Система разработки в условиях блока 16/21 горизонта +320 Юкспорского месторождения
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ХИБИНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ СПГГИ (ТУ) в г.Кировск
Отделение:____очное___________ Специальность___130404________
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Горное дело._________________________ ______________________________
НА ТЕМУ: Выбрать и обосновать систему разработки в условиях блока 16/21 горизонта +320 Юкспорского месторождения.
Студента:____Гулякина Н.А.________группы_______4РРМ_ Руководитель: Белагородцев__________________
Кировск 2009 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Введение. Разнообразие горно- От принятой системы разработки зависят такие важнейшие показатели работы рудника, как: производительность труда рабочих, себестоимость руды, величина потерь и разубоживания при добыче, затраты по переработки руды, величина потерь при переработке, количество и себестоимость конечной продукции горного предприятия, а также размер получаемой прибыли. Поэтому выбор систем разработки и ее конструктивных элементов представляет одну из самых ответственных задач как для проектируемого, так и для действующего рудника. Основными требованием, как при проектировании, так и при эксплуатации месторождения является обеспечение безопасности разработки. Безопасность должна сочетаться с экономичностью разработки, под которой понимается добыча каждой тонны руды с наименьшими затратами. Выполнение этого условия возможна при достижении высокой производительности труда горнорабочих с минимальным расходом материалов и энергии. Высокая производительность труда обеспечивается только при широкой механизации и автоматизации производственных процессов. Требования безопасности труда занимает первое место при выборе систем разработки. К другим важным условиям относятся обеспечение полноты извлечения полезного ископаемого и заданной годовой производительности мощности рудника. Снижение потерь при разработки месторождения приводит к увеличению разубоживания руды, т.к. полнота отбойки полезного ископаемого неизбежно связанна с перемешиванием пустых пород. Допустимые потери должны устанавливаться с учетом ценности руды (чем она выше, тем меньше должны быть потери). Вопрос о допустимом коэффициенте разубоживания решается с учетом ценности руды, мощности рудного тела, характера вмещающих пород. В процессе разработки месторождения улучшают организацию труда, внедряют более производительные машины и механизмы, совершенствуют систему разработки, увеличивают годовую производительность рудника. Целью курсовой работы выбор и обоснование системы разработки в условиях блока 16/21 горизонта +320 Юкспорского месторождения. Для достижения поставленной цели в курсовой работе необходима: 1.Краткая характеристика района месторождения. 2.Горно-геологическая характеристика месторождения. 3.Состояние горных работ на руднике. 4.Краткая горно-геологическая характеристика проектируемого участка месторождения. 5.Выбор и технико-экономическое обоснование наиболее рациональной системы разработки. 6. Выбор и обоснование конструктивных элементов системы разработки. 7.Механизация горно-подготовительных работ. 8.Расчет запасов, потерь и разубоживание в блоке по отдельным элементам и видам работ. 9.Организация работ на блоке. 10.Порядок подготовки блока до начала очистной выемки. 11.Расчет и составление календарного графика первоочередной подготовки блока. 12.Расчет рабочих процессов и операций очистной выемки вырезной секций в блоке. 13.Календарный план подготовки и отработки блока. 14.Расчет количества блоков, находящихся в различных стадиях работ (в подготовке, нарезке, очистной выемки). 15.Основные технико-экономические показатели проекта.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Исходные данные:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Содержание.
Введение.
1.Общая часть.
1.1.Краткая характеристика района месторождения.
1.2.Горно-геологическая характеристика месторождения.
1.3.Состояние горных работ на руднике.
2.Специальный раздел.
2.1.Краткая горно-
2.2.Выбор и технико-
2.3. Выбор и обоснование конструктивных элементов системы разработки.
2.4.Механизация горно-
2.5.Расчет запасов, потерь и разубоживание в блоке по отдельным элементам и видам работ.
2.6.Организация работ на блоке.
2.7.Порядок подготовки блока до начала очистной выемки.
2.8.Расчет и составление
календарного графика
2.9.Расчет рабочих процессов и операций очистной выемки вырезной секций в блоке.
