Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уральский государственный горный

университет»

Кафедра горного дела

Курсовой проект

по дисциплине Подземная геотехнология

Направление/ Специальность:

21.05.04 Горное дело Профиль/Специализация:

Студент:Халилова А.А

Преподаватель:Старцев В.А.

Екатеринбург 2021



ОГЛАВЛЕНИЕ:

• 1. ПОДСЧЁТ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
• 2. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО В ПРЕДЕЛАХ ШАХТНОГО ПОЛЯ
• 3. РАСЧЕТ ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И СРОКА СЛУЖБЫ ШАХТЫ
• 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЩАДИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ШАХТНОГО СТВОЛА
• ИТОГОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1. ПОДСЧЁТ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Подсчёт запасов - определение количества и качества полезного ископаемого. На практике применяют различные способы подсчёта запасов: способ среднего арифметического, способ разрезов, способ геологических блоков, способ многоугольников и др.

Способ среднего арифметического. Суть его состоит в том, что определяется средняя мощность месторождения, средний угол падения, средняя длина по простиранию, средняя вертикальная высота залежи.

По этим средним значениям определяют объём залежи, который умножается на объёмную среднюю плотность, в результате чего определяются геологические запасы месторождения, т;

, (1)

где - нормальная мощность месторождения, м;

- угол падения, град.;

- длина по простиранию, м;

- разведанная глубина месторождения, м;

- толща покрывающих пород, м;

- плотность, т/м³.

Способ геологических блоков представляет собой разновидность способа среднего арифметического, отличаясь от него тем, что средние значения вычисляют не для всего месторождения в целом, а для отдельных частей, называемых геологическими блоками.

Способ разрезов применяется в случаях, когда месторождение разведано выработками (скважинами), равномерно расположенными вдоль параллельных линий и пересекающими залежь полезного ископаемого.

Рис. 1. Подсчет запасов по способу разрезов

При подсчете запасов по способу разрезов на основании разведочных выработок строят вертикальные или горизонтальные разрезы или сечения (рис. 1). шахтный ствол подземный рудник

Площади сечений определяются для каждого разреза. Тогда объём полезного ископаемого, м³:

, (2)

где , , …., - площади сечения по разрезам, м²;

, , …, - расстояние между соседними разрезами, м.

Геологические запасы месторождения, т:

.

Принципы подсчёта запасов как по вертикальным, так и по горизонтальным разрезам тождественны.

Исходные данные:

Исходные данные:

= 18 - нормальная мощность месторождения, м;

= 65 - угол падения, град.;

= 2500 - длина по простиранию, м;

= 1260 - вертикальная мощность рудного тела, м;

= 1400 - длина по падению, м;

= 4,5 - плотность, т/м³.

Qг=(?/sinб)xxx=(18/sin65)x2500x1260x4.5=281 526 875т-запасы месторождения

=xcos(90-)=1400xcos(90-65)=1400xcos25=1400x0.9=1260(м)

Рисунок рудного тела:

2. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО В ПРЕДЕЛАХ ШАХТНОГО ПОЛЯ

Для разработки МПИ создаётся горное предприятие, в состав которого входят рудник, шахта, карьер и иногда обогатительная фабрика. Рудником называется горное предприятие, осуществляющее разработку месторождения на отведенном для него участке земли и состоящее из одной или нескольких производственных единицы - шахт, штолен, карьеров и вспомогательных (обслуживающих) цехов. Шахтой принято называть самостоятельную производственную единицу горного предприятия, осуществляющую подземную добычу полезного ископаемого в пределах отведенной для нее части месторождения. Часть месторождения, которая разрабатывается шахтой, называется шахтным полем. Размеры шахтных полей устанавливают технико-экономическим расчётом. Для рудных месторождений длина шахтного поля составляет от 0,5 до 2 км.

При определении длины шахтного поля руководствуются следующим:

1. Увеличение длины шахтного поля позволяет сократить затраты на проходку и оборудование шахтных стволов, на строительство околошахтных сооружений, так как на один шахтный ствол приходится большее количество балансовых запасов.

2. Однако с увеличением длины шахтного поля удлиняется расстояние подземного транспортирования руды, доставки материалов, оборудования, увеличиваются расходы на ремонт и поддержание выработок основного горизонта.

Шахтное поле разделяется горизонтальными горными выработками на этажи (рис. 2.1). Этаж - это часть шахтного поля, ограниченная по падению

Рис. 2.1. Разделение шахтного поля на этажи:

1 - главный ствол шахты; 2 - вспомогательный ствол; 3 - надшахтные здания;4, 5 - горизонтальные горные выработки; L_ш.п - длина шахтного поля; H₁…H₄ - высота этажей основными горизонтами, а по простиранию - границами шахтного поля.

Задание - требуется определить запасы полезного ископаемого в пределах шахтного поля.

Исходные данные:

= 281, 526 875 (млн.т) - геологические запасы.

