Разработка Мыковского карьера лабрадоритов

длине с использованием станков строчечного бурения и перфораторов.

5.2. Расчёт технологического комплекса по подготовке к выемке блоков

лабрадорита термобурохимическим методом.

Группа пород по СНиП 9-ой категории; трещиноватость: Q=3,8 м; E=8,7 м;

L=1,7 м; коэфициент удельной линейной трещиноватости, 1/м: КQ=0,11;

КS=0,59; КL=0,26.

При этом размры блока и монолита определяются параметрами

камнеобрабатывающего станка СМР-075 и трещиноватости массива:

1. а = 2,7м - длина блока;

2. в = 1,9м - ширина блока;

3. h = 1,5м - высота блока;

4. n1= 2 - кратность ширины монолита;

5. n2= 3 - кратность высоты монолита;

6. n3 = 3 - кратность длинны монолита;

Размеры монолита 8,1х3,8х3,0 м.

Расчет паспорта работ с использованием НРС проводится исходя из

условий: средняя высота уступа НУ=3 м: размещение шпуров вертикальное;

диаметр шпура Dш=42 мм.

Длинна шпура, при использовании НРС, равна 2/3 высоты блока. При этом

НРС размещается в шпуре по всей его длине и равен 2,7 м. Масса НРС на один

шпур:

[pic]

где: lш - длина шпура;

Р - масса НРС в 1 м шпура, диаметром 42 мм;

[pic]

Необходимое количество шпуров для откалывания монолита с

использованием НРС определяется из соотношения:

[pic],

где: [pic] - расстояние между шпурами;

RШ - радиус шпура, м;

Р - давление в середине шпура, создаваемое НРС, МПа;

(р - предел прочности на растяжение, МПа;

[pic]

[pic].

Сумарная масса НРС на откалывание монолита:

[pic]

Удельное количество шпуров на плоскости обнажения при откалывании

монолита с использованием НРС:

[pic],

Удельная длинна шпуров на плоскости обнажения при откалывании

монолита НРС:

[pic]

где: К2=0,9 - коэфициент недобуривания до противоположной плоскости.

[pic].

Удельная плоскость обнажения при откалывании монолита

от массива при помощи НРС:

[pic].

Удельная площадь обнажения при термическом резании:

[pic].

Удельная площадь обнажения раскалыванием на блоки:

[pic].

Удельная длина шпуров на плоскостях обнажения раскалывынием

монолита на блоки:

[pic]

где: К2=0,25 - коэфициент недобуривания до противоположной

плоскости.

Коэфициент, который учитывает технологическое разрушение гранита в

искусственных плоскостях обнажения, для способа подготовки блоков к выемке

при помощи НРС:

[pic]

где: (НРС - технологическое разрушение пород в плоскостях обнажения при

подготовке блоков к выемке при помощи НРС;

(Т - технологическое разрушение породы в плоскостях обнажения при

термическом резании;

ST, SНРС БЛ, SНРС М - удельные плоскости обнажения при откалывании

монолита и раскалывании его на блоки.

[pic].

Коэфициент выемки блоков из добытого полезного ископаемого при помощи

НРС:

[pic].

Производительность комплекса оборудования при термобурохимическом

способе подготовки блоков к выемке с применением НРС:

[pic]

5.3. Расчёт количества буровых станков.

Буровые работы в карьере выполняются хозяйственным способом.

Определяется из условия нормальной работы экскаватора в течении

двадцати дней:

[pic].

Количество погонных метров шпуров, которые необходимо пробурить для

отделения одного монолита, составляет:

[pic],

где: V 1 – выход горной массы с одного погонного метра скважины, м3;

[pic],

где: V – выход горной массы с одной скважины, м3;

Годовой объём бурения:

[pic],

Сменная производительность бурового станка СБУ-100Г, с учётом группы

пород (IX), составляет Vбс=13 м/см при следующих характеристиках:

1. Диаметр долота, мм – 105.