2.10.Календарный план подготовки и отработки блока.
2.11.Расчет количества блоков, находящихся в различных стадиях работ (в подготовке, нарезке, очистной выемки).
2.12.Основные технико-
Заключение.
Список литературы.
1.Общая часть.
1.1 Краткая характеристика района месторождения
Месторождения Кукисвумчор и Юкспор находиться на территории Кировского района Мурманской области, вблизи поселка Кукисвумчор, в 5,5 км от г.Кировска и связанны железнодорожной и шоссейной веткой с городом Апатиты.
Рельеф района месторождений – сильно расчленный горный массив, поднимающийся над окружающей холмистой долиной на 400 – 700 метров и разделенный глубоко врезанными долинами.
Гидро-графическая часть района представлена горными реками и озерами ледникового происхождения. Непосредственно в пределах месторождения протекают реки: Саамка, Гакман, Юкспорийок. Месторождения находиться в лавинно опасном районе.
Рельеф района сильно пересеченный с амплитудой высот от +312 м (оз.Большой Вудьявр) до +1200 м (пастообразные вершины гор). Склоны крутые от 45˚ до 50˚ и в цирках до 30˚-20˚ у подножий, верхняя кромка плато – обрывистая.
Климат района – субарктический с продолжительной зимой и коротким (июнь-август) летом. На формирование климата оказывает влияние горный рельеф и близость Гольфстрима. Частое прохождение циклонов зимой сопровождается оттепелями, которые сменятся резким похолоданием (до -40˚С), а летом понижение температуры, сильными ветрами и обильными осадками. Глубина промерзания почвы составляет 1,3-1,4 метра.
Преобладающие ветры зимой – южный и юго-западный. Летом – северный и северно-западный. Скорость ветра 30- 40 м/сек, в порывах до 60 м/сек.
Распределение осадков в году неравномерное: минимум в марте-апреля (30-60 мм), максимум в августе-октябре (105-150 мм).
Длительность снегового покрова изменяется от 250 до 284 дней на вершинах гор. Наибольшая высота снежного покрова 156 мм.
Количество дней с туманами от 45 (в долинах) до 222 (на вершинах гор). В среднем по мере увеличения высоты на каждые 1000 м отмечается опаздыванием летнего периода (и опережение зимнего) на 3-4 дня, что приводит к неравномерному снеготаянию, замедление подъема и спада уровня подземных и поверхностных вод.
1.2 Горно-геологическая характеристика месторождения
Геологически единая Кукисвумчорр – Юкспорская апатитовая залежь условно разделяется на два месторождения. Граница между Кукисвумчерским и Юкспорским месторождениям проводиться по долине Саамской. На глубоких горизонтах между профилями 8-18 рудное тело вклинивается на абс. Отметках -500 м; на северо-западном фланге вклинивание установлено в пределах абс. Отметок от -500 до +300 м. Палеовыход рудного тела располагается вдоль подножья горы Кукисвумчорр в пределах абс. отметок от +550 м (верхний контакт) до +500 м (нижний контакт), а в долине Саамской на интервале высот +350 до -300 м.
Длина месторождения составляет 2400 м, наибольшая ширина (от выхода на поверхность до вклинивания по падению) 2500 метров, по линии падения от 700 (на СЗ фланге) до 1750 м. (в центральной части).
Мощность рудного тела в соответствии с линзовидной формой плавно увеличивается как по восстанию, так и по простиранию от СЗ фланга к центральной части от первых метров до 150-200 м. и более (230 м.) у границы отработки. Наибольшая мощность рудного тела установлена в центральной части. В интервале высот от +400 м. до -500 м. средний угол падения изменяется от 30º до 60º, вертикальна мощность от 200 м. до 8 м. (т.е. в 25 раз).
Простирание рудного тела на всем ее протяжении, т.е. 2,4 км., практически не изменяется и составляет СЗ 325±10º.
Средний угол выклинивания залежи по падению составляет 6º, по простиранию в направлении к северо-западному флангу 5º-8º.
