Задание на выполнение расчетно-графической работы
ВВЕДЕНИЕ При разработке месторождений полезных ископаемых, основной из задач является обеспечение транспортного доступа, как на отдельные горизонты, так и к самому месторождению. Выбор расположения съездов и вид трассы предопределяет основные технико-экономические показатели открытых горных работ. Одной из важнейших задач при проектировании карьеров является взаимоувязка параметров и показателей систем открытой разработки месторождения. Методические указания разработаны с целью приобретения и закрепления студентами практических навыков по трассированию системы капитальных траншей и взаимоувязке параметров и показателей углубочных систем открытой разработки месторождений. Результатом работы студентов является выполнение двух расчетно-графических работ.
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА по теме: «ТРАССИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ КАПИТАЛЬНЫХ ТРАНШЕЙ» Трассой называется линия, определяющая положение оси траншеи в пространстве. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом трассы, проекция трассы на вертикальную плоскость - продольным профилем трассы. Трассирование заключается в установлении направления продольной оси траншеи и положения ее в плане и профиле. Пункты, через которые должна проходить трасса, выбирают в зависимости от топографических, горнотехнических, геологических и других факторов. При наличии благоприятных условий трассу капитальных траншей вводят в карьер с фланга в пониженной части рельефа поверхности с целью сокращения объема горно-капитальных работ и лучшего использования пространства карьерного поля. Примыкание капитальных траншей к рабочим горизонтам карьера может быть осуществлено на руководящем (Рук), смягченном (См) подъемах или на горизонтальных площадках (Гор).
Капитальные траншеи, примыкающие к рабочим горизонтам на руководящем подъеме, отличаются наименьшей длиной и объемом, а также относительной простотой трассирования. Удлинение трассы в этом случае вызывается лишь незначительным смягчением подъема в кривых и в местах пересечения путей и размещения стрелок. Применяется чаще всего для глубоких карьеров. Протяженность и строительный объем траншей, примыкающих к рабочим горизонтам на смягченном подъеме, больше, чем в случае примыкания на руководящем подъеме. Основная цель смягчения руководящего подъема - облегчить трогание груженого поезда в случае его остановки на подходе к рабочему горизонту при высоте уступа более 15 м. Примыкание на площадках встречается в неглубоких карьерах. Такое примыкание упрощает проведение траншей и подготовку нижележащих горизонтов, но удлиняет трассу в карьере. Ориентировочные значения коэффициентов удлинения трассы приводятся ниже. Траншеи: внешние и внутренние с примыканием без смягчения уклона - 1,1-1,25; внутренние с примыканием на смягченном уклоне - 1,2-1,35; внутренние с примыканием на площадках - 1,4- 1,6. Форма плана трассы капитальных траншей является простой, если она имеет одно направление по всей длине, и сложной, если она состоит из двух или нескольких участков разного направления. В последнем случае отдельные простые участки трассы соединяются между собой петлями, тупиками или кривыми, а трасса называется соответственно петлевой, тупиковой, спиральной или комбинированной.
Исходные данные Высота уступа: - при железнодорожном транспорте, м = 15; - при автомобильном транспорте, м = 20. Ширина дна траншеи, м = 20. Ширина транспортной бермы: - для железнодорожного транспорта, м - для автомобильного транспорта, м
Углы откосов верхних двух уступов отстроить под углом 45 градусов, а остальных - под углом 60 градусов. Остальные исходные данные сведены в табл. 1.1. Условные обозначения в табл. 1.1: N - последние цифры шифра (для заочного обучения) или порядковый номер в списке группы (для дневного обучения); Гор - примыкание на горизонтальных площадках; См - примыкание на смягченном подъеме; Рук - примыкание на руководящем подъеме. Недостающие данные берутся из справочной литературы. Такие, как величина смягченного уклона, длина участка примыкания и др. Обычно длина участка примыкания при железнодорожном транспорте складывается из длины поезда, стрелочных переводов и расстояния на точность установки поезда, которое составляет не менее 15 м. Всего участок примыкания составляет 200-500 м. Для автомобильного транспорта участки примыкания принимаются значительно меньшей длины - 20-50 м.
