечной глубины карьера                                                                5

2.2 Расчет  объема горной массы                                                                          5

2.3 Определение объема вскрыши в конечных контурах карьера                   6

2.4 Определение  объема полезного ископаемого                                              6

2.5 Запасы  полезного ископаемого                                                                      6

3 Вскрытие  и подготовка карьерного поля                                                         7

4 Система  разработки                                                                                           7

5 Процессы  БВР                                                                                                    7

5.1 Определение  предельного значения наименьшего  сопротивления           8

5.2 Определение  сетки скважин                                                                          9

5.3 Конструкция  скважинного заряда                                                                 9

5.4 Расчет  паспорта БВР                                                                                      9

5.5 Годовая  производительность станка                                                            12

5.6 Выход  взорванной горной массы                                                                  13

5.7 Рабочий  парк буровых станков                                                                      13

5.8 инвентарный  парк                                                                                            13

6 Выемочно-погрузочные  работы                                                                        13

6.1 Часовая  техническая производительность  экскаватора                              14

6.2 Сменная  производительность экскаватора                                                   15

6.3 Годовая  производительность экскаватора                                                    15

6.4 Число  экскаваторов в работе                                                                          15

6.5 резерв инвентарного парка                                                                            15

7 Транспортировка  горной массы                                                                       16

7.1 Расчет  параметров автотранспорта                                                               16

7.2 Продолжительность  движения для каждого горизонта                              16

7.3Продолжительность погрузкиавтосамосвала                                                17

7.4 Число  рабочих автосамосвалов на каждом  горизонте обслуживающих один экскаватор                                                                                                     17

7.5 Число  рабочих автосамосвалов обслуживающих  все экскаваторы            18

7.6 Инвентарный парк автосамосвалов                                                               18

7.7 Часовая  пропускная способность одной  полосы движения капитальной  траншеи                                                                                                                  18

7.8 Провозная  способность                                                                                   18

7.9 Провозная  способность по фактору технической  производительности экскаватора                                                                                                                 18

8 Отвалообразование                                                                                           19

8.1 Бульдозерное отвалообразование                                                                 20

Список  использованной литературы                                                                   21 

Введение 
 

    Горные  работы, производимые непосредственно  в земной поверхности в открытых горных выработках (в траншеях или  полутраншеях), носят название открытых горных работ. Основной целью открытых горных работ является разработка месторождений полезных ископаемых. Способ разработки месторождений  полезных ископаемых с применением открытых горных работ называется открытым способом. Горное предприятие, осуществляющее добычу полезного ископаемого открытым способом, называется карьером. В практике открытой разработки угольных и россыпных месторождений вместо термина «карьер» применяются названия «разрез» и «прииск». В процессе производства открытых горных работ земная поверхность  месторождений нарушается и образуется выработанное пространство, ограниченное искусственно созданной поверхностью.

    В данной курсовой работе представлены расчеты по разработке месторождений полезных ископаемых.  По основным параметрам карьера были рассчитаны: конечная глубина карьера, размеры по подошве, углы откосов бортов, на основании которых рассчитали объем горной массы, запасы полезного ископаемого. 

    Целью курсовой работы является закрепление  теоретических знаний на основе изучения основ горного дела по открытым горным работам.

    К преимуществам ОГР по сравнению  с подземным способом разработки относятся: возможность обеспечения более высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ;  более высокая (в 3- 5 раз) производительность труда;  меньшая стоимость продукции; более безопасные и гигиеничные условия труда;  более полное извлечение полезного ископаемого; меньшие капитальные удельные затраты. Недостатками его являются:  зависимость от климатических условий;  необходимость отчуждения значительных площадей земель;  нарушение водного баланса недр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Исходные данные для курсового проекта 

Таблица 1.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2 Расчет основных параметров карьера 

    Главными  параметрами карьера являются конечная глубина карьера, размеры по подошве, углы откосов бортов, и размеры на уровне дневной поверхности, средний геологический и средний промышленный коэффициенты вскрыши. На основании, которых рассчитываются объем горной массы, запасы полезного ископаемого, объем вскрыши. 

    2.1 Расчет конечной глубины карьера

    Конечная  глубина карьера рассчитывается по формуле: 

    

, м,      

    где: k_гр- граничный коэффициент вскрыши, т/м³.

    Периметр  дна карьера:

    Р=(L_д+В_д)2=(500+30)2=1060 м.

    Площадь дна карьера:

    S= L_д В_д, =500*30 =15000 м². 

    2.2 Расчет объема горной массы 

    Объем горной массы (м³) в контурах карьера, характеризующий масштаб горных работ, определяется по формуле В.В.Ржевского. Методическим подходом является разделение тела карьера на правильные фигуры (призма, пирамида и т.д.).  

