my work to massive / курсовой проект производительность бзк.rtf

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. Серикбаева

Курсовой проект

Тема: «Расчет производительности бетонно – закладочного комплекса рудника Каратау»

Выполнил: студент 4 курса спец. 5В070700

Ильин И.И Проверил: Преподаватель Акылбаева А.Т

Усть-Каменогорск

2015

Содержание				2
Введение				3
1. Геологическая характеристика месторождения.				4
1.2	Краткая	горно-геологическая	характеристика	4
месторождения
1.3	Гидрогеологические условия эксплуатации месторождения			6
1.4	Инженерно-геологические условия			8
2.Горная часть				9
2.1	Исходные положения для проектирования			9
2.2	Определение годовой производительности рудника			9
2.3	Вскрытие месторождения			10
2.4	Горно-капитальные работы			11
2.5	Расчет параметров вентиляции			12
2.6	Горно-подготовительные работы			14
3. Закладочные работы при отработки месторождения				15
4.Система разработки нисходящих горизонтальных слоев с				31
твердеющей закладкой
5 Проветривание блока				33
6 Поверхностный закладочный комплекс				36
7. Охрана труда				38
Заключение				40
Список литературы				41

2

Введение

Горнодобывающая промышленность является основой материальной базы и экономики страны в целом. Все работы, направленные на повышение эффективности деятельности горнодобывающих предприятий, весьма значительны по величине трудовых и материальных затрат. Большое значение имеют показатели полноты и качества извлечения полезного ископаемого из недр и уровень технической вооруженности основных производственных процессов подземных горных работ.

За последние десятилетия в технологии подземной разработки месторождений произошли существенные изменения: резко возросли механизация основных и вспомогательных процессов, энерговооруженность труда, расширилось использование искусственных смесей для заполнения выработанного пространства, что позволит повысить полноту извлечение руды из недр и обеспечить более высокую безопасность горных работ.

Непрерывный рост потребности в минеральном сырье и ограниченность трудовых ресурсов требуют, дальнейшего повышения производительности труда подземных рабочих.

Решение этой задачи осуществляется путем технического перевооружения горнорудных предприятий, постоянного совершенствования технологии подземной разработки рудных месторождений. Наиболее важными факторами при выборе технологии разработки являются безопасность ведения работ, повышение производительности и эффективности.

3

1. Геологическая часть

1.1 Общие сведения о районе месторождения «Каратау» - действующий урановый рудник расположенный на участке

№ 2 месторождения Буденовское в юго-западной части Чу-Сарысуйского бассейна на территории Сузакского района Южно - Казахстанской области, примерно в 400 км северо-западнее г. Шымкент и в 200 км восточнее г. Кызылорда, Республика Казахстан. Рудник находится в собственности СП «Каратау», зарегистрированного в Казахстане товарищества с ограниченной ответственностью (далее - ТОО СП «Каратау»), в котором Uranium One имеет 50-процентную долю участия. Остальные 50% ТОО СП «Каратау» принадлежат АО НАК «Казатомпром», казахстанской государственной компании, занимающейся добычей урана в Казахстане и его экспортом. Месторождения

1.2 Краткая горно-геологическая характеристика месторождения

Группа урановых и молибдено-урановых месторождений образовалась в результате процессов, протекавших в связи с познемезозойской вулканомагматической активизацией, и объединена единой рудовмещающей структурой - кальдерой проседания. Кальдера имеет сложную полигональную форму, площадь её составляет 120 м². В строении кальдеры выделяются два структурных этажа: нижний - фундамент, представленный породами протерозоя и палеозоя, и верхний, сложенный осадочновулканогенными отложениями верхнеюрского и нижнемелового возрастов.

Фундамент кальдеры сложен метасоматическими гранитами палеозойского возраста с ксенолитами раннепротерозойских метаморфических пород, представленных доломитизированными известняками, кристаллическими сланцами, амфиболитами, кварцитами, филлитовидными сланцами.

Верхний структурный этаж представлен комплексом осадочных и вулканогенных пород, имеющим мощность 500...600 м. В наиболее погруженных участках кальдеры мощность верхнего структурного этажа достигает 1400 м и более. В разрезе этих отложений выделяется верхнеюрская Приаргунская свита, состоящая из трех перемежающихся покровов базальтов и трех покровов трахидацитов, разделяемых горизонтами осадочных и туфогенно-осадочных пород. Приаргунская свита перекрывается тургинской свитой, относимой к нижнему мелу.

Разрывные нарушения, определяющие структуру кальдеры, представлены тремя типами: 1) глубинные разломы меридионального и северо-восточного простирания, имеющие региональное значение и выходящие за пределы кальдеры; 2) бортовые разломы, ограничивающие

4

кальдеру; 3) зоны тектонических нарушений, прослеживаемые на площади кальдеры. Урановое и молибденово-урановое оруденение, залегающие в породах верхнего структурного этажа, связано преимущественно с последним типом разрывных нарушений.

