ГП(РМ)РУДНАЯ / Геотехнология подземная (рудные месторождения) практические работы

а - штрековый; б - тупиковый; в - кольцевой Рисунок 12 - Способы подготовки откаточных горизонтов рудных

залежей

21

Практическая работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НА ЧЕРТЕЖАХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЛЕГАНИЯ ПЛАСТА (ЗАЛЕЖИ) ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО, РАЗМЕРОВ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, ОБЪЁМОВ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

Цель и методика выполнения работы. Целью лабораторной работы является формирование умения и навыков определения размеров и угла падения пласта, действительных размеров выработок и объёма вырабатываемого пространства.

Методика выполнения лабораторной работы заключается в следующем. В начале студент изучает теоретические положения. Затем в одном из принятых масштабов (1:5000; 1:2000) выполняет схемы, приведённые на чертежах (рисунок 13).

Для построения разрезов берут формат бумаги такого размера, чтобы одна сторона её была не меньше длины разреза, а другая сторона была равна наибольшей разности высотных отметок точек вертикального разреза в принятом масштабе. На вертикальном разрезе кроме выработок могут быть показаны профиль земной поверхности, вмещающие породы и полезные ископаемые на основании структурных колонок. По приведённым зависимостям (1...4) с учётом масштаба выполнения рисунков производятся необходимые измерения и вычисления. Каждый студент защищает преподавателю свою работу.

Теоретические положения. Читать план горных работ - значит уметь правильно разобраться в пространственном расположении горных выработок и решать задачи горно-геометрического характера. К таким задачам относятся:

-определение размеров и угла падения пласта;

-определение длин и углов наклона горных выработок;

-определение длин вертикальных выработок и глубины залегания залежи в данной точке;

-определение объёма выполненных работ;

-составление необходимых резервов и профилей.

22

Пласт полезного ископаемого характеризуется нормальной горизонтальной и вертикальной мощностью. Нормальная мощ-

ность m определяется по нормали между кровлей и почвой пласта. Вертикальная мощность пласта равна разности отметок точек кровли и почвы пласта.

Положение пласта в недрах характеризуется также расстоянием по вертикали от земной поверхности до его кровли, называемой

глубиной залегания h.

Определение действительных размеров горизонтальных выработок производится непосредственным измерением на плане с учётом принятого масштаба изображения.

Длины вертикальных выработок и глубины залегания залежи в данной точке определяются по разности высотных отметок устья H1 и Н2 выработки по формуле

Определение размеров наклонных выработок и углов их наклона производится аналитически или по вертикальным разрезам, построенным с помощью секущей плоскости, проходящей через данную выработку. Разрезы необходимо строить в масштабе плана.

Длина L и углы наклона α выработок рассчитываются по формулам

где d - горизонтальная проекция выработки; М - основание численного масштаба плана;

Δh - разность отметок устья и забоя горной выработки.

Объём выработанного пространства V, м3 определяется по формуле:

Рисунок 13 - Схема к определению длины наклонного ствола и объёма выработанного пространства

Практическая работа № 6

РАСЧЁТ ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И СРОКА СУЩЕСТВОВАНИЯ РУДНИКА

Цель и методика выполнения работы. Целью практической работы является формирование умения и навыков расчета годовой производительности и срока службы рудника.

Для заданной рудной залежи необходимо рассчитать годовую производительность рудника по горным возможностям и экономически целесообразную годовую производительность, срок существования рудника (исходные данные в таблице А1 Приложения А).

Теоретические положения. Производственная мощность рудника определяется количеством руды (в тоннах), добываемой за определенный период его работы (за смену, сутки, месяц, год). На рудниках за период работы принимается год, поэтому производ-

24

ственную мощность называют годовой производительностью рудника. От годовой производительности горного предприятия зависят размер капитальных вложений в его строительство или реконструкцию, себестоимость добычи и переработки 1 т полезного ископаемого, приведенные затраты, ожидаемая или полученная прибыль, эффективность капиталовложений и другие техникоэкономические показатели.

Производственная мощность предприятия зависит от горных возможностей: размеров месторождения, его запасов, условий залегания месторождения, технологии и организации горных работ.

Расчет годовой производительности рудника , т/год по годовому понижению выемки рассчитывается по формуле

(11)

где – поправочный коэффициент на угол падения залежи ( при углах падения 90˚, 60˚, 45 и 30˚ соответственно равен 1,2; 1,0; 0,9; 0,8); - поправочный коэффициент на мощность рудной за-

лежи ( при мощности залежи до 5; 5-15; 15-25; 25 со-

ответственно равен 1,25; 1,0; 0,8; 0,6);

V – среднее годовое понижение горизонта выемки по вертикали для всей рудной площади, м;

– средняя горизонтальная площадь рудной залежи,

м2;

- разубоживание руды.

Величина среднего годового понижения выемки (исходя из длины шахтного поля по простиранию, средней горизонтальной рудной площади его и принятого количества залежей, находящихся в стадии очистной выемки) находится по таблице 5.

Помимо понятия годовой производительности рудника по горным возможностям существует понятие экономически целесообразной или оптимальной годовой производительности, при которой возможно достижение наиболее высоких экономических показателей разработки месторождения.

