Файл: 1 Вскрышные породы, их использование. Коэффициенты вскрыши.docx
Добавлен: 26.04.2024
Просмотров: 129
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2 рабочей зоны (вскрышной, добычной).
4 Расчетно-графическая часть
4.1 Параметры карьера на конец отработки и построение контуров карьера
Характер дневной поверхности (горизонтальная, наклонная).
Форма рудного тела - пластообразная.
Горизонтальная мощность рудного тела, тг = 80м.
Длина залежи по простиранию, Lр = 2000м.
Угол падения залежи, αрт = 400.
Наклон верхнего контакта рудного тела с наносами, градусы.
Вертикальная мощность наносов, hм = 10м.
Характеристика пород вскрыши, руды, наносов:
Базовая глубина карьера, Нк = 400м.
Система разработки - с углубкой карьера и вывозкой пород вскрыши во внешние отвалы.
Подготовка экскаваторных блоков - продольная.
Направление углубки карьера - по контакту лежачего бока залежи.
Высота уступа по скальной зоне, hу = 15м.
Высота уступа по морене, hум, м, выбирается в соответствии с hм.
Угол наклона конечного борта карьера βкв, градусы:
По скале:
По наносам:
Ширина дна карьера bд = 40м.
Выемка горной массы - экскаватором типа ЭКГ.
Вместимость ковша Е = 8м3.
Технологический транспорт - автомобильный.
Автодороги - двухполосные.
4.1.1 Контур карьера на поперечном разрезе
На горизонте конечного дна карьера Нк от лежачего контакта рудного тела отстраивают горизонтальный отрезок, равный ширине дна (bд = 40 м).
От контуров дна проводят линии конечных бортов карьера по скальной зоне под углами βкв и βкл. От точек пересечения проведенных линий с горизонтом наносов на глубине hм, проводят линии бортов карьера по наносам под углом 0км до пересечения с дневной поверхностью (рисунок 4.1).
Ширина карьера по скальной зоне Вкс определяется по формуле
βкс = (Hк –hм) (ctgβкв + ctgβкл) + bд, (4.1)
βкс = (400 –10) ∙ (ctg410 + ctg400) + 40 = 952м
Ширина карьера по поверхности Вк (м) определяется по формуле
Вк = Вкс + 2hм ctg160, (4.2)
Вк = 952 + 2 · 10 · ctg160 = 1021м
4.1.2 План контуров карьера
Длина дна карьера приравнивается к длине рудного тела Lд = Lр.
Для построения торцевых бортов карьера в плане определяют радиусы закруглений по скальной зоне и на поверхности.
Радиусы закруглений в торцах карьера по скальной зоне определяются
bс = (Нк - hм) ctgβкв, (4.3)
bс = (400 - 10) · ctg410 = 448м
b/с = (Hk – hм) сtgβкл, (4.4)
b/с = (400 - 10) ∙ сtg400 = 464м
Радиусы закруглений в торцах карьера по поверхности определяются
bк = bс + hм сtgβкм, (4.5)
bк = 448 + 10 ∙ сtg410 = 459м
b/к = bс + hм ctgβкм, (4.6)
b/к = 464 + 10 ctg400 = 476м
Длина карьера по скальной зоне определяется по формуле
Lск = Lд + 2 ∙ bс, (4.7)
Lск = 2000 + 2 ∙ 448 = 2896м
Длина карьера по поверхности рассчитывается по формуле
Lк = Lд + 2 bк, (4.8)
Lк = 2000 + 2 ∙ 459 = 2918м
4.2 Балансовые и промышленные запасы руды
4.2.1 Балансовые запасы руды в контурах карьера
По условию задания запасы ограничены в длину простиранием рудного тела, в глубину – конечными бортами карьера и его дном. Так как рудное тело представлено пластом правильной формы, то его объем в контуре карьера рассчитывается как произведение площади рудного тела на поперечном разрезе и длины. Площадь карьера на поперечном разрезе рассчитывается как площадь прямоугольника высотой (Нк – hм) и шириной m за вычетом площади треугольника, образованного висячим бортом карьера, висячим контактом рудного тела и линией горизонта на отметке Нк.
Формула для расчета балансовых запасов руды в контурах карьера имеет вид
, (4.9)
= 61718 м3
4.2.2 Промышленные запасы руды
Промышленные запасы руды рассчитываются с учетом потерь и разубоживания
, (4.10)
где
и 
– коэффициенты соответственно потерь и разубоживания, доли единиц (приложение 4).