Позднемезозойская вулканотектоническая активизация завершилась в пределах кальдеры мощным гидротермальным процессом, вызвавшим соответственное изменение пород и образование уранового и молибденовоуранового оруденения. Растворы, поднимаясь по крупным тектоническим разрывам, распространялись по более мелким трещинам, насыщая всю толщу раздробленных пород. Минералообразование происходило путем метосоматоза, так и выполнением открытых трещин.

Процесс рудообразования охватил всю толщу пород, участвующую в строении кальдеры. В связи с этим промышленные урановые и молибденовоурановые руды образовались как в породах фундамента - гранитах, доломитизированных известняках, так и во всех породах, слагающих верхний структурный этаж: базальных конгломератах, базальтах, трахидацитах, фельзитах и в отдельных случаях в горизонтах осадочных пород, обогащенных органическим материалом, породах жерловых фракций. При этом более благоприятными для рудоотложения оказались породы среднего и кислого состава: трахидациты и фельзиты, с которыми связаны основные запасы урановых и молибденово-урановых руд.

В рудное поле входят около 19 основных урановых и молибденовоурановых месторождений. В настоящие время в промышленном освоении находятся следующие месторождения:

Антей;

Лучистое;

Мартовское;

Октябрьское;

Мало-Тулукуевское.

Эта группа месторождений является уникальным по запасам полезного ископаемого и содержанию металла в руде и характеризуется весьма разнообразными типами рудных залежей и сложными горно-геологическими условиями залегания.

Формы рудных залежей месторождений рудного поля определила структурная подготовка. В зонах трещиноватости пород преимущественно среднего и кислого состава образовались штокверкоподобные рудные залежи (68 % суммарных запасов урана). Рудные залежи, контролируемые отдельными разрывами, распространенными в основных породах, имеют жилообразную рудную форму, в которых сосредоточено 24 % запасов урана. Рудные залежи в горизонтах осадочных пород представлены пластообразными рудными телами (8% запасов урана).

Размеры рудных залежей колеблются по простиранию от первых сотен метров до одного и более километра, с отдельными перерывами. Ширина залежей достигает 200...300 м. Рудные залежи состоят из более мелких

5

образований - рудных тел, являющихся объектами отработки. Рудные тела имеют размеры по простиранию от 20...30 до 250...300 м, по падению до 150...200 м. Мощности рудных тел колеблются от долей метра до 50.. .70 м.

Вертикальный размах оруденения весьма значителен. В породах верхнего структурного этажа промышленное оруденение, в отдельных случаях приближаясь к поверхности, прослеживается до глубины 400...500 м. В породах фундамента промышленные руды установлены на глубине 1500...

1800 м и не оконтурены.

На месторождениях рудного поля выделены следующие типы рудных тел, приуроченных к определенным рудовмещающим разрывным нарушениям:

Жильные, жилообразные и линзообразные рудные тела, качество руд высокое. Протяженность рудных тел изменяется в пределах 40...300 м по простиранию и 20...250 м по падению, мощность варьируется от 2 до 16 м. Рудные тела локализованны в зонах дробления и брекчирования сквозных разрывов, пересекающих всю вулканогенно-осадочную толщу пород и уходящих в фундамент.

Жилы и линзы имеющие большую прерывистость и рассредоточенность в контуре залежи, качество руд рядовое. Размеры обособленных рудных тел по падению и по простиранию не превышают 120... 160 м, средняя мощность составляет 3...6 м. Рудные тела, локализованы

взонах достаточно выдержанных по падению и простиранию тектонических разрывов, проявленных только в породах чехла или фундамента. Границей их развития является контакт структурных этажей.

Жилообразные рудные тела, являющиеся элементами штокверкоподобных залежей, руды рядовые. Длина их по простиранию колеблется от первых десятков до 200...300 м, по падению - не более 60...80 м, мощность составляет 2...3 м. Рудные тела, приурочены к тектоническим разрывам, проявленным только в породах нижней и верхней толщи стратиграфического разреза верхнего структурного этажа. В большей своей части они относятся к трещинам опережения сквозных и внутриэтажных тектонических швов и зачастую представлены серией сближенных кулис.

Линзы, гнезда и неправильной формы рудные скопления, составляющие основную часть рудной площади штокверкоподобных залежей, руды богатые. Размеры таких залежей по простиранию и мощности редко превышают соответственно 10...15 м и 1...2 м.

