Технология разработки месторождения полезных ископаемых в условиях карьера на примере карьера Кокколампи в Питкярантском районе Республ

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Технология разработки месторождения полезных ископаемых в условиях карьера на примере карьера Кокколампи в Питкярантском районе Республики Карелия ООО «Олимп»

Петрозаводск

2016г.

Содержание

Введение              3

1. Географическое положение месторождения с подъездными путями    4

2. Годовой  план горных работ          6

3. Характеристика  выемочно-погрузочных работ и  применяемая техника   7

4. Система  вскрытия и разработки карьера        9

5. Характеристика  буро-взрывных работ       11

6. Виды транспорта  и схемы транспортировки      13

7. Развитие  отвального хозяйства        14

8. Процессы  обогащения полезного ископаемого (дробление, сортировка, виды дробильных  установок)          15

9. Технико-экономические  показатели предприятия     17

10. Экология  и охрана труда на предприятии      19

Заключение           22

Список использованных источников       23

Введение

Курсовая работа на тему «Технология разработки месторождения полезных ископаемых в условиях карьера» выполнена на основе анализа данных ООО «Олимп», разрабатывающего месторождения гнейсо-гранитов Кокколампи.

Данный карьер относится к предприятиям промышленности строительных материалов (нерудного сырья) и разрабатывается открытым способом.

Предметом исследования является процесс разработки месторождения гнейсо-гранитов Кокколампи.

Целью курсовой работы является анализ существующей системы разработки месторождения, включая анализ вскрышных работ, буров-взрывных работ, схем транспортировки и обеспеченность транспортом, развития отвального хозяйства и процессов обогащения полезного ископаемого.

Так же в работе проанализированы технико-экономические показатели предприятия и работы, направленные на охрану экологии и охрану труда на предприятии.

1. ГЕОРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ С ПОДЪЕЗДНЫМИ ПУТЯМИ

Месторождение Кокколампи расположено на территории Питкярантского района Республики Карелия, в 6 км южнее железнодорожной ст. Суйстамо, в 2,3 км юго-западнее озера Кокколампи.

Месторождение расположено на землях Гослесфонда РФ в пределах 192, 193, 194 кварталов Ляскельского лесничества ГУ РК «Питкярантский лесхоз». Леса 1 группы, смешанные, преобладают ель, сосна, береза, осина, ольха.

Район работ характеризуется обилием мелких озёр, рек, ручьёв, болот, все они принадлежат бассейну Ладожского озера, которое находится в 13 км к юго-западу от месторождения. В 1,3 км к СВ от месторождения расположено озеро Кокколампи (отметка уреза воды 79 м). В 600 м к СВ протекает ручей, впадающий в озеро Кокколампи. В 1 км к СЗ от месторождения находится озеро Уконлампи (отметка уреза воды 84 м). В 150-600 м к западу от западной границы месторождения протекает ручей Рутуноя, вытекающий из озера Уконлампи. В 1,45-1,6 и 1,5 км к ЮВ расположены озёра Пакинлампи (отметка уреза воды 103 м) и Пуналампи (отметка уреза воды 94 м). Охранная зона озёр и ручьёв 50 м.

Климат района умеренно-континентальный с мягкой зимой (среднемесячная температура января -9,5°С) и умеренно теплым летом (среднемесячная температура июля +16,5°С). Продолжительность периода со среднесуточной температурой ниже -5°С составляет 110-115 дней, с температурой выше 5°С - 205-210 дней, выше +15°С - 105-115 дней (с 29 мая по 6 сентября). Первые заморозки отмечаются с 15 сентября и последние - до 28 мая (продолжительность безморозного периода 110 дней). Годовое количество осадков 600-650 мм; число дней с осадками -190 дней. На зимний период приходится 135 мм осадков, на летний - 180 мм. Наибольшее количество осадков выпадает в августе-сентябре, наименьшее - в феврале-марте. Снеговой покров держится 5 месяцев с ноября по май, глубина промерзания грунта до 1 м, средняя многолетняя величина снегового покрова 60 см. Средний годовой сток 400-450 мм, на период весеннего половодья (15-30 апреля) приходится 140 мм. Преобладающее направление ветров: юго-западное – 27%, западное – 21%, северо-западное – 19%.

