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

книги / Открытые горные работы

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
4.78 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Е.В. Челпанова, Е.В. Лукьянец

ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ РАБОТЫ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебно-методического пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2020

УДК 622.2 ББК 33.2 Ч-40

Рецензент:

д-р техн. наук, профессор В.А. Соловьев (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);

канд. техн. наук, доцент Е.А. Нестеров (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Челпанова, Е.В.

Ч-40 Открытые горные работы : учеб.-метод. пособие / Е.В. Челпанова, Е.В. Лукьянец. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2020. – 73 с.

ISBN 978-5-398-02327-5

Изложены цели и последовательность выполнения практических работ по дисциплине «Открытые горные работы», теоретические сведения, необходимые для их выполнения; приведены выражения и формулы для осуществления расчетов, а также схемы и рисунки, которыми эти расчеты должны сопровождаться.

Предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности 21.05.04 «Горное дело».

УДК 622.2 ББК 33.2

ISBN 978-5-398-02327-5

©ПНИПУ,2020

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение................................................................................................................

4

1.

Перечень контролируемых результатов обучения по дисциплине...........

7

2.

Расчет главных параметров карьера и его изображение............................

9

3.

Расчет коэффициента вскрыши..................................................................

15

4.

Определение параметров забоев привыемке горных пород

 

карьерными экскаваторами спогрузкой в средства транспорта................

20

5.

Определение производительности одноковшовых экскаваторов..........

28

6.

Расчет автомобильного транспорта............................................................

33

7.

Изображение карьера...................................................................................

43

8.

Обоснование параметров бульдозерного отвалообразования................

45

9.

Выбор подвижного состава и определение показателей работы

 

железнодорожного транспорта.......................................................................

54

10. Расчет отвальных работ при использовании

 

шагающих экскаваторов (драглайнов) на отвале.........................................

64

11. Задание напрактическую работу..............................................................

69

Списокрекомендуемой литературы...............................................................

71

Приложение.......................................................................................................

72

3

ВВЕДЕНИЕ

Пособие предназначено для оказания помощи студентам при выполнении ими расчетов по тематике практических занятий, которые предусмотрены учебным планом по специальности 21.05.04 «Горное дело». Для каждой практической работы приведены:

цели работы и последовательность ее выполнения;

выражения и формулы для осуществления расчетов;

схемы и рисунки, сопровождающие расчеты, для закрепления в памяти сути изучаемых технологических процессов, используемых при этом понятий и методологии расчетов;

контрольные вопросы для проведения текущего контроля освоения заданных дисциплинарных частей компетенций.

Используя учебную литературу, студенты должны детально и тщательно проанализировать данные о технологических параметрах и других технических характеристиках как принимаемых ими в работе конкретных видов и моделей горного и транспортного оборудования, так и всего диапазона аналогичного оборудования отечественного и зарубежного производства.

Студенты выполняют расчеты в соответствии с индивидуальным вариантом комплекса исходных данных. Отчет по практическим занятиям состоит из пояснительной записки и графической части.

Пояснительная записка включает в себя: титульный лист, содержание, текстовую часть, список литературных источников. Текстовая часть пояснительной записки пишется в безличной форме с соблюдением следующих основных требований:

четкости и последовательности изложения;

краткости и точности формулировок;

конкретности изложения результатов работы.

Текст может быть написан от руки или напечатан на компьютере на одной стороне листа белой бумаги формата А4 через

4

полтора интервала. Высота букв и цифр текста, выполненного на принтере, должна быть не менее 1,8 мм (кегль не менее 12). Текст пояснительной записки следует оформлять, соблюдая следующие размеры полей: правое – не менее 10 мм, верхнее и нижнее – не менее 20 мм, левое – не менее 30 мм. Разрешается использовать компьютерные возможности для акцентирования внимания на определенных терминах, формулах, теоремах, применяя шрифты разной гарнитуры.

Каждый раздел начинается с новой страницы. Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всей пояснительной записки и обозначаться арабскими цифрами. Подразделы нумеруются арабскими цифрами в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номеров раздела и подраздела, разделенных точкой (например: 2.3 – третий подраздел второго раздела). Аналогично нумеруются пункты подраздела (3.1.2 – второй пункт первого подраздела третьего раздела).

Страницы пояснительной записки имеют сквозную нумерацию арабскими цифрами. Номер страницы проставляют в центре нижней части листа без точки.

Оригинальный расчет приводится в записке полностью; для однотипных расчетов следует ограничиваться приведением исходных и окончательных данных в виде таблицы. Все используемые в расчетах формулы должны иметь расшифровку буквенных обозначений входящих в них величин с указанием размерности последних и обоснованием численных величин.

Исходные данные справочного характера (характеристики машин, крепей, комплексов и пр.) и цифровой материал оформляются в виде таблиц. Таблицы имеют в тексте сквозную нумерацию и название. Название таблицы следует помещать над таблицей слева без абзацного отступа в одну строку с ее номером через тире. Таблицу следует располагать непосредственно после текста, в котором она упоминается впервые, или на следующей странице.

Формулы выделяются из текста отдельной строкой и располагаются по центру страницы. Формулы нумеруются в преде-

5

лах раздела арабскими цифрами (например: (1.28) – двадцать восьмая формула первого раздела), номер формулы располагается с правого края страницы в круглых скобках.

