Система разработки и технологическая схема горных работ - Отработка локального участка месторождения

Учитывая горно-геологические условия месторождения, мощность и физико-механические свойства полезного ископаемого и вскрышных пород, технологические особенности добычи блочного камня, а также опыт разработки подобных месторождений, принимается транспортная система разработки месторождения с внешним расположением отвалов вскрышных пород.

Вскрытие и порядок отработки месторождения

К участку отработки подходит подъездная автодорога через село Топор. Ввиду того, что в предыдущих этапах в данном лицензионном участке велись интенсивные горные работы, площадь подлежащий вскрыше составляет всего 5,08 га. Исходя из требований безопасности, вскрышные работы будут вестись с горизонта 1275 м., являющейся наиболее высокой абсолютной отметкой на площади каръера.

В целях эффективного использования фонда рабочего времени работы будут вестись одновременно на двух участках: вскрышном и добычном.

Перед добычными работами, часть каръера, ранее подвергавшейся к отработке необходимо зачистить от некондиционных блоков и утилизировать все имеющиеся отходы. Технология переработки отходов подробнее изложена в части 3. настоящего проекта.

При производственной мощности каръера 16077 м3 по горной массе и среднем коэффициенте вскрыши КВск=1,2 годовой объем вскрышных работ составит: 16077 х 1,2=19292 м3.

После отгрузки вскрышных пород экскаватором поверхность зачищается бульдозером и затем продувается сжатым воздухом или струей воды, чтобы обнажить всю естественные трещиноватости.

Порядок отработки. После очищения от некондиционных блоков добыча блоков из массива включает в себя следующие операции (рис. 2.4):

Прорезание щелей по обнажаемым поверхностям.

Отделение блока от массива.

Пассировка некондиционных блоков.

Погрузка блоков и окола в транспортное средство.

Порядок отделения блоков от массива следующий. На верхней площадке (кровле) уступа место намеченных выемок очищается от подстилающего слоя, производится очистка площади смыванием и укладываются рельсы, - укрепляемые анкерами, для чего под анкера бурятся шпуры. Затем на рельсы устанавливается баровая камнерезная машина, после чего начинается заглубление бара пропилом на глубину, равной мощности слоя - на это затрачивается около 30-40 минут. Затем идет процесс резания щелей. По окончании резания - подъем бара 5-10 минут. Следующая операция - перестановка рельсов, затем процесс повторяется.

После окончания резки парных щелей в одном направлении рельсы и машина перестанавливается для резки щелей в перпендикулярном направлении. После завершения резания щелей в двух перпендикулярных направлениях начинается извлечение блоков. Горизонтальная подрезка блоков не производится, так как слой известняка-ракушечника подстилается слоем глины толщиной 30-50 см.

Извлечение блоков и очистка забоя производятся с использованием бульдозера или экскаватора, оснащенного гидроклином. Задним ходом бульдозер подъезжает к блоку, которого необходимо извлечь из забоя, рабочие тросом охватывают блок и бульдозер транспортирует его скольжением от забоя. Затем транспортирует его лопатой до места складирования. После чего производится очистка забоя от отходов. Для этого лопатой бульдозера сгребают негабаритные куски и мелочь из забоя и складируют в кучи, затем грузят в автосамосвал и транспортируют в отвал.

Транспортировка некондиционных блоков включает погрузку их на автомашину при помощи колесного крана, и перевозят на место разгрузки в отвал.

Горно-капитальные работы

В северном фланге участка на отметке 2075 м планируются вскрышные работы с целью доступа к 1-слою. Согласно нормам технологического проектирования, чтобы вскрыть и подготовить к разработке, в первую очередь достаточно вскрыть ее 1/3 части. На начало отработки на этом участке необходимо очистить площадь 560 м2, количество вскрышных уступов 4, средняя высота не более 5 м. После обнажения первого слоя (в горизонте 2160 м) закладывается пионерная траншея, и начнутся добычные работы на площади более 560 м2.

До участка начала работ необходимо строить внутрикаръерную дорогу с протяженностью 320 м.

