Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Дипломный проект - итоговая работа студента, которая завершает весь цикл обучения в институте и нацелена на решение комплексных горных задач в области открытой разработки месторождений полезных ископаемых.

Дипломный проект выполняется на базе теоретических знаний и практических навыков студентов, полученных на протяжении всего курса обучения, включая курсовые работы и проекты, производственной практики.

Используя весь свой арсенал знаний в процессе дипломного проектирования студент обязан:

- показать способности и навыки правильного применения полученных теоретических знаний по специальным дисциплинам геологического и горного профиля;

- уметь применять передовые достижения науки, техники и горного производства, а также грамотно обосновать экономическую целесообразность введения своих рекомендации и учесть последствия от их внедрения;

- решать задачи, поставленные в дипломном задании, с помощью современных математических методов;

- уметь излагать свои мысли, доводы и предложения четко, конкретно и логично.

Дипломная работа выполняется по заданию предприятия или проектной организации. Тема, содержание и графическая часть дипломной работы должны быть оговорены в задании или установлены совместно с руководителем дипломной работы и утверждены совместно с руководителем дипломной работы и утверждены на кафедре.

В результате дипломирования студент должен создать завершённую работу, основные выводы и предложения которой могут быть использованы на производстве.

1. Геология

1.1 Геологическая характеристика района

Куранахское рудное поле включает 10 месторождений: Северное, Порфировое, Центральное, Новое, Канавное, Дэлбэ, Боковое, Якокутское, Первухинское, Дорожное и ряд рудопроявлений; занимает площадь около 1500 км на водоразделе рек Б. Куранах, Селигдар, Якокут, принадлежащих бассейену реки Алдан.

В административном отношении месторождения на территории Алданского улуса Республики Саха. Административный центр г. Алдан.

Рельеф месторождения горно-таёжный со сглаженной формой и абсолютными отметками 500-700 м., относительными превышениями водоразделов над поймами рек 150-200 м.

Гидросеть представлена р. Якокут, Б. Куранах, Селигдар и их многочисленными притокоми.

Климат района резко-континентальный и характеризуется продолжительной (7-8 месяцев) холодной зимой и прохладным летом. В декабре-январе минимальная температура (-56С) бывает от 10 до 15 дней в году, а в летний период температура поднимается до +35С, среднегодовая (-7,3С). Мощность снежного покрова к весне достигает 1 м. и более. Годовое количество осадков от 470 до 700 мм. Глубина сезонного промерзания колеблется от 0,5 до 3 м. Многолетняя мерзлота имеет островной характер.

В районе развита транспортная сеть. Через неё проходит автомобильная дорога круглосуточного действия (Амуро-Якутская магистраль, переходящая рудное поле на участках месторождений «Канавное» и «Дэлбэ». До действующей ж/д-станции Беркакит от рудного поля 320 км. и до станции «Сухой-Глубокий» 12 м. Золотоизвлекательные фабрики и карьеры между собой соединены круглогодными автодорогами. Кроме того, круглогодная связь с другими районами страны обеспечивается авиатранспортом через аэропорт в г. Алдане.

Материально-техническое снабжение предприятий кампании производится с ж/д станций: Беркакит, Алдан и Сухой-Глубокий.

Электроэнергией предприятия района обеспечиваются от Нерюнгринской ГРЭС. Топливной базой района являются месторождения Южно-Якутского угольного бассейна.

Водоснабжение потребителей в районе осуществляется за счёт подземных источников, исследованиекоторых в настоящее время продолжается.

Район месторождения экономически хорошо освоен. Сырьё Куранахского рудного поля поступает на Куронахскую (10-12 км) ЗИФ и ОПУ «Надёжный». Посёлок Н-Куранах, где проживает 8 тыс. жителей - благоустроенный рабочий посёлок.

Стратиграфия

В геологическом строении КРП (Куранахского рудного поля) принимают участие следующие возростные группы пород:

1) Архейский метаморфический комплекс.

2) Венд-нижнекембрийские морские карбонатные отложения.

3) Нерасчленённые терригенные отложения нижней юры.

4) Неоген-четвертичные отложения.

Образование докембрийского кристаллического фундамента на КРП не обнажаются и вскрыты в скважинах структурном бурении на глубинах 590-615 м. Они представлены биотит-амфиболовыми, пироксен-амфиболовыми гнейсами, кристаллосланцами нимнырской и федоровской свиты нижнего архея, гранидоидами.

Венд-нижнекембрийские морские карбонатные отложения срезким угловым несогласием перекрывают образование фундамента и представлены (снизу-вверх) устьюдомской, пестроцветной, тумулдурской, унгелинской и куторгиновой свитами, из которых наибольщий интерес представляет последняя.

Куторгиновая свита (E1kt). Слагает значительную часть месторождений, являясь вмещающей по отношению к рудным телам. Нижняя толща состоит из чередующихся глинистых доломитов и известников. Верхняя толща представлена битуминозными известниками и прослоями детритовых известников. Мощность свиты колеблется в зависимости от эрозионого среза - от 0 до 100 м. Породы куторгиновой свиты свиты поражены карстом, заполненным рыхлыми образованиями. При этом нередко известняки глинистые и мергелистые, разновидности пород часто сильно выветреные до рыхлого и глиноподобного состояния, представляя собой остаточную кору вещелачивания.

Нижняя юра Юхтинская свита (J1iun). На размытой, закарстованной поверхности кембрийских карбонатных пород со скрытым угловым несогласием залегают континентальные образованиянижнеюрского возраста. Основную массу юрских пород представляют мелкозернестые полевошпат-кварцевые песчаники на алевролитовом серицитизированом цементе. В резко подчинённом количестве наблюдаются грубозернистые плохо отсотированные аркозовые песчаники и когломераты, которые отличаются в линзовидных прослоев в нижней половине разреза.

Неогеновые и четвертичные отложения (N-Q). К образаваниям этого возраста, на основании всех последних геологических исследований, отнесется:

а) глинисто-песчано-обломочные образования, заполняющие карстовые полости;

б) аллювиально-делювиальные красноцветные отложения.