Вмещающие породы представлены со стороны подошвы рудной залежи массивными уртитами рудной субфазы, а покрывающие – расслоенной пачкой трахитоидный ийолит-уртитов пострудной субфазы, которые в сою очередь, перекрываются рисчорритами.
На месторождении Кукисвумчорр “окисленные” руды законсервированы по подземным горным выработкам в северо-западной, центральной и юго-восточной частях залежи, где они развиты в виде пересекающихся трещинных зон северо-восточного и северо-западного простирания мощностью 5-10 до 20м. Они пересекают рудное тело: от верхнего до нижнего контактов в поперечном направлении к мощности.
Кукисвумчоррское апатито-
По геоморфологическому
Центральная часть Кукисвумчоррского
участка и Саамский участок представлены
единым линзообразным телом
В поперечном сечении рудная залежь имеет клиновидную форму, при этом максимальные мощности наблюдается в приповерхностной части, а на глубину мощность постепенно уменьшается до 10м и менее. Угол падения залежи изменяется от 25˚ до 30˚ у поверхности и от 45˚ до 55˚ на глубине. В северо-западной части рудная залежь характеризуется малыми мощностями – от нескольких метров от 20˚ до 30˚м, грубо-пластообразной формой, оснащенной трещинами и раздувами. Отмечается широкое развитие рудной брекчии.
По данным эксплуатации верхних
горизонтов залежь рассечена в крест
простирания трещинами и
Они имеют крутое, до вертикального падения мощность 2-30м. Такие зоны встречаются в пределах разрезов:9,15,16,27,33,34.
На месторождении Юкспор по геоморфологическим признакам выделяется также два участка: Юкспорский и Гакман.
Общая длина залежи 3350м по простиранию, по падению 1500-900м. Угол падения от 30˚ до 35˚ у поверхности до 40˚-50˚ на глубине. Средняя мощность залежи 70м, при этом на Юкспорском участке она колеблется от 150 до 260м, в трещинах до 40-60м, на участке Гакман от 50 до 70м. К радиальным крутопадающим и вертикальным трещинам приурочены зоны окисления северо-западного и восточного падения под углом 76˚-90˚.
На обоих месторождениях вмещающими рудную залежь породами являются – со стороны лежачего бока – имущественно массивные уртитами, со стороны висячего бока рисчорриты до отметки 300-500м.
Речные долины рек Саамской и Вортизай оказывают дренажное воздействие на массив мощностью 100-300 метров.
Основную роль в обводнении месторождения играет водоносный комплекс коренных пород, в различной степени трещиноватых. Водопроводящими являются крупно-падающие трещены с азимутом простирания 130˚-155˚ и полого-падающие с азимутом простирания 190˚-340˚ и 310˚-320˚. Наибольшей обводненностью обладают зоны окисления. Мощность этих зон от 2 до 30 метров.
Водообильность водовмещающих коренных пород, крайне не равномерна, уровни подземных вод залегают на глубине от нескольких метров в долинах и на склонах и до 400-500м на водоразделах.
1.3 Состояние горных работ на руднике
Объединенный Кировский
рудник позволяет осуществить единую
схему вскрытия нижних горизонтов двух
подучастков, уменьшить объем капитального
строительства и уменьшить
Вскрыты глубинные горизонты Юкспорского месторождения +172м, +92м по технологической схеме выдачи руды на поверхность с помощью главного ствола №2, оборудованной многоканатной скиповой подъемной машиной.
Единая схема вскрытия предусматривает:
Сортировку руды, добываемой на горизонтах +320м и +250м Юкспорского крыла к действующему наклонному стволу Кировского рудника;
Добычу руды с горизонтов +172м и +92м по Главному стволу №1.
В настоящее время объединенный Кировский рудник вскрыт следующими горно-капитальными выработками:
1. Главный ствол №1;
2. Главный ствол №2;
3. Северный воздухо-падающий ствол №1;
4. Северный воздухо-падающий ствол №2;
5. Вспомогательный ствол №1;
6. Южный воздухо-падающий ствол №2;
7. Западный вспомогательный ствол;
8.Южный вентиляционный ствол №1;
9. Центральный вентиляционный ствол №1;
10. Центральный вентиляционный ствол №2;
11. Центральный вентиляционный ствол №3;
12. Автотранспортные съезды №1-4;
13. Наклонный конвейерный ствол;
14. ЮВС №3.
