Механизация горных работ карьера Задание для курсового проектирования по дисциплине «Горные машины и комплексы» студенту специальности «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудовании в горной промышленности» 140613.02 Открытые горные работы тема задания: Механизация горных работ участка карьера исходные данные: Мощность пласта 22м. Угол залегания пласта 35 Глубина залегания 110м. Длина карьерного поля 1,6км. Мощность наносов 15м Категория пород поблочности 5 Крепость пород 9 Высота воды в скважине 1м. Расстояние от карьера до отвала 1,6км. Расстояние от карьера до склада угла 1,8км. Содержание Введение …. 1. Главные параметры карьера… 2. Выбор и обоснование способа вскрытия и системы разработки … 8 3. Расчет удельного ВВ…. 4. Расчет бурового станка….5. Расчет элементов систем разработки… 6. Выбор экскаваторов, определения их производительности и количества… 7. Расчет параметров процесса перемещения горных пород….8. Расчет параметров отвальных работ….9. Выбор оборудования для заряжания и забойки скважин… 10. Заключение… 11. Список литературы…22 Ведение Основными источниками энергии на сегодня являются геологические топливно-энергетические ресурсы: нефть, уголь, газ, горючие сланцы, торф, уран и т.д. На их долю приходится до 93% производимой в мире энергии.
Оставшиеся 7% возмещаются использованием возобновляемых источников энергии, т.е. воды, солнца, ветра, биомассы и другой геотермики.
Очевидно, что в этих условиях развитие мировой энергетики, его динамика и конъюнктура в значительной мере зависит от степени освоения человечеством геологических топливно-энергетических ресурсов.
Доля первичных энергоресурсов в производстве энергии: Среди геологических топливно-энергетических ресурсов, совокупный объем которых оценивается в 6,3 трлн. тонн условного топлива (т.у.т.), самые крупные запасы в мире принадлежат твердому топливу.
Его объемы составляют 3971 млрд. т.у.т. Меньше всего в природе представлены запасы урана (674,6 млрд. т.у.т.). Для нефти и газа характерна средняя степень обеспеченности - 788 млрд. и 851 млрд. т.у.т соответственно. Несмотря на все существующие проблемы, угольная промышленность в современном мире сохранила роль важнейшей базисной отрасли экономики.
Значение угля как одного из основных типов энергоносителей на рубеже третьего тысячелетия обуславливается действием следующих ведущих рыночных факторов: 1) Энергетика остается самой приоритетной отраслью экономики. Потребители заинтересованы в безусловном сохранении стабильности энергетической базы и разнообразии альтернативных источников энергетического сырья. 2) Стабильная и обширная ресурсная база. Показатель обеспеченности текущего уровня потребления готовыми к эксплуатации запасами по угля - один из наиболее высоких среди всех полезных ископаемых. 3) Возможность для экспортеров угля работать на различных рынках сбыта.
Для большинства зарубежных экспортеров является основой собственной энергетики. Один из основных способов добычи полезного ископаемого является открытый способ разработки месторождения. Основным достоинством открытых горных работ по сравнению с подземными следующие: 1. Применение более мощной и производительной техники, в результате чего достигаются более высокие технико-экономические показатели: производительность труда на карьерах значительно выше, а себестоимость добываемых полезных ископаемых ниже, чем при подземной разработке. 2. Более высокие темпы роста производительности труда и снижения себестоимости добычи. 3. Меньшие потери и разубоживание полезных ископаемых, лучшие условия для раздельной выемки. 4. Сроки строительства карьеров и удельные капитальные затраты на строительство значительно меньше, чем при строительстве шахт равной производственной мощности. 5. Легче увеличить при необходимости производственную мощность карьера, чем у шахты. 6. Лучшие условия для комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Недостатки открытых горных работ: 1. Необходимость выемки, перемещения и складирования в отвалы больших объемов пустых пород. 2. Требуются большие площади для размещения отвалов пустых пород. 