4.3 Объемы горной массы и вскрышных пород в карьере
4.3.1 Объем горной массы
Объем горной массы карьера правильной формы рассчитывается как сумма объемов центральной прямой призмы трапециевидного сечения, четырех четвертей конусов в торцах карьера и двух треугольных призм толщиной, равной ширине дна (65 м) в торцах карьера.
Так как имеется зона наносов, фигура карьера дополнительно разбивается на скальную и наносную части.
Расчет объема производится поэлементно с использованием предварительно рассчитанных радиусов закруглений.
Объем горной массы рассчитывается
, (4.11)
, (4.12)
Общий объем горной массы равен
Vг.м. = Vг.м.п + Vг.м.т, (4.13)
Vг.м. = 49030 + 97268 = 146298 тыс. м3
4.3.2 Объем вскрыши
Объем вскрыши определяется по формуле
Vв = Vг.м. – Р, (4.14)
Vв = 146298 – 61718 = 84580 тыс. м3
4.4 Коэффициенты вскрыши
4.4.1 Средний коэффициент вскрыши
Средний коэффициент вскрыши определяется по формуле
, (4.15)
4.4.2 Эксплуатационный коэффициент вскрыши основного периода работы карьера
Эксплуатационный коэффициент вскрыши п1 (м3/м3) определяется по формуле
, (4.16)
где
1 – коэффициент неравномерности вскрышных работ основного (первого) периода эксплуатации карьера, обычно составляет 1,15-1,65 (для пластовых месторождений правильной формы - 1,2-1,35);
μ – доля первоначального значения коэффициента вскрыши от среднего, для налегающих пород небольшой мощности μ = 0,05 - 0,2.
Доля первоначального значения коэффициента вскрыши определяется по формуле
, (4.17)
Так как месторождение наклонное с малой величиной hм, принимаем λ1 = 1,2; μ = 0,05.
4.5 Годовая производительность экскаватора
Для упрощенных расчетов годовую производительность экскаватора можно определить с использованием удельной годовой производительности экскаватора
Q = q Е, (4.18)
где q – удельная годовая производительность экскаватора на 1 м3 вместимости ковша, обычно находится в диапазоне 120-170 тыс. м3/м3. Для данной работы целесообразно выбирать значение q из диапазона 120-135тыс. м3/м3.
4.6 Грузоподъемность автосамосвала
Грузоподъемность автосамосвала выбирается из условия рационального соотношения вместимостей ковша экскаватора и кузова автосамосвала. Это соотношение зависит от расстояния транспортирования груза: чем длиннее плечо откатки, тем вместимость кузова должна быть больше по сравнению с вместимостью ковша.
Для средних значений расстояния транспортирования (2-4 км) рациональное соотношение находится в диапазоне
Е:Vк = 1:4 ÷ 1:6, (4.19)
Соотношение 1:7 используется по данным практики работы карьеров, в которых эксплуатируются большегрузные автосамосвалы и экскаваторы с пониженной вместимостью ковша, так как типовые параметры ковша экскаватора Е несколько отстают от величин типовых грузоподъемностей автосамосвалов.
Вес породы в ковше экскаватора определяют по формуле
g = Е δР Кэ, (4.20)
где Кэ – коэффициент экскавации, для пород с δр = 2,7т/м3, Кэ = 0,70 (приложение 5).
g = 8 ∙ 2,7 ∙ 0,70 = 15,12т
Диапазон рациональной грузоподъемности автосамосвала составляет
G = g4÷ g7, (4.21)
G = 15,12 ∙ 4÷15,12 ∙ 7 = 60,48÷105,8т
Из типового ряда выбираем автосамосвал с грузоподъемностью G = 110 т.
4.7 Параметры системы разработки
4.7.1 Угол откоса рабочего уступа
Для скальных пород группы 1,3 выбирается α = 750.
4.7.2 Ширина экскаваторной заходки
Ширина экскаваторной заходки определяется по формуле
а = Rчу (1,5÷1,7), (4.22)
где Rчу – радиус черпания на уровне стояния экскаватора (приложение 6).
а = 12,2 ∙ 1,5 = 18,3м
Для скальных пород целесообразнее выбирать наибольшее целое значение «а», так как при многорядном взрывании образуется большой развал дробленой породы.
4.7.3 Длина активного фронта работ экскаватора
Определяется исходя из минимального нормативного фронта работ по нормам для ЭКГ-8 составляет Lфmin = 600м, (приложение 6).
Оптимальная длина активного фронта находится в пределах
Lф = (1,5 ÷ 1,7) Lфmin, (4.23)
Для предварительных расчетов вначале задается
Lф
4 Расчетно-графическая часть
4.1 Параметры карьера на конец отработки и построение контуров карьера
Характер дневной поверхности (горизонтальная, наклонная).
Форма рудного тела - пластообразная.
