Министерство  образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО  «Якутский государственный университет  им. М.К. Амосова»

Горный  факультет

Кафедра Открытых горных работ 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

по дисциплине: «Процессы открытых горных работ» 
 
 
 

Выполнил: студент IV курса гр. ОГР-05 Павлов Спартак

Проверил: ст. преподаватель

  Трофимова С.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Якутск  – 2008

 

      ГОУ ВПО «Якутский государственный  университет им. М.К. Амосова»

Горный  факультет

Кафедра Открытых горных работ 
 

Задание

На составление  курсового проекта по курсу

Процессы  открытых горных работ 

Студенту  группы _________Ф.И.О.__________________________________

Вариант _______

Исходные  данные  

 

Дата  выдачи______________________________

Срок  предоставления_______________________

Руководитель __________________/Трофимова С.А./

 

      Содержание: 

Введение

I. Взрывная подготовка горных пород

1. Выбор вида бурения, модели бурового станка и технологические расчёты процесса бурения скважин

2. Технологические расчеты взрывных работ

II. Технология выемочно – погрузочных работ на карьере

III. Перемещение горной массы из рабочей зоны карьера

IV. Технология отвальных работ

V. Выбор средств механизации и организации вспомогательных работ на карьере

VI. Единые правила безопасности при открытых горных работах

Заключение 

Список использованной литературы

 

      Введение 

     Целью курсового проектирования являются закрепление, углубление и обобщение  теоретических знаний, полученных в  результате изучения дисциплины «Процессы открытых горных работ», а также приобретение практических навыков в расчетах, связанных с разработкой МПИ открытым способом.

     При выборе технологии, способа каждого  процесса (взрывная подготовка горных работ, выемочно-погрузочные работы, перемещение горной массы, отвальные работы и механизация и организация вспомогательных работ на карьере) надо проанализировать исходные данные: состояние и свойства горных работ, характеристики их разработки, условие залегания месторождения (мощность, длина, угол падения, структура залежи, содержание ПИ), гидрогеологические и климатические условия и производительность карьера и т.п.

     Основная  задача курсового проекта состоит  в умелом использовании знаний для  решения самостоятельных реальных технологических задач, возникающих на производстве. В процессе курсового проектирования имеется возможность расширения своих знаний путем изучения передового опыта горных предприятий и литературных источников.

     Ведущими  производственными процессами открытых горных работ являются подготовка горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, перемещение горной массы, отвалообразование вскрышных пород, складирование добытого полезного ископаемого.

     Правильный  выбор технологии, способа процессов  открытых горных работ и горно-транспортного оборудования, во многом определяет высокую производительность и эффективность разработки месторождения.

 

      I. Взрывная подготовка горных пород 

     1.Выбор вида бурения, модели бурового станка и технологические расчёты процесса бурения скважин 

     Сначала определяем показатель трудности бурения

     

       МПа;

       МПа;

       МПа, 

     где σ_сж, σ_р, σ_сдв – соответственно пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг;

     γ=2,9 т/м³ – объёмный вес диабаза.

     Данная  порода по трудности бурения относится  к III классу – труднобуримые (П_б=10,1÷15).

     Рассмотрим  существующие способы бурения:

• Пневматические бурильные молотки - применяются для бурения шпуров диаметром 32-40 и 52-75 мм в скальных породах.
• Станки шнекового бурения применяют для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125-160 мм и глубиной до 25 м в мягких породах с показателем бурения до 5.
• Станки с погружными пневмоударниками применяются для бурения скважин диаметром 100-200 мм и глубиной до 30 м при разработке пород с показателем бурения от 5 до 20 и крепостью от 10 до 20. При производственной мощности до 4 млн. м³/год.
• Термическое (огневое) бурение используется при бурении скважин диаметром 250-360 мм и глубиной до 22 м главным образом в весьма и исключительно труднобуримых породах. Успешно применяется в породах с показателем бурения от 10 до 15.
• Станки вибрационного бурения находятся пока на стадии испытаний; их достоинства - относит небольшая масса, простой буровой инструмент и высокая производительность.
• Станки шарошечного бурения в последнее время получили наибольшее распространение при бурении скважин с диаметром 160-320 мм и глубиной 35 м. Наиболее перспективны для бурения в породах с показателем трудности бурения от 6 до 15 и крепостью пород от 6 до 18. Достоинства: высокая производительность, непрерывность бурения и возможность его автоматизации.

