Выбор системы разработки. 2
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
1. УСЛОВИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 6
1.1 Геологические условия 6
1.2 Горнотехнические условия 8
2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГОРНЫХ РАБОТ 9
2.1 Отбойка рудной массы 9
2.2 Доставка рудной массы. Транспорт и подъём. 12
2.3. Управление состоянием массива 14
3. ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ 16
3.1. Выбор системы разработки 16
3.1.1. Сплошная слоевая система разработки с восходящим порядком выемки слоёв 16
3.2. Сплошная слоевая система разработки с комбинированным порядком выемки слоёв 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 42
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Системы разработки рудных месторождений» включена в цикл специальных дисциплин. При изучении дисциплины раскрываются проблемы оценки технологических свойств МПИ, изучаются подземные горные выработки, а также техника и технология ведения горных работ. Рассматриваются аспекты проектирования этих процессов.
Разделы дисциплины
позволяют осветить особенности
применения систем разработки рудных
месторождений в
Цель изучения дисциплины заключается в ознакомление студентов с классификацией систем разработки рудных месторождений и особенностями ее применения в организации горнодобывающего производства.
Основными задачами изучения дисциплины являются:
- охарактеризовать месторождение как объект горных работ;
- ознакомить студентов с прогрессивными системами разработки рудных месторождений;
- показать инженерные методы обоснования и расчетов основных параметров систем разработки месторождений полезных ископаемых;
- дать основы проектирования элементов систем разработки в системе горно-обогатительного передела.
При изучении дисциплины «Системы разработки рудных месторождений» горный инженер по специальности 130404 "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых" должен:
иметь представление:
- о современном состоянии горнодобывающего производства и путях его развития на ближайшую перспективу;
- о структуре и взаимосвязях комплексов по добыче, переработке и обогащению полезных ископаемых;
знать:
- порядок определения параметров систем разработки при подземной разработке рудных месторождений;
- основные показатели системы разработки;
- приемы управления качеством добываемых руд;
уметь:
- обосновывать основные параметры системы разработки в типовых горно-геологических условиях;
- оценивать технические условия горных работ применительно к возможностям обогатительного передела.
владеть:
- основными нормативными документами (СНиП, ГОСТ, ПТЭ, ЕПБ и др.);
- анализом основных технико-экономических показателей систем разработки рудных месторождений.
Курсовая работа является квалификационным трудом, подводящим студента к самостоятельной инженерной деятельности. Она содержит фрагменты реальной аттестационной выпускной работы дипломированного специалиста по специальности 130404 - «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых».
Курсовой проект выполняется под
руководством преподавателя и включает
в себя анализ природных, технологических
и экономических факторов, критическую
оценку технических решений по системе
разработки, определяет цели и задачи
совершенствования горного
Базой для разработки курсового проекта являются:
- теоретические и практические
знания студента в области
специальных, общетехнических
- материалы по производственным практикам на горнодобывающих предприятиях;
- результаты НИРС по заданиям кафедры РМПИ;
- научно-технические публикации, в т.ч. в сети «Интернет»;
В курсовом проекте использованы:
- материалы из дневников
- отчетные данные
- сравнительные показатели
УСЛОВИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1.1 Геологические условия
Краткие сведения о районе месторождения
Талнахский рудный узел, объединяющий Талнахское и Октябрьское сульфидные медно-никеливые месторождения, является в настоящее время основной сырьевой базой Норильского горно-металлургического комбината. Генетически связанный с крупным, сложным по морфологии, Талнахским интрузивом габбро-долеритов, месторожде- ние представляет собой концентрацию на относительно небольшой площади сульфидных медно-никелевых руд, открытых в 1960-1965 гг. и заканчиваемых ( на глубине свыше 1500 метров ) разведкой в на- стоящее время.
Талнахский рудный узел (территория около 100 км2) расположен в Норильском горно-промышленном районе на правобережье Норилки и приурочен к юго-западной оконечности плато Хараелах в области денудации его системами рек Талнах и Хараелах.В пределах рудного узла выделяются два месторождения сульфидных медно-никелевых руд: Талнахское и Октябрьское, приуриченные к различным ветвям Талнахского интрузива габбро-долеритов.