Следовательно, на первый год отработки горно-капитальные работы заключаются в сборе и утилизации накопленных ранее отходов. В последующие годы фронт развития горных работ будет направлен с севера на юг. Параллельное сооружение вскрышных и добычных выработок обеспечивает минимальные объемы работ в период подготовки месторождения к эксплуатации и большой фронт работ, что позволит быстро нарастить годовой объем добычи блоков.

Элементы системы разработки

Учитывая горно-геологические условия месторождения, мощность и физико-механические свойства полезного ископаемого и вскрышных пород, технологические особенности добычи блочного камня, а также опыт разработки подобных месторождений, принимается транспортная система разработки месторождения с внешним расположением отвалов вскрышных пород.

В связи с использованием для добычи камнерезных машин, высота уступа не превышает 3 м. Высота подуступа в зависимости от мощности первого и второго слоя в среднем равна 1,5 метров.

Вертикальный транспорт блоков принят самоходными стреловыми кранами, перевозка блоков на склад и окола на переработку или на склад технологическим автотранспортом.

ШРп = А + ПМ + ПС=2+2+29=33 м.

Проектом принимается 35 м.

Где А - ширина отделяемого камня, м; ПМ - габарит камнерезной машины, м; ПС - ширина полосы для размещения выемочно-погрузочного оборудования:

Пс = 2-По + Пв + П2 + Пп=2-2,5+8+8=29 м.

Где ПО= 2,0-2,5 - ширина обочин, м; ПВ= 8 - ширина полосы для размещения вспомогательного оборудования, м; П2= 3,0 - ширина полосы безопасности от верхней бровки нижележащего уступа, м; ПП= 4-10 - ширина проезжей части автодороги, м.

Минимальная ширина рабочей площадки (м) на подуступе:

Ш1 = А + Н + ПМ =2+3+(2,12+1,71)=9 м.

Проектом принимается 10 м.

Минимальная длина фронта работ (м) зависит от прочности камня. При пределе прочности на одноосное сжатие известняков-ракушечников, равной 30-50 МПа, минимальная длина фронта на одну машину составляет не менее 50 м. Минимальную длину фронта работ на одну камнерезную машину (м) устанавливаем исходя из организации работ по отделению и разделке камня, используя формулу:

LMin = КРу (l1 + l2 + l3)=1.4 (7+10+6)=32,2 м.

Где КРу = 1,3-1,4 - коэффициент, учитывающий наличие резервных участков; l1 ? 7,0 - максимальная длина отделяемого камня, м; l2 ? 10 - минимальное опережение камнерезной машины от участка, где происходит выемка камня, м; l3 - перемещение камнерезной машины за время выполнения всех производственных операций на участках l1 и l2 (м).

L3 = SЭ-T/A=6-22=6

Здесь Sэ =6 - эксплуатационная производительность камнерезной машины МКБ-11, м2/см; Т - время выполнения всех операций на участках l1 и l2, смен.

T = t1 + t2 + t3 + t4 + t5

Здесь t1 - время, затрачиваемое на разделку камня на участке l1 или отделения его на участке l2, смен; t2 - время на выемку камня на участке l2, смен; t3 - время на разделку на участке l2, смен; t4 и t5 - время на уборку блоков и окола на обоих участках, смен.

Эксплуатационная производительность машины за вахтовую смену при продолжительности смены 12 ч составит: 1,7x12x0,47=9,6м2.

Баровая машина устанавливается на верхней площадке уступа.

С учетом безопасности ведения горных работ, выбраны следующие параметры системы разработки - высота уступа по вскрышным породам до 5 м, высота уступа по полезному ископаемому до 3 м. Углы откосов уступов на рабочем борту по вскрышным породам 450, по полезному ископаемому 900, на нерабочем борту карьера - 300 по мягким породам, 900 по скальным породам. Ширина предохранительной бермы принята не менее 13 высоты уступа и в уступах вскрыши составляет 2 м, в добычных уступах по скальным породам -1 м, а в подуступах 0,5 м.

Основные параметры системы разработки, увязанные с технологией горных работ

Наименование параметров

Ед.

Изм.

Уступы мягкой

Вскрыши

Добычные уступы

    1. Количество уступов 2. Высота уступов 3. Ширина рабочей площадки 5. Ширина въездной траншеи 4. Угол откоса уступа - рабочего - нерабочего 5. Длина фронта работ 7. Генеральный угол погашения борта карьера 8. Ширина предохранительной бермы 9. Ширина экскаваторной заходки на вскрыше

Шт.

