Тема №2 Системы разработки месторождений (4)

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор

Исагулов А.З.___________

«___»______________2013

 

 

УЧЕБНО-МЕДОДИЧСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ

ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

 

по дисциплине: SROSDPI 3305 «Системы разработки при открытом способе добычи полезных ископаемых»

 

для студентов специальности: 050707 «Горное дело»

 

Факультет: Горный

 

Кафедра: Разработка месторождений полезных ископаемых

 

 

Предисловие

 

 

Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя разработан:

к.т.н., ст. преподавателем Немовой Н.А.

 

Обсуждено на заседании кафедры «РМПИ»

Протокол № _______ от «____»______________200___ г.

Зав. кафедрой ________________ «____»____________200___ г.

(подпись)

 

Одобрено методическим бюро Горного факультета

Протокол № ________ от «_____»_____________200___ г.

Председатель ________________ «____»____________ 200___ г.

(подпись)

 

 

УМКДП рассмотрен и утвержден на заседании УМС

Протокол №___ от «___»________________200__ г.

 

 

Рабочая учебная программа

 

Сведения о преподавателе и контактная информация

Немова Наталья Анатольевна, кандидат технических наук, старший преподаватель,

Кафедра РМПИ находится во 2-ом корпусе КарГТУ (Бульвар Мира, 56), аудитория 308, контактный телефон 56-26-19.

 

Характеристика дисциплины

Дисциплина «Системы разработки при открытом способе добычи полезных ископаемых» является составной частью цикла базовых дисциплин специальности «Горное дело». Предназначена для изучения студентами технологии и процессов разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом, систем разработки месторождений полезных ископаемых при открытом способе разработки.

 

Цель дисциплины

Целью изучения данной дисциплины является получение студентами знаний о системах разработки месторождений, элементах и параметрах систем, принципах комплексной механизации горных работ.

 

Задачи дисциплины

Задачи дисциплины следующие:

Овладение знаниями по системе и комплексной механизации и организации открытой добычи твердых полезных ископаемых.

 

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

Иметь представление о:

современных средствах механизации и организации при открытой разработке;

схемах вскрытия и системах разработки;

об организации строительства карьеров и разрезов;

проектировании отдельных технологий разработки в целом;

особых способах добычи полезных ископаемых;

эффективности горных работ;

 

знать:

способы обоснования выбора технологии, механизации и организации при открытой разработке;

основы перспективного и текущего планирования горных работ;

общие сведения об открытых горных работах;

форму и размеры залежей полезных ископаемых и условия залегания;

виды и размеры карьерных полей;

виды, периоды и порядок развития ОГР;

 

уметь:

выбирать, обосновывать и конструировать системы разработки при открытой разработке.

приобрести практические навыки:

в выборе системы разработки и их параметрах;

в выборе комплексной механизации ОГР;

в технико-экономических обоснованиях технологических схем горного предприятия, оптимизации их параметров.

 

Пререквизиты

Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин (с указанием разделов (тем)):

Дисциплина	Наименование разделов (тем)
1.Геологические дисциплины	Кристаллография, минералогия, петрография, развитие геологических процессов
2. Основы горного дела	Горные выработки, механизация горных работ
3. Строительство горных предприятий	Проведение горных выработок
4.Физика горных пород	Физические и механические свойства горных пород. Прочностные характеристики горных пород
5. Разрушение горных пород	Характеристики ВВ и СВ, способы оценки скорости детонации, работоспособности и бризантности ВВ, методы ведения взрывных работ
6. Инженерная графика	Техническое черчение и пространственное воображение

Постреквизиты

 

Знания, полученные при изучении дисциплины «Системы разработки при открытом способе добычи полезных ископаемых» используются при освоении следующих дисциплин:

«Технология и комплексная механизация при сплошной и углубочной системах разработки на ОГР», «Проектирования карьеров и оценка эффективности инвестиционных проектов».

 

Список основной литературы

1. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч2- М.: Недра, 1985.

2. Хохряков В.С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. – М.: Недра, 1991.

3. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ. – М.: Недра, 1986.

4. Рогатин Н.Н. Технология и механизация открытых горных работ. – М.: Недра, 1982.

 

Список дополнительной литературы

 

5. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. – М.: Недра, 1982.

6. Открытые горные работы. Справочник – М.: Горное бюро, 1994.

7. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. – М.: Недра, 1986.

8. Анистратов Ю.И. Технология, механизация и организация ОГР. – М.: Недра, 1986

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

 

Й семестр

Тема 1. Цели, задачи и содержание дисциплины (2)

План лекции

1. Цели задачи и содержание дисциплины. История возникновения и развития горнодобывающей промышленности.

2. Значение курса для практической деятельности горного инженера. Связь курса со смежными дисциплинами.

 

Открытый способ разработки полезных ископаемых является наиболее перспективным в техническом, экономическом и социальном отношениях. Благодаря мощной индустриальной базе и значительным запасам полезных ископаемых, расположенных близко к земной поверхности, этим способом в настоящее время добывается примерно ¾ общего объема твердого минерального сырья. Прогрессивный открытый способ разработки МПИ получил дальнейшее развитие при значительном улучшении ТЭП на основе совершенствования техники, технологии и организации горного производства.

Для специальности 050707 «Горное дело» учебным планом предусмотрен предмет Системы разработки месторождений на ОГР, который органически связан с рядом дисциплин, обеспечивающих подготовку студентов к его изучению. Такие дисциплины как «Геология», «Физика горных пород», «Разрушение горных пород», «Переработка и обогащение полезных ископаемых» непосредственно примыкают к нему и способствуют более глубокому его изучению.

Контрольные задания для СРС (тема 1) [1]

1. Достоинства и недостатки открытого способа разработки по сравнению с подземным.

Тема №2 Системы разработки месторождений (4)

План лекции

1. Разделение карьерного поля на выемочные слои. Определение высоты уступа. Понятие о фронте горных работ. Направление перемещения фронта. Протяженность и скорость подвигания фронта работ. Рабочая зона карьера.

2. Особенности разработки горизонтальных (пологих) и наклонных (крутых) месторождений открытым способом. Классификация систем разработки по направлению перемещения вскрышных работ (проф. Шешко Е.Ф.), по способу производства вскрышных работ (акад. Мельников Н.В.), и по порядку развития горных работ (проф. Ржевский В.В.)

 

Разделение карьерного поля на выемочные слои. Определение высоты уступа. Понятие о фронте горных работ. Направление перемещения фронта. Протяженность и скорость подвигания фронта работ. Рабочая зона карьера.

 

Открытые горные работы характеризуются определенным порядком выемки и перемещения полезного ископаемого, покрывающих и вмещающих пород. Для планомерной разработки пород и рационального использования оборудования карьерное поле разделяют на отдельные выемочные слои, в большинстве случаев горизонтальные. Выемку слоев производят последовательно сверху вниз, независимо от направления напластования пород.

Число слоев зависит от глубины и размеров карьера в плане. Мощность слоев по глубине карьера может быть различной. Число уступов по залежи в профиле карьерного поля зависит от мощности залежи, угла ее падения, трудности разработки пород, применяемых выемочно-погрузочных и транспортных средств.

Уступ является одним из важнейших элементов открытой разработки. Рациональной является такая высота уступа, при которой в данных условиях обеспечиваются: безопасность горных работ, высокая производительность оборудования, минимальные объемы вспомогательных работ, установленные годовые объемы добычных

При разработке горизонтальных и пологих залежей мощность залежей и покрывающих пород обычно предопределяет высоту и число уступов. При чередовании горизонтальных и пологих пластов высоту уступа определяют в зависимости от мощности отдельных пластов и залегающих между ними слоев пустых пород с учетом обеспечения необходимого качества полезного ископаемого. Устойчивость откосов в мягких породах имеет решающее значение. В таких породах, согласно Правилам безопасности, высота уступа не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора.

