Проектирование карьеров нерудных материалов





Изыскания месторождений песка, гравия, камня разделяют натри стадии:

- рекогносцировка;

- поиск;

- разведка.

Рекогносцировкой устанавливают район поиска. Отчет по рекогносцировке содержит описание месторождения, глазомерный план или карту и служит только для планирования строительства.

При поиске устанавливают:

- ориентировочные запасы;

- ценность и пригодность материалов для строительства автомобильных дорог.

Для поисковых работ используют топографическую карту крупного масштаба, геологические и геолого-литологические карты. При поисках делают выработки легкого типа (расчистки - неглубокие канавы).

Разведку проводят по утвержденному проекту. При разведке пользуются контрольными шурфами, скважинами. При бурении скважин вырезают керны. Все шурфы и скважины записывают в журнал определенной формы, где указывают пройденные породы, мощность слоев. На плане, выполненном в масштабе 1:2000, наносят все скважины, шурфы и естественные обнажения. По их данным составляют геологические разрезы. По разрезам судят о том, как залегает ископаемое, откуда и до какой глубины следует разрабатывать месторождение.

По степени разведанности месторождений, изученности качества полезного ископаемого различают запасы трех категорий А, В, С с подразделением третьей категории на С1 и С2.

К категории А относят месторождения, запасы, качество и условия залегания которых полностью изучены и оконтурены буровыми скважинами или горными выработками. Такие сведения позволяют запроектировать и построить на базе разведанного месторождения предприятие соответствующей мощности.

К категории В относят месторождения, запасы которых изучены без точного отображения пространственного положения каждого пласта.

К категории С,относят месторождения, запасы которых определены на основании редкой сетки бурения, примыкающие к контурам запасов А и В. Качество и состав материала, условия разработки месторождения в этом случае изучены на основе отдельных проб и образцов.

К категории С2 относят месторождения, предварительно оцененные на основе отдельных проб и образцов.

Месторождения камня, гравия и песка, которые предполагают разрабатывать, должны удовлетворять определенным условиям:

- разведанные запасы, подлежащие разработке, должны быть не ближе 400...600 м от любых жилых зданий, дорог, газопроводов;

- полезная толща не должна содержать линз и прослоек некачественных материалов;

- предельное отношение толщи вскрыши к мощности полезного ископаемого не должно превышать 1:1 при разработке песчано-гравийных смесей и 1:1,5 - камня.

Для использования месторождения создают производственное предприятие - карьер. Карьеры бывают промышленными и строительными.

Промышленные карьеры - постоянно действующие, капитально оборудованные предприятия, часто автоматизированные. Они снабжают дорожные стройки в радиусе 1000...1500 км. Промышленные карьеры, как правило, не подчинены дорожным хозяйствам.

Строительные карьеры - предприятия временного типа.

Срок эксплуатации составляет 1...3 года. Сооружения на таких карьерах временного типа, сборно-разборные и передвижные. Строительные карьеры могут быть притрассовые и базисные. Базисные создают на мощных притрассовых месторождениях, удаленных от трассы. После окончания строительства эти карьеры часто используют для нужд эксплуатации дорог.

До разработки карьера должны быть подготовлены: горноотводные документы, разрешение на право производства горных и буровых работ, на хранение взрывчатых материалов, план горных работ с пояснительной запиской.

Технологический процесс разработки месторождения состоит из следующих работ: подготовительных, вскрышных, добычных, транспортных и погрузочно-разгрузочных.

К подготовительным работам относят: очистку площади месторождения от леса, пней, кустарника, валунов, устройство откаточной (выездной) и разрезной траншей, зачистку уступов, обеспечение отвода поверхностных вод.

Вскрышные работы ведут открытым способом, применяя различную технологию, машины и механизмы.

Важнейшим показателем эффективности открытых горных разработок является соотношение извлекаемых объемов пустой породы и полезного ископаемого. Отношение объема пустой породы к объему полезного ископаемого называют коэффициентом вскрыши

Кср = V в / V п , (7.1.1)

где Vв - объем вскрышных работ;

Vп - объем полезного ископаемого.

При разработке месторождений, расположенных в холмистой местности, снятие вскрыши производят сверху вниз. Разработку глубинных месторождений начинают с проходки въездной и разрезной траншей. Места под отвалы пустых отвалов выбирают там, где впоследствии не будут разрабатывать полезные ископаемые (овраги, пониженные места местности).

Основными процессами при разработке месторождений являются добыча породы и транспортирование ее на камнедробильные заводы. Извлечение полезного ископаемого производят слоями. В результате разрабатываемый массив горных пород приобретает форму уступов. Каждый уступ (рис. 7.1.1) характеризуется высотной отметкой горизонта расположения на нем транспортных путей.

