Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»

Кафедра «Геотехнология и торфяное производство»

Курсовая работа

по дисциплине: «Технология и комплексная механизация ОГР»

на тему: «Проектирование карьера по добыче полезного ископаемого»

Выполнил: студент 5 курса

группы ГД – 12.02

Туркин И.В

Проверила: Пухова О.В.

Тверь 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ОЦЕНКА СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ 5

1.1. Местоположение месторождения. 5

1.2. Климат района. 5

1.3. Режим работы. 6

1.4. Характеристика породы. 6

1.5. Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород в граничных контурах карьера. 7

2. ПОДГОТОВКА К ЭКСПЛУАТАЦИИ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ 9

2.1. Горно-подготовительные работы. 9

2.2. Горно-капитальные работы. 17

3. ТРАНСПОРТ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ 23

3.1. Характеристика автотранспорта. 23

3.2. Расчет производительности автосамосвала. 23

3.3. Расчет технико-экономических показателей работы автотранспорта. 25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 30

ВВЕДЕНИЕ Открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых является наиболее производительным, экономичным и безопасным по отношению к подземному способу. Современное мощное горнотранспортное оборудование позволяет вести открытую разработку на глубинах более 600 м. К основным периодам освоения месторождения относятся: геологоразведочные работы и подсчёт запасов; разработка проектной и рабочей документации; подготовка месторождения к эксплуатации; вскрытие месторождения и развитие горных работ до проектной производительности; период эксплуатации при заданной производительности; реконструкция; период затухания горных работ. Одним из важных этапов освоения месторождения является его вскрытие, т.е. выполнение комплекса горных работ с целью обеспечения грузо-транспортной связи рабочих горизонтов с поверхностью и создания первоначального фронта вскрышных и добычных работ. От правильно выбранного места заложения вскрывающих выработок, их конструкции и параметров зависит эффективность разработки всего месторождения. Целью настоящего курсового проекта является систематизация и закрепление знаний по общепрофессиональным и специальным дисциплинам, углубленное изучение основных терминов, понятий, производственных процессов и технологических схем вскрытия месторождения и получение навыков самостоятельного решения поставленных задач. При выполнении курсового проекта решаются следующие производственно-технические задачи: - обоснование системы разработки месторождения; - подсчёт запасов горной массы, пород вскрыши и полезного ископаемого в конечных контурах карьера;

КР – ТКМ ОГР – ГД – 12.02

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Туркин И.В

Введение

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Пухова О.В.

у

3

ТвГТУ ГД – 12.02

- обоснование режима работы предприятия и производственной мощности.

В данной курсовой работе разрабатывается месторождение «Октяборьский», в котором ведется добыча Доломита. Его используют в качестве производства огнеупорных материалов вместо магнезита, получение металлического магния, производство стали ,при укладке дорог, для повышения прочности и химической стойкости стекла, изготовления резины, как наполнитель при получении бумаги, для получения фарфора, в ландшафтном дизайне, как световых и облицовочных материалов в строительстве объектов жилищного и промышленного типа.

1. ОЦЕНКА СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ 1.1. Местоположение месторождения. П роектируемое месторождение «Окяборьский» расположено в 30 км к юго-западу от г. Вышнего Волочка ,в 6 км к юго-востоку от с. Есеновичи. В Вышневолоцком районе тверской области. Рис. 1. Географическое расположение карьера «Октяборьский». 1.2. Климат района. Климат района умеренный. Зима продолжительностью 5 месяцев (ноябрь – апрель). Низкие температуры в январе и феврале. Абсолютный минимум - 37°С, а в отдельные зимы до - 43°С. Снежный покров с начала ноября до конца апреля. Промерзание почвы

КР – ТКМ ОГР – ГД – 12.02

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Туркин И.В

Оценка сырьевых ресурсов месторождения.

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Пухова О.В.