В районе имеется разветвлённая сеть грунтовых и шоссейных дорог, соединяющая населенные пункты района с промышленными центрами: г.г. Сортавала, Питкяранта, Суоярви. Ближайшими населёнными пунктами являются посёлки Суйстамо, Керисюрья, Ляскеля, Импилахти, Леппясюрья. Основной транспортной магистралью служит Октябрьская железная дорога, соединяющая города Питкяранта, Сортавала, Петрозаводск, Суоярви, Санкт-Петербург.

Месторождение расположено в 6 км к югу от железнодорожной станции Суйстамо Октябрьской железной дороги. В 200-500 м вдоль южного, восточного и северо-восточного борта месторождения проходит грунтовая дорога Керисюрья-Суйстамо, соединяющаяся с шоссейными дорогами Питкяранта-Суоярви, Питкяранта-Петрозаводск. Водный транспорт отсутствует, ближайший порт на берегу Ладожского озера – г. Питкяранта: пристани в 27 и 30 км к юго-востоку от месторождения. На месторождении имеется сеть заросших лесовозных дорог.

2. гОДОВОЙ ПЛАН ГОРНЫХ РАБОТ

Режим работы карьера принят из условий:

• годовая производительность предприятии по горной массе в плотном теле в соответствии с «Техническим Заданием на проект…» - 535,8 тыс.м³ в год
• производительность дробильно-сортировочного комплекса – 1 000 тыс. тонн (825 тыс. м3) щебня.

Техническим проектом принят режим работы по добыче горной массы - круглогодовой, 360 рабочих дней в году в две смены по 11 часов, по производству вскрышных работ - сезонный с учетом климатических условий района работ, 270 рабочих дней в году в две смены по 11 часов

На предприятии принята планово - предупредительная система ремонтов (ППР). В связи с этим, каждую шестую рабочую смену запланирован ППР.

Согласно «Технического Задания на проект…» производительность проектируемого карьера составляет 535,8 тыс.м3/год в плотном теле.

3. Объем вскрышных пород, который необходимо удалить для эксплуатации карьера в период срока действия лицензии составляет 616 600 м3. Вскрышные породы будут удаляться в течение первых пяти лет разработки месторождения и в период горно-подготовительных работ. Удаление вскрышных пород производится на площади, обеспечивающей готовые к выемке запасы с опережением на минимальную ширину рабочей площадки при производстве вскрышных пород. Максимальный объем вскрышных пород необходимо удалить в первый год эксплуатации карьера в количестве 216,3 тыс. м3 в плотном теле. Среднегодовая производительность по вскрышным породам составляет 117,56 тыс.м³ в плотном теле. 
   ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫХ РАБОТ И ПРИМЕНЯЕМАЯ ТЕХНИКА

Выемочно-погрузочные работы предназначены для извлечения горной массы непосредственно из массива или из навала и погрузки их в транспортные средства. Выемка и погрузка, как правило, выполняются одной машиной или одним комплексом забойных машин: экскаваторами всех типов и классов, а также машинами землеройно-транспортирующими (колесными скреперами, бульдозерами) и погрузочно-транспортирующими (одноковшовыми погрузчиками и др.). Выемка мягких связных, песчаных и мелкораздробленных пород может производиться всеми видами выемочно-погрузочного оборудования. При разработке таких пород подготовка их к выемке совмещается во времени с выемкой и осуществляется теми же средствами механизации, что и выемка.

Различают два вида выемки: валовую (сплошную) и раздельную (селективную). При валовой выемке, наиболее распространенной, все виды и разновидности горных пород экскавируются и грузятся совместно. Раздельная выемка пород (по сортам и видам) применяется, в основном, при разработке сложно структурных залежей полезного ископаемого. Она осуществляется обычными или специальными выемочными машинами с погрузкой в различные транспортные средства.

В карьере ООО «Олимп» при производстве выемочно-погрузочных работ применяются все виды заходок (в зависимости от производственной необходимости и привлекаемой техники) с нижней загрузкой в автотранспортные средства.

На анализируемом карьере удаление вскрышных пород осуществляется дизельным гидравлическим экскаватором Volvo EC-240 с ковшом емкостью 1,6 м3. На участках с небольшой мощностью вскрыши ее удаление происходит с предварительным перемещением бульдозером Cat D8R в навалы, а разработка разрыхленного полезного ископаемого производится дизельным гидравлическим экскаватором Volvo EC-480 с ковшом емкостью 3,0 м3

На предприятии применяется система внешнего отвалообразования. Вскрышные породы складируются во внешнем одноярусном бульдозерном отвале, расположенном северо-западнее карьера. Отвальные работы проводятся бульдозером Cat D8R.

