Расчет параметров карьера

Задание на курсовой проект

В курсовом проекте «Разработка месторождения полезного ископаемого открытым способом», рекомендуется изложить решение задач, относящихся к основным технологическим процессам горного производства:

· Рассчитать параметры карьера;

· Определить коэффициент вскрыши;

· Рассчитать показатели:

o π_р - трудности разрушения пород вскрыши и полезного ископаемого;

o π_б - трудности бурения;

o взрываемости пород вскрыши и полезного ископаемого (эталонный удельный расход ВВ, г/м³);

· Выполнить расчет буровзрывных работ:

o выбор бурового станка, определение качества буровых станков;

o расчет параметров взрывных скважин;

o расчет проектного удельного расхода ВВ;

o расчет массы заряда в скважине

o схема размещения зарядов на взрываемом блоке;

o паспорт буровзрывных работ в масштабе (на листе А-4);

· Выполнить расчет экскавационных работ:

o выбор экскаватора, техническая характеристика выбранного экскаватора;

o расчет производительности экскаватора;

o определение потребного парка экскаваторов;

o параметры забоя экскаватора;

o паспорт забоя экскаватора в масштабе;

· Перемещение горной массы в карьере и за его пределы:

o расчет полезной массы поезда;

o расчет пропускной и привозной способности дороги, рабочий и инвентарный парк подвижного состава;

· Отвалообразование, расчеты параметров;

· Сводная таблица применяемого основного и вспомогательного горного оборудования.

 

 

Исходные данные

№ п/п	Наименование показателей	Обозначение	Единицы измерения	Значение
1.	Угол падения залежи полезного ископаемого	α	градус
2.	Мощность наносов	hн	м
3.	Мощность толщи полезного ископаемого	m	м
4.	Размер залежи полезного ископаемого по простиранию	Lq	м
5.	Граничный коэффициент вскрыши	кгр	м3/м3	5.0
6.	Грузопотоки: по вскрыше по добыче	WвWп.и	м3/смена м3/смена
7.	Вид транспорта: на вскрыше на добыче	комбинированный: автомобильный - перегрузка - ж.д. транспорт
8.	Расстояние перевозки груза: по временным путям по постоянным путям	LперLпер	мм
9.	Угол откоса уступа: вскрыша полезные ископаемые отвалы	βв βп.и βо	Градус Градус градус

 

Физико-технические свойства

№ п/п	Наименование показателей	Обозначение	Единица измерения	Величина
				вскрышных пород	наносы	полезные ископаемые
1.	Плотность	γ	н/дм3
2.	Коэффициент крепости	f
3.	Средний размер отдельности	Lср	м	1.00		0.95
4.	Коэффициент трещиноватости	кт		0.90		0.75
5.	Угол откоса борта карьера: лежащего бока висячего бока	βлβв	Градус градус			41 41
6.	Влажность в массиве	W	%
7.	Предел прочности: на сжатие на сдвиг на растяжение	δсж δсдв δраст	МПа МПа МПа			90 11 7
8.		кр		1.4		1.4

 

Руководящий подъем в траншеи i_р = 30 ‰

Расстояние до верхнего горизонта добычи от поверхности h = 25.

 

Расчет параметров карьера

4.1 Определяем горизонтальную мощность залежей

 

m_г=m/sinα, м

 

где m - истинная мощность,

α - угол падения залежи, градус.

 

m_г=80/sin59=93 м.

 

Определение периметра дна карьера

 

Р_д=(L_д+B_д)*2, м

 

где Р_д - периметр дна карьера, м;

L_д - длинна залежи по простиранию, м;

В_д - ширина дна карьера, изменяется в зависимости от применяемой техники (В_д =30 - 40).

 

Р_д=(2600+40)*2=5280 м.

 

Определяем площадь дна карьера

 

S_д=L_д*B_д, м²,

S_д=2600*40=104000 м².

