- •Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых методические указания к выполнению
- •Алчевск–2003
- •Составитель а.А. Леонов, доц. Рецензент р.А. Фрумкин, проф.
- •Редактор р.А. Фрумкин, проф.
- •1 Общие положения
- •2 Задание на контрольную работу
- •3 Требования к оформлению контрольной работы
- •4 Указания к выполнению разделов
- •4.2 Выбор средств механизации работ на карьере
- •4.3 Расчет основных параметров рабочей площадки
- •Экскаваторов и разрыхления kразгорных пород (данные ориентировочные)
- •4.4 Расчет параметров скважинных зарядов
- •4.5 Определение количества средств транспорта
- •4.6 Выбор способа вскрытия и системы разработки
- •Список рекомендуемой литературы
Экскаваторов и разрыхления kразгорных пород (данные ориентировочные)
Порода |
kн |
kраз |
Песок, гравий, щебень |
0,9-1 |
1,05-1,2 |
Суглинок |
1-1,1 |
1,15-1,3 |
Суглинок влажный |
1,2-1,3 |
1,25-1,35 |
Глина средней влажности |
1,3-1,5 |
1,3-1,4 |
Глина тяжелая |
1-1,1 |
1,3-1,45 |
Взорванная скальная |
0,9-1 |
1,45-1,6 |
Сменная производительностьэкскаватора (м3/см) определяется по формуле
Пэ.см =Птех·Тсм·kи.э, (4.34)
где Тсмпродолжительность рабочей смены (Тсм=8 часов), ч;
kи.экоэффициент использования экскаватора во времени (kи.э=0,6-0,9)
Годовая производительностьэкскаватора (м3/год)
Пэ.год=Пэ.см ·nсм·Nэ, (4.35)
где nсмчисло рабочих смен в сутки (nсм=2);
Nэсреднегодовое число рабочих дней экскаватора (Nэ=250-290).
Инвентарный парк экскаваторов для разработки полезного ископаемого определяется по формуле
Nэ.инв= 1,2·Т/ (Пэ.год·и), (4.36)
где Т годовой объем добычи полезного ископаемого, т/год;
иобъемный вес полезного ископаемого, м3/т.
Инвентарный парк экскаваторов для вскрышных работопределяется по формуле
Nэ.инв= 1,2 ·Тв/Пэ.год. (4.37)
где Тв годовой объем вскрыши, м3/год.
4.3.4 Определение количества уступов и экскаваторных блоков
При разработке горизонтальных и пологих залежей количество уступов по породе и полезному ископаемому определяется отдельно, т.к. высота уступов различна.
Количество уступов по породеопределяется по формуле
nпор=hн/hу, (4.38)
где hнмощность налегающих пород, м.
Количество уступов по полезному ископаемомуопределяется по формуле
nи=m/hу, (4.39)
где mмощность полезного ископаемого, м.
При разработке наклонных и крутых месторождений общее количество уступовопределяется по формуле
nобщ=Нк.к/hу, (4.40)
Длина экскаваторных блоков при железнодорожном транспорте принимается не менее 500 м, при автомобильном не менее 250 м.
Количество блоков на одном уступе при железнодорожном транспорте по условиям транспортно-обменных операций обычно не превышает 3, при автомобильном оно может достигать 5-6.
Скорость подвигания блока в сутки(м/сут) определяется по формуле
. (4.41)
Скорость подвигания блока в месяц(м/мес) определяется по формуле
Vмес=Vсут·nмес, (4.42)
где nмесколичество рабочих дней в месяце.
Длина экскаваторного блока(м) с учетом месячной скорости подвигания определяется по формуле
Lб=K·Vмес, (4.43)
где Kколичество участков составляющих блок (K=3, т.к. блок состоит из участка погрузки, участка взрывания и участка, где производится бурение).
Количество блоков, которые могут быть расположены на одном уступе, находится из выражения
nб=Lд/Lб, (4.44)
где Lддлина шахтного поля по простиранию, м.
4.4 Расчет параметров скважинных зарядов
И ПОТРЕБНОГО ПАРКА БУРОВЫХ СТАНКОВ
Расчет параметров скважинных зарядов выполняется в соответствии с техническими правилами ведения взрывных работ на дневной поверхности.
4.4.1 Определение параметров скважин
Диаметр скважины dс принимается в соответствии с выбраннымв п. 4.2.1 буровым станком.
Величина преодолеваемого сопротивления по подошвеуступа рассчитывается по формуле
W = (25 45) · dс, м. (4.45)
а) для легковзрываемых пород W= (4045) ·dс;
б) для пород средней взрываемостиW= (3540) ·dс;
в) для трудновзрываемых пород W= (2535) ·dс.
Минимальное значение W, удовлетворяющее условию безопасного обуривания уступа, находится из выражения
Wmin hу· ctg+c, (4.46)
где угол откоса рабочего уступа, град;
сминимально допустимое расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа (с=3 м), м.
Полученное значение Wдолжно удовлетворять условиюW>Wmin. Если условие соблюдается возможно вертикальное расположение скважин (угол наклона скважинс=90). ПриW<Wminследует бурить наклонные скважины или применять сближенные заряды в первом ряду.
Угол откоса рабочего уступазависит физико-механических свойств горных пород слагающих уступ. Для ориентировочных расчетов угол откоса в мягких породах принимается равным порядка 40-60, в скальных и полускальных=60-90.