Разработка карьера на месторождении Кокколампи ведется с использованием оборудования марок VOLVO и CAT. На все оборудование имеются разрешения на применение, выданные органом Ростехнадзора.

4. Производительность оборудования принята по практическим данным эксплуатации аналогичных карьеров. 
   Система вскрытия и разработки карьера

Непосредственной целью вскрытия месторождения является установление грузотранспортной связи между горизонтами его разработки и техническими сооружениями на поверхности. Горизонтами разработки являются рабочие площадки уступов.

Местоположение вскрывающих выработок и порядок отработки месторождения приняты исходя из следующих условий:

• расположения промплощадки;
• направление транспортных потоков из карьера на отвал вскрышных пород и промплощадку.
• последовательности отработки добычных горизонтов сверху вниз;
• холмистого рельефа местности;
• равномерное распределение объемов горно-подготовительных работ за период отработки карьера.

Отработка месторождения спроектирована одним вскрышным и четырьмя добычными уступами. Разработка полезной толщи осуществляется горизонтальными слоями при высоте уступа 10 м, что соответствует параметрам экскаватора типа Volvo 480.

Отметки подошвы отрабатываемых уступов: +100 м, +90 м, +80м, +70 м. Добычные работы ведутся с последовательной отработкой горизонтов сверху вниз.

Отработка месторождения началась со вскрытия северо-восточной части горизонта +100 м. Подготовка горизонта к работе предусматривала подготовку первоначальной рабочей площадки размерами 125×125 м, необходимой для размещения горного оборудования и разворота автосамосвалов.

Дальнейшее вскрытие месторождения осуществляется системой поступательных съездов по восточному борту карьера.

Последующие горизонты предусматривается вскрывать наклонными въездными траншеями вдоль восточной части месторождения. Ширина траншей – 20 м, длина – 125 м, уклон – 80 0/00.

Для обеспечения расстановки оборудования на рабочих горизонтах создаются первоначальные рабочие площадки размерами 125×125 м.

Движение фронта добычных работ предусматривается в южном и западном направлении.

Система разработки месторождения и технологические схемы производства горных работ приняты с учетом геологических и гидрологических условий месторождения.

При разработке месторождения приняты продольные и поперечные системы разработки карьера.

Основные параметры системы разработки определены в соответствии с Федеральными нормами и правилами "Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых" и "Нормами технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов" и приведены в соответствующих пунктах разделов проекта "Добычные работы" и "Вскрышные работы».

5. характеристика буро-взрывных работ

Процесс подготовки горных пород к выемке относится к одному из основных технологических процессов на карьере и осуществляется для выполнения последующих основных технологических процессов, таких как выемочно-погрузочный процесс, транспортирование, складирование, отвалообразование, переработка или обогащение. Подготовка включает: обеспечение устойчивости откосов уступов; осушение горных пород, подлежащих извлечению в данный период разработки; разупрочнение и изменение их агрегатного состояния; разрушение (разрыхление) породного массива и другие виды воздействия на горные породы для облегчения их выемки. 
  На карьерах применяются следующие способы подготовки горных пород к выемке:

• механичное разрыхление пород, применяется для мягких плотных пород;
• разрушение скальных и плотных пород с помощью буровзрывных работ;
• гидравлическое разрушение пород (с помощью гидромониторов);
• физические способы разрушения (термический);
• химический способ разрушения;
• комбинированные способы.

Выбор способов подготовки горных пород к выемке зависит от вида и свойств породного массива, от природных условий, от применяемых средств, механизации, от производительности горнодобывающего предприятия. 

Проведение буровзрывных работ на карьере происходит частично собственными силами (выполнение буровых работ), а частично с привлечением специализированных подрядных организаций (выполнение взрывных работ осуществляется специалистами компании Orica).

Буровые работы на карьере ООО «Олимп» осуществляются с помощью бурового станка типа Sandvik Pantera DP1500i. При бурении используются все виды буровых сеток (квадратная, прямоугольная, шахматная) с применением наклонных и вертикальных скважин в зависимости от высоты и угла наклона уступа.

Взрывные работы в ООО «Олимп» производятся на основании "Технических правил ведения взрывных работ на дневной поверхности", с учетом отечественного и зарубежного опыта проектирования и производства БВР на щебеночных карьерах и материалов типовых проектов производства взрывных работ, разработанных ООО «Орика-Санкт-Петербург».