2. Диаметр штанги, мм – 89.

3. Усилие подачи, кН – 7,6.

4. Частота вращения става, с-1 – 0,8.

5. Скорость передвижения станка, км/ч – 0,85.

6. Высота в транспортном положении, м – 1,6.

7. Пневмоударник – П-105.

Годовая производительность станка:

[pic]

Количество буровых станков принимаем:

[pic].

Аналогичный расчёт проводится для станков ССБ-2А.

Бурение торцевых шпуров и шпуров для отделения монолитов от массива

принимаем станками строчечного бурения типа ССБ-2А в количестве – 2 шт.,

оснащённых двумя перфораторами ПП-63В. Кроме того, для проходки щелей и

устранения зажатых мест принимается станок СБУ-100Г в количестве – 1 шт.

6. СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ И СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ.

1. Система разработки и технологическая схема горных работ.

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.

Технологическая схема добычных работ предусматривает получение

товарных блоков в две стадии и включает стадии отделения от массива

монолитов и разделку их на блоки нужных размеров.

Вертикальный транспорт блоков принят самоходными стреловыми кранами,

перевозка блоков на склад и окола на переработку или на склад

технологическим автотранспортом. Транспортировка попутного ископаемого

(каолины и суглинки) – автотранспортом потребителя.

Отделение монолитов от массива производится в основном с помощью НРС.

Разделка монолитов на блоки производится с помощью гидроклиновой установки

СМП-075. Пассировка блоков - пневматическими молотками. Разрыхление

скальной вскрыши и проходка траншей производится с помощью НРС. В качестве

погрузочного оборудования приняты одноковшовые экскаваторы ЭО-4111Б, краны

автомобильные самоходные КС-5363.

В связи со специфическими условиями карьера блочного камня (небольшой

объём работ по погрузке) для погрузки окола, отходов и вскрыши принимается

один одноковшовый экскаватор ЭО-4111Б с ковшом ёмкостью 1 м3, для отгрузки

попутного ископаемого и в качестве резерва такой же экскаватор.

Ширина рабочей площадки добычных уступов при двустадийной схеме добычи

блоков согласно «Нормам технологического проектирования предприятий

промышленности по добыче и обработке облицовочных материалов из природного

камня» (НТП), п. 6.2. составляет:

[pic],

где: А=3 м – ширина отделяемого монолита;

П1=10 м – ширина полосы безопасности;

Пр=10 м – ширина полосы для разделки монолитов на блоки;

Пп=4,5 м – ширина транспортной полосы для автосамосвалов;

По=2,25 м – ширина обочин при однополосном движении;

Пв=7 м – ширина полосы для размещения вспомогательного оборудования;

Пб=3 м – ширина полосы безопасности по верхней бровке нижележащего уступа.

Отсюда Ш1=42,5 м.

Ширина рабочей площадки уступа мягкой вскрыши Ш2=30 м.

Основные параметры системы разработки, увязанные с технологией горных

работ, приводится в таблице 6.1.

Таблица 6.1.

| Наименование параметров |Ед. |Уступы |Добычные |

| |изм.|мягкой |Уступы |

| | |вскрыши | |

|Количество уступов |шт. | 1 | 5 |

|Отметки рабочих горизонтов |м |По кровле |181, 175, |

| | |скал. вскр.|169, |

|Высота уступов |м | |163, 157 |

|Ширина рабочей площадки |м |2,0-5,0 |1,0-6,0 |

|Ширина выездной траншеи |м |30 |42,5 |

|Ширина транспортной бермы |м |15,8 |15,8 |

|Угол откоса уступа |град|16 |14,5 |

|Рабочего | | | |

|Нерабочего | |45 |90 |

|Длина фронта работ | |30 |90 |

|Угол погашения борта карьера |м |50-160 |50-160 |

|Ширина предохранительной бермы |град| |65 |

|11. Ширина заходки | | |12 |

| |м |6 |3 |

| |м | | |

6.2. Расчёт количества добычных экскаваторов.

