Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»
Кафедра открытых горных работ
Конспект лекций
По дисциплине: «Технология и комплексная механизация открытых горных работ»
Специальности: 130403 « Открытые горные работы »
Выполнил: Куковинец А.П.
Новокузнецк
2007
Содержание:
стр.
1. Раздел 1 Введение (Лекция 1)………………………………………………………………….…3
2. Раздел 2 Общие положения (Лекция 2,3)……………………………………………………..…7
3. Раздел 3 Системы разработки (Лекция 4,5,6)….…………………………………………….…13
4. Раздел 4 Вскрытие рабочих горизонтов (Лекция 7,8)………………………………… ………33
5. Раздел 5 Грузопотоки и их характеристики (Лекция 9)………………………………… ……42
6. Раздел 6 Комплексная механизация горных работ……………………………………………..48
7. Раздел 7 Комплексная механизация горных работ……………………………………………..
Лекция 1.
Введение.
Цель и задачи дисциплины, ее связь со смежными дисциплинами. Основные понятия о технологии горных работ, грузопотоках, технологических системах и комплексах. Технологическая характеристика месторождений, их типы.
Современное состояние открытых горных работ и перспективы их развития.
Контрольные вопросы.
1.Дайте классификацию горных пород по происхождению.
2.Назовите способы разработки твердых П.И.
3.Поясните различия между понятиями «залежь» и «месторождение».
4.Что такое элементарный грузопоток.
Цель и задачи дисциплины.
Получение знаний о современном состоянии, основных направлениях и перспективах развития горнодобывающих отраслей промышленности; освоение терминологии, технологии производства при ОГР, а также специфику и особенности механизации производственных процессов.
Обобщение сведений об открытых горных работах, их особенностях, условиях применения, элементах и параметрах карьера.
Изучение технологии, механизации и организации выполнения основных производственных процессов (подготовка горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, отвалообразование вскрышных пород, рекультивация нарушенных земель).
Изложение сущности и способов вскрытия карьерного поля, технологии, механизации и организации работ при проведении горных выработок.
Приведение сведений о режиме горных работ карьера. Изучение методов построения календарных графиков режима горных работ, их анализ, оценка и регулирование.
Рассмотрение элементов и параметров различных классификаций систем открытой разработки месторождений.
Изучение принципов формирования структур комплексной механизации карьеров.
Изучение особенностей технологии и комплексной механизации разработки на карьерах строительных горных пород(щебеночных, песчано-гравийных, стенового и облицовочного камня).
Связь со смежными дисциплинами.
Геология
Технологические схемы открытых
разработок месторождений
Электроснабжение и электрооборудование
ОГР
Процессы ОГР
Геомеханика
Технология и безопасность взрывных
работ
Проектирование карьеров
Планирование ОГР
Информационные технологии в горном
деле
Обогащение П.И.
Горные машины и оборудование
Устойчивость бортов и осушение карьеров
Управление качеством
Рациональное использование и охрана
природных ресурсов
Эксплуатация карьерного оборудования
Геодезия и маркшейдерия
Полученный комплекс знаний по смежным дисциплинам помогает студенту оценить открытые горные работы как комплекс сложных производственно-технических взаимосвязей.
Технология и комплексная механизация обобщает и систематизирует учения по курсу открытой разработки месторождений и представляет собой учение о системах разработки, о вскрытии рабочих горизонтов, о порядке развития и выполнения горных работ, о комплексной механизации всех производственных процессов в тесной связи со вскрытием и системой разработки.
Технологическая характеристика месторождений, их типы.
Основные понятия о технологии горных работ, грузопотоках, технологических системах и комплексах.
Залежи П.И. по форме могут быть:
Изометрические–развитые более или менее одинаково во всех направлениях (штоки, гнезда).
Плитообразные– вытянутые преимущественно в двух направлениях (пласты и пластообразные залежи).
Трубообразные и столбообразные– вытянутые преимущественно в одном направлении
Промежуточные между данными формами.
Рельеф поверхности может быть:
Равнинный;
Склон возвышенности;
Возвышенность;
Холмистый;
Различные варианты рельефа под водой.
Рельеф поверхности во многом предопределяет порядок разработки и средства механизации.
В зависимости от положения господствующего уровня поверхности и глубины залегания различают:
Поверхностного типа – выходящие на поверхность или расположенные под наносами мощностью 20-30 м.
Глубинного типа – расположенные значительно ниже господствующего уровня поверхности, мощность толщи пустых пород 40-250 м (разработка осуществляется как подземным так и открытым способом, что обосновывается экономически).
