Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

В.Ф. Колесников Технология и комплексная механизация открытых горных работ. Программа, методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсового проекта

.pdf
Скачиваний:
163
Добавлен:
19.08.2013
Размер:
153.36 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом

ТЕХНОЛОГИЯ И КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

Программа, методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсового проекта для студентов заочной формы обучения (в том числе с сокращенным сроком обучения на базе среднего профессионального образования) специальности

090500 «Открытые горные работы»

Составитель В.Ф. Колесников

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 7 от 22.04.03

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 090500 Протокол № 7 от 22.04.03

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2003

1

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Технология и комплексная механизация открытых горных работ», на изучение которой по государственному стандарту предусматривается 152 часа, в том числе 68 часов лекций, 36 часов лабораторных занятий и 16 часов практических занятий, при заочной форме обучения имеет следующую раскладку.

Студенты-заочники со сроком обучения 5 лет и 10 месяцев изучают данную дисциплину в течение двух семестров. В 9 семестре изучаются разделы 1.1, 1.2, 1.3 данного методического указания, выполняются лабораторные занятия по указанной тематике и контрольные работы, обобщается изученный материал. В зимнюю сессию данный материал рассматривается на занятиях (8 часов – лекций, 6 часов – лабораторных занятий) и сдается зачетом. В 10 семестре изучаются разделы 1.4 и 1.5 данного методического указания, выполняются лабораторные задания по указанной тематике и курсовой проект. В летнюю сессию данный материал рассматривается на занятиях (6 часов – лекций, 6 часов – лабораторных занятий), защищается курсовой проект и сдается экзамен.

Студенты-заочники со сроком обучения 3 года и 3 месяца (на базе среднего профессионального образования) изучают данную дисциплину в 5 семестре полным объемом и выполняют курсовой проект. В зимнюю сессию проводятся занятия (20 часов лекций, 10 часов – практических занятий), защищается курсовой проект и сдается экзамен.

Дисциплина «Технология и комплексная механизация открытых горных работ» является основным курсом, обеспечивающим необходимый объем знаний студентов в области открытой разработки рудных, угольных и нерудных месторождений полезных ископаемых.

Цель изучения дисциплины – получение и усвоение студентами знаний по технологии, комплексной механизации и организации открытых горных работ на современных карьерах, приобретение общих навыков по расчету параметров карьерных полей, технологических схем систем открытой разработки и вскрытия рабочих горизонтов карьеров.

Студент должен уметь:

– рассчитывать основные параметры карьеров, объемы вскрыши и полезного ископаемого в границах карьерных полей, производственную мощность и срок службы предприятия;

2

выполнить горно-геометрический анализ месторождения в границах карьера, построить графики режима горных работ и календарные графики для различных условий залегания полезных ископаемых;

выбрать систему комплексной механизации в соответствии с условиями открытой разработки месторождения;

сформировать грузопотоки горной массы при соответствующей системе комплексной механизации, выбрать способы вскрытия карьерного поля и определить объем строительства карьера для сдачи его в эксплуатацию, выбрать способ проведения горных выработок;

выбрать систему открытой разработки, определить ее параметры

вувязке с принятым горнотранспортным оборудованием; рассчитать комплексы основного и вспомогательного оборудования;

провести укрупненный экономический анализ технологических решений.

Закрепление теоретического курса предусматривается выполнением индивидуальных самостоятельных заданий в процессе его изучения, производственной практикой на горных предприятиях и выполнением курсового проекта.

1.СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Принципы открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Недра и их использование. Способы разработки месторождений полезных ископаемых. Достоинства и недостатки открытого способа.

Ведущие ученые в области открытой разработки. Объекты открытых горных работ.

Этапы освоения залежей полезных ископаемых.

Виды открытых разработок. Связь открытых разработок с условиями залегания месторождений. Деление залежей по углу падения.

Карьер и его параметры. Конструкция бортов и торцов карьера. Рабочий и нерабочий борта, их углы откосов. Главные параметры карьера. Запасы полезного ископаемого и объемы вскрышных пород. Установление производственной мощности карьера.

Коэффициенты вскрыши. Значение коэффициентов вскрыши при проектировании и эксплуатации карьера. Определение границ карьера.

Периоды открытой разработки. Общие понятия о поперечном и продольном направлениях развития горных работ.

