Основы горного дела открытая геотехнология Технологические процессы

Основы горного дела (открытая геотехнология)

Технологические процессы добычи полезных ископаемых открытым способом 1. Подготовка горных пород к выемке (бурение, взрывание); 2. Выемочно-погрузочные работы (экскавация горной массы); 3. Транспортирование (вскрышных пород и ПИ); 4. Отвалообразование (вскрышных пород); 5. Рекультивация (восстановление нарушенных земель).

Горные породы, являющиеся объектом открытых горных разработок, делятся на коренные и наносы. Наносы – это измельченные, переотложенные или перенесенные несвязанные или мало связанные породы: галечник, гравий, песок, глина, суглинок, гумус и др. Коренные породы залегают в толще земной коры по месту своего образования и по своему происхождению делятся на магматические, осадочные и метаморфические.

Горные породы На открытых горных работах все породы делят на: 1. скальные; 2. полускальные; 3. плотные; 4. мягкие; 5. сыпучие. 6. разрушенные.

Скальные и полускальные породы Скальные породы, характеризуются пределом прочности при одноосном сжатии в куске в насыщенном водой состоянии (до 3 -5%) сж более 50 МПа. Полускальные породы, характеризуются пределом прочности при одноосном сжатии в куске в насыщенном водой состоянии в интервале сж от 20 до 50 МПа.

Плотные породы характеризуются пределом прочности на одноосное сжатие в интервале сж 5 -20 МПа. К ним относятся: твердые глины, мел, бурые и каменные угли и др. Угол откоса массива 60 -70 при высоте уступов до 10 -20 м. Их можно разрабатывать горными машинами без предварительного рыхления.

Мягкие породы имеют предел прочности на одноосное сжатие в интервале сж 1 -5 МПа. К ним относятся: песчаными глинами, суглинками, супесями, мягкими углями и др. Угол откоса массива 50 -60 при высоте уступов 7 -15 м. Разрабатываются без предварительного рыхления.

Сыпучие, разрушенные породы Сыпучие породы К ним относятся: пески. Угол откоса массива не превышают угла внутреннего трения, равного 19 -37. Разрушенные породы 1. Сыпучие разрушенные породы Кр=1, 4 -1, 65 2. Связно-сыпучие разрушенные породы Кр=1, 2 -1, 33 3. Связно разрушенные породы Кр=1, 03 -1, 05

Группы полезных ископаемых 1. Металлические полезные ископаемые (руды): 1. 1. руды черных металлов - железо, марганец, хром, титан, ванадий, никель, кобальт, вольфрам, молибден и т. д. ; 1. 2. руды цветных металлов - медь, свинец, цинк, олово, алюминий, ртуть, сурьма и т. д. ; 1. 3. руды благородных металлов - золото, серебро и платина; 1. 4. руды радиоактивных металлов - уран и торий; 1. 5. руды редких и рассеянных элементов - цирконий, тапал, ниобий, бериллий, литий, цезий, германий, талпий и т. д.

Группы полезных ископаемых 2. Неметаллические полезные ископаемые: 2. 1. строительные материалы - граниты, гнейсы, известняки, мрамор, гравий, песок, глины, цементное сырье и т. д. ; 2. 2. сырье для химической промышленности - фосфориты, апатиты, сера, пирит, мышьяк, бор, мел и т. д. ; 2. 3. сырье для металлургической промышленности - доломиты, флюориты, графиты, магнезиты, огнеупоры и т. д. ; 2. 4. индустриальное сырье - асбест, тальк, барит, алмаз, слюды, полевой шпат, корунд, пегматит и т. д. 3. Группы горючих полезных ископаемых – уголь, горючие сланцы, торф, нефть и природные газы.

Полезные ископаемые ПИ различают: по углу падения ( пи): - горизонтальные ( пи = 0 -5 ); - пологие ( пи = 6 -14 ); - наклонные ( пи = 15 -45 ); - крутые ( пи = 46 -90 ); по мощности (m): весьма малой (m < 3 м); малой (m = 3 -20 м); средней (m = 20 -40 м); большой мощности (m > 40 м).

Схема земельного отвода карьера

Траншеи Капитальные траншеи – открытые наклонные горные выработки, предназначенные для вскрытия рабочих горизонтов Разрезные траншеи – горизонтальные открытые горные выработки, предназначенные для подготовки вскрытых горизонтов к разработке, т. е. для создания фронта работ на уступах.

