Цель и задачи дисциплины

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО УЧЕБНОЙ

ДИСЦИПЛИНЕ

«Процессы открытых горных работ»

 

для студентов специальности 1-51 02 01 «Разработка месторождений

полезных ископаемых»

 

Составители: Халявкин Ф.Г.

Оника С.Г.

 

2015 г.

 

 

Перечень материалов: Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с типовой учебной программой для высших учебных заведений по специальности: 1-51 02 01 «Разработка месторождений полезных ископаемых» (по направлениям), утвержденной Министерством образования Республики Беларусь, согласован с уче6но-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области горнодобывающей промышленности в 2013 г.

Комплекс включает теоретический раздел и содержит материалы для теоретического изучения учебной дисциплины «Процессы открытых горных работ» в объеме, установленном учебным планом по специальности и может быть представлен конспектом лекций.

Дисциплина содержит пять разделов и восемнадцать тем, в которых изложены физико-технические свойства и характеристики горных пород, элементы и параметры карьера, процессы подготовки горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, перемещение карьерных грузов и отвалообразование. Для закрепления теоретического материала учебной программой предусматриваются практические занятия с решением задач и выполнение курсовой работы.

Учебно-методический комплекс предназначен для студентов, магистрантов, аспирантов, и педагогов.

 

Пояснительная записка.

 

Цели УМК.

 

Особенности структурирования и подачи учебного материала.

 

Рекомендации об организации работы с УМК.

 

Рецензенты:

 

@ Халявкин Ф.Г.

Оника С.Г.

 

 

Список использованных сокращений

 

 

кг - килограмм ч - час

м³ - кубический метр сут. - сутки

с - секунда ^oC - градус цельсия

см - сантиметр В - вольт

г - грамм т - тонна

Па - паскаль мм - миллиметр

кПа - килопаскаль ккал. - килокалория

МПа – мегапаскаль кН - килоньютон

м² - квадратный метр кВт - киловатт

град. – градус км - километр

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

Список используемых сокращений 2

В в е д е н и е 6

Цель и задачи дисциплины 7

Раздел 1. Введение в процессы открытой разработки10

Месторождений

Тема 1.1. Горные породы как объект разработки 10

1.1.1. Физико-технические свойства, используемые для оценки

добываемости при открытой разработке 10

1.1.2. Инженерно-геологические классификации горных пород по

трудности разрушения 12

1.1.3. Классификация горных пород по добываемости 13

Тема 1.2. Элементы и параметры карьера 15

1.2.1. Элементы карьера 15

1.2.2. Параметры карьера и их расчет 16

1.2.3. Система открытой разработки месторождений 19

1.2.4. Структура комплексной механизации карьера 20

Раздел 2. Процессы подготовки горных пород к выемке22

Тема 2.1. Способы подготовки 22

2.1.1. Цель и задача подготовки горных пород к выемке 22

2.1.2. Способы подготовки горных пород к выемке 22

2.1.3. Осушение горных пород 23

2.1.4. Расчет осушительных систем 25

2.1.5. Предохранение горных пород от промерзания и способы их 26

оттаивания

Тема 2.2. Механическое рыхление горных пород 26

2.2.1. Технология добычи полезных ископаемых с механическим

рыхлением 29

Тема 2.3. Технологические основы буровых работ 33

2.3.1. Относительный показатель трудности бурения горных пород 33

2.3.2. Буровые станки и технология бурения взрывных скважин 33

Тема 2.4. Технологические основы взрывных работ 37

2.4.1. Технологические требования к качеству взрывного рыхления пород

2.4.2. Параметры развала и кусковатость взорванной породы 38

Раздел 3. Выемка и погрузка горных пород41

Тема 3.1. Экскавируемость горных пород из массива и развала 41

3.1.1. Характеристика оборудования для выемки и погрузки горных пород

3.1.2. Производительность выемочных машин 43

Тема 3.2. Уступ и порядок его отработки 44

3.2.1. Элементы уступа и порядок его отработки 44

3.2.2. Типы забоев 44

3.2.3. Типы заходок 45

Тема 3.3. Процессы выемки горных пород скреперами, бульдозерами

и погрузчиками 46

3.3.1. Применение на карьерах колесных скреперов 46

3.3.2. Применение на карьерах бульдозеров 50

3.3.3. Применение на карьерах одноковшовых погрузчиков 53

Тема 3.4. Выемка горных пород одноковшовыми экскаваторами 55

3.4.1. Характеристика одноковшовых экскаваторов 55

3.4.2. Технологические параметры и техническая характеристика

механических лопат 56

3.4.3. Выемка горных пород механическими лопатами 57

3.4.4. Технологические параметры драглайнов и их забои 58

3.4.5. Выемка с перевалкой вскрышной породы в выработанное

пространство 59

3.4.6. Производительность мехлопат и драглайнов 62

Тема 3.5. Выемка горных пород роторными и цепными экскаваторами 63

 

3.5.1. Производительность роторных и цепных экскаваторов 65

Тема 3.6. Гидравлический способ разработки горных пород 66

3.6.1. Классификация горных пород по трудности их разработки 67

гидравлическим способом

3.6.2. Схема водоснабжения гидроустановок 68

3.6.3. Расчет трубопровода и выбор насосов 70

3.6.4. Расчет самотечного гидротранспорта 71

Тема 3.7. Процессы разработки горных пород земснарядами 73

и драгами

Раздел 4. Перемещение карьерных грузов76

Тема 4.1. Характеристика карьерного транспорта и грузов 76

Тема 4.2. Железнодорожный транспорт в карьерах 78

4.2.1. Подвижной состав и его расчет 79

4.2.2. Конструкция нижнего и верхнего строения железнодорожного 80

пути

4.2.3. Схемы развития железнодорожных путей в карьере 81

4.2.4. Организация движения поездов и расчет пропускной и провозной 84

способности путей

Тема 4.3. Автомобильный транспорт в карьерах 86

4.3.1. Устройство карьерных автомобильных дорог 86

4.3.2. Расчет парка подвижного состава автотранспорта 88

4.3.3. Пропускная и провозная способность карьерных автодорог 90

4.3.4. Организация работы карьерного автотранспорта 90

Тема 4.4. Конвейерный транспорт в карьерах 91

4.4.1. Схемы конвейерного транспорта в карьерах и расчет

производительности конвейеров 94

Тема 4.5. Комбинированный карьерный транспорт 96

Раздел 5. Отвалообразование при разработке карьеров96

Тема 5.1. Устройство отвалов и расчет их приемной способности 96

Тема 5.2. Экскаваторное отвалообразование 97

Тема 5.3. Бульдозерное и скреперное отвалообразование

Л и т е р а т у р а 101

 

 

УДК 622.271 ((075.8)

ББК 33.22я7

У91

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Укрепление и расширение материально-сырьевой базы Республики Беларусь является важной задачей национальной стратегии социально-экономического развития страны на современном этапе. Для успешного выполнения поставленной задачи необходимо непрерывно повышать эффективность и качество подготовки специалистов, способных технически грамотно проводить разведочные работы, разрабатывать технические проекты и осуществлять добычу полезных ископаемых.

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Процессы открытых горных работ» позволит облегчить решение поставленной задачи. При его создании использованы различные источники информации по горнодобывающей отрасли, в том числе и интернет. Комплекс широко иллюстрирован графическим и справочным материалом.

В учебном процессе по данной дисциплине объединен теоретический материал с практическим решением задач. Выполнение курсовой работы позволит студентам закрепить теоретические знания.

Предоставление комплекса в электронном виде позволит увеличить доступность, качество усвоения материала и эффективность изучения предмета, особенно для заочной формы получения образования.

«Процессы открытых горных работ» является специальной дисциплиной в подготовке специалистов по горному делу.

 

Цель и задачи дисциплины

 

Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний по основным процессам горного производства: подготовка горных пород к выемке; вскрышные и добычные работы; транспортировка вскрышных пород и полезного ископаемого; отвалообразование.

Основной задачей дисциплины является изложение общей методологии изучения студентами вопросов по выбору системы и способа разработки и механизации вскрышных и добычных работ, расчету производительности машин и их количества для выполнения этих работ, выбору рационального вида транспорта в карьере, места расположения отвалов, расчету их параметров и средств механизации по их формированию.

Дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении таких курсов, как «Минералогия и петрография», «Физика горных пород», «Разрушение горных пород взрывом». Знания и учения, полученные студентами при изучении данной дисциплины, необходимы для освоения последующих специальных дисциплин «Горные машины и оборудование» «Технология и механизация открытых горных работ», «Гидромеханизированный способ добычи полезных ископаемых».

Одной из важнейших задач развития народного хозяйства является увеличение добычи полезных ископаемых. Отправной научной и методической базой учебного курса «Процессы открытых горных работ» является учение об объекте горных работ и всех производственных процессах. Таким объектом являются горные породы: вскрышные и разнообразные полезные ископаемые. Процессы подготовки, выемки, погрузки, транспортирования и отвалообразования определяют структуру комплексной механизации, которая для различных карьеров включает в себя различные машины и механизмы для выполнения технологических процессов. Дисциплина входит в цикл дисциплин направления 1-51 02 01-01 «Открытые горные работы».

В результате освоения дисциплины «Процессы открытых горных работ» студент должен:

знать:

- физико-механические свойства горных пород и их технологические характеристики как объектов разработки;

- технику и технологию подготовки полезных ископаемых к выемке, технологические и физико-технические основы выемочных работ;

- технологическую характеристику различных видов карьерного транспорта;

- уметь:

проводить анализ горнотехнических условий разрабатываемого полезного ископаемого;

- осуществлять научно-обоснованный выбор горного, транспортного и вспомогательного оборудования;

- выполнять расчеты производительности оборудования в различных режимах эксплуатации;

владеть:

- способами подготовки горных пород к выемке;

- вопросами перемещения карьерных грузов железнодорожным, автомобильным и конвейерным транспортом;

- схемами и методами расчета отвалообразования при разработке карьеров.