Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи

Для определения границ карьера графо-аналитическим способом для крутой залежи производится графическая работа подобная, как и для пологой залежи.

В согласовании с личным заданием вычерчивается в масштабе геологический профиль месторождения с пластом крутого падения (ап), имеющий нормальную мощность (m) и перекрытой рыхловатыми отложениями мощностью (ho).

Из точек скрещения горизонтальных линий Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи с кровлей и почвой пласта (1 и 1', 2 и 2', 3 и 3' и т.д.) проводятся наклонные полосы под надлежащими углами откоса нерабочих бортов висящего (gн.б.в.)и лежачего (gн.б.л.) боков до скрещения этих линий с поверхностью (точки 0" и 0''', 1" и 1''', 2" и 2'",...) (набросок 3).

а)

б)

а) расчет контурных коэффициентов вскрыши Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи;

б) определение главных характеристик карьера

Набросок 3 – Построение границ карьера при разработке крутой залежи

Угол нерабочего борта (gн.б.i) со стороны висящего и лежачего бортов определяется для каждого i-ого горизонта отработки графическим способом аналогично как для пологой залежи со стороны висящего бока. Для первого горизонта угол нерабочего борта (gн.б Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи.1) будет равен углу откоса уступа αу. Для второго и следующих горизонтов в масштабе строится борт карьера с данными параметрами нерабочего уступа и измеряется угол нерабочего борта.

Так, для первого горизонта объем вскрышных пород состоит из пород висящего бока ∆Vвв1 и лежачего бока ∆Vвл1. Объем пустых пород на один метр длины Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи по простиранию рассчитываются по формуле

∆Vв1 = ∆Vвв1 + ∆Vвл1 = Sвв1 ´ l1 + Sвл1 ´ l1, м3 (17)

где Sвв1, Sвл1 – соответственно площадь сечения породы в для первого горизонта со стороны висящего и лежачего боков, м2.

Припасы полезного ископаемого на один метр длины по простиранию определяются по формуле

∆Q1 = Sп.и ´ l Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи1 ´ ρпи, т (18)

где Sпи – площадь сечения породы в контуре первого горизонта со стороны висящего и лежачего боков, площадь сечения полезного ископаемого, м2.

Контурный коэффициент вскрыши определяется по формуле

Kk1 = = . (19)

В таком же порядке рассчитываются контурные коэффициенты вскрыши для нижележащих горизонтов

Kk2 = , Kk3 = . (20)

Приобретенные контуры 0''-0'-0-0"' и 1''-1'-1-1'''; 1''-1'-1-1'" и 2''-2'-2-2'"; 2"-2'-2-2'" и 3''-3'-3-3"' и т.д Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи. являются выработанным местом и включают объем пустых пород и припасы полезного ископаемого для горизонтов (h1, h2, h3, ...). Поперечное сечение выработанного места представляют геометрические фигуры в виде трапеций. Если углы откоса нерабочих бортов висящего (gн.б.в.)и лежачего (gн.б.л.) боков равны, то трапеция является равнобедренной. В данном случае Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи расчеты площадей пустых пород упрощаются. Площадь пустых пород для i-ого горизонта будет составлять разницу площадей трапеции высотой, равной глубине расположения горизонта отработки и площади трапеции вышележащего горизонта.

Площадь полезного ископаемого определяется по формуле (5). Площадь вскрышных пород для первого уступа определяется площадью трапеции 0''-0'-0-0"' за вычетом площади полезного ископаемого (для варианта отсутствия Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи наносов). Площадь вскрышных пород для первого уступа определяется по формуле

Sв1 = (m´ sin-1αп + Hу ´ ctg gн.б.1) ´ Hу – m´Hу ´sin-1αп (21)

В обобщенном виде площадь вскрышных пород для i-ого горизонта определяется по формуле

Sвi = (m´sin-1αп + Ni ´ Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи; Hу ´ ctg gн.б.i) ´ Ni ´Hу –

