Добывание руды из скважины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1) Расчет потерь и разубоживания руды

2) Расчет параметров и показателей шпуровой отбойки руды при очистной выемке

3) Расчет параметров и показателей скважинной отбойки руды

4) Расчет показателей механизированной доставки руды

5) Расчет показателей извлечения в системах с обрушением руды и вмещающих пород

Вывод

Список используемой литературы



Введение

Горное дело относится к одному из основных видов человеческой деятельности, обеспечивающей существование и уровень развития цивилизации. Горное дело охватывает разведку месторождений полезных ископаемых, их разработку, первичную переработку добываемого сырья, строительство горных предприятий и подземных сооружений различного назначения.

Горнодобывающая промышленность - это составная часть горного дела, цель которой состоит в добыче и первичном обогащении полезного ископаемого. Эта промышленность поставляет минеральное топливо (уголь, торф, горючие сланцы, нефть), руды (чёрных, цветных, редких и ценных металлов). Горнодобывающая промышленность имеет важную роль в экономике государства, определяет его самостоятельность.

Проектирование, строительство новых и реконструкция существующих предприятий по добыче твердых полезных ископаемых требует знаний технологических процессов, понимания и учета горно-геологических условий, специфики ведения горных работ, требования техники безопасности и охраны труда. Нужно принимать прогрессивные технологические решения. С чем мы и ознакомимся частично в данной курсовой работе.



1. Расчет потерь и разубоживания руды

Цель практического занятия - закрепление теоретических знаний и получение навыков расчета основных показателей извлечения полезного ископаемого при разработке месторождений подземным способом.

№ вар.	Б, тыс.т	Д, тыс.т	Аруд, %	Апор,%	Апот,%	Арм,%
9	160	164	2,1	0,2	2,1	1,9

Краткие теоретические сведения и расчеты:

Потери полезного ископаемого (руды) пр - та часть запасов полезного ископаемого, которая не извлекается а процессе отработки месторождения и остается в недрах земли

П

пр = ------- , (1.1)

Б

П= пр*Б= 0,083*160= 13,28

где П - количество потерянных балансовых запасов;

Б - погашаемые балансовые запасы полезного ископаемого.

Потери металла

П Апот

п = ------------- , (1.2)

Б Аруд

13,28*2,1

п = --------------- = 0,083

160*2,1

где Апот - содержание полезного компонента в теряемой части полезного ископаемого; Аруд - содержание полезного компонента в погашенных балансовых запасах.

Потери руды бывают: общерудничные (общешахтные) и эксплуатационные.

Общерудничные потери: в охранных целиках, оставляемых в целях сохранения наземных объектов, а также при недопустимости нарушения целостности налегающих пород в пределах предполагаемой зоны сдвижения от горных работ.

Эксплуатационные потери: в неизвлекаемых целиках, предназначенных для поддержания очистного пространства, в висячем и лежачем боках залежи за счет несоответствия контура отбойки и фактического контура рудного тела, в целиках между рудоприемными, доставочными выработками при экономической нецелесообразности их последующего извлечения и т.п. Разубоживание полезного ископаемого (руды) - снижение содержания полезного компонента в рудной массе Арм в процессе очистной выемки по сравнению с содержанием его в исходном полезном ископаемом (в руде) Аруд.

Аруд - А рм

р = ------------------- (1.3)

А руд

2,1 - 1,9

р = -------------- = 0,095

2,1

Разубоживание бывает только эксплуатационным. Источники разубоживания: в висячем и лежачем боках залежи за счет несоответствия контура отбойки и фактического контура рудного тела, при необходимости подработки пустых пород при создании очистных, нарезных или подготовительных выработок на границе «руда-порода», при примешивании пустых пород или закладочного материала к отбиваемой руде в процессе отбойки, при самотечной или механизированной доставке и т.п.

Важнейшим источником разубоживания является примешивание к руде в процессе добычи пород или закладочного материала, которое характеризуется засорением руды

В

рр = ------ , (1.4)

Д

В= рр*Д= 164*0,11= 18,04

где В - количество пород, засоривших руду;

Д - количество добытой рудной массы.