В соответствии с рекомендацией - «Для рудных месторождений длина шахтного поля составляет от 0,5 до 2 км», принимается = 1250 (м), тогда количество шахтных полей составит:

Nшп=L/Lшп=2500/1250=2

Производится подсчет запасов в пределах шахтного поля:

Qшп=Qг/ Nшп= 281,526/2=140 763 438 (млн.т.)

3. РАСЧЕТ ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И СРОКА СЛУЖБЫ ШАХТЫ

Существуют два понятия о годовой производительности шахты:

- годовая производительность по горным возможностям;

- экономически целесообразная или оптимальная годовая производительность (табл. 3.1).



Таблица 3.1

Нормативные сроки существования и проектная производственная мощность подземных рудников

Минимальная продолжительность существования рудника, лет	10 - 20	20 - 25	25 - 30	30 - 35	35 - 40	40 - 45	45 - 50
Проектная производственная мощность рудника, млн. т/год	0,1 - 0,5	0,5 - 1,0	1,0 - 3,0	3,0 - 5,0	5,0 - 6,0	7 - 10	10 - 15

Годовую производительность по горным возможностям А_гор рассчитывают по формуле, т:

,

где - среднее годовое понижение (опускание) уровня выемки по

вертикали, м/год;

- рудная площадь месторождения, м²;

- плотность руды, т/м³;

- коэффициент извлечения ПИ из недр;

- коэффициент изменения качества (разубоживание).

Величина среднегодового понижения зависит от элементов залегания месторождения, способов и организации его разработки и находится в пределах от 5 до 50 м (табл. 3.2, 3.3).



Таблица 3.2

Годовое понижение горных работ для месторождений цветных металлов

Площадь рудного тела , тыс. м2	Годовое понижение, , м/год
до 4 4-6 6-12 12-20 более 20	33-26 30-23 25-17 22-13 15-9

Таблица 3.3

Годовое понижение горных работ для месторождений черных металлов

Площадь рудного тела , тыс. м2	Годовое понижение, , м/год
10-20 20-50 50-100 100-200 200 - 400	30-25 25-20 20-15 15-12 12-8

Значение в верхнем пределе следует принимать для рудных тел небольшой мощности, в нижнем - для мощных рудных тел. Годовая производительность шахты является одним из важнейших показателей работы, решающим фактором для определения размеров сечения, объёма, конструкции капитальных и подготовительных выработок, для выбора типа и мощности горных машин и оборудования, влияет на масштаб вспомогательных цехов и др.

В каждом шахтном поле кроме основного шахтного ствола проходят вспомогательные стволы. Они служат вторым (запасным) выходом людей на поверхность, для проветривания и других целей.

По степени подготовленности запасов к добыче их делят на вскрытые, подготовленные и готовые к выемке.

К готовым запасам относятся запасы, к которым пройдены подготовительные выработки, выполнены специальные дополнительные нарезные работы, т. е. сделано все, что необходимо для последующих очистных работ.

Рудная масса - выдаваемая на поверхность руда и примешанная к ней пустая порода. Общий объём рудной массы, извлеченной из месторождения, будет представлять собой эксплуатационные запасы.

Горная масса - рудная масса и выдаваемая отдельно от нее пустая порода.

Товарная руда - рудная масса, выданная на поверхность и отправленная для переработки на обогатительные фабрики или металлургические заводы. Если перед отправкой не производится сортировка руды, то товарная руда и рудная масса - одно и то же. В случае сортировки товарная руда - продукт первичной переработки рудной массы.

Задание - требуется определить годовую производительность шахты и срок ее эксплуатации.

Исходные данные:

= 9- среднее годовое понижение (опускание) уровня выемки по

вертикали (т.к. рудная площадь месторождения цветных металлов составляет более 20 тыс. м², принимается по табл. 3.2 соответствующее значение), м/год;

= 4.5 - плотность руды, т/м³;

= 0,8…0,95 - коэффициент извлечения ПИ из недр;

= 0,05…0,20 - коэффициент изменения качества.

Определяется рудная площадь месторождения:

Sp=LШПXmг =1250 х m/sin65=1250x19,8=24750 (мІ)

= 1250 - длина шахтного поля, м;

mг= m/sin65=19,8 (м); - горизонтальная мощность рудного тела;

= 18 - нормальная мощность рудного тела, м;

= 65 - угол падения, град.

Производительность шахты по горным возможностям:

Aгор=vxSpxpxKн/1-r=9x24750x4.5x0.9/0.9=1,002 (млн.m в год)

Определяется срок существования шахты:

Т=Qшп/ Aгор= 140,763 /1,002 =140лет

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЩАДИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ШАХТНОГО СТВОЛА

В зависимости от физико-механических свойств горных пород, срока службы и глубины выработки выбирается форма поперечного сечения вертикального ствола. Размеры сечения ствола зависят от:

? размеров размещаемых в стволе подъемных сосудов (скипов, клетей), которые, в свою очередь, зависят от производственной мощности горного предприятия, объемов выдаваемой на поверхность пустой породы;

? размеров элементов армировки (расстрелов и проводников);

? зазоров между крепью и подъемными сосудами, подъемными сосудами и элементами армировки, установленных Правилами безопасности;

? размеров лестничного и кабельно-трубного отделений.