– (m´sin-1αп + N(i-1) ´ Hу ´ ctg gн.б.(i-1)) ´ N(i-1) ´Hу –

– m´ Hу´sin-1αп (22)

где Ni и N(i-1) – количество уступов соответственно до i-ого и (i– 1) горизонта;

gн.б.i и Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи gн.б.(i-1) – углы откоса нерабочего борта карьера соответственно для i-ого и (i – 1) горизонта;

Рассчитанные значения ∆V1, ∆Q1, и К1 заносятся в таблицу 2 и сравниваются величины Ккi со значением Кгр. На том горизонте, где Ккi будет равен Кгр, следует прекращать открытые горные работы и перебегать на подземную разработку Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи. Этот горизонт обусловит конечную глубину карьера.

Таблица 2 – Величины объемов вскрышных пород, припасов полезного ископаемого и контурных коэффициентов вскрыши для каждого горизонта

№№ горизонтов ∆Vi , м3 ∆Qi , т Ккi, м3/т Сопоставление Ккi и Кгр
∆V1 ∆Q 1 Кк1 Кк1 < Кгр
∆V 2 ∆Q 2 Кк2 Кк2 < Кгр
∆V 3 ∆Q 3 Кк3 Кк3 < Кгр
∆V Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи 4 ∆Q 4 Кк4 Кк4 < Кгр
∆V 5 ∆Q 5 Кк5 Кк5 < Кгр
∆V 6 ∆Q 6 Кк6 Кк6 ≈ Кгр
∆V 7 ∆Q 7 Кк7 Кк7 > Кгр.

На примере показано, что на горизонте 6 от поверхности КК6 ≈ Кгр. Тогда конечная глубина карьера Hк составляет 6Hу.

Линия 6'-6 определяет ширину дна карьера Вд, и рассчитывается по формуле

Вд = m ´sin-1αп Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи + (ctg αп – ctg αу ) ´ Hу (23)

С учетом неопасной выемки горных пород экскаватором и транспортировки ширина дна карьера Вд должна составлять более 40 м.

Линия 6"- 6''' обусловят ширину карьера на земной поверхности Вк. и рассчитывается по формуле

Вк = m´sin-1αп + 2´Ni ´ Hу ´ ctg gн.б.i (24)

Нужно Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи вычертить продольный профиль для определения значений длин контуров по простиранию Li (набросок 2). Длина дна карьера Lд будет равна длине по простиранию Lпр месторождения нужных ископаемых. Длина карьера на земной поверхности Lк определяется по формуле (12).

Приложение 1

Таблица – Начальные данные для проектирования

№ варианта Угол падения МПИ, α, град. Мощность МПИ, m, м Длина Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи МПИ по простиранию, Lпр, м Высота уступа, Hу, м Ширина площадки уступа, Впл, м Угол откоса уступа, αу, град. Граничный коэффициент вскрыши, Кгр, м3/т Плотность полезного ископаемого, ρп.и., т/м3
1,5
1,8
1,6
1,5
1,8
1,6
1,5
1,8
1,6
1,5
1,8
1,6
1,5
1,8
1,6
1,5
1,8
1,6
1,5
1,8

Продолжение таблицы – Начальные данные для проектирования

№ варианта Угол падения МПИ, α, град. Мощность МПИ, m, м Длина Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи МПИ по простиранию, Lпр, м Высота уступа, Hу, м Ширина площадки уступа, Впл, м Угол откоса уступа, αу, град. Граничный коэффициент вскрыши, Кгр, м3/т Плотность полезного ископаемого, ρп.и., т/м3
1,5
1,8
1,6
1,5
1,8
1,6
1,5
1,8
1,6
1,8
1,7
1,6
1,5
1,5
1,8
1,6
1,5
1,7
1,5
1,8