Таблица 1.1
Исходные данные для выполнения расчетно-графической работы
Задание на выполнение расчетно-графической работы
Спроектировать простую трассу внутренних капитальных траншей (исходные данные в верхней части табл. 1.1), а затем, используя полученные данные, сложную - тупиковую, петлевую или спиральную трассы (исходные данные в нижней части табл. 1.1). Определить теоретическую и фактическую длины трассы с учетом изменения угла наклона на криволинейных участках и на участках примыкания трассы к рабочим горизонтам, а затем коэффициент удлинения ее. Вычертить план карьера на конец отработки и продольный разрез его в масштабе 1:5000 или 1:2000, а также продольный профиль трассы, как показано на рис. 1.1 и 1.2.
1.3. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы
Основанием при трассировании капитальных траншей является расположение бортов карьера, его естественных или технических границ. Во всех случаях, когда это возможно, трассы устраивают стационарными, не требующим их переустройства в дальнейшем. В этом случае, до трассирования, необходимо установить неизменное положение одного или всех бортов карьера как основания для наложения трасс. Под неизменным положением бортов понимают их конечное проектное положение. Неизменное положение занимает лежачий бок пологих и наклонных месторождений, а также те борта карьеров (особенно при разработке горизонтальных залежей), которые располагаются по линии их выходов или по другим очевидным границам карьерного поля.
Для целей трассирования борт карьера представляют горизонталями, показывающими конечное положение берм соответствующих уступов. Внешняя трасса проводится с поверхности до горизонтали, ограничивающей вскрываемый уступ; внутренняя трасса проходит по борту карьера и пересекает горизонтали, ограничивающие уступы.
Рис. 1.1. План карьера с системой внутренних траншей простой формы трассы
Рис. 1.2. Продольный профиль трассы: Гор. 0-60; Г. 1:5000 В. 1:2000 Теоретическая длина трасы определяется разностью высотных отметок начала и конца трассы и величиной руководящего подъема по формуле, м
где - разность высотных отметок, м; - руководящий подъем, доли ед. Действительная длина трассы больше теоретической за счет ее удлинения, вызываемого уменьшением угла наклона трассы в кривых и на участках примыкания траншей к рабочим горизонтам. В кривых участках сопротивление движению возрастает на эквивалентную величину и смягчение подъема траншей имеет целью сохранить постоянной величину руководящего подъема. Уклон на кривой составит
Общее увеличение длины трассы предусматривает ее удлинение от участков примыкания к рабочим горизонтам , а также от смягчения подъемов в кривых . Приращение на единицу теоретической длины трассы учитывается коэффициентом удлинения трассы
где - действительная длина трассы, м. Пример 1.1: Определить теоретическую и действительную длину и коэффициент удлинения трассы капитальных траншей при железнодорожном транспорте. Высотные отметки начала и конца трассы: м, м; руководящий уклон примыкание трассы к 10 рабочим площадкам выполнено на смягченном уклоне длина площадок примыкания м; на трассе имеются два криволинейных участка с радиусами закруглений м, длинами соответственно м и м. Решение. Теоретическая длина трассы определяется по формуле (1.1). м. Действительная длина трассы определяется по формуле, м
где - число участков примыкания; - длина участка примыкания, м; - эквивалентное сопротивление от кривой в долях единицы определяется по формуле
Коэффициент удлинения трассы определится по формуле (1.3). Пример 1.2: Построить трассу системы капитальных траншей простой формы. Глубина карьера м; высота уступов м; углы откосов уступов ; ширина транспортных берм м; уклон траншеи длина горизонтальных площадок примыкания м; ширина дна траншеи м. План карьера в горизонталях приведен на рис.1.3. Ввод трассы в карьер намечается в точке А.