М

М

М

Град

М

Град

М

М

    5-8 2,0-5,0 30 16 45 30 50-160 - 2 16
    16 1,6-3,0 35 16 90 90 50-160 65 0.5 -1 -

Техническое и транспортное обеспечение горных работ

Расчет производительности и количества камнерезных машин

Добыча блоков на 1-м и 2-м слое будет производиться баровой машиной "Виктория". Сменная производительность площадь пропила по технической характеристике составляет не менее 6 м2. Предел прочности при сжатии в сухом состоянии равен 20-60 МПа. Проектом средний предел прочности пропиливаемых машинами данного типа принимается - 40 МПа. Часовая производительность машины составляет - 1,7 кв. м/час.

Для получения стандартного блока объемом V=2 х 3 х 1,60= 9,6м3 С учетом того, что на месторождении Сары-Таш ввиду естественной трещиноватости нет необходимости пропила по подошве блока, необходимо совершить пропил по вертикальным граням блока с площадью 2 х 1,60 +3 х 1,60=8 кв. м. Расход площади пропила на 1 м3 составляет 9,68=0,83 м2.

Суточный проектируемый объем по товарным блокам составляет 33,3 м3. При этом необходимо совершить пропил с площадью 33,3 х 0,83= 27,64 м2.

Эксплуатационная производительность машины за вахтовую смену при среднем коэффициенте использования (КИ=0,75) составит: 1,7x12х0,75=15,3 м2.

Требуемое количество камнерезных машин: 27,6415,3 =1,8.

Проектом количество камнерезных машин принимается 2.

Для выполнения годового объема добычных работ необходимо совершить пропил: 16077х0,83=13344 м2. При гарантированной сменной производительности камнерезной машины, равной 6 кв. м, затраты времени на годовой объем добычи составит: 13344:6=2224 машиначас.

Расчет необходимого количества экскаваторов

Годовой объем вскрышных работ составляет 19292 м3.

Усредненная категория вскрышных пород по трудности экскавации по ЕНиР - II.

Коэффициент разрыхления - 1,27.

Коэффициент экскавации - 0,6.

Коэффициент наполнения ковша - 0,9.

Погрузка горной массы производится в автосамосвалы КАМАЗ-5511 грузоподъемностью 10 тн.

Сменная производительность экскаватора определяется по формуле:

, где

ТСм - продолжительность смены в мин 12*60 = 720 мин.;

ТПз - время на выполнение подготовительно-заключительных операций, 35 мин;

ТЛ - время на личные надобности, 10 мин;

ТП - время погрузки одного самосвала;

, где

NК - количество ковшей в автосамосвале;

NЛ=, где

    10 тн - грузоподъемность автосамосвала КАМАЗ -5511; 1,51 м3/тн - объемный вес вскрышных пород; 0,9 - коэффициент наполнения ковша; 1 м3 - емкость ковша;

NЦ - количество циклов за одну минуту;

, где

    60 сек - количество секунд в одной минуте; 22 сек - продолжительность 1 цикла экскавации;

Мин

ТУ - время установки автосамосвала под разгрузку 0,5 мин;

VК - объем горной массы в целике в одном ковше.

М3, где

    1м3 - объем ковша; 1,27 - коэффициент разрыхления;

К3=0,9 - коэффициент, учитывающий потери времени при зачистке подъездных путей автотранспорта к экскаватору;

КВ=0,8 - коэффициент использования экскаватора.

Таким образом, сменная производительность экскаватора равна:

М3

Годовой объем работ - 19,29 тыс. м3.

Необходимое количество экскаваторов для производства погрузочных работ:

, где

    19292 м3 - годовой объем погрузочных работ по вскрыше; 675 м3/см - сменная производительность экскаватора; 300 дней - количество рабочих дней в году;

Годовую программу вскрышных работ экскаватор выполнит за:

Смен или за 12*28,6 = 343,2 часов.

Экскаватор может использоваться также для погрузки малогабаритных отходов добычи. Объемы малогабаритных отходов составляют 30% от объема добытой горной массы и при значении годового объема добываемой горной массы 16077 м, равны 4823 м3.

Затраты времени на погрузку мелких отходов:

Смен или 12*8=96 часов.