Для отработки глубинных горизонтов объединенного Кировского рудника применяется система разработки подэтажного принудительного обрушения с площадным выпуском руды на погрузочные заезды с применением самоходных машин ПД-8.
Например, конструктивные элементы системы разработки блока 10/14: длинна блока по простиранию 250м, а высота 80м. Опережающая величина расположения в висячем боку рудного тела с нормальной мощностью от 30 до 40м на всю длину блока. По высоте блок разбит на 7 буродоставочных горизонтов.
Свежий воздух для проветривания проходческих работ при подготовке буродоставочных горизонтов из горизонта откатки по принудительной схеме проветривания.
Бурение скважин на подэтажах предусмотрено буровыми станками НКР-100 или самоходной буровой установкой «СОЛО 1020». Целики над буродоставочными штреками разрабатываются буровой установкой «СОЛО 1020». Диаметр скважины 102мм. Разделка траншей ведется самоходной буровой установкой «СОЛО 1020».
В опережающей выемке погрузка руды и её в рудоспуски производится погрузочными машинами «ТОРО 400Е» и «ТОРО 400D». По рудоспускам руда с буродоставочных горизонтов перемещается на горизонт откатки, загружается в вагонетки ВГ – 4,5; ВГ – 9 и электровозами доставляется к опрокидывателям.
2.Специальный раздел.
2.1 Краткая горно-геологическая характеристика проектируемого участка месторождения
Блок 16/21 расположен в
юго-восточной части
Покрывающие породы представлены полевошпатовыми ийолит-уритами и пойкилитовыми нефелиновыми сиенитами. Лежачий бок рудной залежи представлен породами ряда ийолит-уртитов. На границе с покрывающими породами распологается зона сфен-апатитовыхъ пород.
Вмещающие породы скальные, имеют высокую крепость по шкале Протодьяконова f=12-14, категория по прочности – II. Коэффициент крепости руд f= 6-9, категория по прочности III –IV. Категория по устойчивости пород и руд – I, по интенсивности трещиноватости- II.
Нижний контакт рудного тела постепенный, извилистый и устанавливается только по данным опробования. Рудное тело слагают богатые и бедные разности линзивидно-полосчатых, а также брекчиевидных апатито-нефелиновых руд.
Горизонтальная мощность рудного тела изменяется в пределах 65-180 м, средняя мощность 119 м.
Содержание P2O5 в контурах рудного тела: в балансовых запасах 14,01%, в забалансовых 3,0%, в треугольниках потерь лежачего бока 9,33%, в окисленных рудах 13,75%.
Объемный вес соответственно:
Балансовых руд – 2,87 т/м,
Забалансовых руд – 2,7 т/м,
В потерях руды в массиве – 2,83 т/м,
Вокисленных рудах – 2,86 т/м.
В пределах блока выявлено несколько ветвящихся зон окисленных, раздробленных пород. Породы слабоустойчивые и имеют низкие прочностные характеристики: коэффициент крепости f=4-5, категория по прочности – IV, по интенсивности трещеноватости – V, по устойчивости – III.
Мощность зон от 2 до 20м. Угол падения 30˚- 50˚.
Блок 16-21 расположен ниже уровня грунтовых вод и поэтому водоприток довольно высок за счет дренажа вод массива по трещинам и разрушенным зонам особенно в весеннее-осенний период.
2.2 Выбор и технико-экономическое обоснование наиболее рациональной системы разработки для проектируемого участка
2.2.1.Последовательное
исключение классов систем
Табл. №1-ОТБОР СИСТЕМЫ.