Капитальные и разрезные траншеи Схемы капитальных траншей: а – отдельная капитальная траншея внешнего наложения; б – капитальная траншея внутреннего заложения до проведения разрезной траншеи уступа; в – то же, после проведения разрезной траншеи; г – съезд; 1 – капитальная траншея; 2 – разрезная траншея; 3 – конечный контур карьера

Горная графическая документация ГОСТ 2. 855 -78

Условные обозначения уступов Вскрышной уступ Добычной уступ Смешанный уступ Отвальный уступ Склад полезного ископаемого

Условные обозначения забоев Забой мехлопаты в массиве Забой роторного экскаватора Забой мехлопаты в развале Забой бульдозера Забой драглайна

Схемы открытой разработки залежи а) 5 2 4 1 6 Нк б) 4 1 а – горизонтальная; б – пологая; в – крутая; 2 Нк пи в) 3 1 4 Вк Нк γв γл 1 – выработанное пространство; 2, 3 – внутренний и внешний отвал; 4, 5 – рабочий и нерабочий борт; 6 – конечный контур карьера

Главные параметры карьера ВК -h 1 -h 2 -h 3 -h 4 -h 5 -h 6 -h 7 -h 8 -h 9 -h 10 m. Г h 0 βР βР M γВ ПИ HK γЛ Вd Вк, Вd – ширина карьерного поля по поверхности, по дну, м; Нк – глубина карьера, м; М – нормальная мощность ПИ, м; mг – горизонтальная мощность ПИ, м; пи – угол падения ПИ, град; βр – угол откоса рабочего борта, град. ; γв, γл - угол откоса борта карьера со стороны висячего и лежачего бока град.

Главные параметры карьера Главными параметрами карьера являются: - объёмы горной массы (Vгм, м 3); - объём вскрыши (Vв, м 3); - запасы полезного ископаемого (Vпи, т); - конечная глубина (Hk, м); - размеры по подошве (Bd, м; Ld, м); - углы откосов бортов (γл=33 , γв=38 ); - размеры на уровне дневной поверхности (Bk, м; Lk, м).

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Основная литература: 1. Анистратов Ю. Н. Технологические процессы открытых горных работ. – 3 -е изд. – М. : Горное дело, 2008. – 448 с. 2. Трубецкой К. Н. Основы горного дела: учебник / К. Н. Трубецкой, Ю. П. Галченко. – М. : Академический проспект, 2010. – 231 с. + 32 с. цв. вкл. Дополнительная: 1. Трубецкой К. Н. Проектирование карьеров: учеб. для вузов: в 2 т. – 2 -е изд. , перераб. и доп. / К. Н. Трубецкой, Г. Л. Краснянский, В. В. Хронин. – М. : Изд-во Академии горных наук, 2001. – Т. 2. – 535 с. : ил. 2. Справочник. Открытые горные работы / К. Н. Трубецкой, М. Г. Потапов, К. Е. Виницкий, Н. Мельников [и др. ]. – М. : Горное бюро, 1994. – 590 с.

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Дополнительная: 3. Ташкинов А. С. Углесодержащие промышленные взрывчатые вещества / А. С. Ташкинов, И. В. Тимошин; Кузбасс. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 2005. – 128 с. 4. Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом (ПБ 05 -619 -03). – М. : ГУП «НТЦ «Промышленная безопасность» , 2003. – 144 с. 5. Безопасность при взрывных работах. Сборник документов. Серия 13. Выпуск 1/Колл. авт. – М. : Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России» , 2002. – 252 с.

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Перечень методических материалов 1. Курехин Е. В. Технология открытых горных работ: практикум для студентов дневного обучения специальности 080502 «Экономика и управление на предприятиях (по отраслям) специализации «Экономика и управление в горной промышленности» / Е. В. Курехин; ГУ Куз. ГТУ. – Кемерово, 2007. – 47 с. http: //library. kuzstu. ru/meto. php? n=3355 2. Курехин Е. В. Технология открытых горных работ: программа курса, методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной полной и сокращённой форм обучения специальности 080502 «Экономика и управление на предприятиях (по отраслям) специализация «Экономика и управление в горной промышленности» / сост. Е. В. Курехин; ГУ Куз. ГТУ. – Кемерово, 2007. – 11 с.

Электронные ресурсы http: //tdpios. narod. ru

Электронные ресурсы http: //tdpios. narod. ru Практикум по дисциплине «Технология ОГР» . Исходные данные (ЭГ, ЭГз, ГЭ, ОЭ) password: TOGR-EG-0001 -07 Программа, методические указания по дисциплине: «Технология ОГР» (ЭГз, ГЭз) Самостоятельная работа (ЭГ, ГЭ) Дипломное проектирование (ГМ) password: GMT-1201 -0714