Конструкция рабочего и нерабочего бортов карьера

Вопрос 7 Технологические свойства горных пород

Вопрос 8: Понятия о коэффициентах вскрыши.

Запасы полезных ископаемых. Потери и разубоживание.

ЗАПАСЫ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ— количество полезных ископаемых в недрах Земли, установленное по данным геологоразведочных работ или в процессе разработки месторождений. Запасы полезных ископаемых подсчитываются для месторождений, рудных полей, районов, бассейнов, регионов, стран, континентов, акваторий и Земли в целом. Запасы полезных ископаемых измеряются в единицах объёма или массы: природный газ, нерудные полезные ископаемые и строительные материалы— в м³, нефть, уголь, руды — в том числе благородные металлы, редкие элементы— в кг, алмазы — в каратах. Достоверность запасов полезных ископаемых зависит от сложности геологических строений объектов подсчёта, объёмов выполненных геологоразведочных работ и их детальности. Запасы характеризуются различной рентабельностью их извлечения, переработки и использования, на которой отражаются местоположение месторождения, его размеры, концентрация полезных ископаемых и их технологические свойства, сложность горно-геологических условий разработки и другие природные и технико-экономические факторы.

Данные о запасах полезных ископаемых используются при разработке схем развития отраслей народного хозяйства, добывающих и использующих минеральное сырьё, составлении государственных планов экономического и социального развития CCCP, планировании геологоразведочных работ, для проектирования горных предприятий. В целях единообразия в методологии оценки достоверности и промышленного значения запасов полезных ископаемых, создания единых систем терминов и определений, применяемых при их подсчёте и учёте, разрабатываются классификации запасов полезных ископаемых, которые позволяют однозначно обрабатывать и использовать имеющуюся и новую информацию о минеральных ресурсах страны, отдельных экономических районов, крупных геологических регионов. В классификациях запасов полезных ископаемых, действующих в CCCP, устанавливаются единые принципы подсчёта и государственного учёта запасов всех видов полезных ископаемых. Для разработки долговременных планов развития минерально-сырьевой базы и установления возможностей удовлетворения перспективной потребности в минеральном сырье этими классификациями устанавливаются также основные принципы количественной оценки прогнозных ресурсов полезных ископаемых (для нефти и газа также перспективных ресурсов).

Запасы полезных ископаемых подсчитываются и учитываются по каждому виду полезных ископаемых и возможному направлению его использования в народном хозяйстве. По комплексным месторождениям подлежат обязательному подсчёту и учёту запасы основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых, а также содержащихся в них попутных компонентов, целесообразность промышленного использования которых определена утверждёнными Кондициями (твёрдые полезные ископаемые) или обоснована технологическими и технико-экономическими расчётами (месторождения нефти и газа). Подсчёт и учёт запасов полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов, имеющих промышленное значение, производятся без учёта потерь и разубоживания при добыче и переработке. Запасы попутных компонентов подсчитываются и учитываются как в недрах, так и в извлекаемом полезном ископаемом.

Оценка качества полезных ископаемых производится в соответствии с требованиями действующих государственных, отраслевых стандартов, технических условий, а также с учётом технологии их добычи и переработки, обеспечивающей комплексное использование добытого минерального сырья в естественном виде или извлечение из него компонентов, имеющих промышленное значение; для твёрдых полезных ископаемых обязательным является соблюдение требований кондиций на минеральное сырьё, утверждённых по конкретным месторождениям.

По степени изученности запасов полезных ископаемых подразделяются на разведанные запасы категорий А, В, С1 и предварительно оценённые — категория С2 (рис. 1).

