Курсовая работа по горному делу на тему ТЕХНОЛОГИЯ И КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

Для проектирования вскрышных работ необходимо определить среднюю мощность вскрышных пород в пределах карьерного поля. Этот показатель используется при оценке объёма вскрыши, определении коэффициента вскрыши, выборе технологии удаления пород и расчёте потребной производительности вскрышного оборудования.
По условиям задания считается, что разработка начинается от выхода пласта под наносы, а отработка карьерного поля ведётся по падению пласта. В этом случае мощность вмещающих пород возрастает по мере удаления от выхода пласта и на середине ширины карьерного поля может быть определена геометрическим путём.
Средняя мощность вмещающих пород на середине ширины разреза вычисляется по формуле:
Hвм=(Bпр/2)⋅tanα
где:
Hвм — средняя мощность вмещающих пород, м;
Bпр — принятая ширина карьерного поля, м;
α — угол падения пласта, град.
Подставляя исходные данные, имеем:
Hвм=(1000/2)⋅tan12∘=500⋅0,2126=106,3 м
Следовательно, средняя мощность вмещающих пород в пределах проектируемого участка составляет 106,3 м. Однако над пластом также залегают наносы мощностью 2 м, которые входят в общий объём вскрышных пород. Поэтому полная средняя мощность вскрыши определяется как сумма средней мощности вмещающих пород и мощности наносов:
Hср=Hвм+hн
где:
Hср — средняя мощность вскрышных пород, м;
hн — мощность наносов, м.
Hср=106,3+2=108,3 м
Таким образом, средняя мощность вскрышных пород в пределах карьерного поля составляет 108,3 м. Полученное значение является достаточно большим по сравнению с мощностью полезного пласта. Это означает, что объёмы вскрышных работ будут значительными, а следовательно, именно вскрышной комплекс будет определять эффективность всего предприятия. В таких условиях особенно важным становится выбор рациональной технологической схемы вскрыши, позволяющей минимизировать затраты на удаление пустых пород.
Для большей наглядности можно отметить, что вскрыша более чем в шесть раз превышает мощность угольного пласта. Это уже на начальном этапе указывает на высокую трудоёмкость подготовительных и вскрышных работ, а также на необходимость рассмотрения технологических схем, обеспечивающих максимальную производительность при минимальной себестоимости.
Одним из важнейших показателей, характеризующих условия открытой разработки месторождения, является коэффициент вскрыши. Он показывает, какой объём пустых пород приходится удалять для добычи единицы полезного ископаемого.
Для предварительной оценки условий разработки в курсовом проекте определяется линейный коэффициент вскрыши, который представляет собой отношение средней мощности вскрышных пород к мощности полезного пласта:
Kв=Hср/m
где:
Kв — линейный коэффициент вскрыши, м³/м³;
Hср — средняя мощность вскрышных пород, м;
m — мощность пласта, м.
Kв=108,3/17=6,37 м3
Следовательно, линейный коэффициент вскрыши составляет 6,37 м³/м³. Это означает, что для добычи 1 м³ угля необходимо предварительно удалить в среднем 6,37 м³ вскрышных пород. Такой показатель свидетельствует о значительном объёме вскрышных работ и указывает на то, что вскрышной комплекс будет играть определяющую роль в экономике проектируемого разреза. С практической точки зрения величина коэффициента вскрыши позволяет сделать следующие выводы:
• месторождение пригодно для открытой разработки, однако требует значительных затрат на вскрышу;
• экономическая эффективность разреза во многом будет зависеть от правильно выбранной технологии удаления вскрышных пород;
• наиболее предпочтительными следует считать такие схемы вскрыши, которые позволяют сократить транспортные расходы, например бестранспортные и транспортно-отвальные схемы;
• применение малоэффективных транспортных схем при таком коэффициенте вскрыши может привести к заметному росту себестоимости добычи угля.
Следовательно, расчёт коэффициента вскрыши подтверждает необходимость особенно тщательного обоснования вскрышной технологии в последующих разделах курсовой работы.
Таблица 4 – Основные параметры месторождения и карьерного поля
Итак, в результате выполненных расчётов установлено, что проектируемый участок месторождения имеет размеры 2800 × 1000 м, содержит 66,64 млн т угля и может разрабатываться в течение 13 лет при заданной производительности 5 млн т/год. При этом средняя мощность вскрышных пород составляет 108,3 м, а линейный коэффициент вскрыши — 6,37 м³/м³. Эти показатели характеризуют месторождение как пригодное для открытой разработки, но требующее рациональной организации вскрышных работ и обоснованного выбора технологической схемы.На основании анализа исходных данных и выполненных расчётов можно сделать следующие выводы.
По варианту 33 проектируется угольный разрез, расположенный в северной климатической зоне, с годовой производительностью 5 млн т угля. Общие геологические запасы месторождения составляют 279 млн т, однако с учётом ограничений по ширине карьерного поля к разработке принимается участок с запасами 66,64 млн т.
Рациональные размеры проектируемого карьерного поля составляют: длина по простиранию — 2800 м, ширина вкрест простирания — 1000 м. Расчётный срок службы разреза составляет 13,33 года, что обеспечивает устойчивую и экономически оправданную эксплуатацию месторождения. Средняя мощность вскрышных пород равна 108,3 м, что значительно превышает мощность полезного пласта.
Линейный коэффициент вскрыши составляет 6,37 м³/м³, то есть условия разработки требуют выполнения больших объёмов вскрышных работ. Полученные результаты подтверждают необходимость выбора эффективной технологии вскрышных работ, которая будет детально рассмотрена в следующих разделах курсовой работы.