Потери и разубоживание полезного ископаемого являются важнейшими показателями применяемой технологии очистной выемки и нормируются для каждого предприятия и для каждой применяемой системы разработки. Значения потерь и разубоживания, а также других производных показателей извлечения полезного ископаемого из недр, определяются, как правило, косвенным методом по нижеследующим общим формулам:

Б ( Аруд - Апор ) - Д ( Арм - Апор )

пр = ---------------------------------------------------- (1.5)

Б ( Апот - Апор )

160 ( 2,1 - 0,2 ) - 164 ( 1,9 - 0,2 )

пр = ---------------------------------------------- = 0,083

160( 2,1 - 0,2 )



Б ( Аруд - Апот ) - Д (Арм - Апот )

рр = --------------------------------------------------- (1.6)

Д ( Апот - Апор )

160( 2,1 - 2,1) - 164 (1,9 - 2,1 )

рр = ------------------------------------------- = 0,11

164( 2,1 - 0,2 )

Для удобства пользования существуют дополнительные показатели извлечения, в т.ч коэффициент извлечения рудной массы

Д 1 - п

Кд = ----- = ----------- (1.7)

Б 1 - р

164

Кд = -------- = 1,025

160

2. Расчет параметров и показателей шпуровой отбойки руды при очистной выемке

Целью практического занятия является закрепление теоретических знаний в области расчетов параметров и показателей шпуровой отбойки при очистной выемке применительно к системам разработки с восходящей слоевой выемкой (рис. 3).



№	D	M	F	?	ак,	Но	Nр	НШ
9	0,050	2,0	7,5	65	0,15	1,6	2	В-20

Краткие теоретические сведения и расчеты:

Линия наименьшего сопротивления (л.н.с.), м

(2.1)

где D - диаметр шпура, м. Может принимать значения от 0,029 до 0,075 м.; G - плотность ВВ в шпуре, кг/м3. В расчетах принять 1000 кг/м3;

Кз - коэффициент заполнения шпура, 1/ед. Принимается от 0,6 до 0,7;

m - коэффициент сближения зарядов, 1/ед., равный

1,0 - 1,5 при электрическом и 1,2 - 1,5 при огневом взрывании;

q - удельный расход ВВ на отбойку, кг/м3,

q = q0 ? Kр ? Км, (2.2)



q =0,5*1*2=1

где q0 - теоретический, базовый удельный расход ВВ (меняется от 0,4 до 1,6 кг/м3 при изменении коэффициента крепости F отбиваемого массива от 4 до 20) , значение которого находится прямолинейной интерполяцией приведенных граничных значений;

Кр - коэффициент относительной работоспособности ВВ (Принять равным 1,0).

Км - коэффициент, учитывающий выемочную мощность одного взрыва (меняется от 3,8 до 1,0 при изменении выемочной мощности от 1,0 до 3,5 м и более). Находится прямолинейной интерполяцией приведенных граничных значений. Часто указанный коэффициент называется коэффициентом зажима, а по своей физической сущности отражает долю энергии взрывной волны, уходящей в окружающий горный массив без отражения от свободной поверхности.

Расчетное расстояние между шпурами в ряду, м

aо = m ? W , (2.3)

aо=1,2*0,99=1,188

Ближайшие к контурам рудного тела шпуры (так называемые краевые или приконтурные) бурятся на расстоянии ак = 0,1 - 0,3 м от контуров в зависимости от степени ослабленности контакта руды с вмещающими породами.

Расстояние между приконтурными шпурами, м

(2.4)



где М - мощность рудного тела (нормальная), м;

? - угол падения залежи, градус;

Число шпуров в комплекте

(2.5)

где символ «**» означает округление полученного числа до ближайшего большего целого.

Фактическое расстояние между шпурами в ряду, м

(2.6)

При значительном отличии фактического расстояния (а) от расчетного (ао) , а именно более (1-2 D), производится корректировка значения m в принятых пределах и осуществляется соответствующий перерасчет значений W и a.

Объем отбиваемой руды за один взрыв, м³

V = W ? Nр ? Hо (2.7)

V =0,99*2*1,6=3,168

где Nр - число рядов шпуров, взрываемых за один цикл;

Но - высота отбиваемого слоя руды, м.;

Суммарная длина шпуров, м

(2.8)

где 0,9 - коэффициент использования шпура при отбойке (КИШ);

? - угол отклонения забойной стенки массива от вертикали, градус.

