Определение элементов, параметров, объемов, производительности и срока службы карьера

Цель практической работы № 2 – Формирование умений, обучающихся по направлению “Горное дело” производить расчеты и графическое построение элементов, параметров, объемов, производительности и срока службы карьера.
Номер варианта, команды № 3
Исходные данные для выполнения практической работы № 2 представлены в «Приложение № 1» в соответствии с номером варианта команды.
Lп.и. – длина полезного ископаемого по простиранию, Lп.и. = 600 м;
Bп.и. – горизонтальная мощность полезного ископаемого, Bп.и. = 90 м;
Нк. – конечная глубина карьера, Нк. = 100 м;
hв – мощность вскрышной породы, hв = 20 м;
ρп.и. – объемная масса полезного ископаемого, ρп.и. = 3,0т/м3;
βср. – усреднённый угол бортов карьера, βср. = 42 град;
ηи. – коэффициент извлечения, учитывающий потери полезного ископаемого при разработке карьера, ηи. = 0,94 б/в;
Qп.и. – годовая производительность карьера по полезному ископаемому,
Qп.и. = 0,7·106 т/год;
Ну. – высота уступа, Ну. = 20 м;
αу. – угол борта уступа карьера, αу. = 72 град;
βп.и. – угол наклона полезного ископаемого, βп.и. = 50 град;
б/в – безразмерная величина.
К главным параметрам карьера относятся:
Конечная глубина карьера, которая при разработке полезного ископаемого определяет возможную производственную мощность карьера, размеры его по поверхности, общий объем извлекаемой горной массы.
Максимальные размеры карьера по поверхности по длине и ширине определяются размерами полезного ископаемого, дна карьера, глубины и углов откосов его бортов.
Объем горной массы в конечных контурах карьера является важнейшим показателем, определяющим производственную мощность предприятия, срок его существования и др.
Запасы полезного ископаемого в конечных контурах карьера важнейший показатель, определяющий возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки.

Задание практической работы № 2.
На стадии проектирования месторождении, разрабатываемых открытым способом, выполняются расчеты, графические построения и обоснование полученных результатов основных элементов, параметров, объемов, производительности и срока службы карьера.
Необходимо:
1) Определить длину карьера по поверхности Lк, ширину карьера по поверхности Bк, общий объем карьера по горной массе Vк, объем полезного ископаемого в контурах карьера Vп.и., объем вскрышной породы в контурах карьера Vв.п., объем промышленных запасов полезного ископаемого в контурах
карьера
Vпр
п.и.,
производительность
средний коэффициент карьера по вскрышной
вскрыши породе
Кср., Qгв.п.,
годовая годовая
производительность карьера по горной массе Qгг.м., суточную и сменную производительности по вскрышной породе и полезному ископаемому Qсут
в.п.,
Qсутп.и., Qсм .п., Qсмп.и., срок службы карьера Тк.
в
2). Произвести графическое построение в масштабе элементов и параметров карьера. (Миллиметровка формата А3, А4).
3). Исследовать зависимость объема карьера от его глубины: построить
график этой функции Vк = ƒ (Нк).
4). Сделать вывод о проделанной работе.
Порядок выполнения работы: Пункт 1.
1. Определяется длина карьера по поверхности Lк, по формуле:
= 600+2*100*ctg 42= 600+200*1,11 =
(1)
?к = ?п.и. + 2 · Нк · ????ср.
= 600+222 = 822 м.
где Lп.и. – длина полезного ископаемого по простиранию, Lп.и. = 600 м; Нк. – конечная глубина карьера, Нк. = 200 м;
βср. – усреднённый угол бортов карьера, βср. = 42 град.
2. Определяется ширина карьера по поверхности Bк, по формуле:
Вк = Вп.и. + 2 · Нк · ????ср. = 90+2*100*ctg 42 = 90+200*1,11=
= 312 м. (2)
где Вп.и. – горизонтальная мощность полезного ископаемого, Bп.и. = 90 м.
Объем вскрышных пород в конечных контурах карьера.
Средний коэффициент вскрыши. (объем вынимаемой пустой породы, приходящийся на единицу добываемого полезного ископаемого).