Горизонтальная мощность рудного тела, тг = 80м.
Длина залежи по простиранию, Lр = 2000м.
Угол падения залежи, αрт = 400.
Наклон верхнего контакта рудного тела с наносами, градусы.
Вертикальная мощность наносов, hм = 10м.
Характеристика пород вскрыши, руды, наносов:
-
плотность руды, δр = 2,7т/м3; -
плотность породы, δв = 2,6т/м3; -
плотность наносов, Зм = 2т/м3.
Базовая глубина карьера, Нк = 400м.
Система разработки - с углубкой карьера и вывозкой пород вскрыши во внешние отвалы.
Подготовка экскаваторных блоков - продольная.
Направление углубки карьера - по контакту лежачего бока залежи.
Высота уступа по скальной зоне, hу = 15м.
Высота уступа по морене, hум, м, выбирается в соответствии с hм.
Угол наклона конечного борта карьера βкв, градусы:
По скале:
-
для висячего бока βкв = 410; -
для лежачего бока βкл = βкв (при βкв < αрт); βк.л = αрт (при βкв > αрт).
По наносам:
-
βкм. = 160.
Ширина дна карьера bд = 40м.
Выемка горной массы - экскаватором типа ЭКГ.
Вместимость ковша Е = 8м3.
Технологический транспорт - автомобильный.
Автодороги - двухполосные.
4.1.1 Контур карьера на поперечном разрезе
На горизонте конечного дна карьера Нк от лежачего контакта рудного тела отстраивают горизонтальный отрезок, равный ширине дна (bд = 40 м).
От контуров дна проводят линии конечных бортов карьера по скальной зоне под углами βкв и βкл. От точек пересечения проведенных линий с горизонтом наносов на глубине hм, проводят линии бортов карьера по наносам под углом 0км до пересечения с дневной поверхностью (рисунок 4.1).
Ширина карьера по скальной зоне Вкс определяется по формуле
βкс = (Hк –hм) (ctgβкв + ctgβкл) + bд, (4.1)
βкс = (400 –10) ∙ (ctg410 + ctg400) + 40 = 952м
Ширина карьера по поверхности Вк (м) определяется по формуле
Вк = Вкс + 2hм ctg160, (4.2)
Вк = 952 + 2 · 10 · ctg160 = 1021м
4.1.2 План контуров карьера
Длина дна карьера приравнивается к длине рудного тела Lд = Lр.
Для построения торцевых бортов карьера в плане определяют радиусы закруглений по скальной зоне и на поверхности.
Радиусы закруглений в торцах карьера по скальной зоне определяются
-
со стороны висячего бока по формуле
bс = (Нк - hм) ctgβкв, (4.3)
bс = (400 - 10) · ctg410 = 448м
-
со стороны лежачего бока по формуле
b/с = (Hk – hм) сtgβкл, (4.4)
b/с = (400 - 10) ∙ сtg400 = 464м
Радиусы закруглений в торцах карьера по поверхности определяются
-
со стороны висячего бока по формуле
bк = bс + hм сtgβкм, (4.5)
bк = 448 + 10 ∙ сtg410 = 459м
-
со стороны лежачего бока по формуле
b/к = bс + hм ctgβкм, (4.6)
b/к = 464 + 10 ctg400 = 476м
Длина карьера по скальной зоне определяется по формуле
Lск = Lд + 2 ∙ bс, (4.7)
Lск = 2000 + 2 ∙ 448 = 2896м
Длина карьера по поверхности рассчитывается по формуле
Lк = Lд + 2 bк, (4.8)
Lк = 2000 + 2 ∙ 459 = 2918м
4.2 Балансовые и промышленные запасы руды
4.2.1 Балансовые запасы руды в контурах карьера
По условию задания запасы ограничены в длину простиранием рудного тела, в глубину – конечными бортами карьера и его дном. Так как рудное тело представлено пластом правильной формы, то его объем в контуре карьера рассчитывается как произведение площади рудного тела на поперечном разрезе и длины. Площадь карьера на поперечном разрезе рассчитывается как площадь прямоугольника высотой (Нк – hм) и шириной m за вычетом площади треугольника, образованного висячим бортом карьера, висячим контактом рудного тела и линией горизонта на отметке Нк.
Формула для расчета балансовых запасов руды в контурах карьера имеет вид
, (4.9) = 61718 м34.2.2 Промышленные запасы руды
Промышленные запасы руды рассчитываются с учетом потерь и разубоживания
, (4.10)где
и – коэффициенты соответственно потерь и разубоживания, доли единиц (приложение 4). 4.3 Объемы горной массы и вскрышных пород в карьере
4.3.1 Объем горной массы
Объем горной массы карьера правильной формы рассчитывается как сумма объемов центральной прямой призмы трапециевидного сечения, четырех четвертей конусов в торцах карьера и двух треугольных призм толщиной, равной ширине дна (65 м) в торцах карьера.
