Вскрытие и отработка Понийского месторождения габбро-диоритов

• План
• Введение
• 1. Общая характеристика района и месторождения
• 2. Геологическое строение месторождения
• 2.1 Условия залегания полезного ископаемого
• 2.2 Описание комплекса пород, слагающих месторождение
• 2.3 Качество минерального сырья
• 2.4 Геологические запасы месторождения
• 2.4.1 Подсчет балансовых запасов
• 2.4.2 Подсчет промышленных запасов
• 3. Выбор способа разработки
• 4. Основные положения проекта
• 4.1 Режим работы карьера
• 4.2 Углы откосов бортов
• 4.3 Производственная мощность карьера
• 4.4 Срок службы
• 5. Вскрытие месторождения
• 5.1 Выбор способа и схема вскрытия
• 5.2 Выбор места заложения капитальной и разрезной траншеи
• 5.3 Форма трассы
• 5.4 Горно-строительные работы
• 5.5 Оборудование для проведения горно-капитальных работ
• 6. Система разработки
• 6.1 Обоснование системы разработки «Специальный вопрос»
• 6.2 Вскрышные работы
• 6.3 Норма выработки на разработку и транспортировку горных пород колесным погрузчиком ТО-11
• 6.4 Добычные работы
• 6.5 Элементы системы разработки
• 6.6 Экономическая часть к разделу «Система разработки»
• 7. Буровзрывные работы
• 7.1 Расчет нормы выработки бурового станка на бурение взрывных скважин. Станок-Atlas Copco VP-235
• 7.2 Расчет параметров скаженных зарядов
• 7.3 Определение параметров развала пород после взрыва. Выбор схемы взрывания
• 7.4 Расчёт безопасных расстояний при производстве взрывных работ
• 7.5 Определение сейсмически безопасных расстояний при взрывных работах
• 7.6 Определение безопасных расстояний по действию ударной воздушной волны на застекление при взрывании скважинных зарядов
• 7.7 Определение безопасных расстояний по разлёту отдельных кусков породы для людей.
• 7.8 Безопасные расстояния по разлёту отдельных кусков породы для оборудования
• 7.9 Экономическая часть к разделу «Буровзрывные работы»
• 8. Карьерный транспорт
• 8.1 Расчет нормы выработки автосамосвала Белаз-540 на транспортирование горной массы при погрузке одноковшовыми экскаваторами
• 8.2 Экономическая часть к разделу «Карьерный транспорт»
• 9. Отвальное хозяйство
• 9.1 Общие сведения
• 9.2 Производительности бульдозера на базе трактора Т-170 на отвалообразовании вскрышных пород.
• 10. Рекультивация земель
• 11. Осушение и водоотлив
• 12. Ремонт горного и транспортного оборудования
• 12.1 Общие положения
• 12.2 Организация ремонтных работ на участке
• 12.3 Экономическая часть к разделу «Ремонт горного и транспортного оборудования»
• 13. Энергоснабжение
• 13.1 Общие сведения
• 13.2 Освещение
• 13.3 Определение расчетных нагрузок
• 13.4 Выбор сечения воздушных и кабельных линий электропередач
• 13.5 Расчёт защитного заземления
• 13.6 Основные энергетические показатели
• 13.7 Освещение
• 13.8 Экономическая часть к разделу «Энергоснабжение»
• 14. Генеральный план
• 15. Охрана природы
• 15.1 Мероприятия по предотвращению истощения запасов подземных и поверхности вод
• 15.2 Организация мониторинга
• 16. Охрана труда
• 16.1 Введение
• 16.2 Анализ условий труда и опасностей проектируемых производственных объектов
• 16.3 Перечень основных опасных производственных объектов
• 16.4 Определение опасных производственных объектов
• 16.5 Основные мероприятия по охране труда и промышленной безопасности
• 16.6 Медицинское и санитарно-бытовое обслуживание работающих
• 16.7 Обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты
• 16.8 Нормализация условий труда на объектах работ
• 16.9 Освещение проектируемого объекта
• 16.10 Шум, вибрация
• 16.11 Безопасность производственных процессов
• 16.12 Меры безопасности при работе буровых станков на уступе
• 16.13 Меры безопасности при проведении массовых взрывов
• 16.14 Меры безопасности при экскавации горных пород погрузчиками
• 16.15 Меры безопасности при эксплуатации карьерного автотранспорта
• 16.16 Безопасное передвижение людей по карьеру
• 16.17 Снижение отрицательного влияния метеорологических условий
• 16.18 Противопожарные мероприятия
• 16.19 План ликвидации аварий
• 16.20 Вентиляция карьера
• 17. Экономика и организация производства
• 17.1 Общие сведения
• 17.2 Расчет основных технико-экономических показателей
• 17.3 Показатели использования фондоотдачи и фондоемкости
• Заключение

На месторождении «Пинейском», ведутся горные работы по добыче долеритов.

• Целью дипломного проекта является обобщение теоретических знаний, полученных в результате изучения различных специальных дисциплин по специальности открытые горные работы. В работе производится обоснование комплексной механизации горных работ, определение рационального направления развития горных работ, разработка схем вскрытия и определяется оптимальная технология ведения добычных, вскрышных и буровзрывных работ.
• Для выбора рациональной технологии горных работ производятся технико-экономические расчёты.
• В работе обосновывается комплекс мероприятий по безопасному ведению горных работ, производится расчёт экономических показателей и разработан комплекс мероприятий по промсанитарии.

1. Общая характеристика района и месторождения

В географическом отношении Понийское месторождение габбро-диоритов приурочено к северо-западным отрогам хребта Сихотэ-Алинь.

В административном отношении месторождение находится на территории Комсомольского района Хабаровского края, в 1,2 км к северо-востоку от ст. Пони Дальневосточной железной дороги и в 83 км (по прямой) к востоку от г. Комсомольска-на-Амуре.

Географические координаты месторождения от Гринвича:

50° 17' - 50° 17' северной широты,

137° 18' - 137° 18' восточной долготы.

Наиболее крупные железнодорожные станции района Селихин и Гурская находятся соответственно в 30 и 32 км к западу и востоку от месторождения.

Понийское месторождение габбро-диоритов приурочено к горе Лысой, которая расположена в водораздельной части бассейнов рек Тудур и Саа.

Рельеф территории, тяготеющий к месторождению, сильно расчленен и представлен, преимущественно, узкими извилистыми водораздельными хребтами с крутыми склонами и куполои пикообразными вершинами и разделяющими их долинами речек.

Господствующие высоты в районе месторождения имеют абсолютные отметки: г. Ходжар — 1016 м, г. Тудур — 707,6 м, г. Пельха — 652 м. Относительные превышения рек над долинами колеблются от 300 до 900 м.

Относительное превышение г. Лысой над дном долины р. Тудур около 400 м.

Центральная часть месторождения представлена куполообразной возвышенностью, поверхность которой покрыта каменной осыпью (курумником). К югу и северу от вершины поверхность горы сглажена, платообразная. Склоны горы крутые (30° и более), около 30% их площади так же покрыты курумником. Склоны осложнены неглубокими, с пологими бортами ложбинами и террасо-подобными площадками. Естественных обнажений коренных пород нет.

Растительность района месторождения разнообразная: ель, лиственница, пихта, осина, монгольский дуб, маньчжурский орех, бархатное дерево, ясень, липа и др. На площади месторождения растительность уничтожена пожарами.

Все реки территории, тяготеющей к месторождению, принадлежат системе р. Амура. Наиболее крупные р. Гур и р. Мачтовая. Последнюю образуют при слиянии речки Тудур и Саа.

По своему гидрологическому режиму реки района относятся к горно-таежному типу. Для рек этого типа характерно быстрое течение, каменистое ложе и резкие колебания уровней воды.

Речка Тудур протекает близ месторождения, огибая южное подножье г. Лысой.

Долина р. Тудур морфологически хорошо выражена, ширина ее достигает 1000 — 1100 м. Дно долины имеет слабый уклон от краев к середине и по направлению течения.

Небольшой уклон рельефа в комплексе с геологическими и гидрологическими факторами способствует образование заболоченных участков в долине с развитием кочкарника и типичной болотной растительностью.

Русло реки Тудур слабо разработано, очень извилистое, на отдельных участках в среднем и нижнем течении разветвляется на рукава. Ширина русла достигает 10 м, глубина, в зависимости от сезона года до 1 м и более.

По материалам гидрогеологических работ, проведенных Новосибирским филиалом Гипротранскарьер в 1966;1967 гг. и в 1972;1974 гг. с целью поисков хозпитьевого водоснабжения, минимальный расход воды в р. Тудур — 0,2 м?/сек зафиксирован в феврале 1967 г., максимальный — 9,55 м?/сек — 9 мая 1973 г.

Начало ледостава обычно наступает в первой декаде ноября. В зимнее время на отдельных перекатах р. Тудур промерзает почти до дна. Вскрытие р. Тудур начинается в апреле, а полное освобождение ото льда — в первой декаде мая.

Паводок происходит два раза в год — весной и в конце лета — начале осени.

Климат района характеризуется продолжительной и долгой зимой и коротким теплым летом.

Краткие сведения о климате района по данным метеостанции Комсомольск-на-Амуре и поста Селихин приведены в таблице 1.1.

В районе преобладают ветры западного направления. Среднегодовая скорость ветра колеблется от 1,2 до 1,4 м/сек. Сейсмичность района 6 баллов.

Таблица 1.1 — Краткие сведения о климате района

2. Геологическое строение месторождения

2.1 Условия залегания полезного ископаемого

Понийское месторождение сложено габрро-диоритами, несогласно секущими осадочные породы ситогинской свиты верхнемелового возраста и перекрытыми с поверхности делювиально-элювиальными образованиями четвертичного возраста.

В морфологическом отношении месторождение представляет собой обособленную в рельефе сопку (г. Лысая) с абсолютной отметкой вершины 599,02 м, вытянутую в плане в меридиональном направлении. Склоны сопки крутые, местами (около 30% площади) покрытые каменными осыпями-курумником. Выходы коренных пород отсутствуют.

Полезное ископаемое представлено габбро-диоритами, слагающими небольшой интрузивный массив типа штока. Площадь штока в плане составляет около 0,4 км² (1000 м?400 м). При выполнении геологоразведочных работ на Понийском месторождении попутные полезные ископаемые и ценные компоненты, которые можно было бы извлечь при добыче основного полезного ископаемого, не обнаружены.

Породы вскрыши представлены почвенно-растительным слоем и элювиально-делювиальными образованиями, обломками габбро-диоритов с примесью суглинка от 0 до 50%.

Вмещающие породы представлены черными полосчатыми сланцами, переслаивающимися со среднеи мелкозернистыми светло-серыми песчаниками и алевролитами.

Мощность элювиально-делювиальных образований на месторождении колеблется от 0,5 до 11,4 м, в среднем равна 3,7 м.

Контакт габбро-диоритов с вмещающими породами резкий, открытый. Глинистые сланцы, алевролиты и песчаники на контакте слабо ороговикованы. Мощность зоны ороговикования не более 0,5?3,0 м.

Габбро-диориты прорваны двумя дайками диабазовых порфиритов и тонкими (0,5?3,0 см) прожилками светло-серых скрытокристаллических аплитов. Простирание даек северо-западное, падение на юго-запад по азимуту 230−260°, углы падения 70−80°. Мощность дайки № 1 3,5 м. Мощность дайки № 2 в центральной части участка 1,3 м.

Контакты диабазовых порфиритов с габбро-диоритами прямые, резкие, открытые. На контакте с дайкой габбро-диориты выветрены, часто раздроблены в полосе шириной 5−20 см, далее от контакта габбро-диориты свежие, крепкие. траншея порода геологический ископаемое Диабазовые порфириты даек разложенные, слабые и отнесены к пустым породам.

Курумник состоит из крупных глыб габбро-диоритов изометричной, реже плитообразной формы, размером по длинной оси от 0,2 до 2,0 м, реже до 3,0−4,0 м и небольшого количества (до 30%) обломков этих же пород размером менее 0,2 м, с полным отсутствием или незначительной примесью (менее 5−10%) песчано-глинистого материала.

Габбро-диориты, слагающие курумник, по своим физико-механическим свойствам пригодны для изготовления щебня для балластного слоя железнодорожного пути и строительных работ.

2.2 Описание комплекса пород, слагающих месторождение

Габбро-диориты макроскопически представляют собой массивную зеленовато — серую, мелко и среднезернистую породу, сложенную плагиоклазом и пироксеном.

Под микроскопом габбро-диориты обнаруживают призматически — зернистую или гипидиоморфнозернистую структуру и массивную текстуру. Размер зерен породообразующих минералов от 0,08 до 5,0 мм.

Порода состоит из основного плагиоклаза (70−85%), моноклинного пироксена (10−15%), кварца и калишпата (2−4%) и рудных минералов (1%).

Плагиоклаз (андезин — лабрадор) обычно образует кристаллы призматической формы с четкими полисинтетическими двойниками. Иногда кристаллы идиоморфные.

Плагиоклазы, как правило, затронуты вторичными изменениями: соссюритизированы, серицитизированы, карбонатизированы. По плагиоклазу часто развивается альбит.

Пироксены (авгит) образуют удлиненные и геометричные восьмиугольные зерна, очень часто сдвойникованные, иногда полисинтетически. Наблюдается очень слабая голубовато-зеленоватая окраска почти без плеохроизма. Двупреломление до красновато-фиолетового цвета. Наряду со свежими зернами пироксена присутствуют псевдоморфозы по нему, выполненные агрегатом зеленоватого волокнистого амфибола (актинолита) или хлоритами.

Кварц присутствует в виде мелких прозрачных зерен неправильной формы.

Ортоклаз в мелких изометричных зернах, обычно сильно разложившийся, в проходящем свете буроватый.

Альбит в мелких изометричных зернах, часто развивается по плагиоклазу.

Вторичные минералы представлены актинолитом и хлоритом, развивающимися по пироксену и серицитом, соссюритом, эпидотом, кальцитом и глинистыми минералами, развивающимися по полевым шпатам.

Рудные минералы представлены магнетитом, образующим равномерную вкрапленность в породе.

Из акцессорных обычно наблюдается апатит в виде тонких иголочек.

По степени выветривания габбро-диориты месторождения можно подразделить на свежие и затронутые выветриванием. Следует отметить, что габбро-диориты Понийского месторождения отличаются высокой устойчивостью к выветриванию. Несмотря на то, что вследствие сильной трещиноватости массива выветривание проникает на значительную глубину, степень выветривания габбро-диоритов весьма незначительная. Мощность зоны выветривания пород по трещинам составляет 0,5−2,0 см. Выветривание макроскопически определяется обычно изменением окраски породы в более темную, а под микроскопом — развитием по плагиоклазам и калинатровому полевому шпату глинистых материалов. Результаты испытания проб, отобранных из габбро-диоритов, указывают на то, что физико-механические свойства пород, затронутых выветриванием, меняются незначительно: по сравнению со свежими разновидностями, водопоглощение их повышается в среднем на 0,1%, объемная масса понижается на 0,04 г/см³, прочность щебня по истираемости в полочном барабане на 1,3% и по сопротивлению удару на копре ПМ на 15−20 условных единиц.

В целом же габбро-диориты, затронутые выветриванием, обладают высокой прочностью, небольшим водопоглащением, морозостойчивы и могут применяться для изготовления строительного щебня и щебня для балластного слоя железнодорожного пути.

Понийское месторождение камня сложено штоком габбро-диоритов размером в плане 0,4? 1,0 км². Мощность полезного ископаемого, вскрытая скважинами, составляет 190 м. Физико-механические свойства пород, слагающих полезную толщу, достаточно однородны по площади и на глубину.

Коэффициент крепости пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова составляет 11−18. В соответствии с ЕНиР категория крепости пород полезной толщи для буровзрывных работ - IX?X. По трудности разработки одноковшовым экскаватором полезное ископаемое, предварительно разрыхленное, относится по ЕНиР, к VI группе.

Изучение трещиноватости во время проведения геологоразведочных работ на месторождении заключалось в выполнении массовых замеров ее параметров, описании морфологии трещин, формы и размеров естественных блоков отдельности.

Замерами установлено, что количество трещин на 1 м² изменяется от 5 до 25 штук, а в зонах повышенной трещиноватости возрастает до 30−50 штук.

В соответствии с временной классификацией, принятой в «Нормах технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов, М. 1977», породы Понийского месторождения по степени трещиноватости относятся к I и II категориям — мелкоблочным (чрезвычайно трещиноватым) и среднеблочным (сильнотрещиноватым). На отдельных участках месторождение сложено породами III категории — крупноблочными (среднетрещиноватыми).

В период доразведки месторождения 1976 — 1978 гг., в опытных карьерах в юго-западной и центральной частях месторождения определен выход товарного камня из габбро-диоритов по размеру блоков. Выход камня размером более 450 мм составил 30%.

Вскрышные (обломки и щебень габбро-диоритов с примесью суглинка и песчано-глинистого материала) и вмещающие (глинистые сланцы, песчаники, алевролиты) породы месторождения, в соответствии с ЕНиР, относятся по трудности экскавации к VI группе. Категория крепости этих пород для буровзрывных работ — VIII.

2.3 Качество минерального сырья

Качество полезного ископаемого изучено на основании сплошного опробования полезного ископаемого, вскрытого выработками, и прямых определений по щебню, изготовленному из материала керновых, точечных и валовых проб.

Лабораторные испытания щебня, полученного из отобранных на Понийском месторождении габбро-диоритов, выполненные лабораторией строительных материалов Новосибирского филиала Гипотранспуть показали, что по физико-механическим показателям характеризуется марками: 1400 — по дробимости, И-1 — по истираемости. Содержание зерен слабых пород не превышает 1,0%, а пыли, глины и ила — 0,8%.

При испытании валовой пробы габбро-диоритов Понийского месторождения на Мочищенском щебеночном заводе получен щебень с содержанием зерен пластинчатой и игольчатой формы в количестве: для фракции 20−10 мм — 18,3%, для фракции 10−15 мм — 14%.

Эти данные подтвердили возможность получения из пород месторождения кубовидного щебня.

Отходы, получающиеся при дроблении щебня (фракции менее 5 мм) можно использовать в качестве дробленого песка для строительных работ.

Лаборатория Ленинградского научно-исследовательского института радиационной гигиены провела определение концентрации радионуклидов в породах Понийского месторождения. Испытаниями установлена пригодность пород месторождения для всех видов строительства.

Характеристика щебня, полученного из габбро-диоритов Понийского месторождения, приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Характеристика полезного ископаемого

2.4 Геологические запасы месторождения

2.4.1 Подсчет балансовых запасов

Согласно утвержденному протоколу № 1408-к ГКЗ СССР от 21 ноября 1979 г. запасы месторождения классифицированы категориями А, В и С₁.

Подсчет балансовых запасов в курсовом проекте произведен методом вертикальных сечений по линиям № 2−2, 4−4, 6−6, 8−8 и результаты сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 — Подсчет геологических запасов месторождения по блокам

2.4.2 Подсчет промышленных запасов

Подсчет промышленных запасов по месторождению произведен с учетом сложившейся производственной практики на участке Понийского карьера. Процесс добычи габбро-диоритов сопровождается потерями и засорениями его вмещающими породами. Расчет потерь габбро-диоритов при добыче выполнен в соответствии с «Нормами технологического проектирования» (ОНТП 18−85) и «Отраслевой инструкцией по определению и учету потерь нерудных строительных материалов при добыче».

Потери габбро-диоритов при добыче делятся на два класса:

— общекарьерные потери;

— эксплуатационные потери.

Проектом не предусматривается оставление охранных целиков, поэтому общекарьерные потери отсутствуют.

Эксплуатационные потери подразделяются на две группы:

— потери полезного ископаемого в массиве;

— потери отбитого полезного ископаемого.

Потери полезного ископаемого в массиве отсутствуют. Эксплуатационные потери отбитого полезного ископаемого складываются из следующего:

1. Потери габбро-диоритов на контакте с вскрышными породами (П₁):

где S — площадь габбро-диоритов, покрытых вскрышными породами, S=0 м²;

m — мощность теряемых габбро-диоритов, m=0,1 м;

Б — балансовые запасы габбро-диоритов в контуре карьера, Б= м³;

2. Потери габбро-диоритов при взрывных работах (П₄) П₄=0,25%

3. Потери габбро-диоритов при транспортировании (П₅) П₅=0,3%.

Общие эксплуатационные потери габбро-диоритов при добыче рассчитываются по формуле:

П= П₁ + П₂ + П₃= 0,08 + 0,25 + 0,3 = 0,63%,

З_пр=З_гео-(З_гео*П)= 23 816 763,2-(23 816 763,2*0,0063)= 23 666 717,6 м³

Промышленные запасы Понийского месторождения в тоннах составляют:

В целях недопущения снижения качества добываемого сырья, при отсутствии на предприятии промывочного комплекса, величина засорения габбро-диоритами вмещающими породами принимается равной нулю.

С целью обеспечения проектных показателей извлечения габбро-диоритов при добыче, рекомендуются следующие основные организационно-технические мероприятия:

— изменение параметров сетки скважин в приконтактной зоне в соответствии с данными геолого-маркшейдерской документации;

— систематический учет количественных и качественных показателей каждого отрабатываемого блока;

— использование данных опробования взрывных скважин для качественной характеристики блоков габбро-диоритов нижележащего уступа;

— контроль за отработкой приконтактных зон при бурении и экскавации путем инструментальной выноски контактов на местность;

— исключение отставания вскрышных работ;

— проведение взрывных работ осуществлять только после получения данных опробования взрывных скважин и уточнения контура тела габбро-диоритов;

— взрывные работы вдоль контактной зоны производить только после тщательной зачистки уступа;

— проведение взрывных работ раздельно — по габбро-диоритам и по породе;

— бурение взрывных скважин производить с учетом положения и угла падения контактов между габбро-диоритами и породой, а также с приближением углов откоса уступа к углам падения даек порфиритов;

— балластировку, ремонт и подсыпку внутрикарьерных автодорог производить однотипным материалом;

— применять контурное взрывание при оформлении углов откосов уступа во избежание скалывания берм уступов и обрушения их на рабочие площадки;

— в зимнее время не оставлять на длительный период неподобранными развалы полезного ископаемого.

Организационно-технические мероприятия по снижению потерь габбро-диоритов при добыче применять в соответствии с конкретными горно-геологическими условиями подготавливаемого к выемке блока.

В процессе производственной деятельности предприятия нормирование потерь осуществляется при составлении плановых эксплуатационных потерь на год.

3. Выбор способа разработки

Разработка Понийского месторождения долеритов осуществляет по транспортной системе разработки. Вскрышные породы и залежи долеритов транспортируются, соответственно, на внешний отвал и дробильно-сортировочный завод.

Данная система разработки является оптимальной и единственно возможной для горно-геологических условий Понийского месторождения долеритов.

Другие системы разработки, используемые на горнодобывающих предприятиях, поточные, циклично-поточные и бестранспортные в горно-геологических условиях Понийского месторождения не возможны или экономически не целесообразны.

4. Основные положения проекта

4.1 Режим работы карьера

· Круглогодичная работа на добыче и сезонная работа на вскрыше.

· Число рабочих дней в году на добыче — 260.

· Число рабочих дней в году на вскрыше — 120 (май-октябрь).

· Число смен в сутки — 2.

· Продолжительность смены — 8 часов.

· Рабочая неделя — прерывная (два выходных дня)

4.2 Углы откосов бортов

Угол откоса рабочего борта карьера определяется в соответствии с физико-механическими свойствами пород вскрыши и полезного ископаемого; приняты следующие углы откосов:

1. по рабочему борту — по вскрыше — 70°

— по долеритам — 80°

2. по нерабочем борту — по вскрыше — 45°

(устойчивый угол) — по долеритам — 65°

4.3 Производственная мощность карьера

Производственная мощность карьера в размере 300 тыс. мв год в соответствии с производительностью дробильно-сартировочного завода.

При принятом режиме работы карьера среднерасчётные годовые, суточные и сменные объёмы приведены в таблице 4.1

Производительность и срок службы карьера определяем из условия обеспечения работы дробильно-сортировочного комплекса.

Производительность карьера «Понийский» по добыче железных руд составляет 5 125 600 т/год При отработке месторождения открытым способом, возможная по горнотехническим условиям производительность карьера определяется по формуле, рекомендованной «Нормами технологического проектирования»:

тыс. т.

где h_у— условное годовое понижение горных работ, м/год;

S— средняя рудная площадь полезного ископаемого, м²;

— объёмная масса полезного ископаемого — 2,8 т/м³;

— коэффициент потерь в долях единицы — 0,026;

— коэффициент засорения в долях единицы — 0,046.

Максимально возможное условное годовое понижение горных работ определяется по формуле:

где Q — годовая производительность погрузчика ТО-11 на проходческих работах — 440 305 тыс. м³/год;

L— длина экскаваторного блока при автотранспорте, 610 м;

В_р.т— ширина разрезной траншеи, 27 м;

b_п.б— ширина предохранительной бермы, 5 м;

b_{р. п}— ширина рабочей площадки, 50 м;

Н_.у— высота рабочего уступа, 7 м;

— угол откоса рабочего уступа, 70⁰;

— угол откоса уступа при погашении, 50⁰

м/год.

4.4 Срок службы

Промышленные запасы карьерного поля составляют 66 266,81 тыс. т При принятой производительности карьера 5125,6 тыс. т в год с учётом затухания добычи срок службы карьера составит 15 лет (таблица 4.1).

Срок службы карьера может быть увеличен за счёт доразведки и вовлечения в отработку запасов.

Таблица 4.1 — Календарный план отработки Понийского месторождения

5. Вскрытие месторождения

5.1 Выбор способа и схема вскрытия

Непосредственной целью вскрытия является установление грузо-транспортной связи между рабочими горизонтами и поверхностью, проведение соответствующих горизонтальных выработок.

На выбор способа вскрытия влияют рельеф поверхности, инженерно-геологические условия, производственно-технические условия разработки карьера.

Решающую роль на выбор способа в данном случае оказала выбранная система разработки (транспортная), а также небольшая мощность вскрыши.

Все вышеперечисленные факторы позволяют применить траншейный способ вскрытия.

5.2 Выбор места заложения капитальной и разрезной траншеи

При выборе местоположения капитальных и разрезной траншей учитывается минимальное расстояние транспортирования полезного ископаемого от карьера до дробильно-сортировачного комплекса.

Разрезную траншею проводим с юго-восточной стороны карьера, так как отсюда минимальное расстояние транспортировки.

Ширина разрезной траншеи по полезному ископаемому рассчитывается под тупиковую схему подачи автосамосвала под погрузку.

Ширина разрезной траншеи рассчитывается по формуле:

где R_а — радиус разворота автосамосвала БелАЗ 540, Rа = 12 м;

m — минимальный зазор между автосамосвалом и нижней бровкой борта, m =2 м.

l_а — длина автосамосвала, l_а = 8,8 м;

в_а — ширина автосамосвала, в_а = 3,8 м.

5.3 Форма трассы

Расположение разрезных траншей на крутопадающем склоне месторождения на момент сдачи карьера в эксплуатацию, а также последующая нарезка новых горизонтов в период эксплуатации на этом же склоне позволяет подвести автодороги непосредственно без проходки специальных въездных траншей.

5.4 Горно-строительные работы

Объемы горно-капитальных работ рассчитывается исходя из условия обеспечения готовыми к выемке запасами в нормативном объеме.

Проведение капитальной траншеи внутреннего заложения с поверхности.

Время проведения капитальной траншеи.

Т= V_к.т./Q_см *2=18 176/2522,92*2=4 сут.

где Q_см — сменная производительность экскаватора, м³;

Время проведения разрезной траншеи.

Т= V_к.т./Q_см *2=115 200/2522,92*2=23 сут.

Таблица 5.1 — График горно-строительных работ

5.5 Оборудование для проведения горно-капитальных работ

Горно-строительные работы выполняются выемочно-транспортным комплексом, который в дальнейшем будет эксплуатироваться при разработке месторождения:

Фронтальный погрузчик ТО-11 и автосамосвалы БелАЗ-540.

6. Система разработки

6.1 Обоснование системы разработки «Специальный вопрос»

Рациональная система разработки является определяющим фактором в технологическом процессе отработки месторождения. Правильно выбранная система, по технологическим и экономическим показателям, является необходимым условием успешной работы предприятия. Это относится как к начальному этапу развития карьера так и ко всему периоду существования.

На проектируемом месторождении, в соответствии с горнотехническими условиями поля карьера, принята транспортная система разработки. В проекте для выбора рационального комплекса оборудования рассматривается два варианта.

1 вариант — бульдозер на базе трактора Т-170 и погрузчик ТО-11 на вскрышных работах, при этом бульдозер используется для формирования навала погрузчику; на добычных работах применяется погрузчик ТО-11 с погрузкой в автосамосвал БелАЗ-540.

2 вариант — бульдозер на базе трактора Т-170 и погрузчик ТО-11 на вскрышных работах и на добычных работах — экскаватор ЭО 5122 вместимостью ковша 1.6 мс погрузкой в автосамосвал БелАЗ-540.

Полезное ископаемое транспортируется автомобильным транспортом.

6.2 Вскрышные работы

Расчет производительности бульдозера на базе трактора Т-170 на вскрышных работах

1. Сменная производительность бульдозера на вскрышных работах.

N * 60 * q *? * K_в * K_укл

Q_см = = 1400 м³смену

l_г / v_г + l_п/ v_п + T_п

где N — число часов работы бульдозера в течение смены, 8часов;

q — объём пород в плотном состоянии, перемещаемый бульдозером, 2,24 м³;

? — коэффициент, учитывающий потери породы в процессе перемещения

? = 1 — 0,005 = 0,95

l — путь перемещения породы, 10 м;

K_в — коэффициент использования бульдозера во времени, 0,8;

K_укл— коэффициент, учитывающий влияние уклона на производительность бульдозера, 1;

l_г — расчётное расстояние перемещения породы, 10 м;

v_г — скорость движения в гружёном состоянии, 31,2м/мин.;

l_п — расчётное расстояние перемещения порожняком, 10 м;

v_п — скорость движения в порожнем состоянии, 50,4м/мин.;

T_п — время, затрачиваемое на переключение скоростей, 0,1мин.

2. Годовая (сезонная) производительность бульдозера определяется из выражения:

Q_год = Q_см * n * N_раб, тыс. м³/год где n — число смен работы бульдозера в сутки, 2;

N_раб — количество рабочих дней бульдозера:

N_раб = N — N_рем, дней Где N — количество рабочих дней карьера -120 дней (число дней ведения вскрышных работ);

N_рем— количество рабочих дней бульдозера за вскрышной сезон — 20дней.

Количество рабочих дней бульдозера -100 дней.

Производительность бульдозера на базе трактора Т-170

Q_год = 1400 * 2 * 100 = 280 тыс. м³/год (за вскрышной сезон) Результаты расчетов производительности бульдозера занесены в таблицу 6.1

Таблица 6.1 — Расчет производительности бульдозера Т-170

В соответствии с расчетной производительностью бульдозера приводится количество и загрузка бульдозеров на вскрышных работах на средние условия отработки месторождения.

Таблица 6.2 — Расчетная потребность в бульдозерах и их загрузка

6.3 Норма выработки на разработку и транспортировку горных пород колесным погрузчиком ТО-11

Сменная норма выработки погрузчика.

где Ккоэффициент, учитывающий время на отдых в течении смены, К=1.06

Тнорматив вспомогательного времени на 100 м горной массы в плотном состоянии.

Тпродолжительность смены, мин.

Тнорма времени на подготовительно-заключительные операции на смену, мин.

Тнорматив основного времени на 100 мгорной массы в плотном теле, мин где Еобьем породы в ковше погрузчика, м

tпродолжительность цикла, мин.

коэффициент разрыхления горных пород

коэффициент наполнения ковша где время загрузки ковша, мин. время разгрузки ковша, мин.

расстояние транспортирования, м.

V, Vскорость движения погрузчика в грузовом и холостом направлениях, м/мин.

Норматив вспомогательного времени на 100 м горной массы в плотном.

Годовой фонд работы оборудования.

Т= сут где Ткалендарная продолжительность года, Тчисло праздничных и выходных дней в году.

Тчисло дней простоя оборудования по природноклиматическим условиям

Тчисло дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами.

Тсреднегодовая продолжительность простоя горного оборудования в ремонтах всех видов, сут

Годовая норма выработки.

Н=Н*2*Т=106*2*258=54 696

Необходимое количество погрузчиков.

n=

6.4 Добычные работы

Норма выработки на разработку, погрузку горных пород колесным погрузчиком ТО-11

1-вариант

Расчет сменной нормы выработки погрузчика на разработку и погрузку горных пород в а/с Белаз-540

Н==

где Тнорматив вспомогательного времени на 100 м горной массы в плотном состоянии.

Тпродолжительность смены, мин.

Тнорма времени на подготовительно-заключительные операции на смену, мин.

Тнорматив основного времени на 100 мгорной массы в плотном теле, мин Т=мин где Еобьем породы в кузове а/с Тпродолжительность погрузки автосамосвала, мин Т=t*n=1*6=6 мин, где tпродолжительность цикла погрузки, мин

nколичество циклов, совершаемых погрузчиком для загрузки одного автосамосвала.

n=Е/Е=11,2/2=6 цик Годовой фонд работы оборудования.

Т= сут где Ткалендарная продолжительность года, Тчисло праздничных и выходных дней в году.

Тчисло дней простоя оборудования по природноклиматическим условиям

Тчисло дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами.

Тсреднегодовая продолжительность простоя горного оборудования в ремонтах всех видов, сут

Годовая норма выработки.

Н=Н*2*Т=853*2*258=440 305

Необходимое количество погрузчиков.

n= шт Расчет нормы выработки автосамосвалов на транспортирование горной массы при погрузке погрузчиком.

Норма выработки автосамосвала.

где продолжительность смены, принятая для нормирования, мин

продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин

время на обслуживание рабочего места в течении смены, мин

продолжительность перерывов в работе по техническим и организационным причинам, мин

перерывы в работе на личные надобности водителя, мин

объем горной массы в кузове автосамосвала, измеренный в плотности массива,

норматив продолжительности одного рейса автосамосвала, рассчитываемый по формуле, мин где норматив времени движения автосамосвала (c грузом и порожняком) на один рейс, мин

норматив времени на взвешивание автосамосвала, мин

нормативы времени соответственно на разгрузку автосамосвала, ожидание погрузки, установку на погрузку и под разгрузку автосамосвала.

норматив времени на погрузку автосамосвала, мин где оперативное время одного цикла погрузки

0,5- величина, учитывающая начало движения автосамосвала после окончания погрузки последнего ковша без ожидания окончания всего цикла

погрузки.

— количество циклов на погрузку одного автосамосвала;

где Евместимость ковша погрузчика, м К коэффициент экскавации.

К расчетному значению нормы выработки автосамосвала, вводится поправка, учитывающая влияние на ее величину.

К=0,84

где КПри наличии негабаритов в количестве от объема горной массы, % от 10 до 20.

С учетом поправки сменная норма выработки автосамосвала составляет Годовая производительность автосамосвала Необходимое количество автосамосвалов.

2-вариант

Норма выработки экскаватора ЭО-5122 при погрузке горной массы в автосамосвалы Белаз-540

м³/см где Т_см— продолжительность смены, Т_см= 480 мин;

Т_пз — продолжительность подготовительно-заключительных операций, Т_пз=31 мин;

Т_об — время на обслуживание рабочего места (входит в продолжительность подготовительно-заключительных операций);

Т_лн -время на личные надобности, 10 мин;

Т_пп— подчистка подъездов к экскаватору бульдозером, Т_пп=10 мин;

V_а— объём горной массы в кузове автосамосвала, V_а=19 м³

t_уп— норматив на установку автосамосвала, t_уп=0,7 мин;

t_ож— норматив времени на ожидание автосамосвала, t_ож=0,15 мин;

t_п— норматив времени на погрузку автосамосвала, где t_оп— оперативное время на цикл погрузки, t_оп=27,7

n_ц— количество циклов экскаватора на погрузку одного автосамосвала, где К_э— коэффициент экскавации, К_э=0,6;

Еёмкость ковша Сменная производительность с учетом поправочного коэффициента. К см.

м³/см

Определяем годовую производительность добычного экскаватора м³/год где n_см-количество смен и сутки Т_г— календарный фонд рабочего времени сут

где Т_к — календарная продолжительность года;

Т_пр — число праздничных, и выходных дней в году.

Т_кл — число дней простоя по природно-климатическим условиям;

Т_техн— число дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами (перегон станков и экскаваторов, ведение взрывных работ и пр.);

Т_рем — среднегодовая продолжительность простоя горного оборудования в ремонтах всех видов, сут.

Необходимое количество экскаваторов на вскрыше.

Необходимое количество экскаваторов на добыче.

шт Расчет нормы выработки автосамосвалов на транспортирование горной массы при погрузке одноковшовыми экскаваторами.

Норма выработки автосамосвала.

где продолжительность смены, принятая для нормирования, мин

продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин

время на обслуживание рабочего места в течении смены, мин

продолжительность перерывов в работе по техническим и организационным причинам, мин

перерывы в работе на личные надобности водителя, мин

объем горной массы в кузове автосамосвала, измеренный в плотности массива,

норматив продолжительности одного рейса автосамосвала, рассчитываемый по формуле, мин где норматив времени движения автосамосвала (c грузом и порожняком) на один рейс, мин

норматив времени на взвешивание автосамосвала, мин

нормативы времени соответственно на разгрузку автосамосвала, ожидание погрузки, установку на погрузку и под разгрузку автосамосвала.

норматив времени на погрузку автосамосвала, мин где оперативное время одного цикла погрузки

0,5- величина, учитывающая начало движения автосамосвала после окончания погрузки последнего ковша без ожидания окончания всего цикла погрузки.

— количество циклов на погрузку одного автосамосвала;

где Евместимость ковша погрузчика, м К коэффициент экскавации.

К расчетному значению нормы выработки автосамосвала, вводится поправка, учитывающая влияние на ее величину.

К=0,84

где КПри наличии негабаритов в количестве от объема горной массы, % от 10 до 20.

С учетом поправки сменная норма выработки автосамосвала составляет Годовая производительность автосамосвала Необходимое количество автосамосвалов.

6.5 Элементы системы разработки

Элементы системы разработки определились в соответствии с принятой эксплуатационной схемой работ, механизацией основных производственных процессов и геологическими условиями месторождения.

Высота уступа. Высота уступа по вскрышным продам переменная и изменяется от 1,4 до 10,0 м и не должна превышать максимальную высоту черпания экскаватора.

Высота уступа по полезному ископаемому (долеритам) принята — 7 м.

Углы откосов уступов. Исходя из физико-механических свойств вскрышных пород и полезного ископаемого, а также многолетнего опыта эксплуатации карьера на Понийском месторождении долеритов, приняты следующие углы откосов:

на рабочем борту — по вскрыше — 70°

— по долеритам — 80°

на нерабочем борту — по вскрыше — 45°

(устойчивый угол) — по долеритам — 65°

6.6 Экономическая часть к разделу «Система разработки»

Таблица 6.1 — Капитальные затраты

Таблица 6.2 — Расчет заработной платы по вариантам комплексной механизации Таблица 6.3 — Амортизационные отчисления Таблица 6.4 — Расходы на ремонт, содержание и эксплуатацию

Таблица 6.5 — Затраты на вспомогательные материалы Таблица 6.6 -Сводная смета эксплуатационных затрат Таблица 6.7 — Удельные затраты на 1 т годовой добычи Вывод: На основании технологических и экономических расчетов определено оборудование для комплексной механизации проектируемого объекта.

Для выемочно-погрузочных работ принимается первый вариант комплексной механизации с применением фронтального погрузчика ТО-11. Выбор обоснован меньшими удельными затратами на 1 т годовой добычи, что составляет 63,38 руб. в сравнении с 64,94 руб. по второму варианту при использования экскаватора ЭО-5122.

7. Буровзрывные работы

Разработка Понийского месторождения долеритов возможна только с применением буровзрывных работ. Взрыванию подлежит весь объём долеритов, подлежащий экскавации. Вскрышные работы в летнее время могут отрабатываться без производства буровзрывных работ.

Взрывные работы производятся методом скважинных зарядов.

Расположение скважин относительно горизонта: вертикальные, глубина скважин равна высоте уступа, величина перебура 10% от высоты уступа. Сетка скважин — квадратная, прямоугольная и в шахматном порядке.

При производстве массовых взрывов используются следующие типы взрывчатых веществ:

граммониты 79/21 и 30/70; гранулотол, аммонит 6ЖВ.

Инициирование основного заряда ВВ в скважине производится с помощю промежуточного детонатора, в качестве которого используются тротиловые шашки Т-400г и патронированный аммонит 6ЖВ с диаметром патронов 32 мм, 90 мм.

Конструкция зарядов — сплошные удлинённые скважинные заряды, состоящие из одного или нескольких типов ВВ.

В качестве забоечного материала используется буровой штыб, при необходимости песок 0−5мм.

При многорядном расположении скважин конструкция взрывной сети может быть порядной и диагональной.

7.1 Расчет нормы выработки бурового станка на бурение взрывных скважин. Станок-Atlas Copco VP-235

Сменный норматив времени на бурение скважин для i-го слоя где Т_см — продолжительность смены, мин;

Т_ц.з. — продолжительность подготовительно-заключительных операций при бурении, но i-му слою, мин

Т_л.н. — продолжительность перерывов на личные надобности, мин

t_oi — время на выполнение основных операций, приходящееся на 1 м скважины по i-му слою; t_вi — время на выполнение вспомогательных операций, приходящееся на 1 м скважины по i-му слою.

Расчетный сменный норматив времени на бурение в целом по массиву (м) где n — общее количество слоев;

y_i — количество i-й категории пород в массиве в дол.ед.

Значение общей поправки к расчётной норме выработки.

К = К₁ К₂ К₃ … К_n

где продолжительность смены ,

температурная зона,

Величина нормы выработки с учетом поправки на отклонение условий бурения от нормативных.

Н = Н_в К Годовая норма выработки (производительность) бурового с учётом количества смен работы в сутки n_см и годового фонда времени работы станка Т_год (сутки)

Н_год = Н n Т_год

где nчисло смен годовой фонд времени работы бурового станка где календарное продолжительность года.

число праздничных и выходных дней в году число дней простоя по природно-климатическим условиям

среднегодовая продолжительность простоя по всем видам ремонта оборудования.

где три вида текущего ремонта, час Кпродолжительность капитального ремонта, час Число станков, обеспечивающих выполнение проектного объема работ V_год (м³)

где К_рез — коэффициент резерва, К_рез = 1,1−1,2;

q₁ — выход породы с одного метра скважины, м³.

7.2 Расчет параметров скаженных зарядов

Величина эталонного удельного расхода ВВ (q_эт, кг/м³) для зарядов рыхления, учитывая категорию крепости пород и рассчитать величину проектного удельного расхода ВВ (q, кг/м³)

Тип ВВ Граммонит 79/21

где — расчетный удельный расход ВВ Диаметр скважины, переведя результат в метры где диаметр долота d

Кпоправочный коэффициент на диаметр долота Длину забойки скважины (l_заб, м) и длину перебура (l_п, м)

=10=1,84 м где к_п — относительная длина перебура скважины, выраженная в диаметрах заряда

Длину скважины

Величина перебура принимается со знаком «минус» (недобур) в том случае, когда необходимо сохранить от разрушения и перемешивания с породами взрываемого уступа слои пород, залегающие на контакте с нижней площадкой.

Линейную массу заряда, то есть количество ВВ, размещаемое в одном метре длины скважины (Р, кг/м) принимаем по таблицы № 249 из справочника по буровзрывным работам под редакцией В. А. Ассонова.

Расчетное значение линии сопротивления по подошве уступа (ЛСП), округляя результат до 0,5 м где m — коэффициент сближения скважин, для расчета рекомендуется принимать

р — количество ВВ, размещающее в 1 пог. м скважины.

qфактический расход ВВ кг/м

lглубина скважины с учетом перебура, м Принять расстояние между скважинами, м

=14=4 м и расстояние между рядами скважин

=1*4=4 м Если b = a, то принимается квадратная сетка скважин; если b = 0,87a — шахматная, при которой расстояние между всеми смежными скважинами составляет a. Шахматная сетка размещения скважин обеспечивает более равномерную степень дробления пород, но при этом уменьшается выход горной массы с одного метра скважины и соответственно увеличивается удельный объем бурения.