3. Некоторая зависимость от климатических условий и времени года. 4. Необходимость восстановления окружающей среды. Достоинства открытых горных работ в большинстве случаев преобладают над недостатками и поэтому открытый способ разработки месторождений в настоящее время наиболее эффективен и перспективен, вследствие чего он находит все более широкое применение при добыче различных видов полезных ископаемых. 1.Определение главных параметров карьера. По крепости породы определяем углы откосов бортов (Таб.1.1 методической рекомендации по выполнению курсового проекта). Рабочий борт…ÂР=180-250 Нерабочий борт………… ВН=350-1.1 Определяем горизонтальную мощность пласта: mгор=m/sina (1.1) mгор=22/0,57=38,6 где m-нормальная, заданная мощность пласта, а- заданный угол залегания пласта. 1.1.2 определяем ширину дна карьера; mгор≥30 то ВД= mгор=38,1.2 Определение геометрических параметров верхних контуров карьера. 2.1 Определение ширины карьера В1 по скальным породам по границе верхнего залегания пласта угля. 1. Определение ширины карьера В1 по скальным породам по границе верхнего залегания пласта угля. В1 = Вд + Вр1 + Вн1, м (1.2) В1 =38,6+199,5+76=310,1м В свою очередь Вр1 = (Н – Нн)tg(90 – βр), м (1.3) Вр1 = (110-15)tg(90-25)=199,5 м Вн1 = (Н –Нн)tg(90 – βн), м (1.4) Вн1 = (110-15)tg(90-50)=76 где Н – максимальная глубина карьера по пласту угля, м; Нн – глубина наносов, м; βн и βр – углы откосов бортов карьера по скальным породам, град. 2. Определение ширины карьера по верху. Углы бортов карьера по наносам принимаются по таблице 1.1. В = В1 + Вр + Вн, м (1.5) В =310,1+31,5+12=353,6м В свою очередь Вр = Нн tg(90- βр1), м; (1.6) Вн = Нн tg(90- βн1), м, (1.7) Вр =15 tg(90 –25)=31,5м Вн = 15 tg(90-50)=12м где Вр1 и Вн1 – углы откосов бортов карьера по наносам, град. 1.2.3. Определение длины карьера по верху: Lк = Lп + 2 H tg (90 – ɣт), м (1.8) Lк = 1600 + 2ĥ125tg(90-40)=1302,5м где Lп – длина по простиранию пласта угля; ɣт – угол откоса бортов карьера в торцах, град (принимается ɣт≈400) 1.3. Определение объема полезного ископаемого: Разведанные запасы полезного ископаемого можно определить по его объему, заложенному в недрах, т.е. Vпи = Sф Lк, м3, (1.9) Vпи =4246ĥ1302,5=5530415м3 где Sф – площадь пласта угля в поперечном разрезе карьера, м2. Sф = mгорH м2, (1.10) Sф =38.6ĥ110=4246м2 Расчетный объем полезного ископаемого, приблизительный и включает в себя потери, которые будут при разработке его в недрах.
Эти потери составляют (10-20%) от разведанных запасов. 1.4. Определение объема вскрышных пород: Vвг = Vпи кс, м3, (1.11) Vвг = 5530415ĥ5,7=31523365 м3 где кс – средний коэффициент вскрышных работ, м3/т. Этот коэффициент можно принять равным кс = Sв / Sф, (1.12) кс =245125/4246=5,7 Sв=(Вд+В)H/2 (1,13) Sв=(38,6+353,6)125/2=245125 м2 где Sв – площадь поперечного сечения всего карьера, м2 Sф – площадь поперечного сечения угольного пласта карьера, м2 1.5. Определение годового объема горной массы: Vгм= Vпи + Vвг, м3/год. Vгм=5530415+31523365=37053780 м3/год (1.14) 1.6. Определение годового объема вскрышных пород, подлежащих бурению Vб = Vвг, м3/год. (1.15) Vб =31523365 м3/год 1.7. Определение режима работы карьера: Принимается количество рабочих дней в году, с учетом общепринятых праздничных дней и шестидневной рабочей неделей.
Nгод=252 дней Tсм=12 часов Раздел 2. Расчет параметров производственных процессов 2.1 Вскрытие и подготовка карьерного поля к выемке.
Карьерное поле вскрывают при помощи капитальных траншей (рис2.1) и подготавливают его к разработке проведением разрезных траншей.
Рис 2.1 Схема вскрытия карьерного поля капитальной траншеи.
На расчетном карьерном поле (рис.2.1) размещается заданное месторождение угля и закладывается капитальная траншея.
За пределами карьерного поля на заданном расстоянии закладывается отвал для горных пород и склад угля (Рис 2.2). Рис.2.2.Размещение объектов на карьерном поле: а) при автомобильном транспорте ( 1- карьер; 2- отвал; 3- склад угля с обогатительной фабрикой.). 2.2 По принятой расстановке объектов и горно-геологическим условиям выбирается вид транспорта и выемочно-погрузочная техника.
Выбираем автомобильный вид транспорта Катерпилар (США) 797В Выбираем гидравлический экскаватор ЭГ-15 для вскрыше, по углю выбираем экскаватор ЭКГ-12. 2.3 По заданной категории пород по блочности, принимается значение диаметра естественной отдельности массива (de) и предел прочности пород на сжатие (сж ) по таблице 2.2 методических рекомендаций.