Решение. Определяем длину наклонного участка трассы на уступе вместе с длиной площадки примыкания
На плане в контурах карьера, начиная со дна, наносим горизонтали 2 (см. рис. 8.3), отстоящие одна от другой на величину заложения откоса уступа с учетом ширины транспортной бермы
Из точки А радиусом, равным линейной величине в масштабе чертежа, проводим дугу до пересечения с горизонталью нижележащего горизонта и повторяем это построение до дна карьера, получая точку Б примыкания траншеи к нижнему горизонту. Рис. 1.3. План карьера в горизонталях: А и Б – соответственно начало и конец трассы; 1 и 3 – соответственно верхний и нижний контуры карьера; 2 – горизонтали (верхние бровки уступов); b’ – расстояние между горизонталями План трассы траншеи строим, начиная от нижнего горизонта (от точки Б). С учетом величины заложения откоса нижнего уступа м строим на плане (рис. 1.4) линию верхней бровки уступа параллельно контуру дна карьера. Из точки Б, как из центра, радиусом R, равным проекции трассы первого уступа м в масштабе чертежа, проводим дугу до пресечения с контуром верхней бровки уступа. Получаем точку Д (рис. 1.4). Из точки Б восстанавливаем перпендикуляр, на котором в масштабе откладываем ширину траншеи м. Контур БДЕМ представляет собой план выездной траншеи. После построения верхней бровки нижнего уступа и контура дна траншеи уточняем положение верхней бровки на участке ЕМ. Откос уступа из-за проведения траншеи переместится относительно дна карьера на ширину траншеи в сторону верхней бровки карьера (рис. 1.4). Для вычерчивания следующей траншеи необходимо отложить площадку примыкания заданного размера, затем сделать построения аналогичные описанным ранее. Результатом построения будет план карьера с системой внутренних траншей и простой формой трассы (рис. 1.1).
Рис. 1.4. Построение плана внутренней наклонной траншеи
Пример 1.3: Построить тупиковую трассу капитальных траншей. Глубина карьера м; высота уступов м; уклон траншей длина тупиковых площадок м; ширина дна траншеи м; тупиковые площадки располагаются на каждом горизонте; положение контура карьера по поверхности (±0) и по дну (-90), расположение бровок уступов (-15 - -75) приведено на рис. 1.5. Начало трассы намечено в точке А. Решение. Определяем длину участка проекции трассы между соседними горизонтами: м. Из точки А радиусом равным , проводим дугу до пресечения с горизонталью -15. Получаем точку В (рис. 1.5), от которой откладываем по горизонтали длину площадки примыкания и отмечаем точку . Из точки проводим дугу радиусом м и находим точку на горизонтали -30. Остальные точки находим аналогично. Рис. 1.5. Построение направления оси трассы при вскрытии После получения направления оси трассы вычерчиваем план трассы системы тупиковых траншей. От точки (рис. 1.6) откладываем ширину траншеи м и получаем точку . Через точку проводим прямую, параллельную линии и отмечаем точку . Таким же образом строим планы траншей верхних горизонтов и окончательно уточняем положение верхней бровки карьера. Рис. 1.6. Построение плана трассы при вскрытии карьера Пример 2.4: Построить спиральную трассу внутренних капитальных траншей. Глубина карьера м; высота уступов м; углы откосов уступов градусов; ширина бермы ; уклон траншей длина горизонтальных площадок примыкания м; ширина траншеи м. Положение верхнего контура и дна карьера приведено на рис. 1.7. Ввод трассы в карьер намечается в точке А. Рис. 1.7. Построение спиралей трассы внутренних траншей Из точки А (рис. 1.7), как из центра, радиусом, равным в заданном масштабе величине Lу, проводим дугу до пересечения с горизонталью нижележащего горизонта. Находим точку А1. Аналогично находим точки А2, А3, А4 и др. Полученные точки соединяем ломаной линией, которая будет определять ось спиральной трассы. Разбивку трассы на плане лучше всего начинать от дна карьера к поверхности, при этом проще устанавливать возможные отрезки внутренней части трассы. Контуры карьера получаются более точными. План отдельных въездных траншей строится так же, как описано в примере 1.2.
2. РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ: «РАСЧЕТ И ВЗАИМОУВЯЗКА ПАРАМЕТРОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ УГЛУБОЧНЫХ СИСТЕМ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ»
2.1. Исходные данные 1. Простирание рудного тела (Lи) и длина карьера по низу (Lк.нз) 450 м. 2. Горизонтальная мощность залежи (Ви) и ширина дна карьера (Вк.нз)-140 м. 3. Граничная глубина карьера Нг=280 м. 4. Мощность покрывающих пород Нзал=20 м. 5. Ширина траншей по низу капитальных и разрезных Втр=25 м. 6. Плотность: руды т/м3; скальной вскрыши =2,7 т/м3 . 7. Производительность экскаваторов: ЭКГ-5А Q=900 тыс. м3/год; 8. Угол падения рудного тела . 9. Направление углубки () принять равным углу падения рудного тела () по контакту с висячим или лежачим боком залежи. 10. Транспорт – автомобильный. Остальные данные сведены в табл. 2.1 и 2.2. Таблица 2.1 Исходные данные для расчетно-графической работы
Окончание табл. 2.1
Недостающие данные берутся из справочной литературы. Номер варианта – последние цифры шифра (для заочного обучения) или порядковый номер в списке группы (для дневного обучения). Таблица 2.2
Углы откосов уступов и борта карьера
2.2. Задание на выполнение расчетно-графической работы
2.2.1. Обосновать способ, схему и систему вскрытия месторождения по вышеприведенным инженерно-техническим данным (табл. 2.1. и 2.2.) для углубочных одно, двухбортовой и кольцевой центральной систем разработки. 2.2.2. Привести план горных работ карьера и разрезы в масштабах 1:1000 или 1:2000. 2.2.3. Рассчитать параметры и показатели углубочных систем разработки в их взаимозависимости между собой и параметрами карьера.
2.3. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы
2.3.1. Обоснование системы открытой разработки
Системой разработки называется определенный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ, обеспечивающий безопасную, планомерную, экономичную и наиболее полную выемку запасов полезного ископаемого. Кроме этого, принятая система разработки должна обеспечивать требуемую производственную мощность карьера, комплексное использование всех полезных ископаемых, охрану недр и окружающей среды. Так как месторождение крутопадающее, с небольшой мощностью наносов до 22 м, принятой схемой вскрытия, внутренней общей траншеей с временной разворачивающейся спиральной формой трассы и направлением углубления горных работ по контакту висячего бока залежи, принимаем углубочную, кольцевую, центральную систему разработки.
2.3.2. Расчет параметров и показателей системы разработки
Рассчитываются следующие параметры: высота и угол откоса рабочих уступов, ширина заходок, ширина рабочих площадок, угол наклона рабочего борта, высота и площадь рабочей зоны, длина добычного, вскрышного и общего фронтов работ, число рабочих уступов и рабочих бортов, величина подготовленных, вскрытых и готовых к выемке запасов. Показатели: скорость подвигания забоев (м/мес.), скорость подвигания рабочих уступов (м/г), скорость проведения траншей (м/мес.), скорость углубки карьера (м/г), годовая производительность с единицы добычного, вскрышного и общего фронта работ (м3/км, т/км), производительность с 1 м2 рабочей зоны (вскрышной и добычной).
1. Обоснование высоты уступа
Уступом называется часть толщи горных пород в карьере, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая самостоятельными средствами выемки, погрузки и транспорта. Высота уступа является одним из важнейших элементов открытой разработки. Оптимальной высотой уступа является такая, при которой обеспечивается: объем вскрышных и добычных работ, высокая производительность оборудования, минимальный объем вспомогательных работ, безопасность работ. Высоту уступа определяют с учетом безопасного ведения работ, элементов залегания месторождения, свойств горных пород, вида и типа применяемого оборудования, производственной мощности карьера (вскрыше, добыче и горной массе), климатических условий района и других факторов. Безопасность ведения горных работ является основным требованием. По нормативам техники безопасности высота уступа (hу) для мягких пород не должна превышать высоты черпания экскаватора [3, с. 10]. Для экскаватора ЭКГ-8И максимальная высота черпания экскаватора составляет 12,5 м. Максимальная мощность наносов составляет 22 м. Поэтому по наносам принимаем высоту уступов, равную 11 м. По скальным породам высота уступа не должна превышать 1,5×Нч(max) [3, с. 10] экскаватора, то есть 19 м. Анализ литературных источников показывает, что оптимальной высотой уступа для аналогичных условий является высота уступа 15-17 м. Принимаем hу=15 м. Угол откоса рабочих уступов по руде и скальной вскрыше 75°, по наносам 45°. Отрабатывается уступ панелями шириной 27 м и заходками шириной 14 м.