При разработке наклонных и крутопадающих залежей, представленных преимущественно скальными и полускальными породами, высота уступа определяется в основном показателями технологических процессов, потерь и разубоживания полезного ископаемого, требуемой производственной мощностью карьера и условиями вскрытия рабочих горизонтов. Затраты на подго­товку скальных пород к выемке и на транспортирование взорванных пород снижаются с увеличением высоты уступа. Минимальные затраты на экскавацию взорванных пород соответствуют высоте уступа 15—20 м.

Фронт горных работ – направление перемещения горных работ различается по следующим признакам:

1. По расположению.

Фронт работ расположен вдоль длинной оси карьерного поля.

Фронт работ расположен вдоль короткой оси карьерного поля.

2. По структуре.

Однородный фронт работ.

Сложноразнородный фронт работ.

3. По направлению перемещения горной массы.

Фронт работ с поперечным перемещением горной массы.

Фронт работ с продольным перемещением горной массы.

4. По погрузке горной массы.

Нижняя погрузка горной массы, Верхняя погрузка горной массы.

5. По числу транспортных грузовых выходов.

Одинарный фронт, сдвоенный фронт, тупиковый фронт, сквозной фронт.

6. По положению транспортного выхода.

Фланговый фронт, центральный фронт

Зона, в которой выполняются основные технологические процессы открытых горных работ, называется рабочей зоной карьера.

Рабочая зона может охватывать один, два или все борта карьера. Она представляет собой перемещающуюся и изменяющуюся по размерам и форме поверхность, имеющую разнообразную пространственную конфигурацию и различное со временем положение в пространстве карьерного поля.

Рабочие зоны при разработке горизонтальных и пологих залежей обычно непрерывны как по вскрышным, так и по добычным работам и сравнительно устойчивы по размерам; поэтому они называются сплошными зонами.

Рабочие зоны при разработке наклонных и крутых залежей называются углубляющимися рабочими зонами. Характерными признаками таких рабочих зон являются переменные число рабочих уступов и их размеры.

Особенности разработки горизонтальных (пологих) и наклонных (крутых) месторождений открытым способом. Классификация систем разработки по направлению перемещения вскрышных работ (проф. Шешко Е.Ф.), по способу производства вскрышных работ (акад. Мельников Н.В.), и по порядку развития горных работ (проф. Ржевский В.В.)

Под системой открытой разработки месторождения понимается порядок и последовательность выполнения открытых горных работ в пределах карьерного поля или его участка. Система должна обеспечить безопасную, планомерную и экономичную комплексную разработку всех полезных ископаемых, требуемую производственную мощность предприятия, полное извлечение запасов, охрану недр и окружающей среды.

Если система разработки определяет порядок и последовательность выполнения горных работ, то комплексы оборудования определяют виды, мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего производство горных работ в установленном объеме и порядке.

При разработке горизонтальных или пологих залежей по окончании горно-подготовительных работ создается первичный фронт вскрышных и добычных работ карьера; возобновление горно-подготовительных работ возможно при реконструкции карьера. Таким образом, системы разработки горизонтальных и пологих залежей в период эксплуатации характеризуются только порядком и последовательностью ведения вскрышных и добычных работ и изменением длины фронта работ или высоты отдельных уступов и размеров рабочих площадок. Такие системы разработки называются сплошными.

При разработке наклонных и крутых залежей горно-подготовительные работы ведутся как в период строительства, так и при эксплуатации карьера для создания фронта добычных и вскрышных работ. В состав горно-подготовительных работ в эксплуатационный период входят вскрытие и нарезка новых рабочих горизонтов. Таким образом, системы разработки при наклонных и крутых залежах характеризуются порядком выполнения вскрышных, добычных и регулярных горно-подготовительных работ. Такие системы могут быть названы углубочными.

 

Основная литература: 1

Дополнительная литература: 5,6,7,8

Контрольные задания для СРС (тема 2) [1]

1. Фронт работ уступа при разработке пологих и наклонных залежей.

2. Схемы конструкций фронта горных работ.

3. По степени взаимной зависимости вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ различают системы разработки: зависимые, полузависимые, независимые.