De=1,6-2,0 сж=80-100 2.3 В зависимости от категорий пород по блочности и высоты столба воды в скважине, определяется коэффициент обводненности. Ко = 1 + 0,15 (de - 1) hв / hу, (2.1) Ко = 1 + (0,15(2-1)1/15)=1,01 где hв - высота столба воды в скважине, м; hу - высота уступа ( по принятому экскаватору), м. 2.4. Выбор типа бурового станка.
Тип бурового станка выбирается по технологическим свойствам пород и обеспечения их рациональной степени взрывного дробления, которая достигается применением следующих диаметров скважин (таблица 2.3) методической рекомендации. Выбираем буровой станок с диаметром скважины 0,269-0,320 СБШ-320-36 2.5. Выбирается тип ВВ, исходя из гидротехнических характеристик массива в соответствии с Перечнем ВВ допущенных к постоянному применению на ОГР Таб(2.5)методической рекомендации.
Выбираем Грамонит 79/21. 2.6 Расчет удельного расхода ВВ. Для осадочных пород угольных месторождений удельный расход ВВ определяется по формуле q = Квв(f/30+(f/30) (2.2) q = 1(9/30+Ö(9/30)=0.847 кг/м3 где Квв - переводной коэффициент ВВ; f –
Wmax = (50 - 8,5ĥ1,6)0,32=11,6 м 2.8 Выбор схемы взрывания и ... nгод - 252 2.11. . Vбг = Vб /n м3/год, (2.24) Vбг = 37053780/37,7=982858,8 м3/год, где Vб... Крепость пород.
3.3.1. 3.3.2. Эксплуатационная производительность экскаватора: Сменная производитель... 3.3.5 Инвентарный парк экскаваторов: Nиэ = Nрэ f, (3.13) Nиэ = 9 &... 3.3.9 Инвентарный парк экскаваторов: Nиэ = Nрэ f, (3.19) Nиэ = 2 &...
Время движения автосамосвала складывается из времени движения в грузов... Суточная производительность автосамосвала: Псут = Псм nсм, м3/сут; (4.... Определение инвентарного парка автосамосвалов: Nи = Nр /f (4.14) Nи = ... 4.1.5. 4.1.6 Определение провозной способности автодорог Па = λ Vа /...
Расчет параметров отвальных работ. 5.1.1 Определение площади, занимаемой отвалом (для гористой местности)... Площадь, планируемая бульдозером за один проход определяется: F =а (В ... Годовая производительность бульдозера: Qбг = Qбч Kи Tсм nсм Nгб, м3/го... 6.
Выбор оборудования для заряжания и забойки скважин 6.1 Для транспортирования ВВ и заряжания скважин при ведении БВР применяют следующие типы машин.
Выбираем машину МЗ-4А (таблица 6.1 методической рекомендации). 6.2 Для механизации забоечных работ используют машины, выполняющие забойку скважин привозным забоечным материалом (песок, отсев), ЗС-1М (таблица 6.3 методической рекомендации) 7.
Заключение Для разработки данного месторождения потребуется; Буровых станков СБШ-320-36 - 21 ш. Экскаваторов на вскрышу ЭГ-15 - 13 ш. Экскаваторов по углю ЭКГ - 12 - 3 ш. Автосамосвал Катерпилар (США) 797В – 33 ш. Бульдозеров: Д-572 (ДЭТ-250) - 7 ш. Целесообразно разработать это месторождение за 3 года, тогда; Буровых станков СБШ-320-36 - 7 ш. Экскаваторов на вскрышу ЭГ-15 - 5 ш. Экскаваторов по углю ЭКГ - 12 - 2 ш. Автосамосвал Катерпилар (США) 797В - 11 ш. Бульдозеров: Д-572 (ДЭТ-250) - 3 ш. 8. Список использованной литературы. 8.1 В. И. Городниченко, А.П. Дмитриев.
Основы горного дела, М, Издательство «Горная книга» 2008г. 8.2 М.Г. Потапов.
Карьерный транспорт М, Недра, 1985г. 8.3. Р.Ю. Подэрни.
Горные машины и комплексы для открытых работ.
М, Недра 1985г. 8.4. Справочник.
Открытые горные работы.
М, Горное бюро 1994г. 8.4. Проспекты выпускаемых современных машин. 8.5 А.С. Ильиных Методические рекомендации по выполнению курсового проекта, Кемерово, 2003г.