Класс |
Наименование класса |
Группа |
Наименование группы |
I |
Системы разработки с открытым очистным пространством. |
1
2
3
4
5
6 |
Почвоуступные системы Потолкоуступные системы Системы со сплошной выемкой Камерно-столбовые системы Системы с подэтажной отбойкой Системы с камерно-этажной выемкой |
II |
Системы разработки с магазинированием руды в очистном пространстве. |
1
2
3 |
Системы со шпуровой отбойкой из магазина Системы с отбойкой из специальных выработок Системы с отбойкой глубокими скважинами |
III |
Системы разработки с креплени- ем очистного пространства. |
1
2 |
Системы с усиленной распорной и станковой крепью Системы с каменной и комбинированной кре- пью |
IV |
Системы разработки с закладкой очистного пространства. |
1
2
3
4
5
6 |
Система разработки горизонтальными слоями с закладкой Системы разработки наклонными слоями с за- кладкой Потолкоуступные системы с закладкой Системы нисходящей послойной разработки с закладкой Сплошные системы с закладкой Системы с креплением и закладкой |
V |
Системы разработки с обруше- нием вмещающих пород. |
1
2
3 |
Системы слоевого обрушения Щитовые системы разработки Столбовые системы с обрушением кровли |
VI |
Системы разработки с обруше- нием руды и вмещающих пород. |
1
2
3 |
Системы подэтажного обрушения Системы этажного самообрушения Системы этажного принудительного обрушения |
VII |
Комбинированные системы раз- Работки. |
1
2
3 |
Комбинированные системы с выемкой камер с открытым очистным пространством Комбинированные системы с выемкой камер с магазинированием руды Комбинированные системы с выемкой камер с закладкой |
Табл. №2
Условие по геологическим и горно-техническим факторам. |
Характеристика условий. |
Возможные к применению классы систем разработки. |
1.Устойчивость руды и вмещающих пород. |
Руда устойчивая Вмещающие породы устойчивые. |
I, IV, II, III. |
2.Мощность рудного тела. |
65-180 м. |
VI |
3.Угол падения (градусы.) |
30˚-50˚ |
II, IV, I, III. |
4.Ценность руды. |
Средняя. |
I, II, VI. |
5.Глубина разработки (м). |
300-400 м. |
I, II, IV, VI. |
6.Гидрогеологические условия. |
Незначительный водоприток. |
I, VI. |
7.Возможные нарушения земной поверхности. |
Возможны обрушения. |
VI, V. |
8.Склоность руды к: возгоранию, слеживаемости, окислению. |
Возгораний – нет, Слеживаемость – незначительная, Окисление – незначительное. |
VI, I, II. |
9.Требования к выемки по сортам. |
Нет требований. |
VI, I, II. |
2.2.2.Отбор классов систем разработки из числа возможных к применению по горно-геологическим и горнотехническим условиям, заведомо лучших по своей конструкции и техническим данным.
Табл. №3
Факторы |
Классы систем разработки | |
Системы этажного обрушения |
Система с открытым очистным пространством. | |
Постоянные: устойчивые руды, устойчивые вмещающие породы - мощность залежи 600 – 900 м - угол падения рудного тела 30˚-50˚ - глубина залеганий 300-400 м - нарушение земной поверхности. |
Система подэтажного обрушения, системы этажного принудительного обрушения. |
Этажно-камерная система с подэтажной отбойкой. |
При небольшой мощности и значительной крепости руды удорожаются подготовка и отбойка. Недостаточный угол падения, большая мощность, высокая ценность руды, наличие в ней крупных включений пустой породы отрицательно сказываются на показателях системы: увеличиваются затраты труда на транспортирование руды, возрастает ущерб от ее потерь, снижается производительность труда и интенсивность разработки. Применение системы при этих условиях нецелесообразно, так как при этом требуются изменения в технологическом процессе, а это связано с удорожанием добычи руды.
Неустойчивость боковых пород или руды при применении данной системы вызывает большую опасность работ, увеличение разубоживания и потерь руды.
Для уяснения сущности системы рассмотрим вариант с отбойкой руды веерными комплектами глубоких скважин и выпуском руды на почву выработок основного горизонта.
2.3 Выбор и
обоснование основных
Для отработки запаса блока 16/21 гор.+320 м. предусмотрена система подэтажной отбойки с торцевым выпуском руды из буродоставочных выработок с использованием самоходного оборудования. Отбойка как правило, ведется по 2 веера.