В административном отношении площадь месторождения относит- ся к Дудинскому району Таймырского автономного Красноярского края. Разрабатываемые месторождения связаны между собой железной дорогой НГМК и с морским портом в Дудинке.
По характеру рельефа выделяют горную и равнинные части. Горная восточная часть, занимающая более 60% площади поля, пред- ставляет собой плато с абсолютными отметками 500-600 метров, расчленённое на отдельные возвышенности. Поверхность плато пологого (1-3’) наклонена на восток. Юго-западные склоны возвышенностей круто обрываются к равнине. В районе месторождения протекают реки и мелкие ручьи с небольшим сбросом в зимнее время и сильно разливающиеся в весенне-летний период, имеются мелкие озера.
Климат района суровый
Мерзлота распространена повсеместно. Мощность многолетне-мёрзлых пород в горной части достигает 300-400 метров, в долинной, под руслами рек и озёр, развиты талики.
Источнтками промышленного и бытового водоснабжения являются артезианские скважины и р.Норилка.
Промышленное значение имеют Норильск-1, Талнахское и Октябрьское месторождения.
Все месторождения
В пределах Талнахского рудного узла выделяются 4 рудоносные ветви: Центральная (юго-западная), Северо-восточная, Северо-западная и Нижняя.
Рудник «Октябрьский»
строится на базе запасов
Морфология рудных тел
Морфология и условия залегания тела полезного ископаемого.
В поле рудника выделяются три промышленных типа руд: богатые, медистые и вкрапленные. Все типы руд пространственно тесно связаны и образуют общую субгоризонтальную по форме рудную зону, тяготеющую к подошве интрузива, к контакту его с вмещающими породами. Оруденение принадлежит интрузиву, что определило объединение всех различных типов и разновидностей руд в принципиально единую систему, в которой по условиям кондиций выделяются несколько горизонтов и залежей промышленных типов руд.
Богатые руды
Богатые руды представлены 1-й Хараелахской залежью (основной), представляющей собой плитообразное тело шириной до 1 км, имеющее протяженность в субширотном направлении до горного сброса 1,7 км и полого (6-10°) погружающееся в восточном направлении от 550 м до 1170 м. Положение залежи четко контролирует плоскость контакта подошвы интрузива и вмещающих осадочных пород среднедевонской толщи. В поперечном сечении залежь слегка наклонена к северу. Кровля имеет ровную поверхность, для подошвы фиксируется перепад отметок до 25 м. Установлено значительное количество разноамплитудных смещений рудного тела. На флангах залежь расщепляется на отдельные прожилки и линзы. Мощности залежей богатых руд достаточно устойчивы и изменяются от 0,5 м до 45м, составляя в среднем 20 м. Внутри залежи имеются безрудные ксенолитыпородмощностью до 3 м. Контакты плошных руд с вмещающимипородами обычно четкие, кроме отдельных случаев подошвы интрузива.
Медистые руды
Запасы медистых руд сосредоточены в горизонте, кулисообразно продолжающим в западную зону локализации богатых руд. Залежь имеет длину 1000м, ширину 800м. Глубина залегания 350м, глубина распространения 1100 м при средней мощности 40-100м. Морфология тел медистых руд определяетсяконфигурацией и пространственным положением блоков, вмещающих пород и интрузивных инъекций.
Главной текстурой медистых руд является брекчиевидная обусловленная наличием обломков осадочно-метаморфических пород, сцементированных массивными сульфидами.
Вкрапленные руды
Вкрапленные руды прослеживаются по всей площади распространения рудного интрузива и локализуются в зоне нижнего эндоконтакта последнего. В поле рудника выделяются несколько горизонтов вкрапленных руд, из которых выделяется основной. Ширина залежи по простиранию от 400 до 1200 м, длина по падению –800-1000 м. Глубина залегания-800 м, глубина распространения – 1000 м. Мощность горизонтов вкрапленных руд достигает 40м.