Верхний и современный отделы не расчлененные (QIII-IV). К образованиям этого возраста относятся элювиально-делювиальные отложения плоскогорий, нерасчленынные образования высокой поймы и первой надпойменной террасы, техногенные отложения в далинах крупных рек. Элювий представлен грубыми угловатыми обломками и щебнем с песчаным заполнителем. Мощность элювиальных отложений не более 2-3 м. Исключительно большим распространением в районе пользуются делювиальные отложения, представленные в верхней части разреза мелкозёмом с подчиненным количеством обломочного материала, а в нижнем - щебнем и глыбами с небольшим количеством мелкома местами перекрытых аллювием.

Современный отдел (Qiv). К современным отложениям относятся отложения русловой и пойменный аллювий, торфено-болотные отложения. Мощность современных аллювиальных отложений - от первых метров до 10-15 м. в среднем 6-8 м. С современыми аллювиальными отложениями связаны промышленные концентраты россыпного золота. Торфяно-болотные отложения развиты в целиках рек Якокит и Селигдар. Эти отложения часто слагают верхнюю часть поймы и террас. Мощность их в среднем 2-4 м., представлены торфом и илами с редкими валунами различного состава.

Тектоника

Особенности тектонического строения района определяется его общим структурным положением и наличием архейского сложно-дислоцированного глубокометаморфизованного осадочно-вулканогенного (фундамент) и осадочного венд-полеозойско-мезозойской (платформенный чехол) структурных комплексов. Современное мозаично-блоковое строение района сформировано в периоды неоднократной тектоно-магматической активизации. В формировании блоковых структур, размещение всех геологических формаций района, важная роль принадлежит разрывной тектонике.

Структура фундамента: Архейские образования на значительной части территории района скрыты под платформенным чехлом. Описываемая территория района входит в состав Алдано-Тимптонского мегаблока и распологается на стыке Угоенской и Нижне-Тимптонской структур.

Платформенные структуры: Основной платформой структуры является Алданская антеклиза. Платформенный чехол в пределах Центрального-Алданского района (ЦАР) подразделяется на 2-а яруса - нижний и верхний. Нижний ярус - карбонатная толща мощностью до 650 м. с резким угловым несогласием залегает на образованиях докембрийского фундамента. Верхний структурный ярус сложен нижнеюрскими терригенными песчано-сланцевыми отложениями мощностью до 100 м., залегающими субгоризонтально на подстилающей толще нижнего яруса. Формирование нижнего яруса платформенного чехла происходило в условиях морской трансгрессии, а верхнего - в континентальных условиях прибрежной морской равнины.

Разрывная тектоника: Крупные региональные разломы во многом определившие общий структурный план ЦАР имеют древнее заложение. В последующие эпохи тектономагматической активизации эти разломы подновлялись и вместе с вновь образованными разломами играли основную роль в формировании современного мозаично-блокового строения района, в размещении продуктов магматизма, метасаматоза и эндогенного оруденения и в том числе золоторудной минерализации. В формировании структуры КРП главную роль играли Хатыстырский, Якокутский, Северо-Алданский, Эмельджаковский и Южно-Куранахский разломы.

Куранахское рудное поле характеризуется наличием нескольких протяжённых субпараллельных зон разрывных нарушений и даек близ меридионального простирания, с которыми практически связаны все известные месторождения и рудопроявления. Выделяются следующие структурные зоны:

1) Главная (центральная), контролирующая размещение таких месторождений как: «Северное», Порфировое», «Центральное», «Якокутское», Канавное».

2) Западная, контролирующая размещение месторождений «Боковое», «Первухинское», «Южное».

3) Восточное, контролирующее размещение месторождений «Дэлбэ», «Дорожное».

4) Свадьбалахская, контролирующая размещение одноимённого пояса.

Рудоконтролирующие субмеридиональные структуры представляют собой зоны дробления и трещиноватости, зоны сближения малоамплитудных сбросов, по которым проходят ступенчатые опускания блоков, микрограбенов, сопровождающихся узкой приразломной складчатостью в толще осадчных пород.

Кроме главных нарушений КРП определённую роль в контроле орудинение играют разрывные, в т.ч. скрытые, нарушения северо-заподного (300-310) и северо-восточного направления. Они подчеркиваются очертаниями выходов осадочных пород, ориентировкой месторождений и рудопроявлений.

Кроме того есть основания предпологать, что Куранахское рудное поле залегает на «головах» столбообразных, вороннообразных зон трещиноватости, постепенно выклиниваюшихся на глубину. Эти зоны возникли на пересечёных разрывных нарушений северо-западного и северо-восточного направлений.

Генезис месторожднний Куранахского рудного поля

На сегодняшний день существует следующая теория формирования месторождений КРП:

Восстающие движения земной коры в течении герциксной эпохи складчатости привели к формированию внутри щита крупных грабенов и горстов, с образованием зон трещиноватости в породах кембрийского чехла.

Затем в условиях мягкого климата происходила эрозия района с процессами химического выветривания. Вдоль зон тектонических трещин происходило интенсивное развитие карста, который заполнялся нерастворимыми осадками карбонатных пород, щебнем, галькой кремния.

Начавшееся в нижней юре опускание щита привело к постепенному заболачиванию Куранахского гребня и наполнению толщи песчано-глинестых отложений.

Киммерийская фаза тектогенеза сформировала на рудном поле зоны трещин отрыва и межпластовые зоны дробления на контакте кембрийских и юрских пород, выполненые мезозойскими дайками и пластовыми интрузиями, вмещающими рудные тела залежеобразной формы, сформированые магмой и гидротермальными растворами, поступившими из крупного магматического очага, залегающего на глубине порядка 7 км.

Первые порции растворов образовали руды прожилкового облика. Обилие пустот и трещин благоприятствовали падению температуры и давления, что привело к образованию низкопробного золота.