2. Ширина рабочих площадок и углы рабочих бортов карьера
При выполнении открытых горных работ на рабочих горизонтах или уступах для размещения развала взорванных пород, горно-транспортного оборудования и коммуникаций, образуются горизонтальные площадки именуемые рабочими. В зависимости от назначения и периода производства горных работ в карьере рабочие площадки по их ширине могут быть: - минимальными, используемыми в период строительства карьера; - эксплуатационными, используемыми в период полного развития горных работ карьера на проектную производственную мощность (эксплуатационный период). Минимальная ширина рабочей площадки по наносам представлена на (рис. 2.1) и определяется по формуле
где =14 м – ширина заходки по наносам; =2-3 м – безопасный зазор между нижней бровкой уступа и транспортной полосой; =21 м – ширина транспортной полосы; =3,0 м – ширина призмы возможного обрушения. 14+3+21+3=41 м. Рис.2.1. Ширина рабочей площадки по наносам Минимальная ширина рабочей площадки по руде и вмещающим породам
где =42 м – ширина развала взорванных пород.
м.
Угол наклона рабочего борта карьера при одинаковой высоте уступа и ширине рабочих площадок можно определять по одной рабочей площадке и соответственно одному уступу, что имеет место в лежачем боку месторождения (рис. 2.2).
где hу=15 м – высота рабочего уступа, aу=75° - угол откоса рабочего уступа. .
Угол наклона рабочего борта карьера в висячем боку месторождения jрв изображен на (рис. 2.2) определяется по формуле:
.
3. Фронт горных работ карьера
Фронтом работ уступа называют часть уступа по длине, подготовленную для производства горных работ. Подготовленность фронта работ уступа заключается в создании на нем рабочей площадки с подводом транспортных и энергетических коммуникаций. Фронт горных работ карьера складывается из длины фронта горных работ по вскрыше и по добыче, которые определяем непосредственно по плану горных работ карьера на максимальную производительность (рис. 2.3) и сводим в табл. 2.1. Таблица 2.3 Длина фронта горных работ карьера
4. Экскаваторный блок и его основные параметры
Для ведения горных работ на уступе последние обычно делятся на панели или заходки. На каждом уступе могут отрабатываться одновременно одна или несколько панелей или заходок. Часть панели разрабатываемая одной выемочной машиной, называется блоком панели или экскаваторным блоком. В то же время экскаваторный блок делится на рабочие блоки, в пределах которых может выполнятся один технологический процесс, например: бурение, взрывание, погрузка горной массы.
Рис. 2.2. Поперечный контур карьера на конец отработки (1), на максимальную производительность (2) и на конец сдачи в эксплуатацию (3) Рис. 2.3. План горных работ карьера на максимальную производительность Основные параметры экскаваторного блока: 1) высота блоков равна высоте уступов 11 и 15 м; 2) ширина блока панели 27 м и ширина заходки 14 м в целике (наносы) и развале; 3) длина экскаваторного блока определяется по минимуму и максимуму. Минимальная длина рабочего блока определяется по условию обеспечения экскаватора взорванной горной массой
где N=17 – продолжительность бесперебойной работы экскаватора, сут; Qэ(сут)=5530 – суточная производительность экскаватора, м3; Шп=27 – ширина панели (взрывного блока), м; Hу=15 – высота уступа, м.
м.
Максимальная длина блока Lэб(j) определяется из планово-необходимой скорости углубления работ с принятой шириной рабочих площадок:
где nэ(р)=7 - количество рабочих экскаваторов на скальной вскрыше и руде; Qэг=1,296×106 – годовая производительность экскаватора, м3/год; nу(р)=4 – число рабочих уступов на скал<
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|