у

5

ТвГТУ ГД – 12.02

0,2-2,0 м. Жаркий месяц июль. Среднемесячная температура +20,6°С при максимуме +40,5°С. Среднегодовая сумма осадков составляет 350-500 мм. Ветры южные и юго- западные. Максимальная скорость 15-21 м/с, порывы 25-32 м/с. Среднегодовая скорость 2,5-4,2 м/с.

1.3. Режим работы.

Режим работы карьера предусматривает разработку в трех добычных уступах, с последующим углублением с внешним отвалообразованием. Исходя из имеющегося оборудования, применяется цикличная схема ведения добычных работ. Карьер работает 250 дней в году, в две смены, принята пятидневная рабочая неделя.

1.4. Характеристика породы.

Доломит – это минерал из класса карбонатов химического состава CaCO3*MgCO3, доломитом называю также осадочную карбонатную горную породу, состоящую из минерала доломита на 95% и более. Он получил название в честь французского инженера и геолога Деода де Доломьё (1750-1801), описавшего признаки доломитовых пород.

Доломит имеет желтовато-серый, светло-бурый, реже белый цвет. Плотность его составляет 2900 кг/м2, излом ровный, в кристаллических разностях-зернистый, твердость3,5-4, спайность совершенная, блеск стеклянный.

Добыча Доломита осуществляется в карьерах буровзрывным методом или с применение зарядов для скважин. Его обработка включает в себя дробление, обжиг и в некоторых случаях помол. Материал дробят на куски с помощью молотковых или щековых дробилок. Обжигают доломит обычно в печах шахтного типа с выносными топками. Для помола используют шаровые или иные мельницы. Выполняя обжигание при разной температуре. Получают различные материалы. Обжиг и каустического доломита выполняют при температуре до 750 градусов. При более высокой температуре (до 850 градусов) образуется доломитовый цемент. Доломитовая известь, способная к гашению, производится при температуре порядка 950 градусов .

1.5. Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород в граничных контурах карьера.

Выполняется методом геологических блоков - один из основных способов подсчета запасов твердых полезных ископаемых, сущность которого заключается в выделении и оконтуривании подсчетных блоков с близкими значениями ведущих геолого-промышленных параметров (мощность, содержание, условия и глубина залегания, технологические свойства и сорбность руды, степень разведанности и тому подобное). Метод геологических блоков характеризуется максимальным учетом особенностей геологического строения, системы разведки и требований проектирования горнорудного предприятия. Кроме того, он характеризуется простотой и высокой достоверностью. Подсчет запасов полезного ископаемого произведен по 3 блокам.

Таблица 1. Подсчет запасов полезного ископаемого и вскрышной

породы на карьере «Октяборьский».

№ блоков	Площадь, м2	Мощность полезной толщи, м	Мощность вскрыши, м	Объем ПИ, м3	Объем вскрыши, м3
D1	20000	30	15	600000	300000
D2	20000	20	5	400000	100000
D3	20000	25	10	500000	200000
Итого	60000	25 м	10 м	1500000	600000

Площадь блока равна произведению ширины блока 200 м и его длины 100 м.

Таблица 2. Баланс запасов.

№	Наименование показателей	Единицы измерения	Количество
1	Объем полезного ископаемого	млн. м3	1,5
2	Общекарьерные потери	м3	–
3	Эксплуатационные потери:	м3	­­
	а) в кровле (0,1 м) Пк = Fг.о · 0,1		6000
	б) в подошве (0,1 м)		6000
	в) при транспортировке 1%		150000
4	Потери	м3	162000
5	Коэффициент потерь	%	1,1
6	Площадь горного отвода	Га	6

2. ПОДГОТОВКА К ЭКСПЛУАТАЦИИ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ 2.1. Горно-подготовительные работы. Исходные данные: Площадь горного отвода 6 га Площадь земельного отвода 6,6 га Мощность вскрыши 10 м Мощность полезного ископаемого 25 м Плотность породы 2,9 т/м3 Снятие почвенно-растительного слоя. Горный отвод не содержит кустарников и мелколесья, поэтому подготовка карьерного поля начинается с удаления почвенно-растительного слоя мощности 0,2 м Объем почвенно-растительного слоя рассчитывается по формуле: Снятие почвенно-растительного слоя будет осуществляться бульдозером ДЗ-141ХЛ. Характеристика бульдозера ДЗ-141ХЛ: Базовый трактор Т-500Р-1 Мощность двигателя 367 кВт Тяговый класс 350 кН Параметры отвала: а) длина 4800 мм

КР – ТКМ ОГР – ГД – 12.02

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Туркин И.В

Подготовка к эксплуатации карьерного поля.