Рудный материал, заполнявший трещины и пустоты покрывающих песчаников образовал плотную кору, препятствующую поднятию растворов. Этот «экран» благоприятствовал расширению и растеканию гидротерм вдаль ослабленного контакта юрских пород образованию коры выветривания. Высокотемпературные условия способствовали активации процессов замещения и перекристализации силикатного материала вмещающих пород.

После рудообразования район вновь подвергся воздействию тектонических напряжений, разрядка которых проявилась в дроблении руд и орудинелых вмещающих пород, но ряд признаков свидетельствует о том, что рудные тела залегают на месте своего первоначального образования.

Морфология золоторудных тел

Золоторудная минерализация имеет площадной характер. Площадь отдельных месторождений колеблется от 1,5 км («Новое») до 15 км («Северное»), а в целом по рудному полю достигает 30 км. В результате дорозведки и эксплутационных работ первоначальные параметры рудных тел, а также месторождений сильно изменились, а в отдельных случаях их границы соединились. В настоящее время большинство месторождений представляют собой разделённые понижениями рельефа части, как бы некогда единого крупного месторождения. Это подтверждается большим сходством месторождений по геологической обстановке их залегания, морфологии, вещественному составу.

Золоторудные тела представляют собой залежи лентообразной формы с сильноизвилистыми краями, с раздувами и пережимами. На одних участках рудные тела выходят на древнюю поверхность, на других находятся под покровом юрских отложений. Эксплутационными работами подтверждено, что залежи, как правило, повторяют рельеф дна депрессий. Установлено, что кровля рудных тел прямолинейна, со стороны лежачего бока контуры более сложные, изобилуют западинами в карбонатных породах. При этом отмечается очень чёткая приуроченность верхнего контакта к базальному слою конгламератов среднеюрских пород.

В зависимости от формы залегания можно выделить 2 основных морфотипа рудных тел:

1) горизонтальные пластообразные залежи, как правило границы залежей со стороны висячего и лежачего боков весьма разнообразны.

2) «рудные столбы» - залежи в узких жилообразных, мульдообразных, щелевидных, воронкообразных карстовых полостях, образующих сложный лабиринт впадин.

Оба морфопипа встречаются на всех месторождениях в различных сочетаниях между собой, образуя в итоге сложные по форме рудные тела.

Многочисленные зарисовки стенок карьеров, геологическая документация полностью погашенных рудных тел, говорят о том, что большинство залежей имеют в плане изометричную или вытянутую в северном направлении форму с отчётливым сужением в глубину. Изменчивость их формы по вертикали, значительная плащадь конечного сечения наблюдается в средней части карстовых полостей. Нередки чередования раздувов с пережимами, перерывы оруденения.

В результате эксплутационных работ внутри рудных тел выявляется большое количество известняковых «останцов» различной формы и размеров. Этот факт говорит о том, что принятая густота разведочной сети 25*10 м., а тем более 50*20 м не всегда правильно отображает морфологические особенности рудных тел.

Размеры рудных тел на месторождениях колеблются в широких пределах. Мощность залежей от 1 до 40 м. (средняя 15-20 м), длина от сотни метров до нескольких километров.

По сложности геологического строения месторождения Куранахского рудного поля относятся к 3-й группе - крупные и среднего размера рудные тела с очень неравномерным распределением рудной минерализации, сложными и прерывистыми контурами промышленного оруденения.

Качество руд

Руды месторождения имеют довольно простой состав. В них преобладают две литологические разновидности - глина и обломочные фракции в виде песка, щебня, глыб минерализованных песчанников или известняков. Собственно рудные тела выделяются по данным опробования. Вмещающие породы в целом следует рассматривать как горную массу, отличающуюся от промышленных руд в основном только по содержанию золота в них.

Литологический состав по данным (1975-76 г.) следующий:

Глина 0,1 мм 45-50%

Песок 0,1-2,0 мм 5-10%

Обломочная фракция 2-100 мм 30-35%

Драбящая фракция 100 мм 15-20%

Золото в исследуемых продуктах характеризуется преимущественно тонкопластинчатой, иногда камковидной, крючковатой формы, чистые золотины обладают характерным металлическим блеском и золотисто-жёлтым цветом. Золотины с пленками имеют красноватый цвет, иногда с побежалостями. Поверхность тонкогубчатая, слабошороховатая, ямчатая.

Пробность золота 900-923.

Мерзлотно-гидрогеологические условия

В соответствии с гидрогеологическим районированием, площадь Куранахского рудного поля относится к области южной краевой части Якутского артезианского бассейна и располагается в пределах в пределах Якокут-Селигдарского бассейна трещинно-карстовых вод. Отличается практическим отсутствием подземных вод в юрских отложениях. Грабеноподобная структура КРП обуславливает формирование в его пределах бассейна трещинно-карстовых вод нижне-кембрийских карбонатных пород.

Пересыхание и безводность гидросети КРП и близ лежащих площадок объясняется отсутствием постоянно действующих источников питания, литологическим составом пород и геологической структурой района. На площади самого рудного поля установлены подземные воды юрских, кембрийских и четвертичных пород.

Источником питания алювиально-делювиальных вод являются атмосферные осадки.

В водном бассейне описываемого района подземные воды юрских отложений играют незначительную роль, представлены они скоплением гидравлически слабо связанных или разобщённых линз подземных вод мощностью в среднем 20 м.

В питании трещинно-карстовых вод нижнекембрийских карбонатных пород участвуют атмосферные осадки, дренаж вышележащих горизонтов элювиально-делювиальных и аллювиальных вод и инфильтрация поверхностного стока. Направление потока трещино-карстовых вод северо-западное, в сторону долины р. Алдан. Абсолютная отметка зеркала этих вод 300-310 м. Амплитуда колебания уровня 20-25 м.

По условиям циркуляции подземные воды нижнекембрийских карбонатных пород являются основным источником водоснабжения, а по уровню залегания не имеют влияния на открытые горные работы.

