Материал: Відкриті горні роботи

де kв.а - коефіцієнт використання автосамоскида у часі (при транспортуванні на 6 км - kв.а = 0,95),

tр.о - час регламентованих перерв у роботі,

kг.а - коефіцієнт технологічної готовності самоскиду.

Число автосамоскидів, яке може ефективно використовуватись при роботі одного вскришного екскаватора ЭКГ-8И:

 (автомобілів)

Оскільки на видобувних роботах працює 4 екскаватори ЭКГ-8И, то необхідне число автомобілів - 4*16 = 64 (шт).

Інвентарний парк автосамоскидів:

вскриша: 22/0,90 = 25 (автомобілі),

кор. коп.: 64/0,90 = 72 (автомобілі).

Для руху автосамоскидів використовуємо дорогу на дві смуги. Ширина дороги, м:

8. Відвалоутворення

Відкрита розробка родовищ корисних копалин пов’язана з необхідністю виїмки та переміщення значних об’ємів вскришних порід.

При порушенні гірничими роботами високоцінних сільськогосподарських земель повинна здійснюватись селективна розробка родючого шару з метою використання його для рекультивації відвалів або покращення малопродуктивних земель. Родючий шар при будівництві кар’єру складується у тимчасових відвалах. [8]

Об’єм родючого шару:

де bр - кут природного укосу родючого шару

Об’єм „чистої” вскриші:

 (м3)

Відвал вскришних порід має форму неправильної зрізаної піраміди. Він характеризується наступними параметрами: висотою та числом уступів, кутом відкосу уступів тощо.

Висота відвального уступу залежить в основному від фізико-технічних властивостей породи, що складується, та порід, що лежать в основі відвалу, а також від засобів механізації відвальних робіт.

При транспортуванні вскриші на відвал автосамоскидами застосовується бульдозерне відвалоутворення. Процес відвалоутворення включає розвантаження самоскидів на верхньому майданчику відвального уступу, переміщення порід під відкіс уступу, планування поверхні відвалу, ремонт та утримання автодоріг.

Заповнення відвалу здійснюється периферійним способом (рис. ІІІ.6.1). Автосамоскиди розвантажуються по фронту робіт на відстані 3-5 м від відкосу по віяльній схемі. Потім порода бульдозерами переміщується під відкіс. Даний спосіб вибраний через його економічність. При цьому способі зменшуються витрати на проведення планувальних та дорожніх робіт. [8]

Висота бульдозерного відвалу прийнята 20 м. Число уступів - 2.

Необхідна площа під відвал:

 (га)

де kр - коефіцієнт залишкового розпушення породи у відвалі;в - коефіцієнт, що враховує використання площі відвалу (при двох уступах 0,6-0,7);

Нв - висота відвалу.

Розміри відвалу у кінцевому контурі 1500х1360 м.

Бульдозерний відвал складається з трьох частин рівної довжини по фронту розвантаження. На першій ділянці ведеться розвантаження, на другому - планувальні роботи, третя ділянка - резервна. По мірі розвитку гірничих робіт призначення ділянок змінюється.

Число автомобілів, що розвантажуються у відвалі протягом години:

 (автомобілів)

де  - годинна продуктивність кар’єру по вскришінер - коефіцієнт нерівномірності роботи кар’єру.

Кількість автомобілів, що одночасно розвантажуються у відвалі:

 автомобіль

Рис. 11 - Схема відвалу

Довжина фронту розвантаження:

 (м)

де lп - ширина смуги по фронту, що займає автосамоскид (18-20 м)

Довжина відвального фронту:

 (м)

Змінний об’єм бульдозерних робіт:

 (м3/зміну)

де kз - коефіцієнт заваленості відвалу породою.

Для виконання робіт на відвалі вибираємо бульдозер Д-271А (технічна характеристика - див. „Основні положення по організації робіт”)

Робочий цикл бульдозера:

 (с)

де Lн, Lп - довжина набору породи та довжина її переміщення;н, vв, vп - швидкості бульдозера при наборі, пересуванні та від’їзді назад;в - час на опускання відвалу та перемикання передач.

Об’єм породи, що переміщує бульдозер:

 (м3)

де Вл - ширина лемеху;л - висота лемеху;

α - кут відкосу породи в призмі волочіння.