Сменная производительность расчитывается по формуле:

[pic],

где: Тсм=480 – продолжительность смены, мин;

Тпз=35 – время подготовительно-заключительных операций, мин;

Тлн=10 – время на личные надобности, мин;

Тпс=5 – время погрузки, мин;

Туп=2 – время установки под погрузку, мин;

Qк – объём горной массы в ковше экскаватора, м3.

[pic],

Число ковшей nк определяется:

[pic],

где Ст – грузоподъёмность автосамосвала КрАЗ-256Б.

Техническая производительность:

[pic],

где: Кр=1,4 – коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора; Кн=0,75 -

коэффициент наполнения ковша экскаватора.

Количество экскаваторов определяется по формуле:

[pic],

где: Qсм пр - сменная производительность предприятия, м3/см;

Кпер - коэффициент неравномерности подачи транспорта;

Ки - коэффициент использования оборудования во времени.

Принимаем один эксковатор ЭО-4111Б.

Коэффициент использования экскаватора за смену:

[pic],

где: Qп – объём добычи для одного экскаватора за смену, м3/см;

Qэ – сменная производительность экскаватора, м3/см.

3. Завалка монолита.

Выход блоков из добытого карьере полезного ископаемого колеблется в

границах 10-60%, что создаёт значительный объём сопутствующей горной массы,

которая требует организации её погрузки и транспортирования. Указанные

факторы обуславливают необходимость для большинства карьеров использовать

технологическую схему с нижней погрузкой как наиболее эффективную для

работы транспортных средств и погрузочных механизмов.

Отделённые от массива монолиты опрокидываются на подошву карьера на

мягкое основание из щебня для последующей разделки.

Для опрокидывания монолитов и оттягивания их от забоя используется

бульдозер ДЗ-101.

Для растягивания каната используются вспомогательные пневматические

лебёдки ШВ-630-0,35П/ЛПР-3м/ в количестве 2 шт, устанавливаемые на кровле

уступа.

4. Разделка монолитов на блоки.

Разделка монолитов на блоки нужных размеров производится невзрывным

способом с помощью гидроклиновой установки СМП-075.

По линии раскола монолита через 0,4 – 0,5 м пробуриваются шпуры

диаметром 36 мм. Расход бурения на 1 м3 горной массы составляет (по данным

практики) 1,5 погонных метра. Бурение шпуров принято перфораторами ПР-30В.

Расчётный объём бурения в смену составит: 1,5*51,92=77,88 пог.м. Где

51,92 м3/см – сменная производительность карьера по горной массе.

Норма выработки бурильщика в породах IX группы составляет 23 м/см (НТП-

77, п. 5.3.4). Расчётное количество перфораторов, задалживаемых в одну

смену для разделки монолитов на товарные блоки составит: 77,88/23=4 шт.

Потребителями сжатого воздуха в карьере являются станки строчечного

бурения и перфораторы.

Расчёт потребности в сжатом воздухе представлен в таблице 6.2.

Таблица 6.2.

| Потребители |Количест- |Расход воз-а |Коэф. | Общий |

| |во |1-м потреб. |К |расход |

| | |м3/мин | |м3/мин |

|1.Станки срочечного | | | | |

|бурения ССБ-2А |2 |4,5 |0,9 |8,1 |

|2.Перфораторы ПР-30В |4 |3,5 |0,85 |11,9 |

|Итого: | | | |20,0 |

Потребность в сжатом воздухе составляет:

[pic],

где: N – количество одновременно работающих механизмов; q – расход воздуха

одним потребителем, м3/мин.; К – коэффициент одновременности работы.

Обеспечение работ сжатым воздухом предусматривается с помощью

передвижных компрессорных станций типа ДК-9М.