Продолжение таблицы – Начальные данные для проектирования

№ варианта Угол падения МПИ, α, град. Мощность МПИ, m, м Длина МПИ по простиранию Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи, Lпр, м Высота уступа, Hу, м Ширина площадки уступа, Впл, м Угол откоса уступа, αу, град. Граничный коэффициент вскрыши, Кгр, м3/т Плотность полезного ископаемого, ρп.и., т/м3
1,7
1,8
1,3
1,7
1,5
1,4
1,6
1,8
1,6
1,7
1,5
1,7
1,6
1,8
1,6
1,7
1,4
1,6
1,5
1,4

Продолжение таблицы – Начальные данные для проектирования

№ варианта Угол падения МПИ, α, град. Мощность МПИ, m, м Длина МПИ по простиранию, Lпр, м Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи Высота уступа, Hу, м Ширина площадки уступа, Впл, м Угол откоса уступа, αу, град. Граничный коэффициент вскрыши, Кгр, м3/т Плотность полезного ископаемого, ρп.и., т/м3
1,7
1,8
1,3
1,7
1,5
1,4
1,6
1,8
1,6
1,7
1,5
1,7
1,6
1,8
1,6
1,7
1,4
1,6
1,5
1,4

Продолжение таблицы – Начальные данные для проектирования

№ варианта Угол падения МПИ, α, град. Мощность МПИ, m, м Длина МПИ по простиранию, Lпр, м Высота уступа, Hу Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи, м Ширина площадки уступа, Впл, м Угол откоса уступа, αу, град. Граничный коэффициент вскрыши, Кгр, м3/т Плотность полезного ископаемого, ρп.и., т/м3
1,7
1,8
1,3
1,7
1,5
1,4
1,6
1,8
1,6
1,7
1,5
1,7
1,6
1,8
1,6
1,7
1,4
1,6
1,5
1,4

Продолжение таблицы – Начальные данные для проектирования

№ варианта Угол падения МПИ, α, град. Мощность МПИ, m, м Длина МПИ по простиранию, Lпр, м Высота уступа, Hу Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи, м Ширина площадки уступа, Впл, м Угол откоса уступа, αу, град. Граничный коэффициент вскрыши, Кгр, м3/т Плотность полезного ископаемого, ρп.и., т/м3
1,7
1,8
1,3
1,7
1,5
1,4
1,6
1,8
1,6
1,7
1,5
1,7
1,6
1,8
1,6
1,7
1,4
1,6
1,5
1,4

Приложение 2

Пример дизайна курсового проекта

Министерство образования и науки Русской Федерации

Федеральное государственное экономное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский муниципальный промышленный университет»

Институт горного дела и геосистем

Кафедра открытых горных работ Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи и электромеханики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Геотехнология открытая»

на тему: «РАСЧЕТ Основных Характеристик КАРЬЕРА»

Вариант № 61

Выполнил:

_____________________ Студент гр. ГД-141 Иванов Антон Викторович

(подпись)

Проверил:

канд. техн. наук,

доцент кафедры ОГРиЭ ________________ И.В. Машуков

Новокузнецк

Начальные данные для проектирования

Таблица – Характеристики месторождений нужных ископаемых (МПИ) и частей системы разработки

№ варианта Угол падения МПИ, α, град. Мощность МПИ, m Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи, м Длина МПИ по простиранию, Lпр, м Высота уступа, Hу, м Ширина площадки уступа, Впл, м Угол откоса уступа, αу, град. Граничный коэффициент вскрыши, Кгр, м3/т Плотность полезного ископаемого, ρп.и. , т/м3
1,8

В курсовом проекте нужно найти главные характеристики карьера:

1. Контурные коэффициенты вскрыши Кк;

2. Конечную Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи глубину карьера Нк;

3. Количество уступов Nу;

4. Припасы полезного ископаемого Qп.и;

5. Объем горной массы по вскрыше Vв;

6. Средний коэффициент вскрыши Кср;

7. Ширину карьера на земной поверхности Вк;

8. Длину карьера на земной поверхности Lк;

9. Ширину дна карьера Вд;

10. Длину дна карьера Lд;

11. Выстроить поперечный и продольный профиль карьера;

12. Найти Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи угол нерабочего борта карьера на предельном контуре gн.б.

