Курсовой проект по технология подземной разработки полезных ископаемых

Министерство образования и науки РФ Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Кафедра подземной разработки месторождений полезных ископаемых

Курсовая работа

Тема: Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

Дисциплина: «Подземные горные разработки»

Экологический потенциал каждой страны определяется, и в ближайшие десятилетия будет определяться уровнем производства металлов.

Существует следующие способы добычи руд:

подземный механизированный (т.е. обычный),

подземный физико-химический открытый добыча со дна морей и океанов.

Основными остаются подземный механизированный и открытый способ разработки.

С переходом на более глубокие горизонты открытый способ разработки становится все менее выгодным. Кроме того, при открытом способе и большой глубине разработки земная поверхность нарушается на длительное время на очень большой площади, как в результате самих работ, так и в связи с размещением пустых пород. С другой стороны, при открытом способе имеются широкие возможности дальнейшего увеличения размеров оборудования.

С учетом условий разведанных месторождений можно считать, что в перспективе удельный вес подземного способа будет постепенно возрастать.

Исходные данные для проектирования

1. Общие положения

Разрезы и запасы рудного поля.

По данным размерам поля подсчитываем балансовые запасы.

т.

т.,

где mн — мощность рудной залежи в соответствии по нормам, м;

Hн, Hk — начальная и конечная глубина разработки соответственно, м;

— угол падения рудной залежи, град;

Vp — объемная плотность руды, т/м3

Промышленные запасы, подлежащие отработке подземным способам (Бп) определяются путем исключения запасов, отрабатываемых открытыми разработками (Б0):

Бп=Бб-Б0, т. Б0=0

Запасы, отрабатываемые открытым способом, определяются предельной глубиной карьера.

Месторождение горизонтальное, то при Н/тв>Кгр.

Применяем подземный способ разработки:

Н — мощность налегающих пород,

Mв — вертикальная мощность рудного тела, Кгр — граничный коэффициент вскрыши, м/м3;

Кгр=8.

Все запасы, располагающиеся ниже дна карьера, подлежат выемки подземным способом, а контуры карьера должны быть учтены при выборе мест заложения вскрывающих подземных выработок и промплощадок шахт.

Производительность и срок существования рудника.

Расчетная производительность рудника определяется по горным возможностям и проверяется по нормальному сроку существования рудника.

Для горизонтальных месторождений производственная мощность определяется по формуле:

А=

где Бп — промышленные запасы карьера для подземных горных работ, т;

t — предполагаемый срок службы рудника, лет (т 2.4)

Задача решается методом приближения следующим способом: принимаются срок службы, определяется производительность, проверяется соответствие расчитаной производительности экономически целесообразному сроку службы (т. 2.4)

2. Экономически целесообразный срок службы рудника

По расчитаной производительности определяем фактический срок существования рудника.

где tраз+tзат — время на развитие и затухание работ, лет. (5 лет)

лет.

Режим работы предприятия.

Продолжительность рабочей недели трудящихся принимать:

на подземных работах 36 ч.

на поверхности (кроме горячих и вредных цехов) 40 ч.;

число рабочих дней в недели для всех категорий трудящихся 5;

продолжительность смены для подземных рабочих 7,2 ч.

Режим работы рудника по добыче черных металлов принимать: для шахт производительностью до 500 тыс. т. в год — 251;

3. Вскрытие месторождения

3.1 Высота этажа, подготовка, тип подземного транспорта. Зона сдвижения пород

Высота этажа принимается по параметрам принятой системы разработки.

Горизонтальные месторождения имеют панельную подготовку. Откаточные выработки, как правило, проходят в подстилающих породах. На концентрационных и этажных горизонтах (при поэтапном вскрытии), а также на откаточном горизонте для полых залежей используется электровозный транспорт (т. 3.1).

На калийных и марганцевых рудниках вместо электровозов применяют ленточные конвейеры.

Табл. 3.1 — Область применения электровозов и вагонеток

На промежуточных горизонтах применяется преимущественно самоходное оборудование (автосамосвалы, ПДМ, самоходные вагоны).

Вскрывающие выработки, здания, сооружения поверхности располагаются за зоной сдвижения горных пород. Углы сдвижения принимают по опыту рудников (т. 3.2)

Табл. 3.2 — Углы сдвижения пород при полной подработке

Зону сдвижения отстраивают от конечной глубины разработки (рис. 3.1.)

Рис. 3.1 — Углы сдвижения пород при полной подработке при углах () падение залежи Берма безопасности имеет ширину для объектов 1 категории охраны — 20 м. К первой категории охраны относятся стволы шахт, копры, здания подъемных машин, районные электростанции, магистральные железные дороги и станции МПС, высоковольтные линии, электропередач.

3.2 Обоснование варианта вскрытия

Тип, число вскрывающих выработок, их сечение.

Тип, число и схемы расположения вскрывающих выработок принимаем в зависимости от длины вскрытия, глубины разработки, производственной мощности рудника и принятой схемы вентиляции.

Клетевой ствол и один или два вспомогательных ствола, оборудованных клетью с противовесом:

А — до 500 тыс. т. в год, Н — до 300 м.

Сечение выработок, по которым подается воздух проверяются по допустимой скорости движения воздуха. Количество воздуха, необходимо для проветривания рудника, определяем по формуле:

для шахт с годовой производительностью до 900 тыс. т.

м3/ч, где, А — годовая добыча шахты, млн. т [https://referat.bookap.info, 11].

