Материал: Проектирование карьера в пределах Веретенинской залежи

Проектирование карьера в пределах Веретенинской залежи

Содержание

1 Исходные положения для составления проекта

Краткая геологическая и гидрогеологическая и инженерно-геологическая характеристика месторождения

Граница карьерного поля и подсчет запасов полезного ископаемого и объем вскрыши в контурах карьера

Производительность карьера

Обоснование схемы комплексной механизации основных производственных процессов

Вскрытие месторождения

Система открытой разработки месторождения

Буровзрывные работы

Взрывные работы

Выемочно-погрузочные работы

.1 Вскрышные работы

.2 Добычные работы

Железнодорожный транспорт

.1 Транспортирование добычи

.2 Транспортирование вскрыши

Автотранспорт

Отвалообразование

Список литературы

1 Исходные положения для составления проекта (5й - вариант)

веретенинская залежь ископаемое карьер

2 Краткая геологическая и гидрогеологическая и инженерно-геологическая характеристика месторождения

В пределах месторождения (Веретенинская залежь) развиты нижнепротерозойские метаморфизованные осадочные отложения Курской серии и осадочные образования Оскольской серии. Курская серия подразделяется на песчано-сланцевую Стойлинскую и железорудную Коробковскую свиты. Коробковская свита на месторождении является сложноскладчатой продуктивной толщей. Она подразделяется на подсвиты: нижнюю - железорудную и верхнюю - сланцевую.

Железорудная подсвита слагает Веретенинскую залежь и является объектом разработки. Общая мощность подсвиты - 800 м. В структурном отношении Веретенинская залежь железорудных кварцитов (7 х 2,5 км.) представляет сложную систему синклинально-антиклинальньтх складок.

На железистых кварцитах развита кора выветривания, представленная зоной окисленных кварцитов и богатыми остаточными рудами. Зона окисленных кварцитов развита повсеместно.

Осадочные породы, покрывающие рудную залежь представлены породами девонской, юрской, меловой и четвертичной возрастной системы. Мощность осадочных отложений колеблется от 30 до 190 м. Породы вскрыши представлены глинами, глинистыми песками, суглинками.

Гидрогеологичекие условия района весьма сложные. Подземные воды содержатся в отложениях всех систем песчаных и карбонатных пород докембрийского возраста. Отработка месторождения осуществляется опережающим осушением специально созданной подземной дренажной системой, которая обеспечивает перехват подземных вод и нормальное ведение горных работ в карьере.

Объемный вес полезного ископаемого - 3,5 т/м3

Пород вскрыши - 2,5 т/м3

Влажность руд - 7%, пород вскрыши -10%

Содержание глины в руде - W=0

Среднегодовая температура - +2 0С

Физико-механические свойства полезного ископаемого:

сж = 200 МПа или 2000 кг/см2 ;

сдв. =30 МПа или 300 кг/см2;

раст. = 10 МПа или 100 кг/см2

Коэффициент крепости полезного ископаемого - железистых кварцитов: 17-20

Вскрышные породы не требуют предварительной подготовки и за счет высокой естественной влажности - до 30% и водонасыщенности - до 40%, мелкодисперсности обладают низкой несушей способностью.

3 Граница карьерного поля и подсчет запасов полезного ископаемого и объем вскрыши в контурах карьера

Граница карьерного поля в начальной стадии строительства карьера определяется оптимальным объемом вскрыши, установление которого тесно увязывается с рациональным режимом горных работ в периоды строительства и эксплуатации.

Характерной особенностью первоначального строительства карьера является стремление к увеличению темпов понижения горных работ с целью ускоренного ввода месторождения в эксплуатацию. Поэтому первоначальные объемы вскрышных работ берутся не по всему карьерному полю, а в месте наиболее близкого выхода к поверхности рудной залежи, где мощность вскрышных пород минимальная.

Граница карьерного поля определяется исходя из мощности вскрыши и полезного ископаемого.

