Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ РАБОТЫ
Учебно-методическое пособие для выполнения курсового проекта
Электронное издание
Красноярск
СФУ
2012
1
УДК 622.271(07) ББК 33.2я73
О-833
Составители: В.Н. Вокин, А.И. Косолапов, Е.В. Кирюшина, Е.Ю. Назарова
О-833 Открытые горные работы: учебно-методическое пособие для выполнения курсового проекта [Электронный ресурс] / сост. В.Н. Вокин, А.И. Косолапов, Е.В. Кирюшина и др. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – Систем. требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с
экрана.
В учебно-методическом пособии изложены основные требования к курсовому проекту по дисциплине «Открытые горные работы». Приведена структура пояснительной записки и основные методические рекомендации по выполнению отдельных разделов. Дан справочный материал.
Предназначено для студентов образовательных учреждений ВПО, обучающихся по направлению бакалавров и магистров «Горное дело». Специальности «Горное дело», направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».
УДК 622.271(07) ББК 33.2я73
© Сибирский федеральный университет, 2012
Учебное издание
Подготовлено к публикации редакционно-издательским отделом БИК СФУ
Подписано в свет 14.09.2012 г. Заказ 9158. Тиражируется на машиночитаемых носителях.
Редакционно-издательский отдел Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел/факс (391)206-21-49. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru
ВВЕДЕНИЕ
Курсовой проект самостоятельно выполняют студенты специальности 130400.65 «Горное дело» на базе теоретических и практических знаний, полученных при изучении данного курса.
Задачи курсового проекта:
-практическое закрепление материала по изучаемой дисциплине;
-получение навыков в решении горно-инженерных задач с использованием различного рода справочных материалов;
-получение навыков в изложении установленных результатов, грамотном обосновании принимаемых решений.
Курсовой проект выполняется студентами в сроки, установленные учебным планом, по варианту индивидуального задания, выданному руководителем.
Выполненный курсовой проект (пояснительная записка и чертежи) проверяет руководитель проекта. При оценке курсового проекта учитываются правильность выполнения теоретических расчетов и принятых инженерных решений, оформление пояснительной записки и графического материала. После исправления сделанных им замечаний проводят публичную защиту проекта перед комиссией из 2-3 преподавателей, в т.ч. и руководителя проекта. Исполнитель проекта делает краткий (5 минут) доклад по теме проекта, затем отвечает на вопросы членов комиссии. По результатам защиты выставляют оценку. Таким образом, защита курсового проекта дает возможность каждому студенту научиться излагать свои мысли и характеризовать технические решения.
1. СОСТАВ И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект выполняют по индивидуальному заданию, выдаваемому руководителем (табл.1.1 и 1.2). В отдельных случаях объектом курсового проекта может служить конкретное предприятие. Исходные данные студенты выбирают по двум цифрам варианта: первая цифра – вариант исходных данных (табл. 1.1), вторая – характеристика горных пород (табл. 1.2).
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части, предоставленной на одном листе.
Расчетно-пояснительная записка должна включать обоснование проектных решений, необходимые расчеты, а также поясняющие рисунки и чертежи, выполненные в масштабе.
3
Структура пояснительной записки:
Титульный лист. Задание. Оглавление. Введение.
1.Обоснование параметров и производительности карьера.
2.Выбор оборудования и режим работы карьера.
3.Вскрышные карьерные поля
4.Система разработки.
5.Производственные процессы
5.1.Подготовка горных пород к выемке
5.2.Выемочно-погрузочные работы
5.3.Транспортирование горной массы
5.4.Отвалообразование
Заключение.
Список используемых источников. Приложения.
Текстовый материал оформляется в соответствии с требованиями разделов 6, 7 стандарта предприятия СТО 4.2–07–2012 [13].