    

 

    где:   S-площадь подошвы, м²;

Н_к – конечная глубина карьера, м;

Р –  периметр подошвы карьера, м;

β_ср – средний угол откоса борта, град. 
 

    2.3 Определение объема вскрыши в конечных контурах карьера 

    Объем вскрыши в конечных контурах карьера  определяется по формуле:

=64478939.7-23754080=40724859.7 м³,     

где: V_п- объем запасов полезного ископаемого, м³.

        2.4 Определение объема полезного ископаемого.  

    При разработке наклонных и крутых залежей  значительной мощности объем извлекаемого полезного ископаемого в конечных контурах карьера зависит от положения дна карьера относительно боков залежи, что в конечном счете оказывает влияние на ТЭП открытой разработки. Так при известной длине дна карьера объем запасов полезного ископаемого при разработке наклонных и крутых залежей определяется по формуле: 

 м³; 

где: m_г- мощность залежи ,м;

       Н_к- конечная глубина карьера, м;

       В_д- ширина дна карьера, м;

       В_д=30-40 м (принимается из расчета расположения технологического оборудования);

       β_н- угол откоса нерабочего борта карьера, град.;

       L_д- длина дна карьера, м; 

    2.5 Запасы полезного ископаемого 

         Балансовые запасы полезного ископаемого зависят от  объема полезного ископаемого и его плотности, т.е.:

    З_б=V_п.иρ_п.и=23754080*1,4=33255712 т,

     

    Где: ρ_и- плотность полезного ископаемого, т/м³.

    Промышленные  запасы полезного ископаемого определяются по формуле (с учетом потерь):

    З_п=З_б(1-П)/(1-R)= 33255712  *(1-0,05)/(1-0,07)=33970888.6 т, 

    где: П,R- потери (4-6%)и засорение (разубоживание) (6-8%) полезного ископаемого, доли ед.

    Годовая производственная мощность карьера  по вскрыше и по полезному ископаемому:

    А_год.в= А_год.п.и*К_ср=7918026,6*1,2=9501631.9т 

    где: А_год.п.и – годовая производственная мощность карьера, млн.т.год; А_{год.п.и.}=V_п.и./Т=23754080/50=475081,24 т/год

    Где Т-продолжительность работы карьера, лет (20-50 лет). 

    К_ср – средний коэффициент вскрыши, м³/т; (1.2) 
 

    3 Вскрытие и подготовка карьерного поля 

    Этапы вскрытия  и горно-строительных работ при разработке горизонтальных и пологих месторождений включают проведение одной или двух внешних капитальных траншей, разрезной траншеи по вскрывающим породам и полезному ископаемому в зависимости от горногеологических условий. Для вскрытия горизонтальных и пологих месторождений обычно применяют капитальные траншеи – отдельные, групповые или общие. Число внешних траншей и их расположение обычно определяют  с таким расчетом, чтобы сократить дальность транспортирования, рассредоточить грузопотоки по величине и направлению и обеспечить минимум V работ по строительству траншей. 

    4 Система разработки

    В данном курсовом проекте принимаем  двухбортовую систему разработки, так как угол падение пласта 60.

    Сплошная  система разработки применяется  при разработке горизонтальных месторождений.

    Углубочная  система разработки применяется  при разработке наклонных и крутых месторождений.

    Смешанная система разработки применяется  при разработке месторождений со сложными топографическими и горно-геологическими условиями предложена акад. В.В.Ржевским. 
 

    5 Процессы БВР 

    Различают следующие методы взрывных работ: метод  скважинных зарядов, метод котловых зарядов, метод шпуровых зарядов, метод камерных зарядов, метод накладных зарядов.

    Бурение взрывных скважин заключается в разрушении пород буровым инструментом и удалении образовавшегося бурового шлама на поверхность. Буримость горных пород зависит от способа бурения, конструкции бурового инструмента и других факторов, которые влияют на характер разрушения пород. Согласно классификации В.В. Ржевского горные породы по показателю буримости П_б делятся на 5 классов, на основании которых определяется тип бурового оборудования, так как по исходным данным коэффициент крепости равен 12, то мы принимаем:

    При П_б=6-15 – шарошечное бурение;

    При шарошечном бурении применяют станки типа СБШ. Наибольшее применение нашли  станки 2СБШ-200Н, СБШ-250МН, СБШ-320.

    2СБШ-200Н  целесообразно применять при  П_б=6-12; 
 

Таблица 2 - Техническая характеристика станков.

 

    По  технической характеристике буровых  станков принимается диаметр  скважин.

    Большое влияние на результаты взрыва оказывает  величина W – линия сопротивления по подошве уступа, которая зависит от  диаметра скважин, высоты уступа и угла наклона его откоса, мощности ВВ, плотности заряжания.