Расстояние между скважинамив рядуaимежду рядами скважинbподбирается таким образом, чтобы наиболее равномерно распределить ВВ в массиве. Их подбор осуществляется с учетом величиныm=a/W, называемой коэффициентом сближения скважин, который на карьерах колеблется в пределах 0,75-1,4. По условию дробления для легковзрываемых породm=1,1-1,4; для пород средней взрываемостиm=1-1,1; для трудновзрываемых породm=0,75-1. При шахматном расположении скважинb0,85·a(при квадратном расположенииba).
Масса скважинного заряда(кг) определяется по формулам:
для скважин первого ряда
Qз=q·W·hу·a; (4.47)
для скважин последующих рядов
Qз=q·b·hу·a, (4.48)
где qудельный расход ВВ, зависящий от взрываемости пород и необходимой степени дробления, кг/м3.
Для легковзрываемых пород q=0,2-0,4 кг/м3; для пород средней взрываемостиq=0,4-0,6 кг/м3; для трудновзрываемых породq=0,6-0,9 кг/м3.
Глубина скважин(м) определяется по формуле
, (4.49)
где lпдлина перебура (lп(1015)·dс), м.
Длина забойкисплошного заряда равна (м)
lзаб=·W, (4.50)
где коэффициент за бойки (=0,4-0,7).
Длина зарядавычисляется по формуле
lв.в=Qз/Рв.в, (4.51)
где Рв.ввместимость ВВ на 1 м скважины, кг.
, (4.52)
где плотность заряжания ВВ в скважине, кг/м3.
dс диаметр скважины, м.
Тип и рабочие характеристики ВВ принимаются на основании данных табл. 4.10.
Таблица 4.10 Характеристика и условия применения различных ВВ.
Взрывчатые вещества |
Плотность заряжания , кг/м3 |
Рациональная область применения |
Аммонит № 6 ЖВ |
900 |
С, Л, сх, он |
Алюмотол |
1100 |
Т, С, оп |
Игданит |
900 |
Л, сх |
Граммонит 79/91 |
900 |
Т, С, Л, сх |
Граммонит 30/70 |
900 |
Т, С, Л, он, оп |
Гранулит А-4 и АС-4В |
850 |
Т, С, сх |
Гранулотол |
1000 |
Т, С, Л, он, оп |
Акватол 65/35 |
1350 |
Т, С, Л, сх, он |
Акватол М-15 |
1350 |
Т, сх, он |
Примечание: Т трудновзрываемые (f=16-25); Ссредневзрываемые (f=6-15);
Л легковзрываемые (f<6); cхсухие скважины; онобводненные с непроточной водой; опобводненные с проточной водой.
Рассчитанное значение lв.вдолжно удовлетворять условию
lв.вLсlзаб. (4.53)
4.4.2 Расположение и порядок взрывания скважин
При выборе способа инициирования зарядов необходимо учитывать следующее. Взрывание скважинных зарядов может быть мгновенным и короткозамедленным. По сравнению с мгновенным взрыванием короткозамедленное обеспечивает повышение равномерности дробления, уменьшение выхода негабарита, снижение расхода ВВ и сокращение ширины развала. Наибольший эффект достигается при короткозамедленном взрывании многорядно расположенных скважин. В этом случае инициирование зарядов осуществляется по схемам: порядной. врубовой, с клиновым врубом и диагональной. Порядная схема наиболее проста. Врубовая схема более совершенна. Она позволяет создать дополнительные свободные поверхности и вызвать соударение кусков породы.
Интервал замедления (мс) определяется по формуле
= 1,25 ·kв·W, (4.54)
где kвкоэффициент зависящий от взрываемости породы (для легковзрываемых породkв=5-6; для пород средней взрываемостиkв=3-4; для трудновзрываемых породkв=1,5-2,5.)
Интервал замедления при короткозамедленном взрывании изменяется в пределах 5-250 мс. Для создания необходимого замедления применяются пиротехнические замедлители КЗДШ-69, предусматривающие замедление 10, 20, 35. 50, 75 и 100 мс.
Количество рядов скважинопределяется по формуле
nр = ((АзW) /b) + 1. (4.55)
Если при расчете количество рядов скважин получается дробным, то nрокругляется до ближайшего целого числа, расстояние между скважинамиbкорректируется и окончательно определяется по формуле
b = (АзW) / (nр1). (4.56)
Количество скважин в одном ряду равно
nскв=Vмес/а, (4.57)
гдеVмес месячная скорость подвигания блока, м/мес.
На основании выполненных расчетов вычерчивается схема расположения скважинных зарядов на уступе (рис. 4.2) и схема их инициирования (рис. 4.3).
4.4.3 Определение необходимого количества буровых станков
Выход взорванной горной массыс 1 м скважины (м3/м) определяется по формуле
, (4.58)
Годовая производительность бурового станка(м/год) равна
Пб.год =Псм·nсм·Nб, (4.59)
где Псмпроизводительность бурового станка в смену (см. табл. 4.3), м / смену.
Nбсреднегодовое число рабочих дней бурового станка (N=280-290).
Инвентарный парк буровых станковопределяется по формуле
Nб.инв= 1,2 ·Тг.м/ (Пб.год·qг.м) (4.60)
где Тг.м объем горной массы, перемещаемой за год, м3/год.