1.2 Горнотехнические условия
Породы всех горизонтов
разреза поля рудника в ненарушенном
состоянии имеют высокую
Нарушенность сплошных руд в зоне ведения очистных работ оценивается на 60-70% как сильная, в остальной части - средняя. Устойчивость руды средняя. Нарушенность габбро-долеритов, залегающих в кровле залежи богатых руд такая же, как и в рудах. В породах подошвы, представленных ороговикованными аргиллитами и мергелями, трещины крутопадающие открытого типа. Нарушенность от сильной дослабой. Устойчивость пород соответственно средняя и слабая. Контакт кровли рудной залежи с перекрывающими ее габбро-долеритами по всему полю изобилует многочисленными ответвлениями прожилков сульфидов, образующих на отдельных участках штокверковые зоны богатого оруденения, зачастую переходящего во вкрапленные.
По трещинам в породах кровли развиваются ослабляющие минералы тальк, хлорит, серпентин. Выше, в зоне вкрапленного оруденения габбро-долериты разбиты трещинами отдельности на блоки от 1 м3 и более.
В интервале до 10 м ниже контакта подошвы рудной залежи почти всегда происходит обрушение подстилающих пород до плоского контакта.
Ниже подошвы сульфидной залежи в 25-40 м залегает слой долеритов, высокая устойчивость которых в сочетании со слабой устойчивостью аргилитов и мергелей являются осложняющим фактором при проходке и эксплуатации рудоспусков, а также вент. восстающих.
Халькопиритовые разности сульфидных руд в отбитой массе склонны к быстрому окислению с выделением тепла. Случаев самовозгорания вкрапленных в интрузиве и медистых руд до сих пор не наблюдалось.
Все породы рудника руды газоносны. Абсолютная метаноносность примерно 200 м3/сут. В этой связи рудник «Октябрьский» работает на индивидуальном газовом режиме безотнесения к определенной категории по газу.
Горнотехническая характеристика месторождения
Нижняя граница орудененения Hн=850 м; длина месторождения по простиранию и падению соответственно L=1000 м, B=500 м; угол падения a=10°; мощность месторождения m=28 м.; объемный вес руды g=4.4 т/м3; годовая производительность проектируемого рудника A=3 млн.т.; месторождение располагается в равнинной местности; налегающий массив представлен крепкими скальными породами с углом сдвижения d=75°.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГОРНЫХ РАБОТ
Отбойка рудной массы
Рассмотрим подробно расчет параметров, паспортов БВР, вентиляции и крепления для откаточного квершлага. Сечение которого мы выбрали при вскрытии месторождения S=10 м2 (в свету).
По таблице параметров
горных выработок находим
В=3800 мм – ширина выработки;
Н=3300 мм – высота выработки;
Выбор режима проходческих работ
По закону предельных
норм рабочего времени рабочих,
Число рабочих смен в сутки nсм=3
Число рабочих дней в месяц nдн=21
Продолжительность рабочей смены Т=7 часов.
Определение нормы проходки за цикл.
Месячная норма выработки - 70 метров (L=70 метров).
Суточную норму проходки определяем по формуле:
Следовательно, в сутки
По условиям рудника «
Определяем норму проходки за цикл:
Принимаем Lух=1.65 метров.
Вывод: для выполнения плана по проходке за один цикл необходимо проходить 1.65 метров.
Проектирование и расчет буровзрывных работ
Определение глубины шпуров. [
где: l – глубина шпуров, м;
L – длина выработки, м;
nц – число циклов в смену;
nсм – число смен в смене;
nдн – число рабочих дней в месяце;
h=0.9 – коэффициент использования шпуров.
Глубину врубовых шпуров принимаем на 10¸20% больше
Получаем:
lвр=2 м
Выбор типа ВВ
На практике наиболее широкое применение получило ВВ гранулит АС8Б. Это гранулированное взрывчатое вещество можно использовать как при механизированном, так и при ручном заряжании. Он имеет низкую чувствительность к механическим воздействиям, хорошую сыпучесть, низкую слеживаемость и водоустойчивость, наиболее безопасно.
Для прямого инициирования заряда ВВ принимаем патрон – боевик амонит номер 6ЖВ массой 200 грамм.