Подразделение запасов полезных ископаемых на категории учитывает различия в достоверности определения, снижающейся последовательно от категории А к категории С2. Критериями установления категорий для твёрдых полезных ископаемых являются изученность форм, размеров и условий залегания тел полезных ископаемых, характера и закономерностей изменчивости их морфологии, внутреннего строения, качества и технологических свойств гидрогеологических, инженерно-геологических, геокриологических, горно-геологических и других природных условий месторождения; для нефти, природного газа и конденсата — форм и размеров залежей, эффективной нефте- или газонасыщенной толщины, типа коллектора, характера изменения коллекторских свойств и нефте- или газонасыщенности продуктивных пластов, качества и состава нефти (газа), основных особенностей залежей, определяющих условия их разработки.

Выделение и подсчёт запасов полезных ископаемых различных категорий, отвечающих по степени изученности требованиям соответствующих классификаций, производится раздельно по каждому обособленному телу полезного ископаемого (залежи, горизонту).

Запасы руд и содержащихся в них основных компонентов, нефти и растворённого в ней газа, газа и содержащегося в нём конденсата подсчитываются по одним и тем же категориям. На комплексных месторождениях твёрдых полезных ископаемых запасы попутных компонентов, имеющих промышленное значение, подсчитываются в контурах подсчёта запасов основных компонентов и оцениваются по категориям в соответствии со степенью их изученности, характером распределения, форм нахождения и технологией извлечения. Подсчёт запасов попутных компонентов, содержащихся в нефти, газе и конденсате, производится в контурах подсчёта запасов нефти и газа по тем же категориям.

Запасы полезных ископаемых и содержащихся в них полезных компонентов по их народно-хозяйственному значению подразделяются на две группы, подлежащие раздельному подсчёту и учёту, — балансовые запасы полезных ископаемых и забалансовые запасы. В балансовых запасах нефти, растворённого газа, конденсата и содержащихся в них полезных компонентов, имеющих промышленное значение, подсчитываются и учитываются извлекаемые запасы. Запасы полезных ископаемых, заключённые в охранных целиках (или в пределах охранных зон) крупных водоёмов и водотоков, населенных пунктов, капитальных сооружений и сельскохозяйственных объектов, заповедников, памятников природы, истории и культуры, относятся к балансовым или забалансовым на основании технико-экономических расчётов, в которых учитываются затраты на перенос сооружений или специальные способы отработки запасов.

Запасы попутных компонентов подсчитываются раздельно в контурах подсчёта балансовых и забалансовых запасов полезных ископаемых и относятся к той же группе запасов, что и запасы содержащих их полезных ископаемых. Основными критериями оценки промышленного значения попутных компонентов являются: потребность в народном хозяйстве, наличие разработанной технологической схемы извлечения их из продуктов переработки минерального сырья и степень концентрации в этих продуктах, обеспечивающая извлечение на экономически рациональной основе. Запасы разведанных месторождений, а также дополнительно разведанные в процессе разработки месторождений подлежат утверждению Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых при Совете Министров CCCP (ГКЗ CCCP), запасы твёрдых полезных ископаемых для предприятий местного подчинения, а также запасы общераспространённых полезных ископаемых (за некоторыми исключениями) — территориальными комиссиями по запасам полезных ископаемых Министерства геологии CCCP (ТКЗ). При утверждении запасов полезных ископаемых устанавливаются их достоверность, количество, качество, условия залегания, степень изученности, народно-хозяйственное значение и подготовленность месторождения для промышленного освоения.

Одним из основных критериев подготовленности месторождения для промышленного освоения является соотношение различных категорий балансовых запасов полезных ископаемых, полученное при проведении на месторождении (части крупного месторождения) геологоразведочных работ. Действующими в CCCP классификациями установлено, что используемые при проектировании предприятий по добыче твёрдых полезных ископаемых, утверждённые в установленном порядке балансовые запасы полезных ископаемых с учётом сложности геологического строения месторождения должны иметь соотношение запасов различных категорий, указанное в табл.

Используемые при проектировании предприятий по добыче нефти и газа утверждённые извлекаемые запасы нефти и конденсата, балансовые для газа должны иметь соотношение: категории С1 не менее 80%, С2 не более 20%.