Общее количество взрываемого ВВ, кг

(2.9)

Удельный расход ВВ на отбойку руды, кг/м3

(2.10)



3. Расчет параметров и показателей скважинной отбойки руды

Целью практического занятия является закрепление теоретических знаний в области расчетов параметров и показателей скважинной отбойки комплектами веерных скважин при очистной выемке.

№	D	M	Н	?	аконд	Lтр	№ВВ	f
9	0,085	12	22	65	0,35	0,9	11	7,5

Краткие теоретические сведения и расчеты:

Скважинная отбойка применяется при отработке средних и мощных залежей в высокопроизводительных камерных системах разработки, а также в системах с обрушением руды и вмещающих пород. Из существующих схем расположения скважин - веерной, параллельной и пучковой рассмотрена первая (рис.4).

Веерное расположение скважин имеет ряд достоинств, а именно:

относительно малого расхода буровых выработок в расчете на единицу отбиваемого запаса руды;

возможность обуривания значительных запасов руды без перестановки бурового оборудования.

Расчет параметров отбойки веерами скважин состоит из аналитической части (определение линии наименьшего сопротивления (л.н.с) W ) и графо-аналитической части, в которой определяются фактические значения:

-максимального расстояния между концами скважин амакс;

-минимального расстояния между заряженными частями скважин амин.

Линия наименьшего сопротивления (л.н.с.), м



(3.1)

где D - диаметр скважины, м. Принимает значения от 0,04 до 0,15 м.;

G - плотность ВВ в скважине, кг/м3;

Кз - средний коэффициент заполнения скважин, 1/ед. Принимается от 0,6 до 0,7;

m - коэффициент сближения зарядов, 1/ед. Принимается равным от 1,2 (при трещинах, параллельных плоскости забоя) до 0,5 (при расположении сетки трещин, перпендикулярно к плоскости забоя). Равен 1,0 при монолитных рудах.

q - удельный расход ВВ на отбойку, кг/м3.

q = q0 К1 К2 К4 К5 К6 К7 , (3.2)

q =0,5*1,13*1,6*1*1*0,89*1,15=0,93

где q0 - теоретический расход ВВ на отбойку, кг/м3 (см. табл. 3.1);



Таблица 3.1. Соотношение крепости пород f и теоретического удельного расхода ВВ на взрывную отбойку q0

Коэффициент Крепости руды f	по шкале проф. Протодъяко-нова М.М.	6 - 8	8 - 10	10 - 12	12 - 14	14 - 16	16 - 18	18 -20	> 20
q0	кг /м3	0,4-0,5	0,5-0,6	0,7-0,9	0,9-1,0	1,0-1,2	1,2-1,3	1,3-1,5	> 1,5

К1 - коэффициент относительной работоспособности ВВ (см. табл.3.2);

Таблица 3.2. Таблица относительной работоспособности ВВ.

№ВВ п/п	Тип ВВ	Плотность в заряде, т/м3	Коэффициент К1
1	Аммонит №6 ЖВ	1,0 - 1,2	1,00
2	Аммонит №7 ЖВ	1,0 - 1,2	1,04
3	Аммонит скальный №1	1,1	0,81
4	Аммонит скальный №3	1,0 - 1,1	0,80
5	Аммонит прессованный	1,4 - 1,5	0,76
6	Аммонал водоустойчивый	0,95 - 1,3	0,91
7	Граммонал А-8	0,85 - 1,0	0,83
8	Граммонит	0,8 - 1,1	1,00
9	Гранулит АС-4	0,8 - 1,2	0,98
10	Гранулит АС-8	0,8-1,2	0,89
11	Гранулит «М»	1,0 - 1,2	1,13
12	Гранулит С-2	0,8 - 1,1	1,13
13	Детонит «М»	1,0 - 1,3	0,82
14	Динамол АМ-10	0,9 - 1,1	0,83
15	Динафталит	1,0 - 1,15	1,08
16	Зерногранулит 7а/21	1,0 - 1,1	0,95
17	Игданит	0,8 - 1,2	1,13