6.    По опыту уже отработанных на месторождении блоков, как правило, используется схема инициирования с центральным клиновидным врубом. 
   виды транспорта и схемы транспортировки

Технология разработки скальных пород обычно отождествляется с цикличными процессами выемки (одноковшовыми экскаваторами и погрузчиками) и транспортировки (автосамосвалами и локомотивосоставами) при взрывном рыхлении массива. Альтернативные технологии ориентируются на применение непрерывных видов транспорта — конвейерного и гравитационного. В настоящее время на отечественных карьерах нерудного сырья основным видом транспорта остается автомобильный.

В ООО «Олимп» принята автомобильная схема транспортировки вскрышных пород и горной массы. Карьерный автотранспорт используется для следующих видов перевозок:

• транспортировка продукта предварительного грохочения (природной мелочи) крупностью 0-20 мм из промежуточного конусного склада на площадке ПДСУ в отвал вскрышных пород для временного размещения;
• транспортировка пород вскрышных пород с территории горного отвода месторождения в отвал вскрышных пород;
• подсобные производственно-вспомогательные перевозки.

Исходя из условий принятой технологии ведения горных работ, объемов и массы, перевозимых карьерным транспортом грузов, используются автосамосвалы типа Volvo A40F и Scania P420.

Проектом предусмотрено создание и эксплуатация внутренних карьерных автодорог и заездов на отвал вскрышных пород.

В пределах карьера и отвала для движения карьерных автомобилей устроены временные внутрикарьерные автодороги с покрытием из местного щебеночного материала и отсевов дробления, укладываемого способом заклинки.

Транспортную связь с рабочими горизонтами в карьерах осуществляется по автомобильным съездам шириной 23 м при двухполосном движении с уклонами 80 о/оо.

7. РАЗВИТИЕ ОТВАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

Часть территории предприятия, где размещаются вскрышные породы или некондиционные полезные ископаемые, называется отвалом.

Технологический процесс укладки вскрышных пород или некондиционных полезных ископаемых с помощью средств механизации называется отвалообразованием.

Отвалы в комплексе с техническими устройствами, средствами механизации и автоматизации производственных процессов отвалообразования составляют отвальное хозяйство горного или промышленного предприятия.

В ООО «Олимп» вскрышные породы складируются во внешнем одноярусном бульдозерном отвале, расположенном северо-западнее карьера.

Высота яруса до 10,0 м. Угол откоса ярусов соответствует насыпному углу пород вскрыши и составляет 30°°. Ширина рабочей площадки на отвале составляет не менее 30,0 м.

На предприятии принято бульдозерное периферийное отвалообразование.

Отвальные работы выполняются бульдозером Cat D8R. При периферийном отвалообразовании автосамосвал выгружает породу под откос, а часть породы, оставшуюся на поверхности отвала после разгрузки автосамосвала, бульдозер перемещает к верхней бровке отвала с одновременным формированием перед собой предохранительного вала.

8. процессы обогащения полезного ископаемого (дробление, сортировка, виды дробильных установок)

Результатом процесса обогащения нерудных полезных ископаемых как правило является конечный продукт. Процесс обогащения нерудных полезных ископаемых в основном состоит из процесса дробления и измельчения, и сортировки полученного материала.

Дробление и измельчение — процесс разрушения и уменьшения размеров кусков минерального сырья (полезного ископаемого) под действием внешних механических, тепловых, электрических сил, направленных на преодоления внутренних сил сцепления, связывающих между собой частички твёрдого тела.

Согласно «Технического задания на проект...» для дробления в ООО «Олимп» применяется передвижная щековая дробильная установка с двухдечным грохотом (ПДСУ) типа Lokotrack LT 125 фирмы Metso Minerals.

Переработка промпродукта 0-260 мм после первичной дробилки осуществляется на промышленной площадке, где размещено Передвижное оборудование вторичного, третичного дробления и сортировки NW 550GP, NW 2060CVB, фирмы Metso Minerals.

Расчет оборудования, а также его увязка по принимаемому куску и производительности на всех операциях передела выполнила фирма «Metso Minerals». В соответствии с технологической схемой, представленной фирмой «Metso Minerals», производительность комплекса составляет до 400 т/час.

Для осуществления технологического процесса применено следующее оборудование (таблица 1).

Таблица 1

9. технико-экономические показатели

Основные технико-экономические показатели работы ООО «Олимп приведены в таблицах 2 и 3.

    Таблица 2

Годовой фонд рабочего времени и производительности карьера при двусменном режиме работы согласно проекту.

Таблица 3

Уровень загрузки основного оборудования согласно проекту.