При проектировании предприятий по добыче твёрдых полезных ископаемых определяются промышленные запасы — та часть балансовых запасов полезных ископаемых, которая должна быть извлечена из недр по проекту или плану развития горных работ (за вычетом проектных потерь). При разработке рудных месторождений выделяются также эксплуатационные запасы полезных ископаемых — промышленные запасы с учётом разубоживания. В процессе разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых по степени подготовленности к добыче в числе промышленных выделяются запасы вскрытые, подготовленные и готовые к выемке.

К вскрытым запасам полезных ископаемых относятся запасы, для разработки которых подземным способом не требуется дополнительных сооружений капитальных горных выработок, а для разработки открытым способом проведены все необходимые работы по вскрытию месторождения (участка), пройдены дренажные выработки, траншеи или съезды, нарезаны уступы для укладки транспортных путей, удалены вскрышные породы.

Подготовленные запасы полезных ископаемых — часть вскрытых запасов, которая при подземной разработке подсечена основными подготовительными выработками и не требует для выемки проведения дополнительных подготовительных выработок, а при открытой разработке — остались незачищенными от породы, оставшейся после экскавации вскрыши.

Готовые к выемке запасы полезных ископаемых — часть подготовленных запасов, для извлечения которой подземным способом проведены все подготовительные и нарезные выработки, открытым способом — произведена полная зачистка.

Запасы месторождений, районов, регионов, а также проявления полезных ископаемых подлежат государственному учёту в государственных кадастрах месторождений полезных ископаемых и в государственных балансах запасов полезных ископаемых CCCP. Государственный кадастр месторождений полезных ископаемых содержит сведения о количестве и качестве запасов полезных ископаемых по каждому месторождению и проявлению полезных ископаемых, характеристику горнотехнических, гидрогеологических и других условий его разработки, геолого-экономическую оценку. В государственных балансах запасов полезных ископаемых CCCP содержатся сведения о количестве, качестве и степени изученности запасов полезных ископаемых по месторождениям, имеющим промышленное значение, их размещении, степени промышленного освоения, добыче, потерях и обеспеченности промышленности разведанными запасами полезных ископаемых.

Балансовые запасы полезных ископаемых (в том числе извлекаемые из нефти и конденсата, числящиеся в горных отводах предприятий по добыче полезных ископаемых), добытые, потерянные при добыче, утратившие промышленное значение вследствие пересмотра кондиций или установлении нецелесообразности к отработке по технико-экономическим причинам либо неподтверждения в результате проведения дополнительных геологоразведочных работ и разработки месторождения, подлежат списанию в установленном порядке. Для балансовых запасов полезных ископаемых, признанных нецелесообразными к отработке, рассматривается целесообразность учёта их как забалансовых. Контроль за правильностью и своевременностью списания запасов полезных ископаемых с баланса предприятий по добыче полезных ископаемых осуществляется органами Госгортехнадзора CCCP.

В основу зарубежных классификаций запасов полезных ископаемых (как и классификаций CCCP) положены два основных принципа подразделения запасов (ресурсов): вероятность их существования, степень изученности; экономическая целесообразность (рентабельность) разработки залежи и использования полезных ископаемых в природном состоянии или для последующего извлечения ценных компонентов. Классификации запасов полезных ископаемых, используемые в социалистических странах — членах СЭВ, близки к классификациям, действующим в CCCP; некоторые различия имеются в определениях отдельных категорий запасов, указаниях по методике их подсчёта и использования при оценке подготовленности месторождений для промышленного освоения. В капиталистических и развивающихся странах используются многочисленные частные (предпринимательские и предложенные различных исследователями) классификации. В некоторых крупных странах (США, рис. 2; Канада, ФРГ и др.) государственными, геологическими и горными органами приняты рекомендуемые для общего пользования классификации запасов различных групп полезных ископаемых.

При наличии ряда общих методологических принципов зарубежные классификации имеют различия в терминологии и критериях подразделения запасов полезных ископаемых.

При добыче полезных ископаемых возникают потери и разубоживание.

Общие потери - сумма потерь по всем причинам их возникновения.

Проектные потери - потери, предусмотренные проектом разработки месторождения или его части. Разделяются на нормативные - рассчитанные и утвержденные в установленном порядке, и на плановые - предусмотренные календарным (годовым, квартальным) планом развития горных работ.

Фактические- потери, образованные в процессе разработки месторождения.

Потери и разубоживание полезных ископаемых при добыче подразделяют на два класса.

I Общерудничные (общешахтные) - потери в охранных (предохранительных) целиках, в барьерных целиках между шахтными полями, у границ безопасного ведения горных работ.

2. Эксплуатационные потери и разубоживание. По физическому состоянию их разделяют на две группы: потери полезного ископаемого в массиве и потери отбитого полезного ископаемого. Разубоживание разделяется также на две группы - первичное, которое происходит в процессе отделения (отбойки) полезного ископаемого от массива, и вторичное, образуемое при выпуске и доставке полезного ископаемого из блока, при экскавации, погрузке и складировании.

Определение потерь разубоживания производят на основе графоаналитического анализа размещения полезных ископаемых в недрах, по данным эксплуатационной разведки или по данным опробования буровзрывных скважин. Подсчеты потерь и разубоживания производят в блоковых картах или в книгах оперативного учета, по которой два раза в год составляется отчетность.

Учет потерь и разубоживания производят ежемесячно по каждой учетной единице, используя формулы прямого косвенного учета

Сущность прямого метода заключается в определении потерь и разубоживания на основе систематически производимых съемок и замеров объемов потерь полезного ис­копаемого и отображаемых на геолого-маркшейдерских планах и разрезах, с контурами фактической отработки

Потери и разубоживание по контуру рудного тела (пласта) определяют путем замеров площадей обнажения ПИ.

Косвенные методы определения потерь применяют только тогда, когда невозможно определение потерь и разубоживания руды непосредственными прямыми замерами. К косвенным относятся сл. методы: по разности между количеством погашенных балансовых запасов и добытой руды и содержанием в них полезных компонентов, а также петрографический, весовой, графоаналитический и др.

Петрографический метод определения разубоживания руды применяют при условии визуального различия между рудой и породой, содержащимися в исследуемой рудной массе. Из добытой массы отбирают пробу и выделяют крупную фракцию (более 5-7мм). Последнюю сортируют на руду и разубоживающие породы.

Весовой метод определения разубоживания руды применяют в основном для оперативного контроля. Основан на различии в массе вагонеток с чистой и с разубоженной рудой.

Прямой метод учета потерь и разубоживания предпочтительнее косвенного. Для этого требуется дальнейшее повышение качества геолого-маркшейдерских работ, оснащение этой службы современной техникой. Таким путем можно добиться эффективности мер по недопущению сверхнормативных потерь и разубоживания, связанных с выбором оптимальных соотношений между ними, соблюдением очередности извлечения запасов из недр, качественным выполнением работ по закладке, обосновать систему разработки.

Способы подготовки горных пород к выемке. Требования к буровзрывным работам.

10 Способы подготовки горных пород к выемке. Требования к буровзрывным работам.

Подготовка к выемке скальных пород осуществляется с помощью буровзрывных работ.

В комплекс работ по подготовке мягких и рыхлых пород к выемке в зимнее время входят: а) предотвращение промерзания площадок и откосов уступов, выемка которых намечена в такое время года (март-декабрь), когда толщина слоя мерзлых пород превращает величину, допустимую для непосредственной выемки; б) оттаивание мерзлых пород путем электрообогрева, поверхностного пожога с помощью горючих газов, пара, воды и т.п.; в) рыхление слоя мерзлых пород по средствам буровзрывных работ или механическими рыхлителями.

Предохранение пород от промерзания чаще всего осуществляется предварительным их рыхлением, реже применяют снегозадержание, устройство теплоизоляционного покрытия из опилок, торфа, шлака или др. утепляющих материалов. Современным способом является создание слоя из замороженной воздушной пены. Слой толщиной 15-20см при температуре ниже 15 градусов наносят на поверхность любой конфигурации в мягких или разрушенных породах.