Карьерное поле является объемной геометрической фигурой, характеризуемой размерами в плане, глубиной и углами откосов бортов. Оно входит в состав земельного отвода карьера в пределах которого размещаются также отвалы, промышленная площадка и другие производственные сооружения.

Параметры карьера должны обеспечивать эффективное использование горного и транспортного оборудования. Протяженность карьерного поля должна соответствовать установленной мощности карьера, т.е. суммарной протяженности потребных экскаваторных фронтов.

Длина карьерных полей изменяется от сотен метров до 3 км, а ширина - в зависимости от залежи и вида открытых разработок составляют до 1,5 км.

Размеры карьерного поля определяют общие объемы горных работ и возможную производственную мощность карьера.

Запасы полезного ископаемого в контурах карьера являются важным показателем, определяющим возможный масштаб добычи, срок существования карьера.

Определение границ карьерного поля, подсчет запасов полезного ископаемого и объема вскрыши в контурах карьера

Для определения размеров контуров карьера воспользуемся формулами:

к =

к =м.

где Кв = 0,7 - коэффициент вскрыши,

М = 1000 м. - мощность вскрыши,

р - угол откоса рабочего борта карьера, град,

н - угол откоса нерабочего борта карьера, град.

Lк. = Lдн. + Hк *(ctgр.+ctgн);

Bк. = Bдн. + Hк *(ctgр.+ctgн);

где Lк. - длина карьерного поля, м;

Lдн - длина дна карьера, м;

Нк - глубина карьера, м;

Вк - ширина карьерного поля, м;

Вд - ширина дна карьера, м;

Lк. = 700+256*(1,73+1)=1399 м;

Bк. = 400+256*(1,73+1)=1099 м;

Объем полезного ископаемого в контурах карьера определяется по формуле:

Vп.и. =Sд Hп+0,5Pдctgср.+  ctg2ср,

где Sд - площадь дна карьера, м2 ,

Sд=L*B;

Sд=700*400=280000 м2

Hп -мощность полезного ископаемого в области карьера, 196 м;

Pд - периметр дна карьера, м,

Pд=(L+B)*2;

Pд=(700+400)*2=2200 м;

ср=37,5˚- средний угол откоса бортов карьера, град,

Vп.и.=280000*196+0,5*2200*1962*1,36+*1963*1,362=126926873 м3;

Общий объем карьера определим по той же формуле, только вместо мощности П.И. подставим конечную глубину карьера.

Vк =Sд Hк+0,5Pдctgср.+  ctg2ср,

Vк =280000*256+0,5*2200*2562*1,36+*2563*1,362=202201109 м3;

Объем вскрыши

Vвскр= Vк - Vпи

Vвскр=202201109 - 126926873 =75274236 м3

4 Производительность карьера

Годовая производительность карьера по полезному ископаемому согласно задания составляет Р = 16 млн. т.

Годовой объем составит:

Aгм =  = =4571428 м3

где  = 3,5 т/м3 объемный вес П.И.

Годовой объем вскрышных работ составляет:

Aвс=P*kвск ;

Aвс =4571428*0,7=3200000 м3

где kвск - коэффициент вскрыши согласно задания.

Годовая производительность карьера

Пк = Aвс + Aгм = 3200000 + 4571428 = 7771428 м3/год

Суточная производительность карьера

Aг.м.сут. = Aгм/T==12524 м3/сут;

Aвскр..сут. = Aвск/T==13150 м3/сут;

Сменная производительность карьера

Aг.м.см. = Aг.м.сут/n==6262 м3/см;

Aвск.см.. = Aвск.сут/n==6575 м3/см;

Под режимом горных работ понимается установленная проектом или исследованием последовательность выполнения объемов вскрышные и добычных работ во времени, обеспечивающая планомерную, безопасную и экономически эффективную разработку месторождения за срок существования карьера.

Режим работы карьера принимается круглогодовой, двухсменный, что обусловлено режимом работы смежных предприятий, климатическими условиями, степенью напряженности горных работ и загрузки оборудования.