     Так как у меня порода имеет крепость 12 - 14 по М.М. Протодьяконову я выбираю буровой станок шарошечного бурения.

     Буровой станок выбираем 2СБШ-200Н исходя из приблизительного соотношения между вместимостью ковша экскаватора ЭКГ-5 и диаметром скважины, а диаметр скважины равно d_с=0,216 м.

     Техническая характеристика станка 2СБШ-200Н:

• Диаметр скважины – 216 мм;
• Глубина бурения – 24 м;
• Угол бурения к горизонту – 60°, 75°, 90°;
• Установленная мощность электродвигателей – 300 кВт;
• Частота вращения долота – 0,5-5 с^-1;
• Максимальное осевое усилие подачи на забой – 173 кН;
• Скорость подачи/подъёма бурового снаряда – 0,017/0,12 м/с;
• Скорость передвижения – 0,7 км/ч;
• Расход воздуха на очистку скважин – 25 м³/мин;
• Масса станка – 50 т.

     Требуемое осевое усилие на долото диаметром  D=216 мм для разрушения породы крепостью ƒ=12:

       кН,

       кН,

     где k=6÷8 большие значения для более крупных долот.

     Требуемый момент вращения долота:

      Н*м 

     где n=1,5 – показатель для удовлетворительной очистки скважины;

     k₁=10 – коэффициент зависящий от крепости буримой породы.

     Мощность  привода вращателя

       кВт

      кВт

     где η_вр=0,85÷0,7 – КПД трансмиссии вращателя

     n_вр=1,5 с^-1 – частота вращения долота.[9, стр. 144]

     Мощность  привода подачи

      кВт,

     где v_под=0,017 м/с – скорость подачи бурового става;

     η_под=0,5÷0,7 – КПД механизма подачи.

     Теоретическая скорость шарошечного бурения

       м/с

       м/с

     где k_ск=0,5-0,3 – коэффициент, учитывающий уменьшение скорости бурения за счет неполного скола породы между зубьями (большее значение для менее плотных пород).

     Формула для определения сменной производительности:

       м/смену,

       м/смену,

     где k_и.см.=0,8 – коэффициент использования сменного времени;

     Т_см=8 ч – продолжительность смены;

        ч – продолжительность основных операций, приходящаяся на 1 м скважины;

     v_т=10 м/ч – техническая скорость бурения, которая принимается 8-12 м/ч при П_б=10-12 [10,Таблица 2.5 ]

     Т_в=0,05 ч - продолжительность вспомогательных операций, приходящаяся на 1 м скважины, в расчётах для СБШ – 0,033-0,083 ч;

     Формула для определения годовой производительности

       м/год

       м/год

     где n_см=75 и N_мес=12 – соответственно среднее число рабочих смен в календарном месяце и число рабочих месяцев в году.

     Рабочий парк буровых станков:

      шт,

     где V_год=4500000 т – годовой объём горных работ;

     q_г.м=42,7 м³ - выход взорванной горной массы с 1 м скважины.

     В резерв берем еще 1 буровой станок и окончательный парк составит 4 буровых станка. 

     2. Технологические расчёты взрывных работ 

     Гранулотол (гранулированный тротил) с размером гранул 3 – 5 мм применяются как самостоятельное  взрывчатое вещество (ВВ) для взрывания обводненных скважин и в качестве компонента в составе Граммонитов и водосодержащих ВВ. Гранулотол абсолютно водоустойчив, хорошо тонет в воде, имеет хорошую сыпучесть в сухом и мокром состоянии. При хранении не слеживается и не спекается, обладает высокой стабильностью взрывчатых свойств. Его заряды могут продолжительное время находится в воде, в том числе и проточной, без потери взрывчатых свойств. Для инициировния Гранулотола необходим промежуточный мощный детонатор, так как он недостаточно чувствителен к обычным системам инициирования.