Распространение и формирование многолетнемёрзлых пород на Куранахском рудном поле контролируется геолого-геморфологическими и гидрогеологическими условиями, а так же особенностями состава рыхлых четвертичных пород. Прерывистое, часто остравное развитие многолетнемёрзлых пород на водоразделах вызвано инфильтрацией атмосферных осадков, которой способствуют малые уклоны, затрудняющие поверхностный сток, слабая задернованность, супесчаность, щебнистый состав элювиальных отложений, повышенная тектоническая трещиноватость поперечных пород и значительное количество осадков в тёплый период года (400-420 мм).

В мерзлотном отношении территория района входит в зону остравного развития многолетнемёрзлых пород. В районе месторождений КРП мощность многолетнемёрзлых пород в среднем составляет 20-30 м., реже достигает 60-70 м. Форма массивов покровная, линзообразная. Мощность деятельного слоя изменяется в пределах 0,5-3,5 м.

Характеристика месторождения

Золоторудное месторождение «Новое» расположено на водоразделе реки Якокут, бассейна р. Алдан, в южной части центральной рудной зоны Куранахского рудного поля. В геологическом строении месторождения принимают участие все породы стратиграфического разреза рудного поля, кроме магматических.

Расположено месторождение в восточном борту крупной депрессии. Рельеф дна депрессии сложный, он изобилует гребнями и впадинами, отстающими друг от друга на 40-60 м. Впадины и гребни по дну депрессии простираются в северо-заподном направлении.

Месторождение протяжённостью около 900 м., шириной от 20 до150 м., глубиной залегания до 40 м.

В составе месторождения преобладают две литологические разновидности - глина и обломочная фракция в виде песка, щебня, глыб минерализованных песчаников, известняков и метасомотитов.

Гранулированный состав руд неоднороден: от дресвы до глыб в несколько кубических метров. Преобладающие обломки размером 5-30 см. распространены равномерно. Грубообломочный материал составляет 28-63%, а глинестый 30-48%.

а) глинесто-песчаные руды (песок, обломочная фракция 60-65%);

б) песчано-глинестые (глина 45-50%).

Удельный вес вмещающих пород - 2,2 т/м³. Объёмный вес руды - 1,61 т/м³.

Инженерно-геологические условия

Породы, слагающие месторождение имеют широкий диапазон прочностных свойств. Коэффициент крепости по шкале Протодьяконова колеблется в пределах f = 6 - 18. На месторождении развита трещиноватость пород на участке выхода известняков, развитие трещин различное: от нескольких сантиметров до 2-х метров. Общая протяжённость рудной залежи 700 м, ширина - до 100 м., мощность от 1 до 20 м, средняя - 15 м.

Распределение золота в руде неравномерное.

Гидрогеологические условия на месторождении благоприятные для его отработки открытым способом. Месторождение «Новое» сложено талыми породами. Максимальная глубина залегания 40 м (550 - наибольшая отметка поверхности и 490 - нижняя отметка рудной залежи).

Запасы полезного ископаемого

Подсчёт балансовых запасов месторождения «Новое» составили 710146 м³.

Для подсчёта эксплутационных запасов необходимо определить нормативы потерь и разубоживания. По данным института потери в среднем по месторождению составляет 2,35%, разубоживания 14,4%.

Объём эксплутационных запасов:

Э=Б+Р-П; м;

где, Б - балансовые запасы, м;

Р - разубоживание, м;

П - потери, м;

Полученные данные сводим в таблицу.

Таблица 1.

Данные	Руда, тыс. м3	%	Ср. содерж. г/т	Аu, кг.
Балансовые	590,6	100	2,1	-
Потери	16,7	2,35	-	-
Разубоживание	102,7	14,4	-	-
Эксплутационные	710146	112,5	2,1	2401

1.2 Задачи дипломного проектирования

месторождение горный выемка вскрытие

Горный инженер по специальности - Открытые горные работы должен: иметь представление:

- о современном состоянии горного производства и путях его развития на ближайшую перспективу;

- об основных научно-технических проблемах открытых горных работ;

- об экологических последствиях горных работ и их влиянии на окружающую среду;

знать:

- физико-экономические свойства породных массивов и их структурно-механические особенности;

- механические процессы в массивах горных пород, возникающие в результате нарушения их естественного напряжённо-деформированного состояния при ведении горных работ, а также в техногенных образованиях;

- закономерности взаимодействия рабочих органов горных машин и горных пород;

- закономерности поведения породных обнажений и незакономерных горных выработок;

- системы разработки и схемы вскрытия месторождений полезных ископаемых открытым способом в различных горно-геологических условиях;

- основы комплектации технологических схем и основные характеристики современного и перспективного горного и транспортного оборудования карьеров;

- основы организации и управления горным производством;

- общие виды и принципы проектирования, состав и содержание проектной документации, методы инженерного проектирования и оптимизации, системы автоматизированного проектирования;

- научные и инженерные основы охраны труда, предупреждения травматизма, профессиональных заболеваний, аварий, пожаров при ведении открытых горных работ, взрывных работ.

- основы эксплуатации и ремонта горного, транспортного и обогатительного оборудования;

- правила хранения, учёта, перевозки и уничтожения ВМ, требования и содержание проектной документации при выполнении взрывных работ на земной поверхности и в карьерах;

- методы и способы управления качеством добываемых полезных ископаемых;

- направление комплексного использования недр, попутного использования горных пород и отходов горного и обогатительного производства;

уметь:

- производить эксплутационные расчёты горных и транспортных машин в различных технологических схемах, обосновать их выбор для заданных горно-геологических условий и объёмов горных работ;

- выбрать технологию рассчитать параметры буровзрывных работ и организовать проведение взорванных работ, обеспечивая требуемое качество взорванных пород, эффективность и безопасность;

- разработать и доводить до исполнителей наряды и задания на выполнение горных работ, осуществлять контроль и обеспечить правильность выполнения их исполнителями, оперативно устранять нарушения в ходе производственных процессов;

- анализировать и оценивать действия подчинённых, контролировать состояния морально-психологического климата в коллективе, поддерживать необходимый уровень дисциплины, предотвращать, нарушения и конфликты в трудовом коллективе;

- вести первичный учёт выполняемых работ, анализировать оперативные и текущие показатели производства, обосновать предложения по совершенствованию организации управления;

- разработать годовые и перспективные планы горных работ в конкретных условиях;

- формировать технологические грузопотоки, схему вскрытия, транспортные и технологические схемы;

- формализовать, представить в математическом виде и решить задачи открытых горных работ с помощью современных методов и вычислительных средств;

- разработать отдельные части проектов строительства, реконструкции и перевооружения объектов горных работ, разработать рабочую документацию, проектировать организацию строительства;

владеть:

- горной и строительной терминологией;

- навыком работы на ЭВМ;

- основными нормативными документами;

- метрологическими правилами, нормами, нормативно-техническими документами по стандартизации и управлению.