3

Горно-геометрический анализ карьера. График режима горных работ и календарные графики горных работ для различных условий залегания месторождений при продольной технологии.

Структура комплексной механизации открытых горных работ. Технологические схемы комплексов оборудования. Сопряжение работы машин цикличного и непрерывного действия. Качественная и количественная комплектация основного и вспомогательного оборудования. Технологические циклы процессов и горных работ. Сменная и годовая производительность комплексов. Комплексы горного и транспортного оборудования, реализующие грузопотоки рабочих горизонтов и карьера в целом, при различных условиях залегания месторождений. Параметры грузопотоков.

1.2. Вскрытие рабочих горизонтов карьера

Взаимосвязь грузопотоков и вскрытия карьера. Общие понятия о способах и схемах вскрытия карьерных полей.

Классификация способов вскрытия. Схемы грузопотоков при траншейном, шахтном, специальном и комбинированном способах вскрытия.

Классификация вскрывающих выработок (наклонных траншей) по Е.Ф.Шешко.

Трасса системы наклонных траншей. Схемы транспортных коммуникаций при различных видах транспорта. Параметры трассы системы траншей. Пункты примыкания траншей к вскрываемым горизонтам. Формы трассы системы траншей.

Способы и схемы вскрытия добычных горизонтов карьера при разработке одиночной горизонтальной залежи. Бестранспортные и транспортные грузопотоки вскрыши на внутренние отвалы. Специальные и траншейные способы вскрытия породных уступов. Схемы траншейного способа вскрытия добычных уступов. Их достоинства и недостатки. Шахтный способ вскрытия добычных уступов (тоннели под внутренними отвалами).

Способы и схемы вскрытия рабочих горизонтов карьера, разрабатывающего одиночную пологую залежь. Транспортные и бестранспортные грузопотоки вскрыши. Особенность вскрытия добычных горизонтов, вскрыша которых удаляется по бестранспортной схеме. Схемы траншейного способа вскрытия транспортных горизонтов. Их достоинства и недостатки. Шахтный способ вскрытия добычного горизонта

4

при бестранспортной вскрыше (наклонные тоннели под внутренними отвалами).

Способы и схемы вскрытия рабочих горизонтов карьера, разрабатывающего одиночную наклонную залежь. Транспортные грузопотоки. Схемы траншейного способа вскрытия при различных видах транспорта (железнодорожный, автомобильный, комбинированный). Шахтный способ вскрытия глубоких горизонтов карьера.

Способы и схемы вскрытия рабочих горизонтов карьера, разрабатывающего одиночную крутую залежь. Транспортные грузопотоки. Схемы траншейного способа вскрытия при различных видах транспорта (железнодорожный, автомобильный, конвейерный, комбинированный). Шахтный способ вскрытия глубоких горизонтов карьера.

1.3. Вскрывающие и подготавливающие выработки карьеров

Горизонтальные и наклонные траншеи. Параметры траншей и котлованов. Расчет объемов разрезных траншей и котлованов. Расчет объемов наклонных траншей внешнего и внутреннего заложения. Расчет объемов системы наклонных траншей. Влияние объемов траншей на величину нарушения земной поверхности.

Классификация способов проведения траншей. Бестранспортный и транспортный способы проведения траншей. Проведение траншей с применением комплекса оборудования непрерывного действия. Специальные и комбинированный способы проведения траншей.

Крутые траншеи. Способы проведения крутых траншей. Подземные горные выработки в карьерах. Способы проведения

подземных горных выработок.

1.4. Горно-подготовительные работы для сдачи карьера в эксплуатацию

Подготовка карьерного поля. Требования, предъявляемые к гор- но-строительным работам, обеспечивающим сдачу карьера в эксплуатацию. Вскрытые, подготовленные и готовые к выемке запасы полезного ископаемого в карьере.

Обоснование места заложения подготавливающих и вскрывающих выработок при продольной технологии. Расчет длины подготавливающей выработки и внутрикарьерных горно-строительных объемов. Расчет объемов вскрывающих выработок.

5

Организация работ по выполнению горно-строительных объемов. Построение графика работ L = f(Т).

1.5. Системы открытой разработки

Общие понятия о системах разработки. Параметры систем открытой разработки. Классификация систем разработки по порядку развития горных работ (акад. В.В.Ржевский), направлению перемещения пород вскрыши (проф. Е.Ф.Шешко), способу производства вскрышных работ (акад. Н.В.Мельников).

