Исходя из геолого-разведочных данных принимаем длину контура карьера - 1692 м. и ширину - 464 м. В итоге площадь по поверхности – 785088 м^2. Угол откоса рабочего уступа принимаем 45 градусов, а у нерабочего – 65 градусов. (рис.2)
Рис. 2 – общий вид карьерного поля в проекции с углами уступов.
Углы уступа для вскрывающих пород составляет 25 градусов для наибольшей устойчивости. Поскольку ширина карьерного поля не позволяет углубляться больше 500 метров. Глубину карьера указываем около 136 метров. Высота уступа зависит от максимально возможной высоты черпания экскаватора, у ЭКГ-20 максимальная высота черпания 17 метров. Высоту уступа примем 17 метров.
Рис. 3 - Конечная проекция параметров карьера.
Длина карьера по дну 1300 метров.
Ширина карьера по дну 278 метров.
Площадь карьера по дну составляет 361400 м^2.
Высоту уступа определяется по формуле Н.В.Мельникова.
=23.5=23м
a=0.8(Rч+Rр)=0.8*(23.4+20.9)=35.44=35
В = 0,8 (R ч + R p ) - ширина развала породы после взрывания, м;
R ч - радиус черпания экскаватора, м;
R р - радиус разгрузки экскаватора, м;
α - угол откоса развала взорванной горной массы, градус;
β - угол откоса уступа, градус;
к р - коэффициент разрыхления породы;
η' - отношение величины ЛНС первого ряда скважин
к высоте уступа, обычно равной 0,55-0,7;
η"- отношение расстояния между рядами скважин к величине ЛНС, обычно равной 0,75-0,85.
2.3. Годовая производительность, размеры карьера и общая
организация работ.
Годовая производительность карьера принимается по заявкам потребителей (например угольные месторождения) или по производительности обогатительной фабрики. Годовую производительность предприятия проверяют по горным возможностям с учетом объема удаляемой вскрыши, мощности полезного ископаемого, угла падения и других показателей.
Находим по формуле усеченной пирамиды. Общий объём карьера равен около 112 млн м^3. Объём вскрыши составляет около 4 млн м^3 (785088 м^3 * 903579 м^3 = 4218198 м^3.). Общий объём работ 116 млн м^3.
Величина среднего коэффициента вскрыши (объем вынимаемой пустой породы, приходящийся на единицу добываемого полезного ископаемого) k ср, м3/т
k ср = V п/ Q п.и. = 4,2 млн / 112 млн= 0,04 м^3/т.
Производительность карьера по вскрыше (П в, м3/год) приблизительно устанавливается по среднему коэффициенту вскрыши
П в = П п.и k ср k н,
где П п.и– производительность карьера по полезному ископаемому, т/год;
k н – коэффициент неравномерности распределения вскрыши по годам (k н = 1,1¸1,3).
Годовая производительность карьера принимаем 20 млн м^3. Рабочих дней в году 350 дней. Суточная производительность равна 0.057142 млн м^3. (57 тыс. м^3 / сут.)
В сутках три смены – 57 / 3 = 19 тыс. м^3/см.
Срок службы карьера (Т сл, лет)
= 5,8 + 1,5 = 7,3 года.
где Т ос + Т з – время на освоение и затухание мощности карьера по добыче (принимается 1,5 года);
Т э – расчетный срок эксплуатации карьера, лет.
. = 112 млн / 20 млн =5,8 лет.
2.4. Обоснование схемы комплексной механизации основных производственных процессов
| Категории пород (по клас- сификации В.В. Ржевского) | Годовой объем работ млн. м' | Рекомендуемая емкость ковшей, м3 | Производительность одной машины | |||||
| Буровой станок | Экскаватора, млн. м3/год | Бурового станка, Тыс. п.м. | ||||||
| экскаватора | погрузчика | |||||||
| IV класс по трудности разра- ботки (Ш и IV классы по бу- римости и взрьшаемости) | до 1,5 2-5 5-15 20 и более | 4-5 8-12 | 4-8 8-16 - - | 2СБШ-200 2СБШ-200, 250 СБШ-250 мн, 320 СБШ-320, 400 | 0,5-0,6 0,6-0,8 1,2-2,0 2,4-2,8 | 0,8-0,9 0,9-1,2 1,2-1,6 1,6-2,8 | ||
Годовой объём работ 20 млн м^3. Исходя из данных приложения, выбираем СБШ-320. Экскаватора 2,4 млн м^3/год. Бурового станка 1.6 тыс. п.м. Годовая производительность экскаватора 2.4 млн м^3/год,
20 / 2.4 = 8 экскаваторов с ковшом 20 м^3.