Рис. 7.1.1. Элементы горной выработки:
1 - верхняя и нижняя площадки; 2 - откос уступа; 3 - бровка вскрыши уступа; 4 - вскрыша; 5 - развал взорванной породы; 6 - экскаватор с прямой лопатой; a - угол откоса уступа; b - угол откоса вскрыши; Ну - высота уступа; h - высота подуступа

Поверхности, ограничивающие уступ по высоте, называют нижней и верхними площадками. Наклонную плоскость, ограничивающую уступ со стороны выработанного пространства, называют откосом уступа, а угол наклона уступа к горизонтальной плоскости - углом откоса уступа. Линии пересечения уступа с нижней и верхней площадками называют нижней и верхними бровками.

Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производят выемку горных пород, поэтому нижнюю площадку этого уступа называют рабочей. Здесь располагают выемочно-погрузочные машины и транспортные пути, необходимые для удаления полезного ископаемого.

Подготовленную для разработки часть уступа по длине называют фронтом работ уступа, поверхность горных пород в пределах уступа или развала, являющуюся объектом выемки, - забоем. Для планомерной добычи породы и рационального использования строительных и транспортных машин месторождение разрабатывают слоями. Толщина и возможное число слоев зависят от мощности залежи и пустой породы, от параметров выемочно-погрузочного оборудования. Выемку слоев ведут последовательно сверху вниз независимо от направления напластования горных пород.

Залежи толщиной менее 2...3 м разрабатывают одним уступом. Наклоненные и крутопадающие залежи мощностью 20...40 м - в несколько уступов, причем нарезка нового уступа связана с полной выемкой полезного ископаемого на вышележащем горизонте.

Буровзрывные работы

Буровзрывные работы являются одним из труднейших процессов технологии добычи камня. Затраты на их проведение составляют 20...30 % себестоимости щебня. Поэтому особую важность при эксплуатации месторождений приобретает применение наиболее эффективных способов бурения и взрывания.

Бурение шпуров и скважин производят выше или ниже подошвы уступа. Длина недобура зависит от физико-механических свойств взрываемой породы, диаметра заряда, мощности взрывчатого вещества (ВВ) и составляет lн = (3...12) dзар ( dзар - диаметр заряда). Недобур допускается в легко разрушаемых мягких породах, при наличии мягких рыхлых пород под разрушаемым твердым пластом.

Перебур - часть скважины или шпура, пробуренная ниже подошвы уступа. Перебур служит для усиления действия взрыва в нижней части скважины, обеспечивая ровный отрыв породы от подошв уступа. Величина перебура может составлять от 9 до 15 диаметров заряда в зависимости от крепости породы.

Метод шпуровых зарядов (рис. 7.1.2) применяют при небольшом объеме взрывных работ и там, где неприемлемы другие методы. При этом методе достигается хорошее дробление породы, однако он наиболее трудоемок и менее безопасен.

Рис. 7.1.2. Шпуровые зарядные устройства

Для бурения шпуров используются перфораторы (табл. 7.1.1)

Таблица 7.1.1

Техническая характеристика перфораторов

Показатели Марка перфоратора
ПР-30л ПР-18л ПР-10 ПР-13 ПР-30к ПР-24к ПР-35 ПА-23
Масса перфоратора, кг
Длина, мм
Диаметр поршня, мм
Ход поршня, мм
Число ударов в минуту
Расход воздуха, м /мин 2,5 1,9 1,8 2,6 3,5 2,65 2,35

Производительность бурения перфораторами зависит от группы породы, типа бурильного молота, качества стали и формы головки бура, квалификации бурильщика, давления сжатого воздуха, начального диаметра шпура

П = П·К1·К2, (7.1.2)

где П - производительность перфоратора, принимаемая по ЕНиР;

К1 - коэффициент, учитывающий начальный диметр шпура (табл. 7.1.2);

К2 - коэффициент, учитывающий угол заложения шпура.