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Пухова О.В.

у

9

ТвГТУ ГД – 12.02

б) высота 2000 мм

в) подъем 1430 мм

г) опускание 640 мм

• Масса:

а) бульдозерного оборудования 8,6 т

б) общая с трактором 59,9 т

Техническая производительность бульдозера ДЗ-141ХЛ:

где V_прв – объем призмы волочения;

К_q – коэффициент изменения производительности;

t_ц – длительность цикла;

К_рп – коэффициент разрыхления породы в призме волочения.

Длительность рабочего цикла бульдозера ДЗ-141ХЛ определяется по формуле:

+ + + + = 14,3+4,3+7,5+23,9 = 50 с

Эксплуатационная производительность бульдозера ДЗ-141ХЛ устанавливается из выражения:

η – коэффициент использования бульдозера 0,7…0,8. Принимаем η = 0,7.

Т_см – продолжительность смены. Принимаем 8 часов

Количество смен по снятию почвенно-растительного слоя:

Принимаем 4 смен. На снятии почвенно-растительного слоя будет работать 1 бульдозер ДЗ-141ХЛ 1 смену по 8 часов.

Погрузка почвенно-растительного слоя будет производится одноковшовым экскаватором ЭКГ-250 5 БХЛ-2 в автосамосвал МАЗ 6501В6

Характеристика экскаватора ЭКГ-250 5 БХЛ-2

• Вместимость ковша 2,5; 3,2; 4 м³

• Радиус черпания на уровне стояния 8,8 м

• Максимальный радиус разгрузки 12 м

• Максимальный радиус черпания 13,5 м

• Максимальная высота черпания 9,8 м

• Максимальная высота разгрузки 6,1 м

• Масса экскаватора 140 т

• Установленная мощность двигателя 250 кВт

Техническая производительность экскаватора вычисляется из уравнения:

где Е – объем ковша

k_н – коэффициент наполнения

t_ц – продолжительность цикла (при угле поворота 90˚ принимаем равным 23 с)

Эксплуатационная производительность экскаватора ЭКГ-250 5 БХЛ-2 устанавливается из выражения:

η – коэффициент использования экскаватора 0,8…0,9. Принимаем η = 0,9.

Т_см – продолжительность смены. Принимаем 8 часов.

Количество смен по погрузке почвенно-растительного слоя:

Принимаем 3 смены. На погрузке почвенно-растительного слоя будет работать 1 экскаватор ЭКГ-250 5 БХЛ-2, 1 смена по 8 часов.

Выбор модели автосамосвала производится в соответствии с вместимостью ковша экскаватора исходя из отношения:

Принимаем автосамосвал- МАЗ 6501В5

Характеристика автосамосвала: МАЗ 6501В5

• Грузоподъемность 20,5 т

• Объем кузова:

1. геометрический 12,5 м³

• Масса (без груза) 12 т

• Длина автосамосвала 7,5 м

• Ширина автосамосвала 3,0 м

• Наименьший радиус поворота 8,5 м

• Мощность двигателя 250 кВт

• Погрузочная высота 3,5 м

Коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала:

где Е_а – геометрическая вместимость кузова автосамосвала, м³

γ – плотность в целике, т/м³

q_а – грузоподъемность, т

К_g – принимаем 1,2

Расстояние перемещения, м	Кg
	горизонтальный участок	под уклон 10%	под уклон 20%	на подъем 10%
15	1	1,8	2,5	0,6
30	0,6	1,1	1,6	0,37
65	0,3	0,6	0,9	0,18
100	0,2	0,36	0,55	0,12

Дальность вывозки 600 м = 0,6 км

Время погрузки автосамосвала:

Время движения автосамосвала груженым:

Время движения автосамосвала порожняком:

Время разгрузки принимаем 1 мин; время на маневры 3 мин.