При производительности одного компрессора 10 м3/мин, число

компрессоров в работе принимаем 3 шт. и один резервный.

5. Вертикальный транспорт блоков.

Основным оборудованием, которое используется для выемки и погрузки

блоков и продуктов крупного размера, сопутствующих добыче, являются

стреловые краны.

Для вертикального транспорта блоков приняты самоходные стреловые краны

на пневмоходу КС-5363, грузоподъёмностью 25 тонн. В соответствии с объёмом

работ принимаем два крана. Погрузочные работы выполняются машинистом крана.

Для выполнения вспомогательных работ (зачистка рабочих площадок,

перемещения блоков и негабарита, окучивания окола) принимается два

бульдозера ДЗ-101.

6. Организация добычных и погрузочных работ.

Добыча блоков принята по двустадийной схеме, включающей отделение

монолитов, завалку его на подошву уступа и последующую разделку на блоки.

Если же расстояние между трещинами невелико, добыча блоков организуется по

одностадийной схеме, т.е. отделение блоков производится прямо в забое.

При одностадийной схеме высота уступа не должна превышать 1.5. м, а

выкалывание блоков должно производится сверху вниз, ширина рабочей площадки

на подуступе должна быть не менее 3-х метров.

Фронт работ каждого забойного рабочего должен быть не менее 10 м, а

расстояние между кольщиками не менее 4 м.

На карьере применяется бригадная организация труда, при которой

рабочие по добыче блочного камня сводятся в две комплексные бригады по 6 –

7 человек в каждой, и выполняют все работы, связанные с отделением

монолитов, завалкой и разделкой их, а также обкалыванием блоков. Каждая

бригада имеет собственный фронт работ, а сами работы ведутся в

восьмичасовую рабочую смену.

В течение первого пятилетия работы ведутся на горизонте 181 м (первый

добычной уступ).

Календарный план добычных работ составлен на пять лет работы карьера с

соблюдением основных параметров системы разработки и представлен в таблице

6.3.

Таблица 6.3.

|Год ра-|Объём добычи |Средняя |Средний |Среднее | |

| |в целике, м3 |мощность|фронт ра- |годовое |Примечание |

|боты | | |бот, м |продвигание | |

| | |м | |фр. | |

| | | | |работ, м | |

|1999 | 4050 | 4,50 | 40,00 | 22,5 |По уступу 181|

|2000 |6739 |4,50 |40,00 |37,44 | |

| | | | | |По уступу 181|

|ГКР | | 4,50 | 68,00 | 44,12 |По уступу 181|

|2001 |13500 | | | | |

| | |Отсыпка въездной траншеи на уступ 181,0 м |

|2002 | 13500 | 5,00 | 160,00 | 16,88 |По уступу 181|

|2003 |13500 |5,00 |200,00 |12,05 | |

| | | | | |По уступу 181|

6.7. Вскрышные работы.

Вскрышные породы на месторождении представлены мягкой и скальной

вскрышей. К мягкой вскрыше отнесены почвенно-растительный слой, пески и

кора выветривания лабрадоритов.

Мягкие вскрышные породы относятся ко II группе грунтов по СниП-82,

скальные к IV группе пород.

Средняя дальность транспортирования вскрыши до 1 км. Отвалы

располагаются на южном борту карьера. Почвенно-растительный слой

разрабатывается и складируется отдельно и используется при рекультивации

земель.

Календарный план вскрышных работ составлен на пять лет. При этом

обеспечивается нормативное количество готовых к выемке запасов, сохранение

рабочих площадок и безопасное ведение горных работ. План работ представлен

в таблице 6.4.