Технічна продуктивність бульдозера:

 (м3)

Змінна продуктивність бульдозера:

 (м3/зміну)

Робочий парк бульдозерів:

 (шт)

Інвентарний парк бульдозерів:

 (бульдозери)

де kн - коефіцієнт інвентарного парку (1,3-1,4).

9. Проходка траншей

Для проходки траншей транспортним способом із вивезенням породи на відвал застосовуємо одноковшевий екскаватор ЭКГ-5А. Проходка траншей відбувається на повний переріз механічною лопатою з нижнім навантаженням у автосамоскиди. Застосування при нижньому завантаженні автотранспорту значно покращує показники прохідницьких робіт. Схема заїзду автосамоскидів у забій - із внутрішніми маневровими тупиками при двосторонній установці автосамоскидів (рис. ІІІ.7.1). При цьому ширина дна траншеї дорівнює ширині траншеї як при кільцевій схемі заїзду, але при цьому забезпечується поточність екскаваторного навантаження. Необхідними умовами при цьому є: за час навантаження одного самоскида, другий має бути встановлений з іншої сторони екскаватора; в роботі повинно знаходитися резервна кількість автосамоскидів. Середня швидкість проходки траншей при автомобільному транспорті складає 150-180 м/міс., що у 1,5 рази перевищує показники при залізничному транспорті.

Дана схема проходки траншеї має наступні переваги: відсутні роботи, пов’язані із переукладанням залізничних колій; скорочення простоїв екскаватора при обмінних операціях; можливість скорочення часу робочого циклу екскаватора за рахунок зменшення кута повороту екскаватора на навантаження. [5,6]

Ширина траншеї визначається по формулі:

 (м)

де Ra - радіус повороту автомобіля;

Ва, La - відповідно ширина та довжина автомобіля.

Рис. 12 - Схема заїзду самоскидів у забій: с - відстань між бортом траншеї та автосамоскидом

10. Розкриття родовища

Розкриття кар’єрного поля включає комплекс робіт по проведенню капітальних виробок, створенню системи споруд та транспортних комунікацій, що забезпечують надійні, економічні та безпечні транспортні зв’язки робочих горизонтів з пунктами прийому гірничої маси та допоміжними об’єктами на проммайданчику.

Основним способом розкриття робочих горизонтів кар’єру є розкриття із застосуванням капітальних траншей. Переваги траншейного розкриття полягають в простоті та відносно невеликих витрат часу та засобів на споруду виробок, можливість незалежної організації прохідницьких та експлуатаційних робіт на діючому підприємстві, високої надійності та повної безпеки експлуатації. До недоліків траншейного розкриття слід віднести абсолютне залежність траншей від метеорологічних умов, їх значні об’єми та довжину. Вскришний горизонт розкриваємо капітальною траншеєю зовнішнього закладання. Робочі горизонти по корисній копалині розкриваємо траншеями внутрішнього закладання спіральної форми, що зменшує об’єм гірничокапітальних робіт. Оскільки вантажопотік вскришних порід невеликий, то застосовуємо загальну систему капітальних траншей кар’єру, тобто відбувається суміщення вантажопотоків вскриші та корисної копалини. [5]

Рис. 13

Об’єм капітальних траншей:

де Нвк.т - висота уступу вскриші;

і - ухил траншеї (для автотранспорту - 0,08 ‰);

пу - кількість уступів по корисній копалині;

Нк.т - висота уступу по корисній копалині;

a, aк.т - кути нахилу бортів траншеї відповідно по вскриші та корисній копалині;

Довжина траншеї по вскриші:

 (м)

Довжина траншеї по породі:

 (м)

Рис. 14 - Схема розрізних траншей: (1 - в’їздна траншея; 2 - внутрішні траншеї; 3 - розрізні траншеї)

Довжина розрізної траншеї по вскриші (рис.ІІІ.8.1) - довжина вскришного уступу:

 (м)

де п - порядковий номер уступу, починаючи від дна кар’єру,

l - довжина проекції укосу,

с1, с2 - довжина берм,

Lк - довжина нижнього уступу.

Довжина розрізної траншеї по корисній копалині (рис.ІІІ.8.1) складається з двох частин. Довжина більшої частини складається з довжини уступу та подвійної суми проекції укосу уступу і ширини берм. Довжина меншої частини складається з відстані від підошви в’їздної траншеї до нижньої бровки уступу.

Довжину траншеї можна обчислити за формулою:

де l’ - відстань від підошви траншеї до нижньої бровки першого уступу (100 м),

l’’ - довжини капітальної траншеї (156 м),

l’’’ - відстань між капітальними траншеями (150 м).