Высотного типа – расположенные выше господствующего уровня поверхности.
Высотно-глубинного типа – частично расположенные выше и ниже господствующей поверхности.
От положения залежи относительно земной поверхности зависят размеры карьера по глубине и в плане, а также выбор технических средств, особенно транспортные.
4. По углу падения различают залежи:
Пологие (8-10 градусов)
Наклонные от (8-10) до (25-30)
Крутопадающие (25-30 и выше)
Сложного залегания.
5. По мощности различают залежи:
Весьма маломощные
Маломощные
Малой мощности
Средней мощности
Мощные.
6. По строению различают залежи:
Простые
Сложные
Рассредоточенные.
Способ разработки – это совокупность технических средств и технологических процессов по извлечению П.И. Различают:
Подземный;
Открытый;
Подводный;
Физико-химические;
Комбинированные.
Поток грузов определенного качества, характеризуемый сравнительно устойчивым (во времени) направлением и определенным объемом перевозок называется – элементарным грузопотоком. Могут различаться: направлением, видом транспорта, транспортными коммуникациями, моделями транспорта.
Грузопотоки создаются с помощью цепочек структурно взаимосвязанных машин и механизмов, последовательно осуществляющих полный цикл основных (технологических) и вспомогательных процессов. Каждая такая цепочка машин и механизмов является одним целым – комплексом горного и транспортного оборудования.
Комплектность механизации – качественное и количественное соответствие составляющих комплекс средств механизации по всем основным и вспомогательным процессам как друг другу, так и по горно-геологическим и горнотехническим условиям разработки.
Современный этап комплексной механизации горных работ характеризуется обеспечением комплектности оборудования и внедрением автоматического управления операциями и процессами.
Современное состояние открытых горных работ и перспективы их развития.
Угольная промышленность России среди других топливных отраслей имеет наиболее обеспеченную базу. Общие балансовые запасы угля в России оценивают в 200 млрд. тонн, из которых 105 млрд.тонн по состоянию на 01.01.2000 года детально разведаны и составляют сырьевую базу отрасли. Основной объем (до 80%) балансовых запасов приходится на районы Западной и Восточной Сибири. Для открытого способа добычи пригодны почти 60% этих запасов. Наиболее благоприятные для извлечения высококачественные каменные угли сосредоточены, в основном, в Кузнецком, а бурые угли – в Канско- Ачинском бассейнах.
Перспективным направлением повышения эффективности открытого способа добычи полезных ископаемых является увеличение высоты разрабатываемых уступов, а так же сокращение количества рабочих горизонтов и уменьшение дальности внутрикарьерного транспортирования горной массы.
В целях улучшения организации работ, увеличения производительности выемочного оборудования, сокращения времени на перегоны и переключения, руководство горных предприятий стремится сократить время на заряжание и взрывные работы, за счет сокращения количества взрывов и увеличения их объемов. Одним из важных направлений современного горного машиностроения является создание одноковшовых экскаваторов типа обратная лопата для открытых гонных работ.
Анализ показал, что экскаваторы типа ЭГО имеют расширенный диапазон технологических возможностей, так как они обладают положительным качеством традиционных канатных экскаваторов типа техническая лопата с канатным напором и погрузчиков.
В будущем нет оснований считать, что гидравлические экскаваторы полностью вытеснят из практики открытых горных работ экскаваторы –механические лопаты и погрузчики.
Выбор конкретной машины для определенных горнотехнических условий будет определяться технико-экономическим обоснованием.
В перспективе на отечественных горнодобывающих предприятиях будут внедряться гидравлические экскаваторы с ковшами емкостью 8; 12 и 20 м3 .
Экономический эффект от широкого внедрения гидравлических экскаваторов на карьерах будет исчисляться несколькими десятками миллионов рублей в год при резком увеличении производительности труда на экскавации и значительной годовой экономии металла.
Лекция 2.
Сущность технологии ОГР, их виды и периоды. Технические и экономические показатели карьера, их связь.
Контрольные вопросы.
1.Перечислите особенности открытых горных работ.
2.Сформулируйте достоинства и недостатки открытого способа разработки.
3. Поясните что понимают под капитальными вложениями.
4. Укажите этапы и периоды ОГР.
5. Что такое режим горных работ.
6. Охарактеризуйте структуру себестоимости продукции.
7. Что такое производственная мощность горного предприятия, ее виды.
Основные виды открытых разработок классифицируются по положению залежи относительно поверхности.