Рудные тела приурочены к небольшим трещинам и зонам мелкой трещиноватости, развитым внутри отдельных покровов эффузивов, и ограничены по вертикали пологими срывами по их контактам.

1.3 Гидрогеологические условия эксплуатации месторождения На шахтных полях рудников №1 и Глубокий, как и на всем рудном

поле, развиты трещинные и трещиножильные воды, приуроченные к

6

скальным эффузивно-осадочным породам и поднимающим их породам палеозойского фундамента.

Трещинные воды приурочены к верхней выветренной зоне эффузивноосадочных пород, поэтому глубина их распространения, связанная с глубиной выветривания, незначительна и составляет 150-200 м. Породы до этой глубины отмечаются сравнительно небольшой водообильностью.

Трещинно-жильные воды, которым принадлежит основная роль в обводнении месторождений рудного поля, приурочены к пологим тектоническим зонам и разрывным крутопадающим нарушениям, имеющим повсеместное распространение и прослеживающимся на значительную глубину.

Трещинно-жильные воды связаны с трещинными водами выветренной зоны и образуют единую гидравлическую систему. Подстилающие эффузивно-осадочную толщу пород граниты обводнены слабо.

Абсолютная отметка уровня подземных вод при естественном режиме составляет 670 м. В настоящее время под влиянием шахтного водоотлива, ведущегося на шахтах рудного поля с 1994 года, уровни водоносного горизонта значительно снижены.

По данным геолого-производственного отчета п/я А-1768 уровень подземных вод в центре депрессионной воронки - на Центральном и Глубинном участках месторождения - расположен ниже горизонта VII (абсолютная отметка + 302 м)

В последние годы снижение уровней подземных вод на площади шахтного поля рудника №1 существенно замедлилось. Из этого следует, что статические запасы подземных вод в пределах депрессионной воронки, особенно ее центральной части, в основном, сработаны и притоки в горные выработки в настоящее время формируются за счет динамических притоков, приобретая более или менее равномерный характер.

Тем не менее, по данным предприятия п/я А-1768, фактический приток подземных вод в горные выработки рудника, который на протяжении ряда лет сохранялся постоянным на уровне 400-500 м³/ч, в последнее время значительно вырос и составил 650-750 м³/ч. Одной из причин повышения общешахтного притока на руднике №1 является цепочка оборотных вод хвостохранилища ТМЗ и дренаж их горными выработками. По данным геологической службы рудника №1 величина дополнительного притока за счет утечек из хвостохранилища составляют около 100 м³/ч.

Кроме того, значительную часть в балансе откачиваемых вод рудника составляет техническая вода, подаваемая в выработки для целей пылеподавления и от твердеющей закладки, а также за счет утечек шахтной водопроводной сети.

По химическому составу шахтные воды рудников являются, в основном, гидрокарбонатно-сульфатными натриево-кальциевыми, с сухим остатком до 600 мг/л. Содержание взвешенных механических частиц в шахтных водах колеблется, как правило, в пределах 500-600 мг/л или 650 мг/л. Воды прямые, минерализация их, в основном, 0,1-0,6 гр/л.

7

Концентрация водородных коков колеблется в пределах PH 7 8,6. Температура подземных вод увеличивается с глубиной и выражается величиной от 12 до 32 С. Наибольшая температура +32 С отмечена в подземных водах, вскрытых скважиной на глубине 1115 м от поверхности (абсолютная отметка 400 м).

По отношению к бетону и металлу подземные воды не агрессивны. Содержание урана в подземных водах колеблется в значительных пределах от 6,35 10-5 гр/л на участках рудоносных зон до 2 10-6 - 9,5 10-6 - гр/л на безрудных участках. Согласно действующим нормам радиационной безопасности (НРБ-76), содержание отдельных радионуклидов в шахтных водах близко к предельно допустимым концентрациям, а суммарная активность смеси вышеприведенных радионуклидов превышает допустимые нормы. В связи с этим во избежание загрязнений гидрографической сети шахтными водами предусматривается очистка их от радионуклидов.

1.4 Инженерно-геологические условия По сложности геологического строения месторождения отнесены к

третьей группе. Рудные тела обладают сложным строением и крайне неравномерным распределением полезного компонента. Проектирование горнодобывающих предприятий для месторождений указанной сложности допускается на базе утвержденных запасов категории С1. Размеры рудных тел по простиранию достигают 500...600 м. Горно-геологические условия работ сложные. Вмещающие породы по контактам с рудой нередко сопровождаются зонами дробления, отличающимися низкой устойчивостью.

Основными физико-техническими свойствами горного массива оказывающими влияние на устойчивость горных пород рудного поля являются физико-механические свойства горных пород и руд, тектоническая нарушенность и характер выполнения трещин, обводненность массива.