Сплошная система разработки. Условия ее применения. Технологические комплексы сплошной системы: экскаваторно-отвальные, транспортно-отвальные, гидромеханизированные, скреперные, бульдозерные, дражные, экскаваторно-транспортно-отвальные.

Разработка горизонтальных залежей по системе «экскаватор – карьер». Параметры системы.

Разработка горизонтальных залежей с применением драглайнов и вскрышных мехлопат с непосредственной укладкой пород в выработанное пространство. Параметры системы.

Разработка горизонтальных залежей с применением драглайнов и вскрышных мехлопат с кратной укладкой пород в выработанное пространство. Параметры системы.

Разработка горизонтальных залежей с применением транспортной и бестранспортной схем на вскрышных уступах. Параметры системы.

Разработка горизонтальных залежей с применением транспортных схем на вскрышных уступах (колесный транспорт, ставы ленточных конвейеров, консольные отвалообразователи, транспортно-отвальные мосты). Параметры системы.

Разработка месторождений стройматериалов с применением средств гидромеханизации, бульдозеров, скреперов, драг и земснарядов. Параметры системы.

Углубочная система разработки. Условия ее применения. Технологические комплексы углубочной системы. Особенности ведения горных работ углубочной системы разработки.

Разработка пологих месторождений. Транспортные и бестранспортные схемы ведения горных работ на вскрышных уступах. Горизонтальные и наклонные уступы. Особенности ведения горных работ в зоне бестранспортной вскрыши. Параметры системы.

6

Разработка наклонных залежей. Транспортные схемы ведения горных работ. Параметры системы разработки.

Разработка крутых залежей. Транспортные схемы ведения горных работ.

Особенности разработки нагорных карьеров.

Добыча природного камня. Специальное оборудование для добычи минерального сырья и производства строительных материалов.

Разработка полезных ископаемых со дна морей и океанов.

2. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ (ПРАКТИЧЕСКИХ) ЗАНЯТИЙ

1.Общие понятия и определения при открытой разработке. Объекты открытых горных работ. Деление залежей по углу падения. Коэффициенты вскрыши и их графическое представление при различных углах падения залежи.

2.Параметры карьерных полей. Объемы вскрыши и запасы полезного ископаемого в границах карьера при различных условиях залегания. Определение границ карьера для горизонтальных, пологих, наклонных и крутых залежей. Производственная мощность карьера.

3.Графики режима горных работ и календарные графики при разработке карьером залежей с различными углами падения.

4.Способы и схемы вскрытия горизонтальных, пологих, наклонных и крутых залежей. Особенности вскрытия нагорных залежей.

5.Открытые горные выработки. Параметры и объемы горизонтальных, наклонных и крутых траншей. Системы открытых горных выработок и их объем.

6.Горно-строительные объемы для сдачи карьера в эксплуатацию. Внутрикарьерные объемы и объемы вскрывающих выработок при продольной технологии на горизонтальных, наклонных и крутых залежах. Горно-строительные объемы при поперечной сплошной и поперечной углубочной технологиях. Построение графиков организации проходческих работ.

7.Параметры системы открытой разработки горизонтальных залежей с бестранспортным перемещением вскрыши во внутренние отвалы.

8.Параметры системы открытой разработки горизонтальных залежей с транспортным перемещением вскрыши во внутренние отвалы.

7

9.Параметры системы открытой разработки пологих залежей с применением продольной углубочной технологии.

10.Параметры открытой разработки наклонных залежей с применением продольной углубочной технологии.

11.Параметры системы открытой разработки крутых залежей с применением продольной углубочной технологии.

12.Параметры системы открытой разработки с применением средств малой механизации и гидромеханизации.

13.Параметры системы открытой разработки месторождений стройматериалов, химического сырья.

14.Параметры системы открытой разработки месторождений природного камня.

Для закрепления знаний изученного предмета и выполнения курсового проекта по открытым горным работам необходимо выполнить следующее задание (контрольную работу, если она предусмотрена в учебном плане).

1.Взять характеристики одного из пластов (одной из залежей) полезного ископаемого, а также покрывающих и включающих пород того месторождения, которое разрабатывает предприятие, на котором Вы работаете (мощность и крепость полезного ископаемого, его удельный вес, мощность рыхлых отложений, крепость коренных пород).