2. Горно-геометрический анализ

2.1 Выбор способа разработки

Месторождение «Новое» целесообразно разрабатывать открытым способом. На это указывают следующие факторы:

значительные размеры рудного тела в плане;

мощность вскрыши до 20 метров;

мощность рудного тела до 20 метров;.

по данным геологического отчета простые гидрогеологические условия, незначительные водопритоки.

Открытый способ разработки полезных ископаемых является наиболее перспективным в технологическом, экономическом и социальном отношениях.

К преимуществам открытого способа разработки по сравнению с подземным относятся возможность обеспечения более высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ, более высокая производительность труда и меньшая стоимость продукции, более безопасные и гигиеничные условия труда, более полное извлечение полезного ископаемого, меньшие удельные капитальные затраты.

Исходя из вышеизложенного для разработки месторождения «Новое» принимаем открытый способ разработки.

Основными элементами системы открытой разработки являются:

ь высота уступа;

ь ширина заходки;

ь ширина рабочей площадки;

ь длина фронта работ карьера;

ь скорость подвигания фронта работ.

Высота уступа определяется параметрами применяемого горного и транспортного оборудования с учетом безопасности работ (10 м). Общее количество вскрышных уступов на данном месторождении составило 1-2 шт. Угол откоса уступа принимался исходя из физико-механических свойств пород (песчаники, глинистые сланцы) и параметров выемочного оборудования, принимаем 80⁰.

Ширина рабочей площадки уступа определяется физико-механическими свойствами горных пород, рабочими параметрами выемочно-погрузочного оборудования и видом транспорта.

Для одноковшового экскаватора ширина рабочей площадки, м:

Шр.п =А + с1+ Е + П1 + с2 + bп+ а+ б; (2.1)

где:

A - ширина заходки А=(1,5-1,7) Rч.у, м;

с2 - расстояние от оси дороги до нижней бровки уступа или развала, м;

с1 - расстояние между полосой размещения дополнительного оборудования и полосой безопасности, м;

П1 - полоса для размещения дополнительного оборудования, м;

bп - полоса безопасности (призма обрушения), м;

Е - расстояние между осями движения на двухполосной дороге, м;

а - предохранительный вал, м;

б - кювет, м.

Шр.п =16+3+4.5+3+3+3+1,5+0,5=24,5 м

Длина фронта работ карьера является суммой вскрышного и добычного фронтов, м:

(2.2)

Lф.р= Lв.ф. + L д.ф = 700 м

Скорость подвигания фронта работ, м/год:

Uф = Lф.р / t, м (2.3)

где:

L_ф.к. - длина фронта работ карьера, м;

t - срок отработки запасов в границах этапа, год;

Uф = 700/ 2,2 = 318,2 м/год

2.2 Контуры карьера

Правильный выбор контуров карьера имеет важное значение так как ими определяется объём промышленных запасов полезного ископаемого и объём подлежащих удалению вскрышных пород, что во многом влияет на такие важнейшие характеристики карьера, как производительность и срок существования. Положение контуров определяется инженерно-геологическими, горнотехническими, экономическими и другими факторами, такими, как пространственное расположение полезных ископаемых в земной коре, запасы месторождения, физико-механические свойства и устойчивость пород, режим горных работ, необходимая мощность предприятия, схема вскрытия, система разработки, параметры предполагаемого к применению оборудования Проектные контуры карьера могут быть подразделены на конечные, перспективные и промежуточные.

Конечными называют контуры, по которым согласно проекту должны быть погашены открытые горные работы. Конечные контуры должны определяться максимально возможной степенью точности. Конечная глубина карьера составляет 40 м.

Перспективными называются контуры, до которых в соответствии с проектом предполагается развитие горных работ. Перспективные контуры карьера определяются приближенно и при разработке карьера могут корректироваться. Промежуточными называют контуры, которые согласно проекту предполагается достичь к определенному моменту разработки.

В условиях рудника « «КУРАНАХ», в состав которого входит золоторудное месторождение «Канавное», к балансовым относят запасы с содержанием золота от 1 г/т и выше. Следовательно, рудное месторождения «Новое» полностью подлежит отработке т.к. содержание золота в рудах месторождения колеблется от 1,2 до 20 - 30 г./т. Среднее содержание по месторождению 2,1г/т.

Месторождения «Новое» представляет собой удлиненное карьерное поле и относится к разработке поверхностного типа.

Глубина карьера определяется как разность между наибольшей высотной отметкой поверхности (+550 м) и наименьшей высотной отметкой рудного тела (+510 м). Принимаем максимальную глубину равной 40 м.

Проектные контуры карьера могут быть подразделены на конечные, перспективные и промежуточные.

Конечными называют контуры, по которым согласно проекту должны быть погашены открытые горные работы. Конечные контуры должны определяться максимально возможной степенью точности. Конечная глубина карьера составляет 40 м.

Перспективными называются контуры, до которых в соответствии с проектом предполагается развитие горных работ. Перспективные контуры карьера определяются приближенно и при разработке карьера могут корректироваться. Промежуточными называют контуры, которые согласно проекту предполагается достичь к определенному моменту разработки.