Так как имеется зона наносов, фигура карьера дополнительно разбивается на скальную и наносную части.
Расчет объема производится поэлементно с использованием предварительно рассчитанных радиусов закруглений.
Объем горной массы рассчитывается
-
для прямого участка
, (4.11) -
для торцевых участков
, (4.12) Общий объем горной массы равен
Vг.м. = Vг.м.п + Vг.м.т, (4.13)
Vг.м. = 49030 + 97268 = 146298 тыс. м3
4.3.2 Объем вскрыши
Объем вскрыши определяется по формуле
Vв = Vг.м. – Р, (4.14)
Vв = 146298 – 61718 = 84580 тыс. м3
4.4 Коэффициенты вскрыши
4.4.1 Средний коэффициент вскрыши
Средний коэффициент вскрыши определяется по формуле
, (4.15) 4.4.2 Эксплуатационный коэффициент вскрыши основного периода работы карьера
Эксплуатационный коэффициент вскрыши п1 (м3/м3) определяется по формуле
, (4.16)где
1 – коэффициент неравномерности вскрышных работ основного (первого) периода эксплуатации карьера, обычно составляет 1,15-1,65 (для пластовых месторождений правильной формы - 1,2-1,35); μ – доля первоначального значения коэффициента вскрыши от среднего, для налегающих пород небольшой мощности μ = 0,05 - 0,2.
Доля первоначального значения коэффициента вскрыши определяется по формуле
, (4.17)Так как месторождение наклонное с малой величиной hм, принимаем λ1 = 1,2; μ = 0,05.
4.5 Годовая производительность экскаватора
Для упрощенных расчетов годовую производительность экскаватора можно определить с использованием удельной годовой производительности экскаватора
Q = q Е, (4.18)
где q – удельная годовая производительность экскаватора на 1 м3 вместимости ковша, обычно находится в диапазоне 120-170 тыс. м3/м3. Для данной работы целесообразно выбирать значение q из диапазона 120-135тыс. м3/м3.
Q = 135 ∙ 8 = 1080тыс. м3
4.6 Грузоподъемность автосамосвала
Грузоподъемность автосамосвала выбирается из условия рационального соотношения вместимостей ковша экскаватора и кузова автосамосвала. Это соотношение зависит от расстояния транспортирования груза: чем длиннее плечо откатки, тем вместимость кузова должна быть больше по сравнению с вместимостью ковша.
Для средних значений расстояния транспортирования (2-4 км) рациональное соотношение находится в диапазоне
Е:Vк = 1:4 ÷ 1:6, (4.19)
Соотношение 1:7 используется по данным практики работы карьеров, в которых эксплуатируются большегрузные автосамосвалы и экскаваторы с пониженной вместимостью ковша, так как типовые параметры ковша экскаватора Е несколько отстают от величин типовых грузоподъемностей автосамосвалов.
Вес породы в ковше экскаватора определяют по формуле
g = Е δР Кэ, (4.20)
где Кэ – коэффициент экскавации, для пород с δр = 2,7т/м3, Кэ = 0,70 (приложение 5).
g = 8 ∙ 2,7 ∙ 0,70 = 15,12т
Диапазон рациональной грузоподъемности автосамосвала составляет
G = g4÷ g7, (4.21)
G = 15,12 ∙ 4÷15,12 ∙ 7 = 60,48÷105,8т
Из типового ряда выбираем автосамосвал с грузоподъемностью G = 110 т.
4.7 Параметры системы разработки
4.7.1 Угол откоса рабочего уступа
Для скальных пород группы 1,3 выбирается α = 750.
4.7.2 Ширина экскаваторной заходки
Ширина экскаваторной заходки определяется по формуле
а = Rчу (1,5÷1,7), (4.22)
где Rчу – радиус черпания на уровне стояния экскаватора (приложение 6).
а = 12,2 ∙ 1,5 = 18,3м
Для скальных пород целесообразнее выбирать наибольшее целое значение «а», так как при многорядном взрывании образуется большой развал дробленой породы.
4.7.3 Длина активного фронта работ экскаватора
Определяется исходя из минимального нормативного фронта работ по нормам для ЭКГ-8 составляет Lфmin = 600м, (приложение 6).
Оптимальная длина активного фронта находится в пределах
Lф = (1,5 ÷ 1,7) Lфmin, (4.23)
Для предварительных расчетов вначале задается
Lф