2.Построить два одинаковых геологических профиля залежи

(пласта) с углом падения, близким фактическому месторождению, но не менее 200. Использовать из взятых характеристик мощность рыхлых отложений и мощность залежи. Поверхность принять равнинную.

3.На действующих открытых и подземных предприятиях взять показатели себестоимости добычи полезного ископаемого подземным

способом (СП, р./т) или расчетную цену на уголь (Ц, р./т), стоимости

добычных работ (без вскрышных) открытым способом (СД, р./т) и стоимости вскрышных работ (СВ, р./м3). Рассчитать граничный коэффициент вскрыши для данного района.

4.На построенных геологических профилях определить глубину и ширину карьера двумя способами: путем сравнения граничного коэффициента вскрыши с контурным (на одном профиле) и текущим (на другом профиле) коэффициентами вскрыши.

5.Установите средние значения глубины и ширины карьера, найденные двумя способами, и постройте общие границы карьера в мас-

8

штабе в трех проекциях (план, поперечный и продольный профили), приняв длину карьера равную трем километрам.

6.В границах карьера определяется объем вскрышных пород (рыхлых отложений, коренных пород), запасы полезного ископаемого.

7.Устанавливается годовая производственная мощность карьера. Задание является индивидуальным и выполняется каждым сту-

дентов самостоятельно. Установленные параметры карьера являются исходными данными для расчета курсового проекта.

3. УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Целью проекта является:

выработка у студентов навыков самостоятельного использования знаний, полученных на лекциях и лабораторных занятиях курса, для решения конкретных задач открытой разработки;

закрепление теоретических основ пройденного материала;

получение методических знаний решения комплексных задач при проектировании карьеров для простейших горно-геологических условий;

знакомство со справочной литературой и умение использовать

еедля решения поставленной задачи;

выработка умения производить анализ полученных техникоэкономических показателей.

Темой курсового проекта является открытая разработка карьерного поля применительно к заданным условиям, установление технологических и технико-экономических показателей открытых горных работ.

Проект служит основой для приобретения практических навыков при решении инженерных задач открытой разработки конкретных месторождений на последующих курсах обучения. Выполнение проекта осуществляется в соответствии с индивидуальным заданием руководителя в установленные сроки. Оценка выполненного проекта определяется результатами защиты на кафедре.

Проект состоит из графической части и пояснительной записки. Графическая часть содержит два листа чертежей формата A4

(ГОСТ ЕСКД 2.301-68).

9

На первом листе наносится поперечный профиль месторождения и показывается порядок определения глубины и ширины карьера, календарный график грузопотоков. На этом же листе вычерчиваются положение горных работ на момент сдачи карьера в эксплуатацию, схемы проведения вскрывающих и подготавливающих выработок, схемы вскрытия карьера на период максимального развития горных работ.

На втором листе наносится общий вид системы разработки с детализацией основных параметров в двух проекциях. Приводятся паспорта буровзрывных работ по коренным породам и полезному ископаемому, порядок уборки плодородного слоя и проведенная рекультивация в границах земельного отвода.

Пояснительная записка содержит 35-40 страниц рукописного текста, включая поясняющие чертежи, необходимые расчеты, схемы и эскизы, список используемой литературы.

В пояснительной записке дается график режима горных работ и календарный график карьера, вычерченные на миллиметровой бумаге.

Графическая часть выполняется карандашом или тушью. Мас-

штабы изображений могут быть 1:50, 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000. Каждый лист оформляется рамкой и угловым штампом установленного образца в соответствии с ГОСТом. Рабочее поле чертежа используется полностью.

Пояснительная записка пишется от руки чернилами или пастой. Рисунки и эскизы выполняются от руки, нумеруются с обязательной ссылкой на них в тексте. В пояснительной записке помещается бланк задания на курсовой проект, подписанный руководителем.

Порядок выполнения проекта и содержание пояснительной записки

1. Геологические и горнотехнические характеристики месторождения

В соответствии с исходными данными дается описание условий залегания месторождения, характеристика полезного ископаемого, коренных и покрывающих пород. Приводится анализ устойчивости вскрышных пород и полезного ископаемого, устанавливаются углы откосов рабочих и нерабочих уступов, углы откосов нерабочих бортов карьера, внутренних и внешних отвалов.

Соседние файлы в предмете Открытые горные работы