Таблица 6.4.

|Среднее год. |Средняя дли-|Ср. мощность вскр., м|Объём в целике, м3 |

|продвигание | | | |

|фронта работ,м|на фронта | | |

| |работ, м | | |

| | |всего|в том числе |всего |в том числе |

| | | |скальн|каолин | |скальн.|каолин |

| | | |. | | | | |

| | |5,80 |1,80 |1,00 |20399,|3000,0 |2000,0 |

|16 |155,00 |6,20 |1,30 |1,00 |0 |3224,0 |2480,0 |

|17 |155,00 |6,20 |1,40 |1,50 |15376,|3689,0 |3952,5 |

|14 |190,00 |6,00 |1,60 |1,80 |0 |4256,0 |4788,0 |

|20 |100,00 |5,50 |2,00 |2,00 |16337,|4000,0 |4000,0 |

| | | | | |0 | | |

| | | | | |15960,| | |

| | | | | |0 | | |

| | | | | |11000,| | |

| | | | | |0 | | |

| |79072,|18169,0|17220,5|

|Итог за пять лет |0 | |0 |

| |15814,|3633,8 |3444,10|

|Среднегодовой объём за пять лет |4 | | |

Высота уступа по мягкой вскрыше колеблется в пределах от 2,0 до 5,0 м.

Отдельный уступ по скальной вскрыше отсутствует, так как средняя мощность

скальной вскрыши по месторождению составляет 1,91 метр, а при мощности

уступа до 1,5 – 2,0 метров скальная вскрыша отрабатывается совместно с

полезным ископаемым.

Для производства вспомогательных работ на вскрыше будет использоваться

бульдозер, принятый для вспомогательных работ на добыче.

7. ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ.

За период разработки месторождения в отвалы подлежит разместить 304,5

тысяч м3 вскрышных пород, в т.ч.:

1. Почвенно-растительный слой – 19,8 тыс. м3;

2. Мягкой вскрыши – 262,7 тыс. м3;

3. Скальной вскрыши – 22,0 тыс. м3.

Из-за небольших размеров карьера в ближайшее время не представляется

возможным осуществить внутреннее отвалообразование. Поэтому, в соответствии

с актом выбора площадок для строительства Мыковского карьера, намечается

расположение отвалов вскрышных пород на южном борту карьера на площадке

размером 1,91 га. Укладке в отвал подлежат в основном скальные породы.

Объём скальных пород, подлежащих укладке в отвал, составляет 22 тыс.

м3.

Рыхлые вскрышные породы используются для рекультивации (землевания)

болотистых и непригодных для сельскохозяйственного использования земель.

Способ отвалообразования – бульдозерный.

Укладка отвалов производится одним ярусом высотой до 7 м.

Производительность бульдозера:

[pic],

где: Vпв – действительный объём призмы волочения, м3; Кд – коэффициент

изменения производительности бульдозера в зависимости от величины уклона и

дальности перемещения породы; Тц -–продолжительность рабочего цикла

бульдозера, с; Крп – коэффициент разрыхления породы в призме волочения.

Объём призмы волочения в плотном теле 5,4 м3. Время цикла – 48 с.

Время рабочего цикла бульдозера определяется по формуле:

[pic]

где: tн - время набора (выемки) породы, с; tдг и tдп - время перемещения

породы и обратного хода бульдозера, с; tв - время вспомогательных операций,

приходящихся на рабочий цикл бульдозера, с.

8. КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ.

1. Выбор типа транспорта для транспортирования вскрышных пород и полезных

ископаемых.

На Мыковском карьере производятся товарные блоки в количестве:ІІ

категории – 4000 м3; ІІІ и ІV категории – 1000 м3.

Карьерным автотранспортом предусматривается перевозка блоков на склад

готовой продукции, расположенный на промплощадке, отходов камнедобычи и

затронутого выветриванием лабрадорита на Быстриевский карьер для

переработки на щебень, вскрышных пород – в отвал.

Исходя из дальности транспортирования (до 1 км), производительности

погрузочного оборудования (табл. 8.1.) и веса одного блока (до 10 т) для

транспортирования горной массы целесообразно использовать автосамосвалы

КрАЗ-256Б.

Таблица 8.1.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10