Физико-механические свойства горных пород и руд группы месторождений определяются литологическим составом, текстурноструктурными особенностями и степенью гидротермальных изменений. Физико-механические свойства горных пород отличаются друг от друга на каждом из месторождений рудного поля.

В целом по группе месторождений руды в пределах рудных залежей относятся к сильнотрещиноватым и трещиноватым (I - II группа трещиноватости), породы вмещающие оруденение средне и слаботрещиноватые (III - IV группа трещиноватости).

С учетом доразведки геологические запасы по месторождению утвержденные ГКЗ составили 31,6 млн. т. руды, в том промышленные запасы 31,6 млн. т., эксплуатационные запасы 39,7 млн. т руды. На текущий момент 60% балансовых запасов рудника отработано, балансовые запасы с учетом отработки составляют 12,64 млн.т.

8

2. Горная часть

2.1 Исходные положения для проектирования Угол падения рудных тел в их большинстве на руднике №1 Уранового

горно-рудного управления колеблется в основном в пределах 80 - 90°. Рудные тела отличаются высокой сложностью строения и отличаются различной мощностью - от 0,4.. .0,5 м до 30 и более м. Часть рудных запасов сконцентрирована в мощных штокверкообразных рудных телах, мощность остальных рудных тел составляет в среднем 0,5.. .3 м. Богатые мощные урановые залежи практически отработаны, а оставшиеся часть запасов сконцентрирована в маломощных разветвленных жилах.

Контакты рудных тел с вмещающими породами весьма изменчивы. Руды в основном неустойчивы, а породы обладают средней устойчивостью. При этом руды, локализованные в штокверкообразных залежах, обладают преимущественно средней устойчивостью.

Коэффициент крепости руд по шкале проф. М.М. Протодьяконова составляет 8... 12, а крепость пород соответственно 8... 16. Руды не склонны к слеживанию и самовозгоранию. Плотность руды в целике составляет в среднем 2500 кг/ м³, коэффициент разрыхления - 1,5. Земная поверхность требует ее сохранения при ведении горных работ. Это обусловлено, в том числе спецификой разработки стратегического сырья, сопровождающейся жесткими требованиями к экологической безопасности работ.

2.2 Определение годовой производительности рудника

Годовая производительность рудника №1 по руде рассчитана, исходя из нормативных величин годового понижения, оптимального срока существования и уточнена по горным возможностям с учетом принятой схемы отработки запасов, системы и организации работ по формуле 2.1.

Аг = S ∙ V∙ K1 ∙ K2 ∙ K3 ∙ K4 ∙ Ku ∙ S ∙ ρ / (1 – p) , т/год,

(2.1)

где V - среднее годовое понижение уровня выемки, м/год;

К1 - поправочный коэффициент уровня выемки в зависимости от угла падения; К2 - поправочный коэффициент к величине годового понижения уровня

выемки в зависимости от мощности рудного тела; К3 - поправочный коэффициент к величине годового понижения уровня

выемки в зависимости от числа этажей, находящихся одновременно в работе (зависит от системы разработки); К4 - поправочный коэффициент к величине годового понижения выемки в

зависимости от числа этажей, находящихся в одновременной работе;

9

Ки - коэффициент извлечения руды, д. ед; Р - коэффициент разубоживания, д. ед;

S - средняя величина рудной площади этажа, тыс / м³;- плотность руды, т/ м³.

Коэффициент извлечения определяется по формуле 2.2.

Ки=1-П,

(2.2)

где П - потери руды, д. ед.

Ки=1-0,05=0,95.

	Агод	20 1,1 0,9 0,76 1,3 8975 2,5 0,95		650000.т/год
		1 0,15

Срок существования рудника определяем по формуле 2.3.

t	Б К изв
	А	год	1 Р		, лет	(2.3)

где Б - балансовые запасы руды, т.

12640000 0,95

t 26.лет 650000 1 0,06

С учетом развития и затухания производства t=26+3+2=31 год.

2.3 Вскрытие месторождения Высота этажа является одним из важнейших параметров вскрытия. В

связи с тем, что в условиях рудника №1 основной системой является нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой, высота этажа составляет 60 м. Эта высота является наиболее приемлемой по горнотехническим и экономическим соображениям.

Вскрытие урановых месторождений группы, отрабатываемых рудником № 1 осуществляется шахтными стволами 1К, 3Р, 3В, 2В, 8К и 9К (остальные стволы законсервированы). Схема вскрытия рудника №1 предоставлена в конце курсового проекта. Месторождение рассматривается как одно шахтное поле и вскрывается двумя выдачными 9К, 8К и одним вспомогательным 1К стволами шахт. Существующие шахтные стволы 3В,3Р и 2Р предусматривается использовать в качестве вентиляционных.

10