Обёмно-поэтапный компьютерный анализ месторождений при определении главных параметров карьера и расч

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Серго ОРДЖОНИКИДЗЕ

Ю.И. Анистратов

Объёмно-поэтапный компьютерный анализ месторождений при определении главных параметров карьера и расчёта комплекта оборудования для производства горных работ

Учебное пособие

2009 год

Д.т.н. профессор Анистратов Ю.И.

Объёмно-поэтапный компьютерный анализ месторождений при определении главных параметров карьера и расчёта комплекта оборудования для производства горных работ

Учебное пособие. М.: РГГРУ, 2009.

Расчёты технических, технологических и организационных решений при проектировании и производстве горных работ является важнейшей частью деятельности горного инженера.

Целью пособия: 1- помочь студентам в выполнении дипломного проекта, дипломной работы и курсовых проектов по открытой разработке месторождений полезных ископаемых,

- информировать о современных методах принятия решения на основе энергетической теории разработки месторождений полезных ископаемых,

- ознакомить с формой и содержанием графического оформления технических и технологических решений.

© Анистратов Ю.И. © Российский государственный геологоразведочный университет

Оглавление

Введение ……………………… 4

1.Пластообразные и протяжённые наклонные и крутопадающие залежи……………………………………………………………………….. 6

2.Жильные и штокообразные округлые в плане залежи…………………. 14 . 3. Мощные рудные залежи……………………………………………… 20

Выбор и расчёт количества горнотранспортного оборудования для производства горных работ на карьере с наклонным и крутопадающим залеганием полезного ископаемого…………………………………… 26

- Экскавационная техника………………………………….. ……… 26

- Буровое оборудование…………………………………………….. 26

-Энергетический метод расчёта паспорта буро-взрывных работ… 29

- Транспорт…………………………………………………………… 36

- Оборудование для отвалообразования………………………………37

Горизонтальные и пологие пластообразные залежи……… …………. 38

6. Возможные варианты: перевалка вскрыши в выработанное пространство вскрышной механической лопатой, драглайном или отвалообразователем…………………………………………………………… 41

Литература……………………………………………………………………43

Введение

Главными параметрами карьера являются:

конечная глубина - ;

размеры по дну - и ;

углы наклона бортов в рабочей зоне и при погашении - ;

границы карьера на уровне дневной поверхности;

объём горной массы в контурах карьера - ;

запасы полезного ископаемого в контуре карьера - ;

максимально возможная производительность карьера по полезному ископаемому и производительность по вскрыше.

Для проектирования этих параметров используются научные методы и инженерные расчёты, позволяющие получить надежные решения, обеспечивающие эффективную и безопасную отработку месторождения открытым способом.

Критерием эффективности являются затраты при открытой разработке месторождения по сравнению с другими способами разработки или затратами на использование потребителем альтернативного сырья. Он выражается в виде коэффициента вскрыши, величина которого показывает во временном или пространственном этапе отработки отношение объёма вскрыши к объёму добываемого полезного ископаемого k_т в м³/м³ или м³/т.

Конечная глубина карьера на месторождениях, распространяющихся в глубину, объём горной массы, запасы полезного ископаемого в контурах карьера и границы карьера на уровне дневной поверхности определяются с учётом технических возможностей, безопасности горных работ и экономической эффективности разработки, которая определяется граничным коэффициентом вскрыши k_гр.

Для определения главных параметров карьера используются геометрический метод академика В.В. Ржевского (для пластообразных, вытянутых по простиранию залежей), доктора технических наук А.И. Арсентьева (для мощных рудных тел). Они наглядны, полностью учитывают природные и технические особенности месторождения и позволяют для выбора рационального сравнение всех вариантов развития горных работ. Однако, эти методы трудоемки.

С появление ЭВМ в мире созданы программы автоматизированного проектирования карьеров. Среди них наиболее известными являются английская программа Datamine, американская программа Takebais и австралийская программа Surpac.

Недостатками этих программ являются: отсутствие в них наглядной последовательности действий, адекватной в течение времени реальному порядку развития горных работ, особенно на месторождениях с наклонными и крутопадающими залежами, при углублении и перемещении в пространстве рабочей зоны карьера развитие горных работ предусматривается в виде конуса с максимальным углом бортов карьера, который образуется только в результате окончания горных работ на месторождении и для их реализации необходимо в качестве исходных геологических материалов иметь готовые математические модели месторождения.

На месторождениях с наклонными и крутопадающими залежами в действительности, в начале, при углублении горных работ производится расширение рабочей зоны под углами рабочего борта карьера () с разносом бортов карьера на поверхности. Затем, после достижения предела эффективности открытых разработок расширение рабочей зоны прекращается, и горные работы ведутся в границах карьерного поля, отстроенных под углами погашения ().

В настоящее время для быстрого определения главных параметров карьера в проектной практике на стадии составления бизнес-плана или определения эффективности инвестиций имеется необходимость совместить достоинства наглядных графических методов известных ученых с преимуществами в скорости получения результатов анализа месторождения для обоснования главных параметров карьера на ЭВМ.

Данный метод предусматривает компьютерный поэтапный расчет в интерактивном режиме (т.е. в паре «оператор-компьютер») объёмов горной массы, полезного ископаемого и вскрыши в необходимой последовательности по математическим зависимостям и получение промежуточных и окончательных решений по рациональным параметрам карьера, выбора, расчёта количества и формирования комплектов оборудования технологических потоков для производства горных работ с учётом природно-технологических зон месторождения.

Величина этапа принимается: кратной высоте уступа по предполагаемой технологи и механизации горных работ, временному отрезку отработки, например, сроку амортизации комплекта оборудования на карьере или величине эффективности работы предполагаемого к использованию вида транспорта горной массы (для автомобильного и комбинированного с автомобильным конвейерным транспортом 150-250 м).

Исходными материалами для расчётов являются геологические материалы месторождения (план поверхности месторождения, погоризонтные планы и разрезы).

Учитывая особенности горизонтальных, пологих, наклонных и крутопадающих пластообразных, жильных, штокообразных и других форм залежей расчётные модели месторождений различны. Для каждой из них предлагается специальный алгоритм расчёта. Финалом расчёта является составление календарного графика горных работ на карьере, в котором отражается максимально возможная производительность по полезному ископаемому и усреднённая на период 10-15 лет производительность по вскрыше.