Розрізні траншеї.

Довжина розрізних траншей по корисній копалині, починаючи від дна кар’єру:

першого уступу

 м

другого уступу

 м

третього уступу

 м

четвертого уступу

 м

Площа поперечного перерізу розрізної траншеї по вскриші, м2:

де αр - кут нахилу робочого борта кар’єру;

αн - кут нахилу неробочого борта кар’єру.

Об’єм розрізної траншеї по вскриші:

 м3

Площа поперечного перерізу розрізної траншеї по корисній копалині, м2:

де αр - кут нахилу робочого борта кар’єру;

αн - кут нахилу неробочого борта кар’єру.

Об’єми розрізних траншей по корисній копалині:

 м3

 м3

 м3

 м3

Сумарний об’єм усіх гірничо-капітальних робіт, м3:

11. Система розробки

Для розробки родовища обрана транспортна схема розробки. Даний вибір обумовлюється невеликими відстанями транспортування (2 км до відвалу та 2 км до збагачувальної фабрики), незалежною роботою вскришного та видобувного обладнання та маневровістю транспортних засобів. При цій схемі розміщення гірської маси за контуром кар’єру здійснюється автомобільним транспортом. Основні відмінні риси даної схеми: незалежність вскришних та видобувних робіт; можливість інтенсифікації підготовки до виїмки великих запасів корисної копалини; розосередженість гірничих робіт; наявність транспортних комунікацій на робочих горизонтах.

На ефективність ведення гірничих робіт при транспортній системі розробки впливають довжина фронту робіт, число забоїв та їх розосередження, розміщення відвалів, інтенсивність використання фронту вскришних та відвальних робіт, напрями вантажопотоків та відстані транспортування порід у відвали, організація вскришних та видобувних робіт. [5]

До основних елементів транспортної системи розробки відносяться висота уступу, ширина заходки, ширина розвалу висадженої породи, ширина робочого майданчика, довжина фронту робіт.

Висота вскришного уступу: 10 м - потужність вскриші.

Висота уступу по корисній копалині: 12,5 м - обмежується висотою черпання екскаватора.

Ширина заходки залежить від міцності порід та характеру їх залягання. Оптимальна ширина заходки по м’яким породам 1,5Rч.у = 1,5*11,2 = 16,8 м. Для скельних порід, що розпушені вибухом, при автомобільному транспорті 1,6-1,7Rч.у = 1,65*11,9 = 19,6 м.

Ширина робочого майданчика уступу визначається з умови вільного розміщення, безпечної роботи та пересування гірничого та транспортного обладнання за межами призми руйнування та з врахуванням розміщення розвалу породи після вибуху при розробці скельних порід.

Рис. 15 - Параметри розвалу

Параметри розвалу висадженої гірської маси приймаємо (по А.М. Дегтярьову та М.М. Пахомову) (Рис. ІІІ.9.1)[2]:

проміжна висота розвалу

h1 = 0.84H = 0.84*12.5 = 10.5 (м)

максимальна висота розвалу

h = 1.11H = 1.11*12.5 = 13.9 (м)

неповна ширина розвалу

М = 2Н = 2*12,5 = 25 (м)

ширина бурової заходки

А1 = Пб + Н(ctg a)+В(п-1) = 3+12,5(ctg 800)+8(4-1) = 29 (м)

Мінімальна ширина робочого майданчика уступу при автомобільному транспорті може бути визначена по слідуючим формулам (Рис. 15):

для порід вскриші

 (м)

для порід корисної копалини

 (м)

де А - ширина заходки по породам вскриші; Пп - ширина проїзджої частини; П0 - ширина обочини; Пб - ширина смуги безпеки; А1 - ширина бурової заходки.

Рис. 16 - Робочий майданчик уступу

Рис. 17 - Схема установки самоскида у забої

Схема установки автосамоскида для завантаження - одинарна (рис. 17).

12. Дренаж та водовідлив

Основною умовою ритмічної та угодженої роботи гірничого та транспортного обладнання на кар’єрах є усунення впливу на роботу обладнання шкідливих природних факторів. Серйозні ускладнення при експлуатації родовищ виникають при значній їх обводненості. Підземні та поверхневі води викликають деформації бортів кар'єру та відвалів та обумовлюють високу вологість корисної копалини і вскришних порід, що утруднює ведення гірничих робіт.