В связи с тем, что в контуре рудного тела находиться окисленные руды, которые не добываются и включаются в потери, блок необходимо разделить на два участка:
Первый находиться в разрезах Р21-Р19, по высоте разделен 5 подэтажами следующими высотными отметками буродоставочных горизонтов:
- Буродоставочный горизонт +322,0 м.
- Буродоставочный горизонт +350,0 м.
- Буродоставочный горизонт +368,0 м.
- Буродоставочный горизонт +386,0 м.
- Буродоставочный горизонт +404,0 м.
Второй находиться в разрезах Р19-Р16, по высоте разделен 4 подэтажами со следующими высотными отметками буродоставочных горизонтов:
- Буродоставочный горизонт +322,0 м.
- Буродоставочный горизонт +350,0 м.
- Буродоставочный горизонт +368,0 м.
- Буродоставочный горизонт +404,0 м.
На данном участке требуется пройти дополнительные отрезные щели у окисленной зоны.
Средняя высота блока, по обоим участкам, составляет 96 м. Добыча ведется селективно.
При системе подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды проектом предусмотрена штреково-ортовая подготовка блока. Расстояние между буродоставочными штреками (ортами) принято 16-18 м, исходя из условий получения наиболее рациональных показателей извлечения запасов руды, с учетом горно-геологических условий и конструктивных особенностей, вызванных наличием фактически существующих выработок.
2.4 Механизация горно-подготовительных и очистных работ на блоке
Проектом принимается
следующие горно-шахтное
- На бурении шпуров в проходческих забоях – буровая каретка «Миниматик Г-205 Л».
- На погрузочно-доставочных операциях при очистной выемке – ПДМ «Торо 400 Е».
- На бурении глубоких скважин – буровая установка «Соло».
- На заряжании глубоких скважин – пневмозарядчики МЗКС 160.
- Для проходки восстающих применяется комплекс КПВ.
Технические характеристики буровой установки «Миниматик Г-205 Л».
Максимальная высота обуриваемого забоя……………………………………..4,5 м.
Максимальная ширина обуриваемого забоя………………………………..…...6,0 м.
Диаметр шпуров…………………………………………………………..
Глубина бурения……………………………………………………………
Количество буровых стрел………………………………………………………...2 шт.
Тип буровой стрелы…………………………………………
Тип перфоратора…………………………………………………
Тип автоподатчика……………………………………………
Механическая скорость бурения коронками диаметром 43 мм по породам с σскс=2000 кг/см2, …………………………………………………….………..1,5 м/мин.
Привод ходовой ………………………………………
Радиус поворота (внешний/внутренний)…………………………
Габаритные размеры: Длина………………………………………………... 11780 мм.
Ширина ………………………………………………..
Высота в транспортном положении …………………2400 мм.
Технические характеристики погрузочно-доставочной машины «Торо 400Е».
Основные размеры:
Общая длина ………………………………………………………………….9736 мм.
Максимальная ширина (без ковша)………………………………………… 2505 мм.
Максимальная ширина (без кабины) ………………………………………...2400 мм.
Высота без защитного козырька ……………………………………………..1890 мм.
Высота с защитным козырьком ………………………………………………2320 мм.
Высота с кабиной ……………………………………………………………...2470 мм.
Массы:
Эксплутационная масса……………………………………………….………
Общая масса с грузом ………………………………………………………...34100 кг.
Показатели производительности:
Грузоподъемность ……………………………………………………………...9600 кг.
Вырывное усилие при запрокидывании ковша ………………………………193 кН.
Вырывное усилие при подъеме стрелы ……………………………………….204 кН.
Опрокидывающая нагрузка …………………………………………………..24800 кг.
Технические характеристики буровой установки «Соло».
Общий вес ………………………………………………………………………….
Ширина ………………………………………………………………………………
Длина ………………………………………………………………………………
Высота в положении для транспортирования ……………………………………….2,8 м.
Радиус поворота (внутренний/внешний)…………………………
Горизонтальная скорость откатки (max) ………………………………………..10 км/час.