Определение удельного расхода ВВ
Для расчета удельного расхода ВВ воспользуемся формулой профессора Покровского:
где: q1 – коэффициент взрываемости горных пород, значение
которого принимаем из соотношения: q1=0.1f, f – коэффициент
крепости по профессору
S1 – коэффициент структуры породы 0.8 ¸ 2.Принимаем S1 = 1.7
V1 – коэффициент зажима породы, вычисляемый для данного
случая одной обнаженной
E – коэффициент работоспособности ВВ, определяемый
по соотношению:
где: р – работоспособность применяемого ВВ, для
Вносим все определенные величины в формулу:
Удельный расход ВВ на 1 м3 породы составит 2.9 кг.
Определение количества шпуров на забой.
Для расчета количества шпуров воспользуемся формулой, рекомендованной СНиП:
где: q=2.9 кг/м3 – удельный расход ВВ;
S=11.4 – сечение выработки в проходке;
E =0.7 – коэффициент заполнения шпуров, принимают в
зависимости от коэффициента крепости f;
D - плотность ВВ, для гранулита АС8В она составляет от 1103
до 1.2 103 кг/м3. Принимаем D = 1103 кг/м3;
dз =42 мм – диаметр заряда, равный диаметру шпура;
Выбор типа вруба и схемы расположения шпуров в забое.
Определяем количество
где: S – сечение выработки.
Определим
количество вспомогательных
где: N – общее число шпуров.
Согласно количеству и глубине
врубовых шпуров определяем
Определение расхода ВВ на один цикл и средней величины заряда
Расход ВВ на цикл определяем по формуле, предложенной в методике Рогинского:
где: q – удельный расход ВВ равный 2.9 кг/м3
S – сечение выработки равное 11.4 м2
l – глубина шпура равная 1.85 м
Средняя масса ВВ в шпуре определяется по формуле:
где: N – количество шпуров, равное 40.
Заряд врубовых шпуров увеличиваем на 10¸20 %, вспомогательные и оконтуривающие принимаем средней величины.
qср.вр=1.65 кг.
Для заряжания ВВ гранулит АС8В принимаем пневмозарядчик типа ЗП-5, патроны заряжаются вручную. В качестве забойки используется глина. После формирования зарядов во всех шпурах уточняется общий расход ВВ на цикл.
Qц=qср.вр•Nвр+qср.всп•Nвсп+qср
где: qпб – масса патрона – боевика.(0,02 кг)
Подставим в формулу числовые значения:
Qц=1.65•10+1.5•10+1.5•20+0.2•
Общий расход ВВ на цикл составит 69,5 кг.
2.2 Доставка рудной массы. Транспорт и подъём
Для транспортировки горной массы принимаем электровозную откатку. Средняя длина откатки по маршрутам L=1000 м.
Принимаем для работы электровоз КР - 14 - 750
Средняя ходовая скорость движения электровоза
V н= 0.75 ´ Vном = 0.75 ´ 12.8 = 9.6 км/ч = 2.67 м/с
( 12.8 км/ч - номинальная скорость электровоза)
Продолжительность движения электровоза с грузом и порожняком в течении одного рейса:
Тдв=2L/60 ´ Vк=2´1000/60´2.67=12,5 мин.
Продолжительность маневров под погрузочным пунктом и в околоствольном дворе за один рейс составляет 20 мин. Следовательно продолжительность рейса:
Тр=Тдв+Тм=12,5+20=32,5 мин.
Вес груженного состава исходя из условий сцепления колес и рельсами :
Qгр=1000 ´Р
э´ j /(wдв+ wгр+ wу) = 140´1000´0.17/(110´0.05+6.75+
где : Рэ - сцепной вес эл.воза
j - к-т сцепления эл. воза с рельсами 0.14 - 0.17
wдв - удельное динамическое сопротивление возникает при неустановившимся движении с ускорением или замедления wдв=110а ;
где а - ускорение или замедление эл. воза м/с2 =0.05
wгр - основное удельное сопротивление движению 6.75 Н/кН
wу - удельное сопротивление от уклона, по абсолютной величине равно уклону 5 промилей.