Экскаватор, оснащенный гидроклином типа Delta F -15 используется также для отделки блоков камня от массива. На эти работы исходя из опыта аналогичных работ проектом предусматривается 200 часов. Следовательно, за год экскаватор должен отработать 343+96+200= 639 часов.

Проектом принимается один экскаватор: HYUNDAI модель R-210LC-7.

Расчет необходимого количества автосамосвалов

Настоящим проектом для транспортировки вскрышных пород и отходов предусматривается использовать автосамосвал КАМАЗ 5511, технические характеристики которого приведены в текстовых приложениях. Погрузка товарных блоков предусматривается в основном на автомашину заказчика.

Сменная производительность автосамосвала определяется по формуле:

Где, Т= 480 мин - время смены в мин;

ТПз=35 мин - время подготовительно-заключительных операций;

ТЛ=10 мин - личное время;

ТР - время рейса.

ТР= ТП+ТПод+ТР+ТД

Где, ТП=3,3 мин - время погрузки;

ТПод=0,5 мин - время подъезда под погрузку;

ТР=1 мин - время разгрузки;

ТД - время движения автомобиля из забоя к приемному бункеру и обратно.

Время движения автомобиля определяется по формуле:

Где, 60 - количество минут в часе

2 - коэффициент, учитывающий пробег автомобиля в два конца;

L = 0,5 км - среднее расстояние транспортировки пород до отвала;

Vt =10 км/час - среднетехническая скорость автомобиля по дорогам без покрытия.

Мин

Таким образом, время, за которое автосамосвал совершает 1 рейс

ТР=3,3+0,5+1+6 = 11,1 мин 11 мин.

VР - объем полезного ископаемого перевозимого за 1 рейс

М3

Сменная производительность автосамосвалов равна:

М3

Необходимое количество автосамосвалов определяется по формуле:

Где, 19292 м3 - годовой объем вскрышных работ;

    1,1 - коэффициент неравномерности перевозок; 262 м3/см - сменная производительность 1 самосвала; 300 - количество рабочих дней в году 1 - количество смен в сутки; 0,8 - коэффициент, учитывающий выход автомашин на линию.

Годовой объем перевозок автосамосвал выполнит за:

рейса.

Пробег при этом составит: 2914*2*0,5 = 2914 км.

Кроме этого, необходимо перевезти в отвал крупный скол в объеме: 11,7м3/сут или 25,7 тонны. Крупный скол будет грузиться автокраном, поэтому определим производительность автосамосвала при погрузке автокраном.

Число циклов крана, необходимое для загрузки одного автосамосвала, составит:

ПК=СТ(Qxj)=10 (0.2x2.2)=22,7, принимаем 23.

Где: СТ - грузоподъемность автосамосвала, 10,0 тн; Q - объем куска при одном подъеме, 0,2 м3.

J-объемная масса в целике, 2,2 тн/м3. Время загрузки определим по формуле:

Т3=ПК/ПЦ+ТПод=23/0,5+0,5=46,5 мин.

Где: ПЦ=0,5 - число циклов крана в минуту;

TПод - время подъезда

Таким образом, tU=t3+tP+tМ+tM=46,5+1,0+3+2,1=52,6 минут.

Тогда ПА=(60х12х10х0,9х0,9)/52,6=110,8 тн/см

Всего машин потребуется 0,1+0,14=0,24 автомашина. Проектом принимается как одна машина (автосамосвал КАМАЗ 5511). С учетом перевозки вскрышных пород, а также отходов, годовой пробег составляет 2914+336= 3250 км.

Готовая продукция (товарные блоки) транспортируются потребителями собственным и наемным транспортом по маршруту Тузбель-Ош, Тузбель - Жалалабат, Тузбель-Бишкек.

Для перевозки товарных блоков при необходимости может использоваться еще один бортовой автомобиль КАМАЗ. Расстояние до ближайшего камнеобрабатывающего цеха (с. Куршаб) составляет 30 км. Годовой пробег грузового автомобиля равен 60*300=1800 км.

Расчет необходимого количества бульдозеров

Настоящим проектом предусматривается транспортирование вскрышных пород (плодородного слоя), отвалообразование, а также ремонтно-восстановительные работы на каръерных автодорогах производить при помощи бульдозера ДЗ-27 на базе трактора Т-130.