К2 - коэффициент, учитывающий соотношение между средним расстоянием между блокообразующими трещинами в массиве Lтр (табл. 3.3) к размеру кондиционного куска руды аконд, определенного проектом (от 0,2 м до 1,2 м)

Lтр n

К2 = ( ------------ ) , (3.3)

аконд

0,9 0,5

К2 = ( ------------ ) = 1,6

0,35

где n - показатель степени, меняющийся от 0,5 до 0,6;

Таблица 3.3 Рекомендуемое расстояние между блокообразующими трещинами в массиве Lтр

Качественная характеристика массива по степени нарушенности системами блокообразующих трещин	Lтр, м
Весьма трещиноватый, мелкоблочный массив	0,1 - 0,25
Трещиноватый, среднеблочный массив	0,25 - 0,5
Среднетрещиноватый, среднеблочный массив	0,5 - 1,0
Слаботрещиноватый, крупноблочный массив	1,0 - 1,5
Монолитный, весьма крупноблочный массив	более 1,5

К4 - коэффициент, учитывающий условия отбойки в зависимости от числа обнаженных плоскостей и равный: 0,8 - при отбойке на 2 обнаженных плоскости, 1,0 - на одну обнаженную плоскость при отбойке на пустое пространство и 1,3 - при отбойке на зажимающий материал;

К5 - коэффициент, учитывающий способ заряжания скважин ВВ и равный 1 - при ручном заряжании патронированным ВВ и 0,9 - при механизированном заряжании россыпным ВВ;

К6 - коэффициент относительного диаметра скважин

D n

К6 = (----------) , (3.4)

0,105

0,085 0,5

К6 = (----------) = 0,89

0,105

где n - показатель степени, меняющийся от 0,5 при мелкотрещиноватых до 1,0 - при монолитных рудах;

К7 - коэффициент, учитывающий применяемую схему расположения скважин и равный 1,15 при веерных комплектах.;

Дальнейший расчет производится с использованием разреза отбиваемой части массива в плоскости веера (рис.4).

Перед началом графической части вычисляются значения:

амакс = 1,5 W; (3.5)



амакс = 1,5 *2,07=3,1

амин= 0,5 W. (3.6)

амин= 0,5 *2,07=1

Определяются абсолютные показатели отбойки:

- объем (в массиве)Vруд и количество Qруд, отбиваемой руды за один взрыв

Vруд = S N W, (3.7)

Vруд = M H N W=12*22*2*2,07=1093

где S - площадь отбиваемого массива в плоскости веера, м2;

N - число отбиваемых комплектов вееров скважин за один взрыв;

Qруд = Vруд ?, т, (3.8)

Qруд = 1093*1=1093=1,1т.

где ? - плотность руды, т/м3.

4. Расчет показателей механизированной доставки руды

Целью практического занятия является закрепление теоретических знаний в области расчетов параметров и показателей доставки рудной массы с помощью ПДМ.

№	Емкость ковша, м3	Средний диаметр куска, м	Выход негабарита, %	Длина грузового маршрута, м	Длина порожнего маршрута,м
	Vk	dср	Вн	Lгр	Lпор
9	5,0	0,55	6	180	180

Краткие теоретические сведения и расчеты:

Эксплуатационная производительность ПДМ, т/смену

(4.1)

где Тсм - продолжительность смены, час.;

q - грузоподъемность машины, т.;

Кив - коэффициент, учитывающий использование машины во времени в течение смены (меняется от 0,6 до 0,9);

Ктн - коэффициент, учитывающий затраты времени на перемещения негабаритов. Принимается равным 0,9-0,95;

Тдв - суммарное время движения машины с грузом и без груза, мин.

(4.2)

где Lгр и Lпор - длина маршрута соответственно с грузом и без груза, м;

Vгр и Vпор - средняя скорость движения соответственно с грузом и без груза, км/час;

Кнег - коэффициент, учитывающий выход негабарита

Кнег = 1 + 0,02 ? Вн (4.3)

Кнег =1 + 0,02 ?6=1,12

где Вн - выход негабарита, %;

Тн - время наполнения ковша, мин

(4.4)

где В - ширина ковша,м;

dср - диаметр среднего куска,м

Тз - среднее в течение смены время, необходимое для ликвидации зависаний в выпускных выработках, мин.;

(4.5)

где tзав - среднее время, необходимое для ликвидации одного зависания, мин. (принимать 15 мин.)