Механическое рыхление плотных, а иногда полускальных пород и угля осуществляется обычно навесными рыхлителями на трактора. Для рыхления полускальных пород применяют однозубые, а для плотных – многозубые рыхлители.

При движении рыхлителя порода разрушается в контуре трапециевидной прорези, углы наклона боковых стенок 40-60 градусов, глубина от 0,2 до 1 м. Расстояние между соседними прорезями зависит от плотности и трещиноватости пород и составляет 0,8-1,2м.

Оптимальный угол полускальных и мерзлых пород составляет 30-45 град. На наклонной площадке рабочее движение осуществляется под уклон, а вверх машина идет вхолостую.

В плотных породах, каменном угле, разгруженных сланцах характеризующимся коэффициентом крепости f=1-2 (шкала проф. М.М. Протодьяконова),а техническая скорость рыхления составляет 0,9-1,5м/с. В мягких известняках, гипсе, мерзлых глинах с f=2-3 техническая скорость рыхления 0,8 -1,,2м/с. При рыхлении доломитов, мрамора, прочих известняков с f=4-7, скорость рыхления не более 0,4-0,8м/с.

Для дополнительного разрушения целиков между смежными прорезями применяют перекрестные перпендикулярные или диагональные проходки.

Взрывная подготовка к выемке скальных или полускальных должна обеспечить:

Необходимую степень дробления горных пород, достаточную и экономичную для последующих операций производственного процесса;

Ровную поверхность рабочей площади отклонения отметок которой от заданных размеров не должны быть больше допустимых;

Заданные формы и размеры развала взорванной горной массы и выполнение др. требований.

Применяют следующие методы взрывного разрушения горных пород:

Накладными зарядами (при вторичном дроблении и вспомогательных работах);

Камерными зарядами (при массовых взрывах гористых условиях для образования траншеи, плотин и т.п.);

Котловыми зарядами(при высоких и пологих уступах для увеличения массы заряда);

Шпуровыми зарядами(диаметр шпура до75 мм, глубина до 5м) для разработки тонких ценных жил, при рыхлении слоя мерзлых пород, при дроблении негабаритных кусков, выравнивании подошвы и откосов уступов и т.п.

Кусковатость взорванных горных пород, определяемая по размерам среднего куска, должна быть оптимальной. Уменьшение размера кусков способствует повышению производительность экскаваторов и транспортных средств, но ведет к увеличению затрат на буровзрывные работы.

Наибольший допустимый размер куска во взорванной горной массе определяется параметрами транспортных средств, дробилок и др. приемных устройств, через которые должны проходить куски породы, а также условиями работы оборудования и стремлением снизить ударное воздействие от кусков породы при их перегрузке.

11. Методы взрывного разрушения горных пород. Параметры взрывных скважин. Расположение скважин на уступе.

Разрушение горной породы редставляет собой отделение от массива ее кусков и дробление их до кондиционной крупности. В настоящее время это основной процес технологии добычи твердых полезных ископаемых.

Различают следующие виды разрушения горных пород: Механическое разрушение – это отделение горных пород от массива или их измельчение путем воздействия породоразрушаещего инструмента (резца, коронки, фрезы, ударника и др.). При этом протекают физические процессы чисто механического разрушения породы рабочим органом: резание, разделывания, скалывание, дробление, сжатие и др. Механический способ разрушения пород широко используют для непосредственной добычи угля, бурения шпуров и скважин.

Взрывное разрушение представляет собой отделение горных пород от массива и перемещение их под действием энергии взрывчатых веществ, размещенных в массиве (в шпурах, скважинах). Взрывной способ разрушения горных пород применяют в породах различной крепости, но наиболее экономичен он в крепких породах, когда другие способы разрушения неэффективны или вовсе применять нельзя.

Гидравлическое разрушение связано с отделением горных пород от массива путем воздействия на него струи воды под високим давлением (>10 мПа). Этой же водой осуществляется и транспортировка горной массы. Гидравлический способ разрушения горных пород применяется при добыче угля и слабых пород.

Термическое разрушение происходит под действием физических полей за счет физико-химических процессов, протекающих под действием высокой температуры без использования породоразрушающих инструментов.

Электрическое разрушение основано на воздействии на горную породу электрической энергии в виде электрического разряда, электромагнитного поля и др.

Комбинированное разрушение основано на использовании комбинации двух видов разрушения (буровзрывное, механогидравлическое и др.).

Взрыв – это процесс быстрого физико-химического превращения вещества, при котором выделяется тепло и большое количество сжатых газов, способных производить механическую работу по разрушению и перемещению разрушаемых объектов в окружающей среде.

Взрывание представляет собой процесс инициирования зарядов в заданной последовательности способами, обеспечивающими безопасность и эффективность работ.

Скважины могут быть вертикальными и наклонными при однорядном или многорядном их расположении. Наклонные скважины обеспечивают лучшее дробление, лучшую проработку подошвы уступа, снижение расходов ВВ, меньшее нарушение пород в сторону массива, что в конечном итоге снижает стоимость единицы объема горной массы. Параметрами скважинных зарядов при уступной отбойке является: высота уступа, диаметр скважины, линия сопротивления по подошве уступа, глубина перебура, длина заряда, длина забойки, расстояние между скважинами в ряду между рядами скважин.

Диаметр скважин является наиболее важным параметром, т.к. он определяет элементы расположения скважин на уступе. Диаметр скважин применяют в засимости от категории пород по трещиноватости с учетом требуемого соотношения размеров максимальной отдельности в массиве и кондиционного куска.

В крупноблочных породах интенсивное дробление достигается применением скважин малого диаметра(120, 160мм). В породах мелкоблочной структуры целесообразно применение тяжелых буровых станков при диаметре 320мм и более.

Перебур скважин необходим для качественного разрушения пород в подошве уступа. Перебур применяют в зависимости от диаметра скважин, высоты уступа или линии сопротивления по подошве уступа. При горизонтальном напластовании величина перебура может быть уменьшена против указанной на 50%. Если подошва уступа сложена слабыми породами или пластом полезного ископаемого, то перебур не делают.

Забойка скважин повышает качество дробления, уменьшает выброс пород и величину ударной воздушной волны. Для забойки используют буровую мелочь, хвосты обогатительных фабрик, мелкую породу с размером кусков до 50мм, песок.

Длину забойки принимают равной 0,75 ЛСПП(линии сопротивления по подошве), но не менее 20 диаметров. Иногда вместо забойки применяют взрывание с запирающем зарядом массой до 5% основного заряда. Эталонный удельный расход ВВ принимается от категории пород по трещиноватость и их крепости.

12. Бурение горных пород. Общая характеристика способов бурения и условий их применения.

Горные породы по показателю буримости П_б (В.В. Ржевского) подразделяются на 5 классов и 25 категорий:

I класс-легкобуримые(Пб=1-5), категории 1, 2,3, 4,5;

II класс – средней трудности бурения (Пб=5,1-10), категории 6,7,8,9,10;

III класс – труднобуримые (Пб=10,1-15), категории 11,12,13,14,15;

IV класс – весьма труднобуримые (Пб=15,1-20), категории 16,17,18,19,20;

V класс – исключительно труднобуримые (Пб=20,1-25), категории 21,22,23,24,25.

Породы с показателем более 25 относятся к внекатегорным.

Бурение скважин осуществляется станками вращательного и ударно-вращательного действия. Первый из них наиболее распространенны и подразделяются на шнековые и шарошечные.