10. Экология и охрана труда на предприятии

В ООО «Олимп» работы, связанные с охраной окружающей среды и охраной труда, ведутся в соответствии с требованием действующего законодательства. Ключевые параметры политики предприятия в области экологии и охраны труда разработаны с учетом требований п. 4.1.4 СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 "Санитарно-защитная зона и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов". Так размер нормативной санитарно-защитной зоны предприятия согласно проекту составляет:

• промышленная площадка предприятия с ДСУ – 300 м;
• карьер строительного камня – 500 м;
• отвал вскрышных пород со складами продукции – 300 м.

Ближайшими к предприятию населенными пунктами являются ст. Суйстамо в 6 км к северу от предприятия, пос. Керисюрья, в 9,0 км юго-западнее предприятия и пос. Ляскеля в 10 км юго-западнее предприятия. Населенные пункты в границы санитарно-защитной зоны не попадают.

На территории санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предусматривается осуществление следующих природоохранных мероприятий:

• обеспечение снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по всем факторам воздействия за пределами СЗЗ;

Большая часть санитарно-защитной зоны покрыта лесом, поэтому дополнительных мероприятий и затрат для благоустройства санитарно-защитной зоны не предусматривается.

Горно-экологический мониторинг осуществляется в целях снижения вредного влияния горных работ на окружающую природную среду, обеспечения безопасного ведения горных работ и охраны недр посредством информационного обеспечения управления в области рационального и комплексного использования минеральных ресурсов, охраны окружающей среды и промышленной безопасности горных работ.

Горно-экологический мониторинг осуществляется в пределах границ горного и земельного отводов, а также за их пределами в зонах вредного влияния горных работ – в пределах санитарно-защитной зоны.

Основные положения политики предприятия в части охраны труда разработаны с учетом того, что при работе на горном и транспортном оборудовании на человека оказывают влияние шум и производственная вибрация. В проекте заложено оборудование, которое выпускается серийно, соответственно, оно имеет санитарно–гигиенические сертификаты. Согласно требованиям СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах в помещении жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки уровень шума не должен превышать 80 дБ. В случае превышения этих параметров применяются средства индивидуальной защиты.

Вибрация, создаваемая при работе экскаваторов, бульдозеров и автотранспорта относится к 1 категории вибрации (п. 62 СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий") и не должна превышать ПДУ вибрации по виброускорению 112–115 дБ, ПДУ виброскорости 107-116 дБ (СН 2.2.4/2.1.8.566-96 табл. 4). Снижение шума на карьерном оборудовании достигается осуществлением своевременной и полноценной смазки и содержанием в исправном состоянии механизмов, особенно зубчатых передач, редукторов и т.п., а также использованием различных подкладок из резины, войлока и других эластичных материалов. Сидения в кабинах (экскаваторов, бульдозеров) установлены на амортизирующей подкладке. Амортизаторами также снабжены педали и рукоятки рычагов. Машинисты горного оборудования пользуются перчатками с мягкой прокладкой.

Предусмотренные мероприятия позволяют снизить шум и вибрацию до нормативных норм.

Кабины экскаваторов и других механизмов утеплены и оборудованы безопасными отопительными приборами, а также аптечками первой помощи.

В холодное время года производятся перерывы для обогревания рабочих или полное прекращение работ. 
заключение

Целью курсовой работы является анализ существующей системы разработки месторождения, включая анализ вскрышных работ, буров-взрывных работ, схем транспортировки и обеспеченность транспортом, развития отвального хозяйства и процессов обогащения полезного ископаемого.

В результате проведенного анализа основных параметров работы карьера ООО «Олимп» можно сделать следующие выводы:

1. Разработка месторождения ведется в полном соответствии с Техническим проектом.
2. При осуществлении работ учтены основные тенденции и накопленный опыт в области осуществления открытых горных работ в части выбора систем вскрытия и разработки карьеров, буро-взрывных работ, выемочно-погрузочных работ и отвалообразования.
3. В процессе ведения открытых горных работ ООО «Олимп» использует современную горную технику, обеспечивающую заданные планово-экономические показатели.
4. Мероприятия по сохранению экологии и охране труда производятся в соответствии с требованиями действующего законодательства и направлены на сохранение природных ресурсов и на поддержание безопасности производственных процессов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Федеральные нормы и правила "Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых"

2. "Правила охраны недр", утвержденные постановлением Госгортехнадзора России 06.06.2003г. № 7, ст. 24 ФЗ от 21.02.1992г.