Тр - среднее время разгрузки, мин. (принимать 0,5 мин.);

5. Расчет показателей извлечения в системах с обрушением руды и вмещающих пород

Целью практического занятия является закрепление теоретических знаний в области расчетов параметров и показателей самотечной доставки рудной массы по очистному пространству (выпуску) под обрушенными породами.

№ вар.	А, м	В, м	Н, м	m, м -1	Аруд, %	Апор,%	Арм,мин%
9	8,0	10,0	80	0,44	2,1	0,2	0,7

Краткие теоретические сведения и расчеты:

Самотечная доставка руды по очистному пространству под обрушенными породами применяется в системах разработки 2-го класса - системах с обрушением руды и вмещающих пород. С точки зрения выпуска руды наиболее широко используются две принципиально отличающихся схемы выпуска - донный и торцевой.

Рассмотрим донный выпуск руды, при котором в нижней части блока создается специальное днище, состоящее из серии рудоприемных и рудовыпускных выработок. Рудоприемные выработки - воронки и траншеи. В нижней части рудоприемные выработки переходят в рудовыпускные выработки в виде наклонных или горизонтальных ниш и заездов. Основные параметры донного выпуска:

Н - высота слоя выпускаемого слоя руды, м;

Dо - приведенное расстояние между пунктами выпуска, м

Dо = v ( А Б ), (5.1)

Dо = v ( 8*10 )= 8,94

где А и Б - средние расстояния между пунктами выпуска по простиранию и вкрест простирания рудного тела соответственно,

m - коэффициент, характеризующий сыпучие свойства руды, м ^-1

Для реальных рудников значение этого показателя меняется от 0,3 (хорошие сыпучие свойства) до 1,1 (плохие сыпучие свойства, граничащие с отсутствием сыпучих свойств).

Объем выпускаемой руды, приходящийся на один пункт выпуска Б = Н А Б, который в дальнейших расчетах принимается за единицу, а все остальные величины измеряются в относительных единицах.

Процесс выпуска руды и его математическое описание производится графо-аналитическим методом с использованием двух графических зависимостей, построенных в одних и тех же осях (рис.6):

зависимость коэффициента извлечения руды Кр от коэффициента извлечения рудной массы Кд (график Кр);

разубоживание руды в дозе выпуска Рд от коэффициента извлечения рудной массы Кд (график Рд).

В процессе выпуска руды под налегающими обрушенными породами первоначально извлекается чистая руда. На графике Кр - это прямолинейный отрезок «0-1». Окончание выпуска чистой руды характеризуется первым характерным моментом (точка «1» на графике Кр ) - коэффициентом извлечения рудной массы Кд, равного по определению коэффициенту извлечения чистой руды Крч. Соответствующие значения координат:

Кд = Крч;

Кр = Крч,

При дальнейшем выпуске к руде начинают примешиваться налегающие пустые породы, поступающие сверху. Объем примешивания пустой породы в процессе выпуска рудной массы все более увеличивается и существует момент (точка «2» на графике Кр), не достигаемый на практике, но существующий теоретически, когда из выпускного отверстия начинает поступать только пустая порода. Соответствующие значения координат:

Кд = Кд.макс

Кр=Кр.макс.

Графическая зависимость Рд от Кд, характеризующая качество выпускаемой рудной массы, соответственно имеет также два характерных момента:

Окончания выпуска чистой руды и начала разубоживания руды с координатами:

Кд = Крч;

Рд = 0;

Максимального извлечения руды, после которого возможен выпуск только пустой породы с координатами:

Кд = Кд.макс;

Рд = 1.