    Большое влияние на результаты взрыва оказывает  величина W- линия сопротивления по подошве уступа, которая зависит от диаметра скважин, высоты уступа и угла наклона его откоса, мощности взрывчатого вещества, плотности заряжения. 

    5.1 Определение предельного значения наименьшего сопротивления.  

    Предельное  значение наименьшего сопротивления  по подошве уступа (м) W, удовлетворяет условию безопасного бурения по формуле:

    

пр ≥h_y  ctg =25* 0.214+3=5.35м; 

    где h_y – высота уступа, м;

     - угол откоса уступа, град;

    l_д – минимально допустимое расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа, м (по ТБ принимается равным 3 м).

    Практика  показывает, что:

    - для легко взрываемых W_min = ( 40…45)d_с;

    - для пород средней взрываемости W_min = (35...40)d_с,

    - для трудновзрываемых W_min =(25…38)d_с (d_c – диаметр скважины).

    Мы  принимаем породу средней взрываемости.

    Значение  W_пр сравнить с W_min, должно выполятся условие W_пр³W_min

    Значение h_y выбирают таким образом, чтобы равномерно распределить ВВ в массиве. Они зависят от взрываемости пород, диаметра скважин, требуемой кусковатости, высоты уступа, схемы взрывания. Их подбор осуществляется с учётом величины m – называемой коэффициентом сближения скважин  

    5.2 Определение сетки скважин. 

    Расстояние между скважинами в ряду определяется по формуле:

    а = mW_min=0.78*5.35=4.173

    где: m=1…1.1 для средневзрываемых пород; 

    Расстояние  между рядами скважин определяется по формуле:

    Для шахматного расположения скважин:

    в=0,85*а=0,85*4.173=3,54 

    Средневзрываемые  породы имеют показатель взрывания П_в=9-17. 

    5.3 Конструкция скважинного заряда. 

    Конструкция скважинного заряда оказывает существенное влияние на результаты взрывного дробления. Наиболее простым является сплошной заряд. Заряд ВВ располагается в нижней части скважины и занимает примерно 65-75% ее длины. В нижней части скважинного заряда помещают боевик. Для предотвращения выброса ВВ из скважины в момент взрыва боевика, а также в целях предотвращения преждевременного истечения взрывных газов, верхняя часть скважины заполняется  - забойкой. Длину забойки рекомендуется принимать в диапазоне 20-35 диаметров скважины.  

    5.4 Расчет паспорта БВР. 

    

1. Выбирается способ бурения, обосновывается тип  типоразмер станка, диаметр скважины, согласно рекомендаций.
2. Принимается вид применяемого ВВ:

    - по возможности применять ВВ  с низким содержанием тротила;

    - при взрывании легковзрываемых  пород применять ВВ пониженной работоспособности (игданит, гранулит АС- 8);

    -при  взрывании практически монолитных  крепкий пород применять высокобризантные ВВ (гранулотол, аммонит, аммонал);

    -при  взрывании обводненных скважин  применять водонаполненные ВВ (акватол) таблица 3 
 
 
 
 
 
 

Таблица 3 – Условия применения ВВ

 
 

    3. Определение проектного расхода  ВВ по формуле:

    q_п=q_эК_ввК_дК_тК_сзК_спК_v=40*1,1*0.24*1,1*4.5*5*1.1=57,5г/м³ ;

    где: q_э – эталонный расход эталонного ВВ определяется по категории трудности взрывания;

    средневзрываемые  П_в=6-10; q_э=20,1-40 г/м³;

    К_вв –коэффициент перерасчета эталонного ВВ к расходу реального ВВ;

    К_вв=1,1;

    К_сп=4,5-5.

    К_д – коэффициент дробления;

    К_т – коэффициент трещиноватости;

    К_т=1,05-1,1;

    К_сз – коэффициент сосредоточения скважинного заряда;

    К_v – коэффициент, учитывающий высоту уступа.

    К_v=1,1 – игданит, гранулит АС-8;

    К_v=1,0 – зерногранулит, аммонит, акватол;

    К_v=0,9 – гранулотол, алюмотол.

    К_д=1/2d_cp=1/2*2,0999=1,049

    Где: d_ср – требуемый средний размер отдельности в массиве, м.

    

м

    где: Е емкость ковша, м³;     

    Таблица 4 - коэффициент сосредоточения скважинного заряда

 

    Коэффициент К_v определяется по формуле:

    При Н_у≥15 м,                               

    Н_у- высота уступа, м. (Принимается по максимальной высоте черпания экскаватора, м)

    4. Объем породы, взрываемой одной  скважиной, определяется по формуле:

    для скважин первого ряда: