Повышение эффективности открытой разработки месторождений путем применения технологий с использованием средств гидромеханизации

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ

1. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

1.1 Общие сведения района месторождения

1.2 Геологическая характеристика месторождения

1.3 Гидрогеологическая характеристика месторождения

2. РЕЖИМ РАБОТЫ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ МОЩНОСТЬ ПРЕДПРИЯТИЯ

3. ВСКРЫТИЕ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ

4. ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСНОЙ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ

5. СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

5.1 Обоснование системы разработки

5.2 Элементы системы разработки

5.3 Производительность земснаряда, количество рабочих земснарядов

5.4 Подготовка пород к выемке

6. ГИДРОТРАНСПОРТ ГОРНОЙ МАССЫ

7. КАРТЫ НАМЫВА

8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

месторождение картерный гидротранспорт выемка Ведущее место в добыче полезного ископаемого принадлежит открытому способу разработки, как наиболее экономичному, производительному и безопасному.

Одним из направлений повышения эффективности открытой разработки месторождений является применение технологии с использованием средств гидромеханизации.

Гидромеханизация — это тот способ ведения горных и строительных работ, который предопределяет высокий уровень механизации производственных процессов, высокую интенсивность ведения работ при сравнительно низкой стоимости 1 м³ грунта, возможность разработки обводненных и подводных месторождений, высокое качество возводимых технических сооружений, возможность попутного обогащения (фракционирования) горной массы.

Гидромеханизация широко применяется на вскрышных работах, добыче строительных материалов, разработке россыпных месторождений, при строительстве и углублении судоходных путей, в гидротехническом и транспортном строительстве, в мелиорации и водном хозяйстве, при обустройстве нефтяных и газовых месторождений и многих других отраслях.

Гидромеханизация способствует снижению стоимости строительства объекта, сокращению денежных и трудовых затрат и внедрению природоохранной и ресурсосберегающей технологии.

1. Горно-геологическая характеристика месторождения

1.1 Общие сведения района месторождения Участок № 4 Северодвинского месторождения силикатных песков расположен в Поморском районе, г. Северодвинска, в 2,0 — 2,5 км к Ю-В от Двинского завода силикатного кирпича, в 1,5 км от г. Северодвинска, вблизи п. Рикасиха. Месторождение детально разведано в 1979 году Архангельской КГЭ, в 1993 году участок № 4 был доразведан и запасы пересчитаны в протокол ТКЗ ГУТДР от 09.01.1993 г. по категориям. Горнотехнические условия месторождения благоприятны для отработки открытым способом с применением средств гидромеханизации. Часть месторождения в настоящее время отработана и покрыта водной гладью. Уровень воды в пределах существующего карьера составляет порядка 93,0 — 94,0 м. Отработка велась бессистемно строительными организациями г. Северодвинска без учёта и списания запасов по установленной форме. На Госбалансе по состоянию на 01.01.02 г. числятся запасы в количестве выработанного пространства 4804 тыс. м по категории A+B+C1.

По сведениям ОАО «Север-Гидромеханизации», выполнившей ряд замеров глубины озера, образовавшегося на месте месторождения, на данной площади имеются возможности к доработке утверждённых запасов на полную мощность (ориентировочно 500 тыс. м3).

Общий остаток запасов по месторождению составляет около 1.1 млн м3

Проектируемый карьер примыкает к выработанному пространству в южной его части.

Работы по разработке карьера ведутся гидромеханизированным способом. Площадь карьера в настоящее время отработана и покрыта водной гладью, в границах горного отвода по состоянию на 01.01.2007 года она составляет 40,6 га.

Климат района расположения карьера умеренно-континентальный, с холодной зимой и прохладным летом.

Среднегодовая температура +0,8°. Осадки, как правило, носят обложной характер, нередко и ливневые дожди, сопровождающиеся грозами. Снежный покров устойчив, держится около 6 месяцев и достигает в защищенном месте 65 — 70 см. Устойчивый снежный покров образуется к середине ноября и держится почти до конца апреля в среднем в течение 165 дней.

Повышенная влажность воздуха отмечается в течении всего года, 88−90% осенью и зимой, 70−73% весной и летом. Для ветрового режима характерно преобладание южных и юго-западных ветров в течение всего года, особенно в холодный период. В теплый период увеличивается повторяемость северо-западных ветров. Среднегодовая скорость ветра 4,6 м/сек. Зимой средние скорости увеличиваются до 5 — 5,3 м/сек., летом уменьшаются до 4 м/сек. За год отмечается в среднем 11 дней с сильным ветром (более 15 м/сек.). Наибольшее число таких дней — 24. Повторяемость метелей составляет 44 дня за сезон. С туманом отмечается 32 дня.

Основными потребителями песков являются подразделения треста «Железобетон», а также строительные организации г. Северодвинска и всей Архангельской области.

Вода для хозяйственно-питьевых нужд — привозная.

1.2 Геологическая характеристика месторождения По данным скважин геологической разведки вскрышные породы представлены почвенно-растительным слоем мощностью 0,3−0,4 м и суглинком серым и желтовато-серым, неплотным, средней мощностью 2,0 м. Полезной толщей месторождения являются пески бурые, серые, чаще желтовато-серые. Пески, в основном, мелкозернистые, кварцевые, слабослюдистые. Вскрытая мощность песков составляет 10,0 — 12,0 м.

В пределах разведанной площади пески имеют повсеместное распространение.

Мощность необводнённых песков составляет 1,0 — 4,0 м.

Подстилающие породы представлены известняками подольского яруса нижнего карбона и юрскими глинами.

Содержание глинистых, илистых и пылеватых фракций от 0,1 до 12,4%, большинство проб до 3%. Коэффициент фильтрации от 4,33 м/сутки, объёмный вес (насыпной) — 1463 кг/м3. Модуль крупности песка 1,25.

По трудности разработки земснарядом грунт относится в соответствии со СНиП IV-5−82 к Ш-ей группе.

В пределах участка, планируемого к разработке, коэффициент вскрыши составит порядка 0,28. Полезная толща обводнена.

В границах принятых к отработке, геологические запасы по категории С1 составляют по песку 4325.9 тыс. м3, что обеспечит при производительности 200,0 тыс. м3/год работу карьера на срок около 22 лет.

Границами карьера в 2003 году определяются контуром земельного отвода. Площадь карьера на планируемый период составляет порядка 2,3 га.

1.3 Гидрогеологическая характеристика месторождения Поверхность участка карьера довольно ровная, слегка волнистая. Абсолютные отметки дневной поверхности изменяются в основном от 95,3 м до 98,3 м. Территория участка заболочена.

По данным гидрогеологических наблюдений, проводившихся при бурении скважин, установлено, что во всех выработках вода встречается повсеместно на глубине от 3,0 — 4,5 м.

Статистический уровень воды (обводнённости песков) зависит от положения рельефа дневной поверхности над урезом озёр, расположенных в центральной части месторождения, или урезом р. Оки и колеблется в пределах 93,0 — 94,0 м.

Подземный поток направлен к реке, которая дренирует водоносный горизонт. Гидрогеологические условия месторождения находятся в прямой зависимости от гидрологического режима р. Рикасиха.

Подъём воды в реке начинается в середине апреля. Пик паводка наблюдается в середине или конце мая. Конец спада половодья приходится на конец июня.

2. Режим работы и производственная мощность предприятия Разработка Северодвинского месторождения ведется сезонно. Сезон работы составляет 180 дней. Годовая производительность около 750 000 метров кубических в год. На месторождении используется земснаряд 2500-П, который обеспечивает часовую производительность по гидросмеси 2059 метров кубических в час, а сменная производительность составляет 16 488 метров кубических, так как продолжительность смены-8 часов. Карьер работает в 3 смены, следовательно, сменная производительность составляет 49 464 метров кубических в смену.

3. Способ вскрытия карьерного поля Под вскрытием карьерных полей (месторождений) понимается проведение капитальных горных выработок, обеспечивающих доступ с дневной поверхности к полезному ископаемому. Вскрывающие горные выработки обеспечивают грузотранспортную связь между рабочими горизонтами (уступами разработки) и пунктами приема горной массы на поверхности (гидротранспортные установки последующих подъемов, обогатительные фабрики, карты намыва полезного ископаемого, гидроотвалы).

Способы вскрытия месторождений зависят от расположения карьерного поля относительно водоема, мощности залежи полезного ископаемого и вскрышных пород, горно-геологических и гидрогеологических условий, рельефа местности. Работы по вскрытию месторождений и подготовке его к разработке относится к горно-капитальным.

Карьер вскрыт разрезной траншеей по направлению течения р. Рикасиха.

4. Обоснование структуры комплексной гидромеханизации Намыв песка производится земснарядом типа 2500П на 2 карты намыва через конический гидрогрохот для отбивания окатышей суглинистых грунтов и щебёночного материала (ориентировочно в объёме 200 тыс.м. куб.).

Отработанная осветлённая вода с карт намыва поступает через водосбросные колодцы и канавы в выработанную часть карьера.

Связь земснаряда с прорабским участком поддерживается по рации.

Технические характеристики землесосного снаряда типа 2500-П:

Ведомость потребного оборудования (для земснаряда типа 2500-П):

Штатная расстановка рабочих комплексной бригады, (земснаряда типа 2500-П):

5. Система разработки месторождения

5.1 Обоснование системы разработки Северодвинское месторождение разрабатывается двумя уступами: одним вскрышным средней мощностью 2,3 м и одним добычным, состоящим из надводной (сухой) и подводной части суммарной мощностью порядка 9,1−11,2 м, в том числе подводный забой — порядка 9,2 м.

Система разработки специальная с применением средств гидромеханизации. Выбор системы разработки определили обводнённость полезной толщи и наличие имеющегося добычного оборудования.

Разработку месторождения в проекте предусматривается вести земснарядом 2500-П, оборудованным грунтовым насосом 16ГрУТ -8М с оборотной системой водоснабжения.

Система перемещения земснаряда свайно-канатная.

5.2 Элементы системы разработки Тип разрабатываемого месторождения — Северодвинское месторождение силикатных песков;

Нормальная средняя мощность продуктивной толщи — 9 м;

Суточная производительность горной массы (годовая, м3) — 920 000 м3/год;

Плотность грунта — 2,65 т/м3;

Пористость грунта — 0,4 доли ед.;

Грансостав:

Высота подъема гидросмеси — 8 м;

Водоснабжение прямое.

5.3 Производительность земснаряда, количество рабочих земснарядов Группа грунта по трудности разработки — III

Техническая производительность карьера (земснаряда) по грунту:

где Qгод=750 000 м3/год — годовая производительность карьера;

N=180 дней — количество рабочих дней на карьере;

n=3 смен — количество рабочих смен в сутки;

t=8 часов — продолжительность смены;

Kв=0.8 — коэффициент использования оборудования во времени.

Для разработки силикатных песков III группы трудности разработки, принимаем земснаряд типа 2500-П. Данный земснаряд обеспечивает подачу воды 2200 м3/час. На земснаряде установлен грунтовый насос 16ГрУТ-8М, обеспечивающий производительность по гидросмеси в оптимальном режиме 2059 м3/час. Земснаряд оборудован свайно-канатным ходом.

Проверка грунтового насоса земснаряда по условиям всаса. Для этого определяем потери напора во всасывающей линии:

где Нг=(-0.8 м) — геодезическая высота всасывания, знак «-» означает, что ось грунтового насоса расположена ниже уровня воды забоя;

Нр=20 м — глубина разработки земснаряда;

г 0=1 т/м3 — плотность воды;

г г=1.068 т/м3 — плотность гидросмеси:

где m=0.4 доли ед. — пористость грунта;

q=14 м3/м3 — удельный расход воды;

г т=2.65 т/м3 — плотность грунта.

Qг.с.=2059 м3/ч — производительность земснаряда по гидросмеси:

где Qв.= 2200 м3/ч — производительность земснаряда по воде;

г г=1.068 т/м3 — плотность гидросмеси.

l вс=24 м — длина всасывающего трубопровода:

где а=20 м — глубина разработки земснаряда;

55° - угол наклона всасывающего трубопровода.

i 0=0.005 м.вод.ст./м — удельные гидравлические потери в трубопроводе при транспортировании воды:

где л 0=0,0145 — коэффициент гидравлических сопротивлений;

Dвс=600 мм = 0,6 м — диаметр всасывающей трубы;

Vд=2 м/с — скорость во всасывающем трубопроводе:

где Qг.с.=2059 м3/ч — производительность земснаряда по гидросмеси;

р=3.14 — число Пи;

Dвс=600 мм = 0,6 м — диаметр всасывающей трубы.

hм=0.06 — местные потери напора, принимается 5−10% от гидравлических сопротивлений (потерей напора) по длине всасывающего трубопровода:

где l вс=24 м — длина всасывающего трубопровода;

inвс=0,025 — удельные потери напора во всасывающей трубе, при транспортировании гидросмеси:

где i 0=0.005 м.вод.ст./м — удельные гидравлические потери в трубопроводе при транспортировании воды;

Vд=2 м/с — скорость во всасывающем трубопроводе;

V0вс=2,53 м/с — оптимальная скорость во всасывающем трубопроводе:

где S0=0.054 доли ед. — объемная концентрация гидросмеси:

где гт=2.65 т/м3 — плотность грунта;

г0=1 т/м3 — плотность воды;

гг=1.068 т/м3 — плотность гидросмеси.

цср=0.382 — средневзвешенный коэффициент транспортабельности:

где ц — коэффициент транспортабельности грунта;

Р — процентное содержание фракций в грунте.

hщ=1 м — потери напора в щели всасывания.

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания при работе грунтового насоса на гидросмеси:

где Hвак=7 м — допустимая вакуумметрическая высота всасывания на воде;

Hа=10 м — атмосферное давление;

г0=1 т/м3 — плотность воды;

гг=1.068 т/м3 — плотность гидросмеси.

Hвс < Hвак.г. = 1.82 м < 6.79 м Потери напора во всасывающем трубопроводе земснаряда меньше допустимого вакуумметрического напора. Следовательно, земснаряд будет работать в нормальном режиме, без срыва вакуума.

5.4 Подготовка пород к выемке Земснаряд типа 2500-П оборудован фрезерным рыхлителем открытого типа, расчетная производительность рыхлителя по грунтам 217 м3/ч. Рыхлитель разрабатывает грунт и подает его к всасывающему наконечнику. Скорость папильонирования при свайно-тросовом перемещении земснаряда определяется по формуле:

где Qт=217 м3/ч — производительность земснаряда по грунту;

lф=1.057 м — длина фрезы:

где a=0.7 — коэффициент, учитывающий свойства пород;

Dфр=1.511 м — диаметр фрезы:

где Qгр=Qт=217 м3/ч — производительность земснаряда по грунту.

Rе=0.8 — коэффициент, характеризующий степень использования фрезы по длине;

Rд=0.9 — коэффициент, характеризующий степень использования фрезы по диаметру;

Rпр=0.8 — коэффициент просора (потерь) грунта.

По технической характеристике земснаряда скорость на барабанах папильонажных лебедок изменяется от 0.7 до 16.5 м/мин. Полученное значение Vп=3.94 м/мин близко к оптимальным скоростям папильонирования в 4−5 м/мин.

Окружная скорость вращения фрезы:

где Vвс=2 м/с — скорость всасывания грунта на всасе, м/с:

где n=2 — коэффициент всасывания для песчаных пород;

Vр=1 м/с — размывающая скорость для мелких песков.

Пересчет скорости вращения фрезы в об/мин:

где Vфр=1.4 м/с — окружная скорость вращения фрезы;

р=3.14 — число Пи;

Dфр=1.511 м — диаметр фрезы.

Техническая скорость вращения фрезы 12.8 и 24 об/мин. Принимаем nфр= 24 об/мин.

Необходимая мощность электропривода фрезерного рыхлителя:

где Qт=217 м3/ч — производительность земснаряда по грунту;

щ — удельная мощность привода фрезерного рыхлителя, приходящаяся на 1 м³ часовой производительность по грунту Qт=217 м3/ч.

Принимаем мощность, установленного на рыхлителе двигателя, при отработке данного месторождения, равной 55 кВт.

Определение параметров выемки.

Принимается блочная отработка месторождения.

Ширина заходки земснаряда:

где R=41 м — горизонтальное расстояние между напорной сваей и фрезой:

где Lр=25 м — длина рамы земснаряда;

б=80° - угол поворота земснаряда в заходке;

l=22 м — расстояние от оси сваи до рубки багермейстра.

в=40° - угол наклона рамы рыхлителя к горизонту, находится из отношения:

где Нр=20 м — глубина разработки земснаряда;

Lр=25 м — длина рамы земснаряда;

Откуда в=40°.

Шаг передвижки земснаряда:

где lф=1.057 м — длина фрезы;

R=41 м — горизонтальное расстояние между напорной сваей и фрезой;

в=40° - угол наклона рамы рыхлителя к горизонту.

6. Гидротранспорт горной массы Расчет произведен по инструкции, разработанной ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, МИСИ им. В. В. Куйбышева и ВНИИНеруд. Расчет состоит в определении критической скорости, удельных гидравлических сопротивлений, суммарного напора, необходимого для транспортировки материала, подбора дополнительных грунтовых насосов.

Средневзвешенный диаметр частиц грунта:

где di — средневзвешенная крупность i-ой стандартной фракции;

Pi — процентное содержание i-ой стандартной фракции.

Средневзвешенный коэффициент транспортабельности грунта:

где цi — коэффициент транспортабельности грунта i-ой стандартной фракции;

Pi — процентное содержание i-ой стандартной фракции.

Коэффициент разнозернистости грунта:

где d10=0.01 мм — крупность частиц, мельче которой в составе породы содержится 10%;

где d90=1.3 мм — крупность частиц, мельче которой в составе породы содержится 90%.

Объемная концентрация гидросмеси:

где гт=2.65 т/м3 — плотность грунта;

г0=1 т/м3 — плотность воды;

гг=1.068 т/м3 — плотность гидросмеси.

Критическая скорость гидросмеси:

где Dп=450 мм = 0.45 м — диаметр нагнетательного пульпопровода;

S0=0.041 — объемная концентрация гидросмеси;

цср — средневзвешенный коэффициент транспортабельности грунта.

Фактическая (действительная) скорость:

где Qг=2059 м3/ч — производительность земснаряда по гидросмеси;

Dп=450 мм = 0.45 м — диаметр нагнетательного пульпопровода.

Условие 0.95??1.25 соблюдается. Диаметр выбран правильно.

Оптимальная скорость в пульпопроводе при Dп=450 мм:

где S0=0.041 — объемная концентрация гидросмеси;

цср — средневзвешенный коэффициент транспортабельности грунта;

Dп=450 мм = 0.45 м — диаметр нагнетательного пульпопровода.

Удельные потери напора при движении гидросмеси (при Dп=450 мм):

где i0=0.02 м/м — удельные потери напора при движении воды в пульпопроводе с Dп=450 мм:

где л0=0.0155 — коэффициент гидравлических сопротивлений;

Vф=3.6 м/c — фактическая (действительная) скорость;

g=9.81 м/с2 — ускорение свободного падения;

Dп=450 мм = 0.45 м — диаметр нагнетательного пульпопровода.

V0=2.4 м/c — оптимальная скорость в пульпопроводе при Dп=450 мм.

Потери напора в гидравлической системе:

где Hвс=1.82 м — потери напора во всасывающем трубопроводе;

Hпл=6.2 м — потери напора в плавучем пульпопроводе:

где iп=0.031 м/м — удельные потери напора при движении гидросмеси (при Dп=450 мм);

Lпл=100 м — длина плавучего пульпопровода.

Hнак=0.087 м — потери напора в наклонном трубопроводе:

где б=35° - угол наклона борта карьера;

i0=0.02 м/м — удельные потери напора при движении воды в пульпопроводе с Dп=450 мм;

iп=0.031 м/м — удельные потери напора при движении гидросмеси (при Dп=450 мм);

Lнак=3 м — длина наклонной части борта карьера.

Для крупнозернистых песков с примесью гравия, угол откоса забоя в спокойной воде 1:2; угол откоса забоя в процессе работы земснаряда в=2б, где б — угол естественного откоса разрабатываемой породы (б=27−40° - для крупнозернистых песков; б=25−30° - для гравия). Принимаем угол откоса уступа земснаряда .

Длина блока разработки земснаряда равна длине шага переключения плавучего пульпопровода:

где Lпл=100 м — длина плавучего пульпопровода;

В=52 м — ширина заходки земснаряда.

Место установки ложных створных знаков:

где В=52 м — ширина заходки земснаряда;

l=(22−2.5) м — расстояние от оси сваи до рубки багермейстра;

R=41 м — горизонтальное расстояние между напорной сваей и фрезой.

Величина недобора определяется по таблице и зависит от земснаряда (от его производительности). Для земснаряда 2500-П величина недобора равна hнед=0.5 м.

Hнам=2.33 м — потери напора в намывном трубопроводе на раструбных соединениях:

где iп=0.031 м/м — удельные потери напора при движении гидросмеси (при Dп=450 мм);

Lнам=50 м — длина намывного трубопровода на карте намыва.

Hгор=31 м — потери напора в магистральном (горизонтальном) трубопроводе:

где iп=0.031 м/м — удельные потери напора при движении гидросмеси (при Dп=450 мм);

Lгор=1000 м — дальность транспортирования по магистральному трубопроводу.

Hпод=9.61 м — потери напора на подъем гидросмеси:

где hгео=9 м — величина геодезического подъема.

Hм=4.04 м — местные потери напора в трубопроводе:

где Hвс=7 м — потери напора в плавучем пульпопроводе;

Hнак=0.087 м — потери напора в наклонном трубопроводе;

Hнам=2.33 м — потери напора в намывном трубопроводе на раструбных соединениях;

Hгор=31 м — потери напора в магистральном (горизонтальном) трубопроводе.

Hост=2.3 м — остаточный напор на конце трубопровода.

Число грунтовых насосов в гидротранспортной системе, необходимых для обеспечения необходимого напора:

где Hпот=57.4 м — потери напора в гидравлической системе;

Hг=53.7 м — напор земснаряда по воде:

где H0=57.4 м — производительность земснаряда по воде;

гг=1.068 т/м3 — плотность гидросмеси.

Следовательно, для обеспечения требуемого полного напора достаточно иметь 1 грунтовый насос, которых находится на плавучем землесосном снаряде.

7. Карты намыва Параметры намывных карт принимаются исходя из нормативов (размер карт в плате 50×60, 120×140, 160×180, 180×200; высота карты 6 или 9 м). В проекте принимаем размеры карт в плане 180×200 и высотой 6 м.

Угол откоса карты в=45°.

Намывная карта имеет форму усеченного штабеля. Склад готовой продукции обычно состоит из 2−3 карт.

Иногда, на практике склад состоит из 1 карты намыва. Отгрузка горной массы потребителю обычно осуществляется экскаватором в автомобильный или железнодорожный транспорт.

Ширина карты по верху.

где В=180 м — ширина карты по низу;

Hк=6 м — высота карты;

в=45° - угол откоса карты.

Длина карты по верху:

месторождение карьерный гидротранспорт выемка где L=200 м — длина карты по низу;

Hк=6 м — высота карты;

в=45° - угол откоса карты.

Объем карты намыва:

где В=168 м — ширина карты по верху;

L=188 м — длина карты по верху;

Hк=6 м — высота карты;

в=45° - угол откоса карты;

р=3.14 — число Пи.

Принимаем две намывные карты: первая карта находится под намывом, вторая дренирует и отгружается.

Скорость движения частиц по оси потока при входе в пруд-отстойник:

где Qг.с.=2059 м3/ч — производительность земснаряда по гидросмеси;

b=50 м — ширина потока гидросмеси при торцевом выпуске;

hп.г.=0.2 м — глубина потока гидросмеси на откосе намыва.

Длина откоса намыва:

где — производительность земснаряда по гидросмеси:

где Qт=217 м3/ч — производительность земснаряда по грунту.

b=50 м — ширина потока гидросмеси при торцевом выпуске;

hи=0.6 м/сут — интенсивность намыва.

Минимальный путь осаждения частиц, диаметром d=1.3 мм на карте намыва:

где Vпот=0.056 м/с — скорость движения частиц по оси потока при входе в пруд-отстойник

Wmax= 0.13 м/c — максимальная гидравлическая крупность, определяется по таблице (для частиц d=1.3 мм и температуры воды t=15°, Wmax= 0.13 м/c);

Hпр=3 м — глубина воды в пруде-отстойнике.

Максимальный путь осаждения частиц с диаметром d=0.01 мм в пруде-отстойнике карты:

где Vпот=0.056 м/с — скорость движения частиц по оси потока при входе в пруд-отстойник

Wmin= 0.58 м/c — минимальная гидравлическая крупность, определяется по таблице (для частиц d=0.01 мм и температуры воды t=15°, Wmax= 0.58 м/c);

Hпр=3 м — глубина воды в пруде-отстойнике.

Средний угол намывной поверхности карт:

= 34‰? 2°,

где а=3.5 — коэффициент, зависящий от состава пород;

S0=10.9% - объемная концентрация гидросмеси:

где г 0=1 т/м3 — плотность воды;

г г=1.068 т/м3 — плотность гидросмеси;

г т=2.65 т/м3 — плотность грунта.

Qг.с.=570 л/с — расход гидросмеси, подаваемой на карту:

L1=188 м — длина карты по верху.

Расчет водосбросной системы.

Определяется тип водосбросного шандорного колодца для расхода гидросмеси Qг.с.=2059 м3/ч = 0.57 м3/с. Принимается трехсекционный с трехсторонней работой шандорный колодце с высотой слива слоя воды Hс=0.15 м.

Расход воды через трехсекционный шандорный колодец:

где m=0.4 — коэффициент расхода;

bc=8 м — ширина водосливной части колодца;

Hс=0.15 м — высота слива слоя воды;

g=9.81 м/с2 — ускорение свободного падения.

Число водосбросных колодцев на карте намыва:

где kn=0.8 м — коэффициент, учитывающий потери воды;

Qг.с.=0.57 м3/с — расход гидросмеси, подаваемой на карту;

Qк=0.82 м3/с — расход воды через трехсекционный шандорный колодец.

Расход воды через водосбросную трубу:

где м=0.763 — коэффициент расхода при истечении в атмосферу:

где л=0.0145 — коэффициент гидравлического сопротивления (при Dтр=600 мм);

lтр=30 м — длина водосбросной трубы;

Dтр=600 мм = 0.6 м — диаметр водосбросной трубы.

щ=0.763 — площадь поперечного сечения трубы:

где р=3.14 — число Пи;

Dтр=600 мм = 0.6 м — диаметр водосбросной трубы.

g=9.81 м/с2 — ускорение свободного падения;

Hтр=1 м — напор воды над осью трубы.

Расход воды через водосбросную трубу должен соответствовать равенству Qтр? Qк = 0.9 м3/с? 0.82 м3/с.

Следовательно, диаметр водосбросной трубы подобран правильно.

Уклон водосбросной трубы:

= 1.7% = 17‰? 1.1°,

где Qтр=0.9 м3/с — расход воды через водосбросную трубу;

щ=0.763 — площадь поперечного сечения трубы;

С=62.2 — коэффициент Шези:

где n=0.0118 — коэффициент, учитывающий шероховатость трубы;

Rтр=0.15 м — гидравлический радиус трубы:

где Dтр=600 мм = 0.6 м — диаметр водосбросной трубы.

у — показатель степени: при R<1.

Заключение

Расчёт технических, технологических и экономических показателей произведены по программе ZEMSNA и алгоритму, разработанному на кафедре ТО с использованием персонального ЭВМ (ПЭВМ).

Результат решения получен в виде распечатки.

В результате полученного анализа определены следующие показатели:

— действительная скорость Vдействит.=3.6 м/с

— критическая скорость Vкритическая=3.1 м/с

— удельные потери напора iп=0.066 м/м

— количество работающих земснарядов -1шт;

— количество карт намыва-2шт;

— удельные эксплуатационные затраты;

— удельные капитальные затраты;

— рентабельность;

— прибыль, остающаяся на предприятии

Список литературы

Ялтанец И. М., Щадов М. И. Практикум по открытым горным работам. М., МГГУ, 1996. [1]

Ялтанец И. М. Проектирование гидромеханизации открытых горных работ. М., МГГУ, 1994. [2]

Ялтанец И. М. Решение задач производственных процессов и технологии открытых горных работ с применением ЭВМ.М., МГГУ, 1993. [3]

Ялтанец И. М. Справочник по гидромеханизации. Теория и практика открытых горных и строительных работ. М., МГГУ, 2011.

Ялтанец И. М. Гидромеханизированные и подводные горные работы, издание 3-е переработанное и допущенное, Москва, ООО «Центр инновационных технологий», 2012.

Ялтанец И. М. Инструкции по выполнению курсового проекта по дисциплине «Гидромеханизированные и подводные горные работы».

Нормы технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов. Л., Стройиздат, 1985.

Мурок Г. А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. — М., Недра, 1985

1. www.