1 Расчет основных характеристик карьера

1.1 Расчет контурных коэффициентов вскрыши Кк

Контурные коэффициенты вскрыши рассчитываются как отношение объемов вскрыши к припасам полезного ископаемого. После определения объемов вскрышных пород и припасов полезного ископаемого для каждого уступа определяются значения контурных коэффициентов вскрыши Ккi для каждого уступа по формуле Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи (8) методики

Кк1 = , Кк2 = , Кк3 = и т.д.

Для расчета контурных коэффициентов вскрыши Кк нужно высчитать припасы полезного ископаемого на единицу длины простирания месторождения величиной, равной один метр (1 м) по формулам (2) и (3) методики

∆Q1 = Sп.и. ´ l1 ´ ρп.и., т;

∆Q2 = Sп.и. ´ l2 ´ ρп.и., т,

Площадь Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи полезного ископаемого определяется площадью параллелограмма с основанием, равной горизонтальной мощности и высотой, равной высоте уступа Hу и определяется по формуле (4) методики и равны

Sп.и. = m´ Hу´sin-1αп = 15´ 20´sin-150° = 15´ 20´1,3 = 391,6 м2

Припасы полезного ископаемого на один метр длины по простиранию определяются по Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи формуле (14) и равны

∆Q1 = Sп.и. ´ l1 ´ ρп.и. = 391,6 м2 ´ 1,8 т/м3 = 704,9 т

Величина ∆Q1 заносится в таблицу 1.

При выдержанном залегании полезного ископаемого объемы вскрышных пород на единицу длины простирания месторождения величиной, равной один метр (1 м) рассчитываются по формулам (2) и (3) методики

∆V1 = Sв1´l1, м3;

∆V2 = Sв2´ l2, м3

Площадь Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи вскрышных пород для i-ого горизонта определяется по формуле (22) методики

Sвi = (m´sin-1αп + Ni ´ Hу ´ ctg gн.б.i) ´ Ni ´Hу –

– (m´sin-1αп + N(i-1) ´ Hу ´ ctg gн.б.(i-1)) ´ N(i-1) ´ Hу – m´ Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи; Hу´sin-1αп

Площадь вскрышных пород для первого уступа определяется по формуле (17) и равна

Sв1 = (m´sin-1αп + Hу ´ ctg gн.б.1) ´ Hу – m´ Hу´sin-1αп = (15´sin-150° + 20´ ctg 70°) ´20 – 15´ 20´sin-150° = (15´1,3 +20 ´0,36) ´ 20 – 15 ´ 20 ´ 1,3 = (19,5 +7,2) ´ 20 – 15´ 20´ 1,3 = 26,7 ´ 20 – 390 = 534 – 391,6 = 144 м2

Контурный Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи коэффициент вскрыши для первого уступа определяется по формуле (15) и равен

Кк1 = = = =0,204м3/т

Величины Sв1 и Кк1 заносятся в таблицу 1 и сравниваются с граничным коэффициентом вскрыши. Величина контурного коэффициента вскрыши для третьего уступа существенно меньше граничного коэффициента вскрыши и потому рассчитывается контурный коэффициент вскрыши для второго уступа.