Рациональные грузоподъемности автомашин
| Условия работы | Грузоподъемность машин, т. | ||||
| Годовой грузооборот, млн. т | Дальность откатки, км | Глубина карьера, м | Емкость ковша экскаватора, | ||
| до 2-5 | до 1,5-2,0 | до 50-80 | 2-3 | 10-18 | |
| до 10-12 | до 2,5-3 | до 100-120 | 4-5 | 27-30 | |
| до 18-20 | до 3-3,5 | до 120-150 | 6-8 | 40-65 | |
| до 30-40 | до 4,5-5 | до 150-200 | 8-12 | 80-120 | |
| более 30-40 | до 7-8 | до 250-300 | 12-20 | 150-180 и более | |
Из таблицы выбираем годовой грузооборот 20 млн т / г, т.к емкость ковша 20 м^3, грузоподъёмность автомобильного транспорта должна составлять 180 т.
2.5. Вскрытие месторождения
2.5.1. Выбор способа вскрытия и места заложения капитальных и разрезных траншей
Угол падения рудного тела около 90 градусов, мощность залежи 464 метра, а её ширина 1692 метра. Глубина наносов составляет около 5 метров. Местность равнинная. Исходя из анализа ГГУ – выбираем вскрытие внешней траншеей.
Внешней капитальной траншеей производим вскрытие одного уступа. Поскольку глубина наносов составляет всего 5 метров, производим вскрытие месторождения одним уступом. Учитывая рельеф поверхности равнинный выбираем траншею.
Способ вскрытия принимаем внешнюю. Тип траншеи одинарная т.к маленькая глубина залегания рудного тела.
Отвал используется внешний.
Система разработки и режим горных работ.
С учетом горно-геологических условий залегания выбирается углубочная система разработки. При сплошных системах внутр. траншеи.
Уклон траншеи (iт) определяется применяемым видом карьерного транспорта и, для автомобильного транспорта он составляет 120‰.
Определим длину внешней капитальной траншеи
м
Ширину дна траншеи определим из условия устройства в ней двух полосной автомобильной дороги, обочин и водоотводных кюветов.
Вт=bа+2×bо+2×bк.,
где: bа - ширина автодороги;
bо – ширина обочины;
bк - ширина кювета поверху;
Вн=1+16.+2×2+3=23 м.
Рис. 6. Схема устройства транспортной бермы
Рис. 7 Схема капитальной траншеи.
Объем простой капитальной траншеи можно представить как сумму объема полупризмы V 1 и объемов двух пирамид.
= 2640 + 680 = 3320 м^3;
где V т – объем капитальной траншеи, м3;
V 1 – объем полупризмы, м3;
V 2 – объем пирамиды, м3.
Объем породы в торце траншеи, заключенный в призме V 3 и двух пирамидах V 3 и V 4, незначителен и обычно в расчетах не учитывается.
Объем полупризмы (V 1, м3) определяется
=(22*17^2)/2*1.2=2640 м^3;
где b т – ширина основания траншеи, м;
h т – глубина траншеи, м;
i – уклон капитальной траншеи, ед.
Объем пирамиды (V 2, м3) определяется
=(17^3)/(6*1.2*1)=680 м^3;
где αт – угол откоса борта траншеи, град.
Рис. 8. Схема вскрытия разрезной траншеей.
Рис 9. Схема капитальной и разрезной траншеи по контуру карьера в конечном виде.
2.6 Система разработки
2.6.1. Выбор и обоснование системы разработки
Угол падения рудного тела около 90 градусов, мощность залежи 464 метра, а её ширина 1692 метра. Глубина наносов составляет около 5 метров. Местность равнинная.
Глубина залегания рудного тела составляет местами около 500 метров в глубину (скважины 500 м.). Рудное тело лежит под углами от 20-90 градусов. Контур карьера отмечен на территории геологических скважин с 500 метровой глубине рудного тела. Из главных систем разработки выбираем углубочную систему разработки.
Выбор фронта горных работ по длине контура карьера. Количество бортов карьера – двухбортовая. Расположение отвала внешнее.
Рис. 10. Схема нерабочих бортов в конечном плане.
Рис. 11. Схема рабочих бортов в конечном плане.
Для учебных расчетов можно принимать следующую ширину развала: в легковзрываемых породах x=1.2hy, в средневзрываемых x=2.3hy, в трудновзрываемых x=3hy. Ширина транспортной полосы зависит от типа транспортных средств и схемы их движения. Величину С принимают равной 2,5 – 3,5 м.
Шр.п= 2.3 * 17 = 39 м.
Ширину трассы приняли 16 м. Две полосы по 8 м. Величина С = 3 м.