При проектировании необходимо установить границы карьера таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность открытой разработки, лучшие, по сравнению с другими способами разработки, экономические показатели, наиболее полное извлечение запасов, безопасные условия труда, надежную и устойчивую работу предприятия.

Нерабочий борт конструктивно в профиле представляет собой сочетание транспортных берм, берм безопасности и откосов погашенных уступов:

в max = tg (H / n*h*ctgб+bб*(n-1)+ bт) (2.4)

в max = tg (40 / 4*10*ctg55?+ 6*(4-1)+15=40

Технически допустимый угол откоса борта карьера без транспортных и предохранительных берм:

в max = tg (3H / ctg55?+(H - h)) (2.5)

вmax=tg (3Ч40/ctg80?+(40-10))=77?

Угол откоса нерабочего уступа принимаем равным - 80?,

Угол откоса рабочего борта - 65?,

Глубина карьера - 40 м (по разрезам),

Расстояние между соседними положениями фронта работ - 50 м

Угол откоса борта карьера принимаем равным 40 градусов.

Производительность (мі) карьера по полезному ископаемому:

Qп.и = Vп.и / T (2.6)

где V п.и - объем полезного ископаемого, мі

Т - срок отработки запасов, лет.

Q п.и = 710146/2,2= 322793,6, мі

Производительность (мі) карьера по вскрыше:

Q в = V в / Т (2.7)

Q в = 1489507/2,2= 976991,4, мі

2.3 Режим горных работ

Динамика развития рабочей зоны карьера, в которой производится выемка полезного ископаемого и пустых пород, во многом определяет интенсивность и эффективность разработки месторождения. Поэтому одна из центральных проблем, которая должна решаться при проектировании карьера в первоочередном порядке, заключается в установлении режима горных работ, т.е. последовательности выполнения вскрышных и добычных работ по этапам и календарным периодам существования карьера, обеспечивающего планомерную, безопасную, и экономически эффективную разработку месторождения.

Для создания стабильного экономического положения предприятия принимаемый режим горных работ должен полностью соответствовать договорным обязательствам на поставку продукции, как в части объемов и номенклатуры, так и по условленной ритмичности и надежности, а также не иметь краткосрочных периодов со значительными колебаниями горных работ. Режим горных работ считается установленным, если найдено начальное положение и главное направление развитие горных работ, календарное распределение объемов вскрышных и добычных работ по годам существования карьера, отвечающее экономическим, техническим и другим критериям, требованиям потребителей продукции по объемам, качеству ритмичности и надежности поставок, а также обеспечивающие условия стабильной, экономически эффективной работы предприятия.

Таким образом, в процессе проектирования режима горных работ должны быть определены места заложения начальных горных выработок, выбрано направление и интенсивность развития горных работ в глубину и по простиранию по отдельным бортам карьера, определен необходимый и достаточный объем горно-капитальных работ, найдена протяженность фронта работ по вскрыше и добыче на период сдачи карьера в эксплуатацию и в последующие годы, установлена мощность карьера по полезному ископаемому и вскрышным работам. Эти решения предопределяют выбор вскрытия, системы разработки, конечных контуров карьера, календарного плана горных работ.

Режим горных работ характеризуется графиками (таблицами) горно-геометрического анализа и календарными графиками.

Суть горно-геометрического анализа карьерных полей состоит в изучении распределения объемов горной массы, полезного ископаемого и вскрышных пород, извлекаемых из карьера по календарным периодам разработки в зависимости от места начала и направления развития горных работ. С этой целью выбирается ряд начальных положений разрезной траншеи и направлений развития горных работ. Для каждого выбранного варианта развития работ строится график зависимости извлекаемых объемов от положения горных работ (для крутых залежей V= f (H); для горизонтальных V= f (L). В этом графике на оси абсцисс фиксируются положения горных работ и по оси ординат - соответствующие им объемы горной массы, полезного ископаемого и вскрышных пород.

Построенные для карьера графики V=f(H); V=f(L) трансформируются

в календарные графики V=f (T), которые и служат основой для принятия основных решений при общем проектировании карьера.

Исходным материалом для горно-геометрического анализа в зависимости от типа и сложности месторождения служат поперечные геологические сечения, погоризонтные планы или топографические планы с нанесенными изомощностями пород и полезного ископаемого.

Срок службы карьера при данной производственной мощности составит:

Тк = V / Qгод (2.8)

где Зп - промышленные запасы, т.

Qгод - производственная мощность карьера, т/год.

Т_к = 2199653, 4 / 976991,4 = 2,2 лет.

2.4 Расчётные объёмы работ

На проектируемом золоторудном карьере применяем круглогодичный режим работы с непрерывной рабочей неделей в 3 смены по 8 часов. Исходя из этого и с учетом постоянного потребителя, принимаем следующий режим работы карьера:

Режим работы карьера:

Число рабочих дней в году-337;

Непрерывная рабочая неделя;

Число рабочих смен в сутки - 2;

Продолжительность смены - 12 ч.

Годовые и сменные расчётные объёмы добычных и вскрышных работ:

По полезному ископаемому объёмы работ за 1 год составили 322793,6 м³, в сутки 2899 м³, в смену 1449,5 м³.

По вскрыше за 1 год 976991,4 м³, в сутки 2899 м³, в смену 1449,5 м³.

3. Горная часть

3.1 Вскрытие месторождения

Целью вскрытия месторождения является создание горных выработок и транспортных коммуникаций, позволяющих обеспечить выемку и перемещение из карьера вскрышных пород и полезного ископаемого в необходимых объемах.

Способ вскрытия характеризуется, прежде всего, видом вскрывающих выработок. В большинстве случаев для вскрытия рабочих горизонтов карьера применяют открытые горные выработки.

При проектировании способа вскрытия необходимо определить положение вскрывающих выработок относительно контура карьера (внутренние, внешние, смешанного заложения), положение осей и глубину заложения внешней части выработок, стационарность, наклон, число обслуживаемых горизонтов, характер движения транспортных средств, их геометрические размеры, пропускную (провозную) способность, а также положение и параметры разрезных траншей.