Время одного рейса рассчитывается по формуле:

Эксплуатационная производительность автосамосвала МАЗ 6501В5

η – 0,8…0,95 принимаем 0,95.

Переводим из т/см в м³/см

554,1/1,3 = 533,9 м³/см

Количество смен по вывозке почвенно-растительного слоя:

Принимаем 22 смены. На вывозке почвенно-растительного слоя будут работать 8 автосамосвалов МАЗ 6501В5, 3 смены по 8 часов.

Экскавация и вывозка вскрышной породы.

Дальность вывозки l = 0,8 км. Вскрыша представляет собой песчано-гравийную смесь; насыпная плотность γ_н = 2,8 т/м³; плотность ПГС в целике рана 1,3 т/м³; коэффициент разрыхления К_р = 1,15.

Техническая производительность экскаватора вычисляется из формулы:

Сменная производительность экскаватора:

Количество смен по экскавации вскрышной породы:

Принимаем 270 смен. На экскавации вскрышной породы будут работать 3 экскаваторов в 2 смены по восемь часов 45 дней.

Вывозка вскрышной породы:

Время погрузки автосамосвала:

Время движения автосамосвала груженым:

Время движения автосамосвала порожняком:

Время разгрузки принимаем 1 мин; время на маневры 3мин.

Время одного рейса рассчитывается по формуле:

Эксплуатационная производительность автосамосвала МАЗ 6501В5

η – 0,8…0,95 принимаем 0,95.

Переводим из т/см в м³/см

572/1,4 = 409 м³/см

Количество смен по вывозке почвенно-растительного слоя:

Принимаем 1048 смен. На вывозке вскрышной породы будут работать 12 автосамосвалов МАЗ 6501В5 в 2 смены по 8 часов 45 дней.

Параметры капитальной траншеи.

Ширина капитальной траншеи по дну определяется из условия безопасного движения транспортных средств автосамосвалов МАЗ 6501В5, при однополосном движении.

где - ширина обочины = 2 м;

m – безопасное расстояние = 1 м;

П – ширина проезжей части = 6 м.

Глубина заложения капитальной траншеи определяется глубиной залегания полезного ископаемого, и равна: 10+25=35 м

где – мощность вскрыши =10 м;

– мощность п.и. = 25 м.

Длина капитальной траншеи равна:

где i – уклон капитальной траншеи.

Объем капитальной траншеи равен:

где β – угол откоса борта траншеи, β = 60˚.

Количество смен:

Ширина рабочей площадки.

где А_раз – ширина развала горной породы.

А_раз = 40 · 0,3 = 12

С_н.б – расстояние от оси дороги до нижней бровки или развала. С_н.б = 2,5.

R_А – радиус разворота автосамосвала. R_А = 9 м.

С_п.б – расстояние от оси дороги до границы полосы безопасности. С_н.б = 3 м.

b_б – полоса безопасности. b_б = 2 м.

Параметры разрезной траншеи.

Ширина понизу разрезной траншеи определяется с учетом условий безопасного размещения выемочного оборудования и вместимости выработанного пространства на размещения пород вскрытия от первой эксплуатационной заходки.

При тупиковой схеме подачи автосамосвалов МАЗ 6501В5 под погрузку ширина по дну определяется:

где - ширина автосамосвала МАЗ 6501В5 = 2,55 м;

– наименьший радиус поворота автосамосвала МАЗ 6501В5 = 9м;

– зазор между автосамосвалом и траншеей = 1 м.

Объем разрезной траншеи:д

где h_ч.з – глубина копания экскаватора. h_ч.з = 6,4 м.

L_тр – длина траншеи. L_тр = 50 м