25

Таблица 5 - Определение среднего годового понижения выемки

Экономически целесообразная годовая производительность Аэ (млн. т/год) может быть приблизительно рассчитана по эмпирической формуле

где Кр - коэффициент условий разработки (Кр = 0,1 при легких и Кр = 0,075 при сложных условиях и большой глубине горных работ); Ббал - балансовые запасы, млн т.

При известной расчетной годовой производительности рудника срок его существования (, лет) (без учета времени на развитие

и затухание горных работ) составляет

Расчетный срок существования рудника должен быть больше минимально допустимого для обеспечения наиболее благоприятного соотношения между капитальными затратами и эксплуатационными расходами. Рекомендуются следующие значения производительности рудника в зависимости от срока его существования (таблица 6).

26

Таблица 6 - Производительность рудника в зависимости от срока существования

Примечание. Если рудник входит в состав горнообогатительного комбината или другой производственной единицы, включающей в себя комплекс обогащения полезного ископаемого, табличное значение срока его существования следует увеличить на 20-30 %.

Практическая работа № 7

РАСЧЁТ ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

Цель и методика выполнения работы. Целью практической работы является формирование умения и навыков расчета размеров и площадей сечения горной выработки.

Для заданных условий необходимо рассчитать ширину и высоту выработки, площадь сечения выработки в свету и вчерне. Проверить на скорость движения струи (исходные данные в таблице Б1 Приложения Б).

Теоретические положения. Ширина и высота выработок зависит от назначения применяемого оборудования и срока службы.

Ширина и высота выработок определяется расчётным и графическим путём, исходя из габаритов применяемого транспортного средства и зазорами между транспортом и крепью (рисунок 14).

Ширина выработки В, мм рассчитывается по формуле

27

где А - ширина электровоза по выступающей части (1340мм); а - зазор между выступающими частями электровоза и крепью (рабочая часть) (250 мм); в - зазор для прохода людей между подвижным составом и

крепью выработки на высоте (700 мм).

Для нарезных выработок (где не применяется транспорт) значения высоты и ширины принимается 2200 мм.

Определение высоты выработки

h h h h 3 , (15)

1 2

h - высота верхнего строения рельсового пути (400мм);

1

h - расстояние от балластного пола до пяты свода (1800мм);

2

h - высота коробкового свода.

3

В нарезной выработке h = 1800 мм.

Радиус свода с коробковым очертанием определяется

Радиус боковых дуг свода

Различают площадь сечения выработки в свету, вчерне и в проходке, а также периметр выработки. Площадь сечения выработки в свету определяется скоростью движения воздуха, которая должна быть в пределах допустимых правил безопасности, по площади сечения вчерне и периметру, находят расход потребного для данной выработки крепёжного материала, по площади сечения в проходке определяют объем отбитой горной массы.

Площадь сечения выработки в свету

28

Площадь сечения выработки в проходке

Проверка площади сечения на скорость воздушной струи.

Площадь поперечного сечения горизонтальной выработки проверяется на скорость движения струи воздуха, которая не должна превышать согласно ЕПБ 8 м/с.

Скорость воздушной струи

св

где A - суточная производительность по горной массе, м3; k - коэффициент неравномерности добычи (1,45);

q - количество воздуха, которое необходимо подавать на 1 м3 горной массы в минуту (2,1 м3/мин).

а б

Рисунок 14 - Сечение выработок а - нарезная выработка; б - двухпутевая выработка

29

Практическая работа № 8

ВЫБОР МЕТОДА ВЕДЕНИЯ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ОЧИСТНОЙ ВЫЕМКЕ

Цель и методика выполнения работы. Целью практической работы является формирование умения и навыков выбора метода буровзрывных работ для рудной залежи.

Для заданных условий необходимо выбрать метод БВР с учетом горно-геологических условий месторождения (исходные данные в таблице В1 Приложения В).

Теоретические положения. Взрывной способ разрушения горных пород универсален, является наиболее распространенным. В общей массе около 90 % минерального сырья в стране добывается с помощью взрывных работ. Взрывная отбойка части горной массы от целого массива может применяться при любой крепости полезного ископаемого и пород.

Взрывные работы применяют в тех случаях, где механическое разрушение неэффективно. При добыче рудных полезных ископаемых и проведении горных выработок по крепким породам. Взрывное разрушение является единственным способом, имеющим промышленное применение.

Взрывной способ разрушения основан на применении взрывчатых веществ, при быстротечном разложении которых освобождающаяся энергия взрыва отделяет от массива и осуществляет дробление породы. Чтобы осуществить взрывное разрушение с достаточной эффективностью, взрывчатое вещество должно быть размещено в специально образуемой в породе полости. В зависимости от формы и размеров этих полостей различают следующие способы ведения взрывных работ: шпуровой, скважинный, камер-

ными и накладными взрывами.

Шпуровой метод взрывных работ применяют при проведении горных выработок, в отдельных случаях для отбойки угля в очистных забоях и руд в блоках при небольшой мощности рудных залежей. Шпур - продольное цилиндрическое углубление в горной породе диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м, предназначенное для размещения заряда взрывчатого вещества. Шпуры могут быть го-

30