Принимаемый типоразмер подъемных сосудов должен соответствовать массе груза, который необходимо поднять из шахты за один раз, и непосредственно зависит от производительности подъемной установки:

Ач = К_рXА_г/ N_дXt=1,2х1 002 375/300х15=13668750/4500=267,3 (т/ч)

где К_р=1,15-1,25 - коэффициент резерва подъема, учитывающий возможность увеличения добычи по сравнению с проектной, а также неравномерность поступления грузов к стволу;

А_г=1 002 375(т/г) - годовая мощность шахты (принимается из РАР№3)

N_д=300 (д) - число рабочих дней в году по выдаче полезного ископаемого, при 6 - дневной рабочей неделе;

t=15 (ч) - число часов работы подъемной установки по выдаче полезного ископаемого в сутки.

Определяется масса одновременно поднимаемого груза:

Qp=0,0057x?vHпxАч=0,0057х?v298х267,3=0,0057х4,16х267,3

=6,3т.где - высота подъема;

h_ст?Н_р=263 (м) - глубина ствола от устья ствола до уровня почвы околоствольного двора (приблизительно соответствует разведанной глубине);

h_а=15-20 (м) - высота загрузки скипа у подъемного бункера (для клетей h_а=0 м);

h_п= 20-32 (м) - высота превышения приемной площадки над устьем ствола при скиповом подъеме;

h_п= 6-12 (м) - высота превышения приемной площадки над устьем ствола при неопрокидных клетях;

h_п= 0 (м) - если приемная площадка устроена на уровне устья ствола.

Определяется вместимость подъемного сосуда:

V=Q_p/с= 6,3/4,5 = 1,5 (м³)

где с = 4,5 (т/м³) - плотность руды.

В соответствии с выбранной схемой расположения подъёмных сосудов, габаритными размерами в плане скипов или клетей (табл. 4.1, 4.2), элементов армировки, технологическими зазорами между ними, а также необходимыми зазорами по ПБ путём графического построения определяется диаметр ствола в свету D_св, который затем округляется в большую сторону до типизированного диаметра ствола (4,0;4,5;5,0;5,5;6,0;6,5;7,0;7,5;8,0;8,5;9).

Табл. 4.1 Характеристики скипов:

Таблица 4.2 - Характеристики клетей

Типоразмер скипа	Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм	Грузоподъемность, т
1 УКН 1,55-1	1550	960	5150	20
1 УКН 1,90-1	1900	960	5170	24
1 УКН 2,55Г-1	2550	1020	3025	30
2 УКН 1,55-1	1550	960	7900	41
2 УКН 1,90-1	1900	960	7900	46
2 УКН 2,55Г-1	2550	1020	3400	65

Типоразмер скипа С-6НМ

Вместимость скипа, м³- 5

Размер в плане, мм (ширина - длина) - 1700 - 1920

Масса, кг - 10 230

Для определения размеров сечения ствола графическим способом на лист в масштабе наносят сетку расстрелов и располагают оборудование с учетом необходимых зазоров. Вокруг этого оборудования описывают окружность с учетом зазоров между крепью и сосудами (рис. 5.1).

Рис.5.1 Схема построения шахтного ствола:

Для этого необходимо найти три точки (1,2 и 3), не лежащие на одной прямой и находящиеся в одной горизонтальной плоскости, так как, только в этом случае можно провести единственную окружность, которая будет искомой. Такими точками могут быть точки, отстоящие от выступающих частей оборудования (обычно углов скипов, клетей, противовесов) на расстоянии не менее 150 мм, а также точка, отстоящая на 1,5 ? 1,57 м от середины расстрела, отделяющего лестничное и трубокабельное отделение. Затем, согласно принятому масштабу, определяют диаметр этой окружности, т.е. диаметр ствола в свету. По этому диаметру принимают ближайшее большее типовое сечение ствола. Чтобы получить диаметр сечения ствола вчерне, необходимо учитывать толщину железобетонной крепи (0,25-0,35 м).

Площадь поперечного сечения ствола в свету определяется по формуле:

S_св=(р·D²_св)/4, (м²) = (3,14?5.5²)/4 = 23,74625 ? 24,75 (м²)

Площадь поперечного сечения ствола вчерне определяется по формуле:

S_св=(р·D²_вч)/4, (м²) = (3,14?6.1²)/4 = 29,2 (м²)



ИТОГОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ:

281,526 -(млн.т)- запасы месторождения.

140,763(млн.т)-запасы ПИ в пределах шахтного поля

1,002 (млн.т/г)-производительность шахты по горным возможностям

140(лет)-срок существования шахты

24,75(м²)- площадь поперечного сечения ствола в свету

29,2(м²)- площадь поперечного сечения ствола вчерне



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. http://e-arhiv.vko.gov.kz/ru/Page/Index/1598

2. https://proza.ru/2013/06/14/627

3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Зыряновский_рудный_район

Размещено на Allbest.ru