3. Определяется общий объем карьера по горной массе Vк, по формуле:
. где S. – площадь основания карьера, S. = 54000 м2.
? = ?п.и. · Вп.и.= 600 · 90 = 54000 м2.
м3.
5. Определяется объем вскрышной породы в контурах карьера Vв.п., по
формуле:
?в.п. = ?к − ?п.и. = 14348598-4320000=10028598м3. (5)
6. Определяется объем промышленных запасов полезного ископаемого в
п.и.
контурах карьера Vпр , по формуле:
п.и.
?пр. = ?п.и. · ?п.и. · ?и.
= 4320000 · 3 · 0,94= 12182400 т. (6)
где ρп.и. – объемная масса полезного ископаемого, ρп.и. = 3,0 т/м3;
ηи. – коэффициент извлечения, учитывающий потери полезного ископаемого при разработке карьера, ηи. = 0,94 б/в.
п.и.
Кср. = ?пр.
7. Определяется средний коэффициент вскрыши Кср., по формуле: (7)
?в.п. = 10028598 / 12182400=0,82 м3/т.
8. Определяется годовая производительность карьера по вскрышной породе Qгв.п., по формуле:
?г
= ? · ? · ?
в.п. п.и. ср. н.
м3/год.
= 700000 · 0,82 · 1,2 =688800
где Qп.и. – годовая производительность карьера по полезному ископаемому, Qп.и. = 7·106 т/год;
Кн. – коэффициент неравномерности распределения вскрышной породы по годам разработки карьера, Кн. = 1,1 ÷ 1,3 б/в.
9. Определяется годовая производительность карьера по вскрышной породе Qгг.м., по формуле:
(8)

?г
г.м. п.и.
= ? ·
1
?п.и.
в.п.
+ ?г =
= 700000 · 0,333 + 688800 = 922133,33м3/год. (9)
в.п.
10. Определяется суточная производительность карьера по вскрышной породе Qсутв.п., по формуле:
?г
Тг
?сут = в.п. =
= 688800 / 295 = 2334,92 м3/сут.
где Тг. – число рабочих дней карьера в году, Тг. = 295 дней.
(10)
11. Определяется сменная производительность карьера по вскрышной
в.п.,
породе Qсм по формуле:
в.п.
?см
=
?сут
в.п. =
?см.
=2334,92 / 2 = 1167,46 м3/см.
где nсм. – число рабочих дней карьера в году, nсм. = 2 ÷ 3 смены.
(11)
12. Определяется суточная производительность карьера по полезному ископаемому Qсутп.и., по формуле:
п.и.
? =
?
сут п.и.
Тг
=
= 700000 / 305 = 2295,08м3/сут.
где Тг. – число рабочих дней карьера в году, Тг. = 305 дней.
(12)
13. Определяется сменная производительность карьера по полезному ископаемому Qсмп.и., по формуле:
в.п.
?см
=
?сут
п.и. =
?см.
= 2295,08 / 700000 = 1147,54 м3/см.
где nсм. – число рабочих дней карьера в году, nсм. = 2 смены.
(13)
14. Определяется срок службы карьера Тк по формуле:
Тк = Тосв. + Тзат. + Тэкс. =
= 1,5 + 17,4 = 18,9 года или лет. (14)
где Тосв. + Тзат.– период времени на освоение и затухание карьера по добыче полезного ископаемого, Тосв. + Тзат.= 1,5 года.
Тэ.– расчётный срок эксплуатации карьера, определяется по формуле:
Тэ =
?пр
п.и. =
?п.и.
12182400 / 700000 = 17,40 лет

Пункт 2.
Произвести графическое построение в масштабе элементов и параметров карьера, рассчитанных по выше приведённым формулам и исходным данным согласно номеру варианта обучающегося. (Миллиметровка формата А3, А4). Пример графического построения показан в «Приложения 2 и 3».
Пункт 3.
Исследовать зависимость объема карьера от его глубины: построить график этой функции Vк = ƒ (Нк).
Используя формулу (3) необходимо рассчитать пять вариантов общего
объема карьера по горной массе Vк, с изменением показателя Нк (из исходных данных) в большую и меньшую стороны с интервалом 50 ÷ 100 м., по два значения в каждую.
По результатам проведённых расчетов построить график зависимости Vк
= ƒ (Нк), представленный в «Приложении 4».
Пункт 4.
По результатам выполненной практической работы № 2 сделать вывод о проделанной работе.

Приложение 1
Индивидуальное задание для выполнения практической работы № 2

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4
График зависимости общего объема карьера по горной массе Vк, от глубины карьера Нк.