Площадь вскрышных пород для второго Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи уступа определяется

Sв2 = (15´sin-150° +20´ ctg 54°) ´ 2 ´20 – (15´sin-150° + 20´ ctg 70°) ´ 20 – 15´ 20 ´ sin-150° = (15 ´ 1,3 + 20´ 0,73) ´ 2 ´ 20 – (15´1,3 + 20 ´ 0,36) ´ 20 – 15 ´ 20 ´ 1,3 = (19,5 + 14,6) ´ 40 – (19,5 + 7,2) ´ 20 – 15´ 20´ 1,3 = 33,1 ´ 40 – 534 – 391,6 =1324 – 534 – 391,6 = 398,4 м2

Контурный коэффициент вскрыши для второго уступа определяется

Кк2 = = = =0,56 м3/т

Величины Sв2 и Кк2 заносятся в таблицу 1 и сравниваются Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи с граничным коэффициентом вскрыши. Величина контурного коэффициента вскрыши для второго уступа существенно меньше граничного коэффициента вскрыши и потому рассчитывается контурный коэффициент вскрыши для третьего уступа.

Площадь вскрышных пород для третьего уступа определяется

Sв3 = (15´sin-150° + 3 ´ 20´ ctg 49°) ´ 3 ´20 – (15´sin-150° +20´ ctg 54°) ´ 2 ´20 – 15´ 20 ´ sin-150° = (15 ´ 1,3 + 3 ´ 20´ Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи;0,87) ´ 3 ´20 – 1324 – 391,6 = (19,5 + 52) ´60 – 1324 – 391,6 = 71,5 ´60 – 1324 – 391,6 = 4299 – 1324 – 391,6 = 2583,4 м2

Контурный коэффициент вскрыши для третьего уступа определяется

Кк3 = = = =3,67 м3/т

Величины Sв3 и Кк3 заносятся в таблицу 1 и ассоциируют с граничным коэффициентом вскрыши. Величина контурного коэффициента вскрыши для третьего уступа существенно меньше граничного коэффициента вскрыши и потому рассчитывается контурный коэффициент вскрыши для 4-ого уступа Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи.

Площадь вскрышных пород для 4-ого уступа определяется

Sв4 = (15´sin-150° + 4 ´ 20´ ctg 47°) ´ 4 ´ 20 – (15´sin-150° + 3 ´ 20´ ctg 49°) ´ 3 ´ 20 – 15´ 20 ´ sin-150° = (15 ´ 1,3 + 4 ´ 20´ 0,93) ´ 80 – 4299 – 391,6 = (19,5 + 74,6) ´ 80 – 4299 – 391,6 = 94,1´ 80 – 4299 – 391,6 = 7528,1 – 4299 – 391,6 = 2837,5 м2

Контурный коэффициент вскрыши для 4-ого уступа определяется

Кк4 = = = =4,025 м3/т

Величины Sв4 и Кк4 заносятся в таблицу 1 и ассоциируют с граничным Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи коэффициентом вскрыши. Величина контурного коэффициента вскрыши для 4-ого уступа меньше граничного коэффициента вскрыши и потому рассчитывается контурный коэффициент вскрыши для 5-ого уступа.

Площадь вскрышных пород для 5-ого уступа определяется

Sв5 = (15´sin-150° +5 ´ 20´ ctg 46°) ´ 5 ´20 – (15´sin-150° + 4 ´ 20´ ctg 47°) ´ 4 ´ 20 – 15´ 20 ´ sin-150° = (15 ´ 1,3 + 100´ 0,965) ´ Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи; 100 – 7528,1 – 391,6 = (19,5 + 96,5) ´ 100 – 7528,1 – 391,6 = 116 ´ 100 – 7528,1 – 391,6 = 11600 – 7528,1 – 391,6 = 3680,3 м2

Контурный коэффициент вскрыши для 5-ого уступа определяется

Кк5 = = = =5,22 м3/т

Величины Sв5 и Кк5 заносятся в таблицу 1 и ассоциируют с граничным коэффициентом вскрыши. Величина контурного коэффициента вскрыши для 5-ого уступа меньше граничного коэффициента вскрыши и потому рассчитывается контурный коэффициент вскрыши для шестого уступа.