Для построения рассмотренных графических зависимостей по характерным точкам («0», «1» и «2»), отражающих реальные условия ( в нашем случае - для запасов руды, которая засоряется только налегающими породами), предлагаются следующие формулы:

mD²

Крч = - 0,44 ------ (для точки «1») (5.2)

Н

0,44*8,94²

Крч = - 0,44 -------------- = 0,19

80

mD²

Кр.макс = 1 - 0,19 ------ (для точки «2») (5.3)

Н

0,44*8,94²

Кр.макс = 1 - 0,19 --------------- = 0,92

80



mD²

Кд.макс = 1 + 0,37 ------ (для точки «2») (5.4)

Н

0,44*8,94²

Кд.макс = 1 + 0,37 --------------- = 1,16

80

В реальных условиях выпуск руды прекращается по условию достижения предельной кондиции выпускаемой рудной массы, которая определяется предельным разубоживанием в дозе выпуска Рд.пред

Аруд - Арм.мин

Рд.пред = ------------------------- , (5.5)

Аруд - Апор

2,1 - 0,7

Рд.пред = --------------- = 1,4

1,2 - 0,2

где Аруд, Апор - содержание полезного компонента (металла) соответственно в руде и породе;

Арм.мин - минимально допустимое содержание полезного компонента в рудной массе, определенное экономическими расчетами на стадии проектирования предприятия. Выпуск рудной массы с более низким содержанием полезного компонента недопустим, т.к. является экономически невыгодным.



По формуле (5.5) Рд.пред = 0,60. По формуле (5.2) Кр.ч = Кд.ч = 0,78. По формуле (5.3) Кр.макс = 0,91. По формуле (5.4) Кд.макс = 1,19.

По построенным графическим зависимостям задача определения показателей извлечения, соответствующих найденному по вышеприведенной формуле значению предельного разубоживания в дозе выпуска Рд.пред, решается в следующей последовательности:

- на графике Рд находится точка с координатой Рд = Рд.пред и определяется соответствующее значение координаты Кд = Кд.пред ( в рассматриваемом примере 0,87);

- на графике Кр находится точка с координатой Кд = Кд.пред и определяется соответствующее значение координаты Кр = Кр.пред( в рассматриваемом примере 0,84);

- потери руды п вычисляются по формуле

п = 1 - Кр.пред ( в рассматриваемом примере 0,16); (5.6)

п = 1 - 0,92=0,1

- разубоживание руды р вычисляется по формуле

Кр.пред

р = 1 - ------------- ( в рассматриваемом примере 0,04) (5.7)

Кд.пред

0,92

р = 1 - ------------ = 0,05

1,16

- определяются балансовые запасы руды Б, приходящиеся на один пункт выпуска

- определяются абсолютные значения количества выпущенной рудной массы Д = Кд * Б, количества извлеченной руды Ир = Кр * Б и величина потерь руды П = Б - Ир.



Вывод

Данный курсовой проект является заключительной стадией при практическом закреплении материалов, изложенных в курсе «Разработка месторождений полезных ископаемых».

В результате выполнения курсового проекта приходим к следующим результатам:

1. Рассчитаны потери и разубоживания руды;

2. Рассчитаны параметры и показатели шпуровой отбойки руды при очистной выемке;

3. Рассчитаны параметры и показатели скважинной отбойки руды;

4. Рассчитаны показатели механизированной доставки руды;

5. Рассчитаны показатели извлечения в системах с обрушением руды и вмещающих пород.



Список используемой литературы

ископаемое руда горнодобывающий

1. Набатов В.В., Хакурате А.М. и др. Практикум по дисциплине «Подземная разработка рудных и нерудных месторождений». М., МГГУ, 2002. -

2. Абрамов В.Ф., Калинин А.Р. Учебное пособие. Подземная разработка рудных месторождений (краткий курс). Москва, МГГУ, 2002. - 88 с

3. . Жигалов М.Л., Набатов В.В. и др. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Подземная разработка рудных и нерудных месторождений» для спец. ТО. М., МГГУ, 1994. - 42 с.

4. Баранов А.О. Технология и комплексная механизация подземной добычи руд. Учебное пособие. Москва, МГИ, 1982. - 78 с

5. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. М., Недра, 1978. -

6. Кузьмин Е.В. и др. Основы горного дела. М., 2007. -

7. Савич И.Н., Зенько Д.К. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Процессы подземного горного производства». М.,МГГУ. 2006. - 55 с.

Размещено на Allbest.ru