К горно-капитальным (горно-строительным) работам относятся горные работы, выполнение которых осуществляется в период строительства карьера (от начала строительства до момента сдачи карьера в эксплуатацию), работы по проведению капитальных и разрезных траншей, а также работы по разносу уступов до границ, определяемых контуром карьера на момент сдачи его в эксплуатацию.

Выбор способа вскрытия производим исходя из принятой системы разработки (Е.Ф. Шешко - Б-6 с транспортированием породы частично на внутренние и частично на внешние отвалы; Н.В. Мельников - ЭТО для

транспортирования вскрышных пород, ЭТР для транспортирования руды;

В.В. Ржевский - СПО (сплошная поперечная однобортовая) и вида карьерного транспорта (ЭКГ - 5А, БелАЗ - 7555) с учетом горнотехнических условий месторождения «Новое». В качестве вскрывающих выработок принимаем внешнюю капитальную траншею, вскрывающую горизонты 550, 540 м. Уклон траншеи i = 80 ‰, а минимальная ширина по основанию 40 м, исходя из условий нормального расположения горного и транспортного оборудования при проходке, затем проводится разрезная траншея на всю ширину рудного тела для создания фронта работ на вскрышном уступе. Вторая капитальная траншея с отметки поверхности +540 м, которая вскрывает рудное тело на горизонте +530 м. Затем проводится разрезная траншея для создания фронта работ на добычном уступе и подготовке к выемке запасов полезного ископаемого.

Проходка траншей осуществляется с применением буровзрывных работ по транспортной схеме экскаватором ЭКГ-5А с погрузкой горной массы в автосамосвалы БелАЗ 7555.

Согласно данному способу вскрытия были рассчитаны параметры нерабочего борта. Угол откоса нерабочего борта равен 40?. Ширина предохранительных берм принята 6 м, ширина дороги (при двустороннем движении) равна 15 м.

Вскрытие проектируемого месторождения производим капитальной траншей внешнего заложения. Первая капитальная траншея вскрывает горизонт +525 м и проводится с отметки поверхности +530 м, затем проводится разрезная траншея на всю ширину рудного тела для создания фронта работ на вскрышном уступе. После того, как будут вскрыты необходимые объемы полезного ископаемого, проводится вторая капитальная траншея с отметки поверхности +525 м, которая вскрывает рудное тело на горизонте +510 м. Затем проводится разрезная траншея для создания фронта работ на добычном уступе и подготовке к выемке 3-х месячных запасов полезного ископаемого.

Отработка добычного уступа в западной части месторождения ведется с севера на юг.

Такая схема отработки принимается для того, чтобы обеспечить возможность складирования вскрышных пород во внутренние отвалы. При этом внешнее отвалообразование частично прекращается и вскрышные породы складируются во внутренний отвал.

3.2 Система разработки. Механизация горных работ

Открытые горные работы характеризуются определенным порядком и последовательностью выемки и перемещения полезного ископаемого, покрывающих и вмещающих пород.

Для планомерной разработки пород и руды рационального использования оборудования карьерное поле разделяем на отдельные горизонтальные выемочные слои (горизонты). Выемку слоев (горизонтов) производим сверху вниз, независимо от направления напластования пород. Число и высота слоев зависит от мощности и глубины залегания рудных блоков.

Направление развития горных работ на уступе при разработке горизонта выбираем по следующим признакам:

* по расположению - фронт работ располагаем попрек с направлением его перемещения вдоль длинной оси месторождения;

* по структуре - сложно разнородный фронт работ, по причине невозможности выделить блоки только с пустыми или полезными ископаемыми одного сорта, производим раздельную выемку горнорудной массы;

* по направлению перемещения горнорудной массы - перемещение из забоя с применением карьерного транспорта;

* по погрузке горной массы - погрузка в транспортные средства на горизонте установки выемочно-погрузочного оборудования;

* по числу транспортных грузовых выходов - тупиковый фронт на уступе, который имеет общий выход, служащий для подачи автомобилей и для выдачи горнорудной массы.

Основным и безусловным фактором выбора системы разработки является следующее:

* залежи рудных тел характеризуются выходом руды на поверхность и имеют небольшую мощность;

* месторождение «Новое» является частью Куранахского рудного поля на территории которого ведутся открытые горные работы с применением транспортной системы разработки.

Принятая система разработки, согласно классификации академика ВВ. Ржевского, является сплошной, индекс группы - С. Подгруппа - сплошные поперечные, индекс подгруппы - СП. Система разработки двухбортовая (с преобладанием однобортовой системы разработки в начальный и конечный периоды разработки), индекс системы - СПД. По способу отвалообразования месторождение относится к категории с комбинированным отвалообразованием. На начальном этапе осуществляется внешнее отвалообразование, затем внутреннее.

По классификации профессора Е.Ф. Шешко: по направлению перемещения вскрышных пород в отвалы золоторудное месторождение «Канавное» относится к группе Б - система с продольным перемещением вскрыши на отвалы при помощи транспортных средств. В начальный период разработки месторождения отвалообразование производится во внешние отвалы, впоследствии отвалообразование производится во внутренние отвалы. Следовательно месторождение относится к подгруппе Б-6 - система с транспортированием породы частично на внутренние и частично на внешние отвалы.

По классификации академика М.В. Мельникова по способу транспортирования вскрышных пород на отвалы - система разработки относится к транспортным.

Высота уступа определяется из условий обеспечения безопасности горных работ, высокой производительности оборудования, наиболее полного извлечения полезных ископаемых, минимальных объёмов вспомогательных работ и других факторов, но доминирующее значение имеет безопасность горных работ.

Способ выемки:

* Вскрыша - экскаваторный (продольными заходками) с применением БВР;

* Добыча - экскаваторный (продольными заходками) с применением БВР;

Класс механизации:

* Вскрыша - ЭТО с использованием экскаватора ЭКГ-5А и автосамосвалов;

* Добыча - ЭТР с использованием экскаватора ЭКГ-5А и автосамосвалов.