Скорость вентиляционной струи воздуха определяется:

м/с < Vдоп.,

где Sсв — площадь поперечного сечения выработки (ствол, квершлаг), м;

— коэффициент уменьшения сечения за счёт армировки (в стволе), =0,8.

м/с.

Табл. 3.3 — Характеристика типовых вертикальных стволов для рудных шахт с годовой производительностью 0,-0,8 млн. т.

3.3 Оборудование подъема, околоствольные дворы, подземные дробильные комплексы

Табл. 3.5 — Примерный объем околоствольного двора (клетевые и скиповые ветви без камер и бункеров) главного рудоподъемного ствола

Тип околоствольного двора принимаем в зависимости от производительности рудника и способа подъема: тупиковый односторонний — производительность до 300 тыс. т в год.

рудник вскрытие отбойка Табл. 3.6 — Трансформаторные подстанции околоствольных дворов

Табл. 3.7 — Размер подземных бункеров

Табл. 3.8 — Насосные станции

Табл. 3.9 — Область применения дробильных комплексов в зависимости от мощности предприятия

3.4 Объемы горно-капитальных работ

Объемы горно-капитальных работ определяются сечением, длиной количеством выработок. В объемы горно-капитальных работ включаются все горные выработки, необходимые для пуска рудника (шахты) в эксплуатацию с достижением полной производительности, т. е. полные объемы главных, вспомогательных и вентиляционных стволов (штолен), околоствольных дворы, квершлаги и штреки пусковых горизонтов, капитальные рудоспуски, выработки комплексов подъемного дробления и загрузки скипов. Результаты заносят в табл. 3.10.

Табл. 3.10 — Объем горно-капитальных работ

4. Система разработки

4.1 Выбор системы разработки

В соответствии с исходными данными производится предварительный выбор конкурирующих систем разработки.

Табл. 4.1 — Условия применения наиболее распространенных в отечественной и зарубежной практике систем разработки

4.2 Обоснование параметров системы разработки (описательного характера по данным литературы и практики)

Дается описания выбранной системы разработки. Предварительно перед этим выбираются основные размеры выемочного участка.

Выемочный участок включает часть запасов шахтного поля, для отработки которого применена в полном комплексе та или иная система разработки. При наклонном или крутом залегании рудного тела выемочным участком служит блок, при пологом и горизонтальном залегании — панель, блок, столб. Ширина панели и размеры целиков выбираются таким же образом, как и для сплошной системы.

Ширина панели составляет от 80−130 м. До 400−600 м. при разработки калийных солей. Ширина камер 8−20 м., поперечные размеры целиков такие же, как и при сплошной системе. В случае механической отбойки руды ширина камер принимается равной ширине прохода комбайна или двух-трех проходов с разделяющими их тонкими целиками.

Подготовка производится, так же как и при сплошной системе разработки, с теми лишь отличиями, что во0первых, рудный панельный штрек сбивают с каждой камерой, во-вторых, рудная подготовка применяется в полых залежах не только при использовании самоходного оборудования, но и при имеющих место на калийных рудниках транспортировании руды конвейерами, т.к. они могут работать при значительных уклонах.

Высоту выемочного участка, зависящую от мощности и длины рудного тела, угла его падения, устойчивости полезного ископаемого и вмещающих его пород, принимают равной: мощности, не превышающий её предельных значений. Длину выемочного участка принимают равной 100 м. Ширину выемочного участка, зависящую от мощности рудного тела, устойчивости полезного ископаемого и вмещающих пород, принимают равной 50 м.

Уступ — часть очистного забоя, образованная двумя пересекающимися плоскостями. Он создается при невозможности или нецелесообразности одновременной выемки руды по всей площади очистного забоя. По размерам в очистном забое различают длинные (более 10−15 м.) и короткие (от 1.5 м. и более) уступы и по расположению горизонтальные, вертикальные и диагональные уступы. Высоту уступов применяем 2.5−5 м.

Целики — часть запасов п.и., не извлеченных или временно не извлекаемых в процессе выемочного участка. Они служат для охраны горных выработок, наземных сооружений, управление горным давлением и других целей. По назначению целики делят на опорные, панельные, барьерные и предохранительные, а по сроку службы — на временные и постоянные. Постоянные целики оставляют при невысокой в них ценности п.и., а временные при более ценном, допускающем получение экономического эффекта от их разработки. Опорные целики оставляют внутри выемочного участка в виде столбов различной формы и размеров или сплошных лент. Панельные и барьерные целики обычно сплошные, их оставляют на границах выемочного участка для сохранения панельных штреков и поддержания кровли выработанного пространства.

Табл. 4.2 — Запасы руды в блоке

Выбор (описательный) технологических схем и оборудования для основных процессов (отбойка, выпуск, доставка) Применяется метод отработки каждого элемента блока. В зависимости от принятого метода отработки элемента блока. (панели) применяется схема механизации основных производственных процессов (табл. 4.3.). Выбирается тип машины, механизма или комплекса машин. Следует стремится к однотипному оборудованию для всех элементов блока (панели).

Табл. 4.3 — Примерные схемы механизации очистных работ

Табл. 4.4 — Нормативные показатели потерь разубоживания по элементам систем разработки

Перечень производственных процессов (бурение, заряжание и взрывание, выпуск, погрузка и доставка руды, крепление, закладка и т. д.) Определяется в соответствии с намеченными методами отработки элементов блока и стадийностью очистных работ. Обоснование способа отработки руды для каждого элемента блока можно дать, пользуясь рекомендацией.

Табл. 4.5

Табл. 4.6 — Перфораторы и бурильные установки для очистных работ