5 Обоснование схемы комплексной механизации основных производственных процессов

Под комплексной механизацией производственных процессов понимают качественное и количественное соответствие входящих в комплекс средств механизации.

Вскрышные породы представлены песками, суглинками и глинами, относящимися к категории рыхлых и не требующие специальных подготовительных работ по рыхлению и большого усилия копания, имеют низкую несущую способность, поэтому выбираем высокопроизводительные экскаваторы типа «Драглайн» ЭШ 10/50 с подвесным рабочим оборудованием, глубиной копания до 35м.

Определяем показатели трудности разработки рудной массы

Определяем общий показатель трудности разрушения породы:

Пр = 0.05Ктр(сж + сд + раст)+ 0.5;

Пр =0,05*0,7(200 + 30 + 10)+0,5*З,5 = 10,2;

Ктр - коэффициент, учитывающий трещиноватость породы (Ктр =0,7 -
малотрещиноватые);

сж , раст,, сд - механические характеристики породы, МПа.,

- плотность породы.

Наши породы относятся к Ш классу - скальные породы средней трудности разрушения. Для них предусматривается буровзрывные работы. Определяем показатель трудности бурения:

Птб = 0,07(сж +сдв) + 0,7;

Пт6 = 0,07(200 + 30)+ 0,7 * 3,5 = 18,5;

Данные породы относятся к 4 классу - весьма труднобуримые. На основе расчета показателя Пб выбираем буровое оборудование:

СБШ - 250МН (диаметр скважины 250 мм);

Для увеличения производительности, а также срока службы шарошечных долот, увеличим сетку скважин (8 х 10м.) и будем применять совместно с СБШ - 250МН станки термического бурения СБШ - 250МНР.

Для производства выемочно-погрузочных работ будем применять экскаватор ЭКГ - 8И.

Для транспортировки полезного ископаемого из забоев до перегрузочных пунктов будем применять автосамосвалы грузоподъемностью 110т, для транспортировки П.И. из забоя до усредненного склада на 1,3 км от перегрузки до приемного пункта на расстояние -17 км., целесообразней использовать ж/д транспорт, и для перевозки вскрышных пород на расстояние - 14 км., будем тоже применять ж/д транспорт.

6 Вскрытие месторождения

Под вскрытием месторождения понимают совокупность горных выработок, которые в сочетании с соответствующими видами транспорта обеспечивают развитие рабочих горизонтов карьера и грузотранспортную связь их с сооружениями на поверхности и между собой.

Настоящим проектом предусмотрено вскрытие глубинной крутопадающей простой мощной залежи.

В проекте предлагается рассредоточенный грузопоток. Это значит, что каждый рабочий горизонт через общую капитальную траншею имеет независимый от других горизонтов грузопоток с выходом на дневную поверхность.

Благодаря такому разделению грузопотоков вскрыши и добычи упрощается организация транспортных работ и достигается большая производительность карьера по горной массе.

На выбор и формирование схемы вскрытия карьерного поля влияют природные факторы, к которым относятся рельеф поверхности карьера и прилегающей зоны, условия залегания рудного тела. Выбираем комбинированную схему вскрытия парными траншеями: верхние горизонты вскрываем двумя внешними общими траншеями, вскрытие рудных горизонтов производим внутренними траншеями. По мере отработки карьера, вскрывающие выработки переносятся на нерабочий стационарный борт. Длина внешней вскрывающей траншеи составляет:

Lвн. тр.= H/iжд = 20/0,04=500 м

где H - высота одного уступа покрывающих пород;

iжд - уклон ж-д пути.

7 Система открытой разработки месторождения.

Под системой открытой разработки месторождения понимают определенный порядок ведения горно-капитальных, вскрышных и добычных работ. При этом неотъемлемыми условиями применения той или иной системы являются требования обеспечения безопасности, экономичности, производительной и полной выемки кондиционных запасов п.и. с соблюдением мер по охране окружающей среды.

Большое значение в развитии горных работ и их механизации имеют классификации, предложенные проф. Шешко Е.Ф., акад. Мельниковым Н.Е.