Таблица 7.12

Значения коэффициентов К1, К2

Начальный диаметр шнура, мм
Коэффициент, учитывающий начальный диаметр шнура, К 1 1,18 1,09 1,00 0,90 0,80
Угол заложения шпура, град более -60 от - 35 до +60 от - 35 до +35 от - 35 до -60 более 60
Коэффициент, учитывающий угол заложения шнура, К 2 0,18 0,90 1,00 1,10 1,17...1,20

При использовании скважин можно одновременно взрывать несколько скважин, расположенных в один или несколько рядов. Заложение скважинных зарядов принимают вертикальным или наклонным в зависимости от высоты уступа и типа используемого бурового оборудования. Наклонные скважины (параллельные откосу уступа) рекомендуются при необходимости получения равномерного качественного дробления пород взрывом. Высоту взрываемого уступа принимают равной 10...15 м. С увеличением высоты уступа возрастает период действия взрыва на породу, что способствует более интенсивному ее дроблению. При высоте взрываемого уступа до 35 м значительно улучшается интенсивность дробления и повышаются технико-экономические показатели буровзрывных работ. Рекомендуемые диаметры скважин приведены в табл. 7.1.3

Таблица 7.1.3

Рекомендуемые диаметры скважин

Категория породы Степень крепости породы Диаметр скважины, мм
I Высшая степень крепости 105...140
II Очень крепкие 105... 160
III , III а Крепкие 140...200
IV , IVa Довольно крепкие 140...220
V , Va Средине 160...280
VI , VIa Довольно мягкие 160...300

Для бурения скважин применяют станки ударно-вращательного и вращательного бурения, характеристика которых приведена в табл. 7.1.4

Таблица 7.1.4

Станки для бурения скважин

Наименование Ударно-вращательные Вращательные
БМК СБМК БМП-115 Урал-64 БТС-2 БСШ-24 БСВ-3
Диаметр коронки долота, мм
Глубина бурения, м
Угол бурения к горизонту, град 0...90 0...120 90...60 90...60 0...90 60...90
Расход воздуха, м3/мин 4,2 4,2 4,2 14,4 9,0 18,0 11,2
Установленная мощность, кВт 2,8 13,8 10,0 180,0 74,0 170,0 166,0
Основные размеры, м:              
длина 0,6 3,1 4,0 7,98 - 7,65 5,65
ширина 0,4 1,85   4,07 - 4,29 3,18
высота с подъемной мачтой 2,7 2,3 5,3 23,9 - 10,45 12,17
Масса станка, т 0,336 3,20 4,5 29,0 19,7 41,0 30,0

Рациональный способ бурения и выбор бурильного станка определяется технико-экономическими расчетами, геологическими данными разрабатываемого месторождения, назначением добываемой породы.

При скважинном методе (рис. 7.1.3) величину заряда на рыхление определяют по формуле

Q = q·a·Wn· Ну , (7.1.3)

где q - расчетный удельный расход аммонита №6 (табл. 7.1.5), кг/м3;

а- расстояние между скважинами в ряду, равное (1... 1,2) W ;

Wn - расчетная линия сопротивления по подошве уступа, принимаемая равной

или (0,5...0,8)Ну,

где dc - диаметр скважины, см;

D - насыпная плотность взрывчатого вещества (ВВ), кг/дм3;

Ну - высота уступа, м

Рис. 7.1.3. Скважные зарядные устройства
Ну - высота уступа; a - угол откоса уступа; С - расстояние от верха бровки уступа до центра скважины первого ряда зарядов; Wn - величина расчетной линии сопротивления по подошве уступа; lзаб - длина забойки скважины; lз - длина заряда; Lc - длина скважины; l nep - величина перебура; b - расстояние между рядами скважины; а - расстояние между скважинами в ряду

Рассчитанная для вертикальных скважин величина расчетной линии сопротивления по подошве уступа должна удовлетворять условием безопасности

Wn ³ Ну ctq a + С, (7.1.4)

где a - угол откоса уступа, град;

С - расстояние от верхней бровки уступа до ходового оборудования бурового станка.

Расстояние между рядами скважин

b = 0,85 - Wn ·7 (7.1.5)

Объем породы взрываемой одной скважиной

V с = а - Wn - Ну(7.1.6)

Расстояние от верхней бровки уступа до центра скважины первого ряда зарядов

С = Wn - Ну · ctq a (7.1.7)

Масса скваженного заряда по вместимости

Q с = ( Lc - l заб )·Р = ( Lc - 20 dc P , (7.1.8)

где Lc - длина скважины, равная высоте уступа Ну с перебуром l nep;

lзаб - длина забойки, м;

Р - вместимость скважин в дм3 на 1 п.м ее длины;

dc - диаметр скважины, см.





Читайте также:
Определение понятия «общество: Понятие «общество» употребляется в узком и широком...
Книжный и разговорный стили речи, их краткая характеристика: В русском языке существует пять основных...
Что входит в перечень работ по подготовке дома к зиме: При подготовке дома к зиме проводят следующие мероприятия...
Назначение, устройство и принцип работы автосцепки СА-3 и поглощающего аппарата: Дальнейшее развитие автосцепки подвижного состава...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.042 с.