На буровых работах применяем станок вращательного бурения шарошечными долотами СБШ-250 МНА-32 с диаметром долота 215 мм (обоснование п. 3.3). Скорость хода 0,42 км/ч. Оптимальной моделью экскаватора исходя из технических характеристик и условий разработки карьера является экскаватор ЭКГ-5А. Емкость ковша 5 м³, скорость хода 0,42 км/ч.

Проектом предусматриваем транспортную систему разработки, сверху вниз горизонтальными слоями, с заходками вкрест простирания рудной залежи.

При зарезке очередного слоя оставляется предохранительная берма шириной 6 м. Так как состав вмещающих пород неоднороден, то углы погашения уступов предусматриваем до 80?.

Общий угол погашения карьера составляет 40?.

Для зачистки подошвы забоя, подъезных путей, штабелирования горной массы, уборки кусков негаборитов за экскаватором закрепляется бульдозер.

Минимальная ширина экскаваторной заходки на вскрышных породах принимается в зависимости от размеров погрузочного оборудования, а также размеров марки автосамосвалов при различных схемах подачи их к месту погрузки.

Учитывая параметры и конструктивные особенности применяемого экскаватора, условия безопасной и эффективной работы погрузочно-транспортного оборудования принимаем максимальную высоту уступа 10 м.

Минимальная ширина экскаваторной заходки принимается в зависимости от размеров погрузочного оборудования, также размеров марки автосамосвалов при различных схемах подачи их к месту погрузки (А = 14 м).

Ширину рабочей площадки определяем с учетом размещения погрузочного оборудования, автомобильного подъезда и их совместной работы (Шр.п = 24,5 м).

Таблица 3.1

Параметры	ЭКГ-5А
Высота уступа в целике, не более Н, м	10
Ширина заходки А, м	14
Ширина рабочей площадки В, м	24,5
Угол откоса уступа a, градус	80?
Ширина призмы обрушения	3
Максимальная высота черпания Н1, м	9,7
Радиус черпания на уровне стояния Rч.у, м	9,5
Максимальная высота разгрузки Н2, м	6,7
Максимальный радиус разгрузки R1, м	12,3
Максимальный радиус черпания R2, м	14
Радиус разворота автосамосвала (55 тонн)	9

3.3 Подготовка горной массы к выемке

Проектом предусматривается буровзрывной способ подготовки горных пород к выемке. Отбойку горной массы на месторождении «Новое», как и на всех месторождениях Куранахского рудного поля, производим методом скважинных зарядов при высоте уступа 10 м с применением массовых взрывов.

На месторождении «Новое» залегают породы крепостью на вскрыше f-5, на добыче f-6. СБШ - станки вращательного бурения шарошечными долотами с очисткой скважины воздухом, пяти типоразмеров с условными диаметрами буримой скважины от 215 до 400 мм при крепости пород ѓ=6ч18. Для бурения скважин предусматривается применение станков марки СБШ-250-32МН (d=215). Диаметр скважины равен: =. Диаметр скважины принимаем равным 215 мм.

Проектом предусматривается применение на руднике механизация взрывных работ - доставка к местам работ и заряжание ВВ с помощью специальных зарядно-доставочных автомашин МЗД-1.

Взрывные работы производим методом скважинных зарядов с помощью детонирующего шнура, короткозамедленным взрыванием с пиротехническим реле РП-Н с интервалом замедления 30, 35 мс. Способ инициирования - электрический, с помощью электродетонаторов.

Применяем вид ВВ: граммонит 79 / 21.

Для боевиков применяем тротиловую шашку - детонатор ТГ-500 и патронированный аммонит 6ЖВ. В зимнее время, при температуре ниже - 28?С применяем детонирующий шнур марки ДШЭ-12.

3.3.1 Расчет параметров буровзрывных работ

1. Относительный показатель трудности бурения горной породы (Пб):

 (3.3.1)

где: усдв - предел прочности горной породы на сдвиг, МПа;

усж - предел прочности горной породы на сжатие, МПа;

г - объемный вес горной породы, кг/мі.

Вскрыша П_б=0,07• (6,3+78)+7• 10• 1,61=5,9

(2 класс, средняя буримость)

П.и. П_б=0,07•(5.25+65)+7•10•2,2=5,1

(2 класс, средняя буримость)

2. Средний размер куска горной породы (dср):

(3.3.2)

, м³

где: Е - емкость ковша погрузочного средства, мі,

V-ёмкость кузова автотранспорта, м³.

d_ср? 0,7• v5=1,2 м³

d_ср? 0,7• v25=2.05 м³

3. Диаметр скважины (dскв):

(3.3.4)

d_скв=17• 5+122=207, ММ

4. Техническая скорость бурения

(3.3.5)

где:

Р_о - осевое давление бурстанка на забой скважины, определяется по выражению:

(3.3.6)

Вскрыша

П.и.

Вскрыша

П.и.

5. Основное время бурения 1 п.м. скважины:

(3.3.7)

6. Число удлинений бурового става:

Где L_б - длина бурового става.

7. Вспомогательное время на бурение 1 п.м. скважины

где: Т₁ - время на переезд станка (10 м)

Т₂ - время на удлинения става (4 мин)

8. Сменная эксплуатационная производительность:

где: Тсм - продолжительность смен, час;

kи - коэффициент использования бурового станка (0,65).

=130 пм/см

Суточная:

где: n - число смен в сутки.

Q_сут=130 • 2=260 м/сут

Годовая:

Qгод = Qсут •Тгод, м/год

где: Тгод - число рабочих дней в году (304).

Qгод=304•260=79040 п.м/год

7. Рабочий парк буровых станков СБШ - 250 - 32 мн:

где: Vг.м - объем горной массы подлежащей обуриванию, мі;

qг.м - выход взорванной горной массы с 1 п.м скважины, м³ /м

 (3.3.13)

Qг.м = =26,04 м³/м