Графическую часть курсового проекта оформляется в соответствии с требованиями раздела 9 стандарта предприятия СТО 4.2–07–2012 [13] и СТП ГАЦМиЗ 11-98 [14] на одном листе ватмана формата А1 (594×841) На листе должны быть размещены: основная надпись (штамп) (прил. 10), план и поперечный разрез карьера, схема расположения скважин на уступе и монтажа взрывной сети, конструкция заряда, схема забоя экскаватора, схема отвалообразования и основные технико-экономические показатели (табл. 2.35).
4
|
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Наименование показателей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Первая цифра номера варианта |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
0 |
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Годовая производительность карьера по ру- |
|
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
7 |
|
|
9 |
|
|
10 |
|
12 |
|
14 |
|
15 |
|||
де, млн. т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расстояние транспортировки, км |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
11 |
||
Горизонтальная мощность рудного тела, м |
|
120 |
|
100 |
|
|
80 |
|
90 |
|
|
110 |
|
|
130 |
|
|
150 |
|
140 |
|
120 |
|
100 |
||||
Длина рудного тела, м |
|
|
500 |
|
700 |
|
|
900 |
|
1000 |
|
1200 |
|
1500 |
|
|
1700 |
|
2000 |
|
2500 |
|
3000 |
|||||
Угол падения рудного тела, град |
|
|
50 |
|
55 |
|
|
60 |
|
65 |
|
|
70 |
|
|
80 |
|
|
70 |
|
65 |
|
60 |
|
55 |
|||
Мощность наносов, м |
|
|
10 |
|
15 |
|
|
20 |
|
10 |
|
|
15 |
|
|
20 |
|
|
20 |
|
10 |
|
15 |
|
20 |
|||
Мощность прослойков пустых пород, м |
|
|
10 |
|
15 |
|
|
- |
|
|
10 |
|
|
15 |
|
|
20 |
|
|
15 |
|
20 |
|
10 |
|
- |
||
Климатический район |
|
Юж- |
|
Сред- |
|
Север- |
Юж- |
|
Сред- |
|
Север- |
|
Юж- |
|
Сред- |
Север- |
Юж- |
|||||||||||
|
ный |
|
ний |
|
ный |
|
ный |
|
ний |
|
ный |
|
ный |
|
ний |
ный |
ный |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Характеристика горных пород |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Наименование показателей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вторая цифра номера варианта |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0 |
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
7 |
|
8 |
|
9 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Коэффициент крепости пород по шка- |
11 |
|
|
16 |
|
|
7 |
|
5 |
|
12 |
|
15 |
|
8 |
6 |
|
10 |
|
9 |
||||||||
ле проф. М.М. Протодьяконова |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность горной породы, т/м3 |
2,9 |
|
|
3,2 |
|
|
2,3 |
|
2,1 |
|
3,0 |
|
3,1 |
|
2,6 |
2,2 |
|
2,7 |
|
2,5 |
||||||||
Категория пород по трещиноватости |
IV |
|
|
III |
|
|
II |
|
|
I |
|
|
V |
|
|
V |
|
|
II |
|
I |
|
III |
|
IV |
|||
|
Труд- |
|
Средне |
|
Легко- |
Легко- |
|
Труд- |
|
Труд- |
|
Средне |
|
Легко- |
|
Средне |
|
Средне |
||||||||||
Взрываемость пород |
новзры |
|
взры- |
|
взры- |
|
взры- |
|
новзры |
|
новзры |
|
|
взры- |
|
взры- |
|
взры- |
|
взры- |
||||||||
|
ваемые |
|
ваемые |
ваемые |
|
ваемые |
|
ваемые |
|
ваемые |
|
ваемые |
ваемые |
|
ваемые |
|
ваемые |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Обводненность пород |
Сухие |
|
Обвод- |
|
Сухие |
|
Обвод- |
|
Сухие |
|
Обвод- |
|
Сухие |
Обвод- |
|
Сухие |
|
Обвод- |
||||||||||
|
|
|
|
ненные |
|
|
|
|
|
ненные |
|
|
|
|
ненные |
|
|
|
ненные |
|
|
|
ненные |
|||||
Граничныйкоэффициентвскрыши, м3/м3 |
3 |
|
|
|
4 |
|
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
7 |
6 |
|
5 |
|
4 |
|||||||
2. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ
2.1. ВВЕДЕНИЕ
Во введении дается краткая характеристика проблем, имеющих место при ведении открытых горных работ. Должна быть сформулирована цель курсового проекта и задачи, которые необходимо решить для ее достижения.