Сведения об использованных источниках, включенных в список литературы, должны приводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1–2003 (примеры можно посмотреть на сайте ПНИПУ: Центр «Издательство ПНИПУ». В помощь автору. Библиографическое описание документа).

Графическая часть состоит из схем и рисунков, которые должны быть четко вычерчены от руки со всеми необходимыми размерами на миллиметровой бумаге (выполненные с помощью компьютера на проверку не принимаются). Особое внимание следует уделить соблюдению масштабов, правил увязки проекций, указанию всех необходимых размеров.

Вправой нижней части чертежа должен размещаться штамп

свизой руководителя проекта. Образец штампа для горной графической документации приведен на рис. В.1.

Рис. В.1. Образец штампа для горной графической документации

Отчеты по практическим занятиям студенты должны сдать преподавателю в скоросшивателе с прозрачной верхней обложкой. Их защита проводится индивидуально каждым студентом. Типовые шкала и критерии оценки приведены в общей части ФОС программы специалитета.

6

1. ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛИРУЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

После изучения дисциплины «Открытые горные работы» обучающийся должен демонстрировать следующие результаты:

знать:

технику и технологию добычи полезных ископаемых открытым способом;

свойства горных пород и состояние породного массива;

закономерности поведения горных пород и управления их свойствами в процессе добычи полезных ископаемых открытым способом;

нормативные документы по промышленной безопасности

иохране труда при проектировании, строительстве и эксплуатации горных предприятий, ведущих добычу полезных ископаемых открытым способом;

основные требования к графическому изображению фрагментов вскрышных, добычных и отвальных работ;

уметь:

работать с текстовой и графической геологической документацией;

прогнозировать гидрогеологические условия и геодинамическую обстановку производства открытых горных работ и их влияние на окружающую среду;

оценивать влияние свойств горных пород и состояния породного массива на выбор технологии и механизации открытой разработки месторождений полезных ископаемых;

– использовать методическое обеспечение для расчета и выбора горных, транспортных машин и оборудования на карьерах;

7

использовать нормативные документы по промышленной безопасности и охране труда при проектировании, строительстве

иэксплуатации горных предприятий, ведущих добычу полезных ископаемых открытым способом;

владеть:

отраслевыми правилами безопасности;

навыками чтения чертежей, отражающих технологию ведения открытых горных работ;

навыками графического изображения фрагментов вскрышных, добычных и отвальных работ.

8

2.РАСЧЕТ ГЛАВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КАРЬЕРА

ИЕГО ИЗОБРАЖЕНИЕ

2.1. Теоретическая часть

Целью данной работы является изучение основных параметров карьера, ознакомление с основными методиками их расчета в соответствии с применяемыми технологиями разработки и углом наклона рудного тела.

Месторождение или его часть, отводимые для разработки карьером, называются карьерным полем или полем разреза (при добыче угля). Длина карьера составляет от 0,5 до 5 км, а иногда и больше, ширина 2–4 км, глубина современных карьеров – от нескольких десятков метров до 300–400 м. В проектах и перспективных технико-экономических расчетах конечная глубина карьера достигает 500–900 м. Общий объем пустых пород и полезного ископаемого в карьере (объем горной массы) зависит от его размеров и колеблется от нескольких десятков тысяч до сотен миллионов кубометров.

При разработке наклонных и крутых месторождений минимальная ширина дна карьера определяется условием безопасного ведения горных работ и составляет 20–40 м. Длина дна карьера принимается равной протяженности залежи по простиранию (при незначительной ее длине). В случае большой протяженности залежи длина дна карьера по техническим соображениям принимается 3–4 км. Минимальная длина дна карьера должна находиться в пределах 70–100 м.

К главным параметрам карьера относятся:

конечная глубина карьера от поверхности;

максимальные размеры (длина и ширина) карьера по поверхности;

объем горной массы в конечных контурах карьера;

9

запасы полезного ископаемого в конечных контурах карьера;

объем вскрышных пород в конечных контурах карьера;

средний геологический и средний промышленный коэффициенты вскрыши.

При проектировании разработки относительно однородных пластообразных месторождений полезных ископаемых открытым способом, когда земная поверхность представляет собой равнину, задача определения конечной глубины карьера решается аналитическим методом.

Для крутых залежей полезных ископаемых конечная глубина карьера Нк (м) рассчитывается по формуле проф. Б.П. Боголюбова:

Н

к

 

mгkгрkиз

,

(2.1)

 

 

 

ctg в ctg л

 

где mг – горизонтальная мощность залежи полезного ископаемого, м; kгр – граничный коэффициент вскрыши, м33, зависит от технологии горных работ и определяется по табл. 2.1; kиз – коэф-

фициент извлечения полезного ископаемого из недр, в расчетах необходимо принимать в пределах 0,95–0,98; βв – угол откоса нерабочего борта карьера со стороны висячего бока залежи полезного ископаемого, град.; βл – угол откоса нерабочего борта карьера со стороны лежачего бока залежи полезного ископаемого, град.

Физический смысл некоторых величин, входящих в формулу (2.1), поясняется на рис. 2.1.

Углы откосов нерабочих бортов карьера βн для крутых залежей полезного ископаемого принимаются одинаковыми и определяются по табл. 2.2. Если βл ≤ α, то βл принимается по табл. 2.2. В случае если βл > α, то в расчетах βл принимается равным α.

10