Число вагонов в составе :
n=Qгр-Рэ/(GВ+Gгр)=1380-140/(
Число возможных рейсов 1-го эл. воза в смену
m=60´Тсм´Кэ/Тр=60´7´0.91/32,5 = 12 рейсов
Кэ - к-т эффективной нагрузки, зависит от средней скорости движения эл. воза 5.5 км/час. Кэ=0.91
Требуемое число рейсов всмену для обеспечения транспортировки руды:
mсм=l´ Аг / 305´3´n´qгр= 1.2´4´106/305´3´90=58 рейса
где : l - к- т неравномерности грузоперевозок = 1.2
qгр - вес вагона в тоннах.
Требуемое количество электровозов в смену:
Z=mсм / m=58/12=4,85 эл.воза
принимаем 5 эл.воза
Для доставки материалов перевозки людей принимаем 3 эл. воза типа АМ-8Д
Самоходное оборудование на погрузке и доставке руды в различных горнотехнических условиях предусматривать в соответствии с рекомендациями раздела 3.9 и приложения 4.
Способ погрузки и доставки руды при системах с торцевым выпуском обосновывать проектом, ориентируясь в основном на погрузочно-транспортные машины с ковшом вместимостью 1,5-6 м .
Для обеспечения безопасных условий труда на выпуске руды, при выемке целиков, а также на зачистке почвы камер при системах с закладкой следует применять ковшовые погрузочно-транспортные машины с дистанционным управлением на расстоянии до 100 м.
Оптимальное расстояние доставки определять в зависимости от грузоподъемности машин, скорости движения, сложности схемы доставки, типа погрузочных средств и обосновывать технико-экономическим расчетом.
При расстоянии доставки, превышающем оптимальное для выбранного типоразмера ковшовой ПТМ по возможному сечению выработки, более рационально использовать комплексы, состоящие из ПТМ с ковшом вместимостью 1,5-4 м и автосамосвалов соответствующей грузоподъемности.
Параметры выработок,
в которых эксплуатируют
2.3. Управление состоянием массива
Актуальной проблемой современной горной науки и практики является создание высокоэффективных технологий разработки месторождений на больших глубинах, основная специфика которых заключается в высокой напряженности руд и вмещающих пород, что создает опасность динамических форм проявления горного давления в виде горных ударов различной мощности, вплоть до техногенных землетрясений. При разработке удароопасных месторождений основными являются вопросы прогноза и предотвращения горных ударов.
Большие технические
и научные проблемы возникают
при выемке разделительных массивов,
возникающих при отработке
В связи с
интенсивным извлечением в
Переход на большие глубины горных работ сопровождается ухудшением геологических условий отработки, прежде всего, из-за возрастающей угрозы проявлений горного давления в форме собственно горных ударов, горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений.
1. Предотвращение горных ударов в обеспечивается первоочередной отработкой субгоризонтального защитного слоя и разгрузкой рудного массива скважинами большого диаметра, что позволит увеличить фронт очистных работ, а, соответственно, и объемы добычи с целиков при обеспечении безопасности горных работ.
2. Диаметр,
ориентировка и взаимное
При увеличении
уровня напряженности массива
3. Интенсивность
неупругого деформирования
ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
3.1. Выбор системы разработки
Рассмотрим и произведём выбор системы разработки. Учитывая все геологические и горно-технические факторы выбираем сплошную слоевую систему разработки. Выберем и сравним две разновидности (с восходящим и комбинированным порядком выемки слоёв), основываясь на горно-технических факторов.

- Выбор системы управления проектами
- Выбор системы электроснабжения и напряжения питания осветительной установки, выбор способа прокладки проводов
- Выбор смазочного материала для вертлюга
- Выбор соотношения размеров резонатора по номограмме
- Выбор состава и расчет численности комплекта машин
- Выбор состава и численности персонала машиностроительного предприятия
- Выбор состава технических и программных средств
- Выбор системы и методы принятия решений
- ВЫБОР СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ВОДОПРОВОДА
- Выбор системы налогообложения как способ налоговой оптимизации
- Выбор системы налогообложения предприятия
- Выбор системы освещения, освещенности, коэффициентов запаса, источников света
- Выбор системы очистки воды для дома
- Выбор системы разработки