2.2. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КАРЬЕРА
В соответствии с коэффициентом крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова определяют углы погашения бортов карьера (табл. 2.1). Вычис-
ляют конечную глубину карьера по формуле В.В. Ржевского [9], м: |
|
||
Нк = |
Кгр(mг − mп ) mп |
, |
(2.1) |
|
|||
|
ctgγв + ctg γл |
|
|
где Кгр - граничный коэффициент вскрыши (табл. 1.2), м3/м3; mг - горизонтальная мощность рудного тела (табл. 1.1), м; mп - мощность прослоев пустых пород (табл. 1.1), м; γв, γл - углы погашения бортов карьера со стороны висячего и лежачего боков, град.
|
|
|
|
|
Таблица 2.1. |
|
Углы погашения бортов карьера (по «Гипроруде»), град |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Группа |
Коэффициент крепости |
Угол падения |
Углы погашения |
||
пород |
пород по |
залежи, град |
со стороны |
||
М.М. Протодьяконову |
|
|
|
||
лежачего бока |
|
висячего бока |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
Более 8 |
Более 55 |
40 |
|
55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
36–55 |
30 |
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
20–35 |
20 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
2 |
2–8 |
Более 55 |
40 |
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
36–55 |
30 |
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
20–35 |
20 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
3 |
до 2 |
Любой |
15 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
Определяют длину и ширину карьера по верхнему контуру, м: |
|
Lв = Lp + Hк·(ctgγв + ctgγл), |
(2.2) |
6 |
|
Вв = mг + Hк·(ctgγв + ctgγл), |
(2.3) |
где Lp - длина рудного тела по простиранию (табл. 1.1), м.
По определенным параметрам карьера выполняют в масштабе 1:500, 1:1000, 1:2000 поперечный разрез по месторождению с контурами карьера и упрощённый план карьера на конец отработки (рис. 2.1). Размеры карьера по дну принять равными длине и горизонтальной мощности залежи.
Вычисляют запасы полезного ископаемого в контуре карьера, м3:
|
|
|
Vp = (mг-mп)·(Нк-hн)·Lp, |
(2.4) |
|
|
где hн - мощность наносов (см. |
||
|
|
табл.1.1), м. |
|
|
|
|
|
Определяют объем горной мас- |
|
|
|
сы в контуре карьера, м3: |
|
|
|
|
|
Vг.м = mг ·Lp·Hк + H2к ·(Lp + |
|
|
|
|
mг)·ctgγср+1,05 H3к·ctg2γср, |
|
|
|
|
|
(2.5) |
|
|
где γср - средний угол откоса бортов |
||
|
|
карьераприпогашении, град. |
|
|
|
|
|
Величину γср можно найти как |
|
Рис. 2.1. Поперечный разрез и план |
среднее арифметическое из углов от- |
|||
карьера на конец отработки |
коса бортов карьера со стороны вися- |
|||
|
|
чего и лежачего боков залежи. |
|
|
Находят средний коэффициент вскрыши (м3/м3) и сравнивают его с гра- |
||||
ничным: |
|
|
|
|
Kcp = |
Vг.м -Vp |
≤ Кгр, |
(2.6) |
|
|
||||
|
|
Vp |
|
|
Оптимальным будет контур карьера, для которого Кср ≈ Кгр .Если усло-
вие не выполняется, то необходимо уменьшить глубину карьера, до такой величины при котором оно будет выполнятся.
Вычисляют производительность карьера по вскрыше (млн. м3) и горной массе, (млн. т):
A = |
Ар |
K |
|
, |
(2.7) |
|
|
||||
в |
γ |
ср |
|
|
|
Агм = Ар·(1+Кср), |
(2.8) |
||||
|
7 |
|
|
|
|