Категория вскрышных пород по СНиП - II.

Сменная производительность бульдозера определяется по формуле:

Где ТСм = 8 ч, продолжительность смены;

VПв - объем призмы волочения, определяется по формуле:

VПв=

Где hO=0,95 высота бульдозерного отвала

? = 2,53 ширина бульдозерного отвала

Б = 30О угол откоса развала

Tqб= 0.57737

Объем призмы волочения равен

VПв=м3

КВ=0.7, коэффициент использования бульдозера во времени;

КР=1.27, коэффициент разрыхления породы;

ТЦ - время цикла в секундах, определяется по формуле:

Где: LН = 5 м, расстояние набора породы бульдозером;

LП = 200 м, расстояние перемещения породы;

VН = 0.55 м/сек - скорость движения бульдозера при наборе породы.

VП = 1.1 м/сек - скорость движения бульдозера с грузом;

VВ = 1.7 м/сек - скорость движения назад;

TПп = 10 сек. время переключения передач.

Таким образом, время одного цикла равно:

Сменная производительность бульдозера равна:

М3

Годовую программу работ бульдозер выполнит за

смен или 480 час.

При годовом объеме вскрышных работ 3760 м3 необходимое количество бульдозеров не превышает 1.

Кроме производства вскрышных работ, бульдозер будет использоваться для строительства и поддержания в рабочем состоянии автодороги, рабочей площадки. Всего на этих работах включая работу на отвале, бульдозер будет занят в среднем 2 час в смену.

За год бульдозер отработает 480+80 = 560 часов.

Вспомогательное оборудование и Автотранспорт

В целях пассировки некондиционных блоков и для забуривания шпуров укладке рельсов под баровую камнерезную машину проектом в качестве вспомогательного горного оборудования предусматривается один компрессор ПР-10М и набор переносных перфораторов ПР-28. Для разделки крупногабаритных блоков предусматривается также алмазно - канатное устройство "Надежда" в количестве 1 шт.

Для осуществления хозяйственной деятельности на карьере, доставки персонала карьера, запасных частей, смазочных материалов, предлагается использовать автомобиль УАЗ-3160 ("фермер"). Автомобиль будет использоваться 300 дней в году, среднедневной пробег составит 30 км.

Годовой пробег составит 9000 км. С учетом того, что этот же автомобиль будет использоваться в качестве санитарной автомашины, годовой пробег автомобиля проектом принимается 12000 км в году.

Для орошения и пылеподавления в забое и на дорогах в карьере предусматривается поливомоечная машина типа ПМ-130А, которая в зимнее время используется как снегоочистительная.

Товарные блоки с карьера отгружаются колесным автокраном КС-5363 (КС-4561), грузоподъемностью - до 25,0 тонн.

Средний объем блока 6,4 м3, его вес составит: 6,4 x 2,2 =14,08 тонн.

Продолжительность цикла автокрана 12 мин. В сутки, в среднем отгружается выход не более 2-х блоков. Кроме того, этим же краном будет отгружаться некондиционные отходы больших размеров.

Спецификация оборудования

Принимая во внимание результаты расчетов настоящего проекта, а также с учетом требований к организации каръерного хозяйства, на участке открытых работ необходим следующий набор горного оборудования.

Спецификация основного горного оборудования

Виды оборудования

Кол-во

1.

Камнерезная машина "Виктория" МКБ-6

2

2.

Автокран КС - 5363 (25 тонн)

1

3.

КамАЗ бортовой

1

4.

КамАЗ -5511 (автосамосвал)

1

5.

Автомобиль УАЗ - 3160

1

6.

Экскаватор HYUNDAI R-210LC-7

1

Вспомогательное горное оборудование

1.

Компрессор ПР-10М

1

2.

Перфоратор ПР-28

2

3.

Бульдозер Т - 130

1

4.

Алмазно-канатное устройство "Надежда"

1

5.

Гидроклин навесной Delta F -15

1

6.

Автоводовоз ЗИЛ - 130

1

7.

Пресс камнекольный ПКА-800

1

Похожие статьи




Система разработки и технологическая схема горных работ - Отработка локального участка месторождения

Предыдущая | Следующая