Определение среднего коэффициента вскрыши, срока службы разреза и его производственной мощности

Горно-геологическая характеристика месторождения

На разрезе разрабатывается месторождение бурого угля открытым способом. Разрабатывается пласт простого строения, мощностью 12 метров. Месторождение имеет горизонтальное залегание.

Мощность наносов составляет 20 метров. Породы вскрыши: некрепкие арсиялиты, алевролиты, сланцы.

Породы ниже средней крепости, имеют коэффициент крепости по шкале профессора М.М. Протодъяконова f = 2-3.

Карьерное поле имеет форму вытянутого прямоугольника. Размер карьера по простиранию пласта 4800 метров, вкрест простиранию пласта 1650 метров.

 Водообильность пласта и вмещающих пород значительная. Вдоль разреза протекает ручей «Безымянный».

Производственная мощность разреза по расчету составляет 4000000 тонн в год.

Срок службы карьера составляет 27 лет.

Курсовым проектом требуется рассчитать объем вскрыши, запасы полезного ископаемого, выбрать и обосновать способ вскрытия, произвести расчет капитальной траншеи по вскрыше.

 

	4

1.2. Определение предельной глубины карьера и технических границ

где Н_в – мощность вскрыши (наносов), м;

Н_п – мощность пласта, м;

L – размер карьера по простиранию залежи, м;

В – размер карьера вкрест простиранию залежи, м;

Н_к – глубина карьера, м;

γ_р, γ_н – углы погашения рабочего и нерабочего борта карьера, град;

γ_т – угол погашения борта карьера с торца, град.

Рисунок 1.1. Схема к определению размеров карьера

	5

Глубина карьера:

                     Нк = Нв + Нп , м                                                     (1.1)

                     Нк = 20 + 12 = 32 м

В зависимости от коэффициента крепости f = 2-3 и так как водообильность значительная принимаем углы откоса бортов карьера:

γ_р = 15°

γ_н = 25°

γ_т = 20°

Размер карьера вкрест простиранию под наносами:

                     В₁ = В – Н_в · ( ctg γ_р + ctg γ_н), м                                (1.2)

                     В₁ = 1650 – 20 · (ctg 15° + ctg 25°) = 1532,5 м

Размер карьера вкрест простиранию по дну:

                     В₂ = В – Н_к · ( ctg γ_р + ctg γ_н), м                                (1.3)

                     В₂ = 1650 – 32 · (ctg 15° + ctg 25°) = 1462 м

Размер карьера по простиранию под наносами:

                     L ₁ = L – 2 H _в · ctg γ_т, м                                             (1.4)

                     L ₁ = 4800 – 2 · 20 · ctg 20° = 4690,1 м

Размер карьера по простиранию по дну:

                     L ₂ = L – 2 H _к · ctg γ_т, м                                             (1.5)

                     L ₂ = 4800 – 2 · 32 · ctg 20° = 4624,2  м

Подсчет геологических и промышленных запасов угля, объема горной массы в карьерном поле

Объем вскрышных пород (вскрыши):

 

 

	6

Геологические запасы полезного ископаемого:

 

 

 

Определение промышленных запасов полезного ископаемого:

 

                         Q _пр = V_п ∙ γ_пи ∙ k_из, т                                                (1.8)

 

где   γ_пи – объемный вес полезного ископаемого, т/м³ (для бурого угля γ_пи= 1,1 – 1,35 т/м³);

k_из – коэффициент извлечения полезного ископаемого из недр (0,95 – 0,97)

 

Q _пр = 83675014,05 ∙ 1,15 ∙ 0,96 = 92377215 т

 

Определение среднего коэффициента вскрыши, срока службы разреза и его производственной мощности

Средний коэффициент вскрыши:

 

 

7

При проектировании карьеров большое значение имеет выбор оптимального календарного режима работы, при котором обеспечивается рациональное использование горнотранспортного оборудования, максимальная производительность труда и минимальные затраты на производство товарной продукции.

Производственная деятельность карьеров (разрезов) характеризуется рядом показателей, среди которых важнейшими являются производственная мощность, производительность по полезному ископаемому, производительность по вскрыше или производительность по горной массе.

При выборе той или иной формы организации работ на карьере следует учитывать, прежде всего, условия, обеспечивающие высокую производительность экскаваторов. Обычно для мощного и дорогостоящего оборудования принимают непрерывный (двухсменный) режим работы карьера, что позволяет повысить суточную производительность экскаватора и уменьшить себестоимость выемки 1м³ породы за счет амортизационных отчислений.

На угольном разрезе при применении мощного горного оборудования по добыче угля принимаем 354 рабочих дня в году с двумя рабочими сменами с продолжительностью смены 12 часов.

Срок службы карьера:

 

 

где t ₁ , t ₂ – соответственно время на развитие и затухание работ (1,5 – 2 года);

П_год – годовая производительность мощность карьера по добыче, т (4000000 т/г)

 

 

Производственная мощность карьера по вскрыше:

 

 

	8

где k_н – коэффициент неравномерности распределения вскрыши по годам разработки.

 

 

Таблица 1.1 – Производственная мощность карьера

 

Производственная мощность карьера	Добыча, т	Вскрыша, м3
Годовая	4000000	8476000
Месячная	333333,3	706333,3
Суточная	11299,4	23943,5
Сменная	5649,7	11971,8
Часовая	470,8	997,6

 

 

	9

2. Вскрытие месторождения и проходка траншей

Вскрытием называют горные и строительные работы по созданию на карьере комплекса капитальных и временных траншей и съездов, а также других горных выработок и сооружений, обеспечивающих грузотранспортную связь между рабочими горизонтами и приемными пунктами.

На выбор способа вскрытия влияют многие факторы: условия залегания месторождения, рельеф местности, а также место расположения приемных устройств (обогатительной фабрики, отвалов, станций и т.д.) и других поверхностных сооружений; виды горного и транспортного оборудования, принятого для разработки месторождения; система разработки месторождения; производительность карьера (годовые объемы вскрышных работ и распределение объема вскрыши по годам разработки).

На выбор способа вскрытия значительно влияют принятые для эксплуатации система разработки и вид транспорта, так как от него зависят уклоны капитальных траншей, их длина и форма трассы.

Способ вскрытия – это комплекс вскрывающих горных выработок и сооружений на карьере, характеризуемый их структурой, конструкцией, количеством, пространственным положением, динамичностью.