Площадь вскрышных пород для Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи шестого уступа определяется

Sв6 = (15´sin-150° + 6 ´ 20´ ctg46°) ´ 6 ´20 – (15´sin-150° +5 ´ 20´ ctg46°) ´ 5 ´20 – 15´ 20 ´ sin-150° = (15 ´ 1,3 + 2 ´ 120´0,965) ´ 120 – 11600 – 391,6 = (19,5 + 115,8) ´120 – 11600 – 391,6 = 135,3 ´120 – 11600 – 391,6 =16236 – 11600 – 391,6 = 4244,4 м2

Контурный коэффициент вскрыши для шестого уступа определяется

Кк6 = = = =6,02м3/т

Величины Sв6 и Кк6 заносятся в таблицу 1 и ассоциируют с граничным коэффициентом вскрыши. Величина контурного коэффициента Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи вскрыши для шестого уступа некординально больше граничного коэффициента вскрыши. Для проверки рассчитывается контурный коэффициент вскрыши для седьмого уступа.

Площадь вскрышных пород для седьмого уступа определяется

Sв7 = (15´sin-150° + 7 ´ 20´ ctg 45°) ´ 7 ´20 – (15´sin-150° + 6 ´ 20´ ctg 46°) ´ 6 ´20 – 15´ 20 ´ sin-150° = (15 ´ 1,3 + 7 ´ 20´1) ´ 7 ´ Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи;20 – 16236 – 391,6 = (19,5 + 140) ´140 – 16236 – 391,6 = 159,5 ´140 – 16236 – 391,6 = 22330 – 16236 – 391,6 = 5702,4 м2

Контурный коэффициент вскрыши для седьмого уступа определяется

Кк7 = = = = 8,09 м3/т

Величины Sв7 и Кк7 заносятся в таблицу 1 и ассоциируют с граничным коэффициентом вскрыши. Величина контурного коэффициента вскрыши для седьмого уступа существенно больше граничного коэффициента вскрыши и потому разработка седьмого уступа экономически не целесообразна.

Таблица 1 – Величины объемов вскрышных пород, припасов полезного Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи ископаемого и контурных коэффициентов вскрыши для каждого горизонта

№№ горизонтов ∆Vi , м3 ∆Qi , т Ккi, м3/т Сопоставление Ккi и Кгр
704,9 0,204 0,204 < 6
398,4 704,9 0,56 0,56 < 6
2583,4 704,9 3,67 3,67 < 6
2837,5 704,9 4,025 4,025 < 6
3680,3 704,9 5,22 5,22 < 6
4244,4 704,9 6,02 6,02 ≈ 6
5702,4 704,9 8,09 8,09 > 6

1.2 Расчет количества уступов Nу

Сопоставление контурного коэффициента вскрыши с граничным показало, что предельное значение контурного коэффициента вскрыши находится на шестом горизонте, потому принимается 6 уступов.

Nу=6

1.3 Расчет конечной глубины карьера Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи Нк

Конечная глубина карьера Нк составляет по формуле (9) методики и равна

Нк =Ni ´ Hу =6 ´ 20 м =120 м

1.4 Расчет припасов полезного ископаемого Qп.и

Припасы полезного ископаемого на длину простирания месторождения полезного ископаемого Lпр определяются по формуле (14) и равны

∆Qп.и. = Sп.и. ´ Lпр ´ ρп.и. = 2349,6 м2 ´ 1800 м ´ 1,8 т/м3 = 7612704 т Методические указания к расчету главных параметров карьера для крутой залежи (7,6 млн. т)

Площадь полезного ископаемого определяется площадью параллелограмма с основанием, равной горизонт


metodicheskie-ukazaniya-k-vipolneniyu-vipusknih-kvalifikacionnih-rabot-dlya-studentov-dnevnoj-formi-obucheniya-specialnosti-010503-matematicheskoe-obespechenie-i-administrirovanie-informacionnih-sistem-ekaterinburg.html
metodicheskie-ukazaniya-k-vipolneniyu-zadach.html
metodicheskie-ukazaniya-k-vipolneniyu-zadaniya-2.html