 

Определяем глубину карьера по формуле профессора Боголюбова Б.П.:

 

Н_к=к_изв*m_г*к_гр/(ctgβ_в+ctgβ_л), м

 

к_изв=(0,95 - 0,98) - коэффициент извлечения полезного ископаемого при открытом способе разработки;

к_гр - граничный коэффициент вскрыши м³/м³;

β_в - угол откоса борта карьера в конечном положении по висячему боку;

β_л - угол откоса борта карьера в конечном положении по лежачему боку;

Если породы висячего и лежачего боков имеют равновеликие свойства и отрабатываются под одним углом откоса борта в конечном положении β_л=β_в=β_ср, тогда

 

Н_к=0,5* к_изв* m_г* к_гр*tgβ_ср

Н_к=0.97*93*5/(2*ctg41)=196 м.

 

Угол откоса борта карьера:

При ориентировачных расчетах можно пользоваться данными Гипроруды [стр. 18 П.И. Томаков, И.Н. Наумов; изд II е]:

 

Таблица 1

Породы	Коэффициент крепости пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова	Угол откоса борта (градусы) при глубине карьера, м
		≤90	≤180	≤240	≤300	>30
В высшей степени крепкие и очень крепкие	15 - 20	60 - 68	57 - 65	53 - 60	48 - 54	43 - 49
Крепкие и довольно крепкие	8 - 14	50 - 60	48 - 57	45 - 53	42 - 48	37 - 43
Средней крепости	3 - 7	45 - 50	41 - 58	39 - 45	36 - 43	32 - 37
Довольно мягкие и мягкие	1 - 2	30 - 43	28 - 41	26 - 39	26 - 36	-
Мягкие и землистые	0,6 - 0,8	21 - 30	20 - 28	-	-	-

4.6 Определяем объем полезного ископаемого максимально извлекаемого из карьера в конечных контурах:

 

V_п.и.=[m_г*Н_к - ((m_г - В_д)²*tgβ_в/4)]*L_д, м³

 

m_г - горизонтальная мощность залежи, м³;

Н_к - глубина карьера в конечном положении, м;

В_д - ширина дна карьера в конечном положении, м;

β_в - угол откоса борта карьера в конечном положении, градус;

L_д - длинна залежи по простиранию, м.

 

V_п.и.=[93*196-(93-40) ²*tg41/4]*2600=45805613 м³.

 

Определяем объем горной массы в контурах карьера (м³):

 

V_г.м.=S_д*Н_к + ½*Р_д*Н_к²*ctgβ_к + 1/3*π* Н_к³*ctg²β_к

 

S_д - площадь подошвы карьера в конечном положении, м²;

Н_к - конечная глубина карьера, м;

Р_д - периметр дна карьера, м;

β_к - угол откоса борта карьера в конечном положении, градус;

 

V_г.м.=104000*196+5280*196²*ctg41/2+π*196³*ctg²41/3=141089902 м³.

 

Объем вскрыши:

 

V_в=V_г.м. - V_п.и.

V_в=141089902-45805613=95284289 м³.

 

Коэффициент вскрыши (средний промышленный):

к_ср= (V_г.м. - V_п.и.)/ V_п.и.= V_в/ V_п.и, м³/ м³

к_ср=95284289/45805613=2.1 м³/ м³.

 

Размеры карьера на дневной поверхности:

Площадь:

 

S_п.к= S_д + Р* Н_к*ctgβ_в + π* Н_к²*ctgβ_к, м²;

S_п.к=104000+5280*196*ctg41+π*196²*ctg41=1433328 м².

 

Длина:

 

L_д.к.= L_к + 2* Н_к* ctgβ_к, м;

L_д.к.=2600+2*196*ctg41=3051 м.

 

Ширина:

 

В_ш.д.= В_д + 2* Н_к* ctgβ_к, м.

В_ш.д.=40+2*196*ctg41=491 м.