Станки шнекового бурения применяются для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 160мм, и глубиной до 24-32 м, в породах с Пб=2-5, главным образом на угольных карьерах и на разработке непрочных строительных пород (мергель, мягкий известняк и др.). Техническая производительность зависит от крепости пород и режима бурения и составляет 40-60 м/ч. Станки характеризуются простотой конструкции и эксплуатации, при их работе обеспечивается благоприятные санитарно-гигиенические условия.

Станки шарошечного бурения различаются по массе: легкие масса 55-60т и усилием подачи 120-300 кН; средние (масса 60-80т) и усилием подачи 300-350 кН; тяжелые с массой 110-150т усилием подачи до 600кН. Легкие станки обеспечивают бурение скважин диаметром 160-200мм; средние – 250, тяжелые – 320-400мм. Лубина скважин от 20-60м. Такие станки применяются в крепких скальных, в том числе трещиноватых породах с показателем буримости от 10 до 15-20.

Станки пневмоударного бурения применяются для бурения скважин диаметром 100-200мм и глубиной до 30-50м при разработке строительных горных работ, гидротехническом строительстве, на небольших рудных карьерах, а также при вспомогательных работах на крупных рудных карьерах (выравнивание подошвы уступов и др.). Эти станки целесообразно применять при высокоабразивных крупноблочных и вязких, т.е. весьма и исключительно труднобуримых породах, характеризующихся показателям буримости Пб=15-25.

Термическое бурение скважин осуществляется огнеструйными буровыми станками, имеющими вращающийся термобур с горелкой. Оно применяется при бурении скважин диаметром 250-360мм и глубиной до 17-22м, главным образом, в весьма исключительно труднобуримых кварцсодержащих породах(Пб=16-25). Этот способ эффективно применяется для расширения нижней части скважин, пробуренных шарошечными станками.

13.Технология вращательного (шнекового) бурения скважин.

Шнековые станки вращательного действия имеют рабочий орган в виде бурового става шнековых штанг с ребордами винтовой формы и буровой коронки – резца, армированного лезвиями или штырями из твердого сплава. При вращении бурового става с частотой 120-220 мин^-1 и под воздействием усилия подачи резец разрушает породу в забое скважины, а буровая мелочь с помощью шнека или шнековоздушным способом выдается на поверхность. В зависимости от буримости пород применяют резцы различных типов. Стойкость резцов достигает 1000м, стойкость штанг 1000-4000м.

14. Технология шарошечного бурения скважин.

Станки шарошечного бурения имеют в качестве рабочего органа конусообразные вращающиеся на опорах долота шарошки с зубьями или штырями из твердого сплава. При вращении долота шарошки перекатываются по забою скважины и под воздействием усилия подачи разрушают породу, раздавливая, скалывая и частично истирая её. Отделившиеся частицы породы выносятся из скважины с жатым воздухом или водовоздушной смесью. Вращение и усилие подачи на шарошечное долото передают пустотелые буровые штанги, по которым поступают воздух для охлаждения долота и для очистки забоев скважины от буровой мелочи, которая поднимается по кольцевому затрубному пространству.

Скорость бурения зависит от усилия подачи на долото, частоты его вращения и расхода воздуха, подаваемого в скважину. На практике частота вращения бурового инструмента составляет 50-200мин^-1 а усилие подачи от 120 до 600 кН. Их техническая производительность в крепких скальных породах составляет 15-30 м/ч.

15,16,17,18,19

20. Взрываемость горных пород. Классификация пород по трудности разрушения взрывом.

Взрываемость – сопротивляемость горных пород разрушению при взрывании – характеризуется расходом ВВ на 1 м³ массива, который зависит от двух групп факторов. К первой группе относится природные горно-геологические факторы,такие как трещиноватость пород,направление основной системы трещин,крепость пород их вязкость и хрупкость. Ко второй группе – требуемое качество драбления и характер приложения взрывных нагрузок (параметры зарядов,их мзаимодействия на массив,изменение форм работы взрыва и дитонационных процессов)

21. Конструкция скважинных зарядов

Существующие в настоящее время конструкции скважинных зарядов включают две основные части: взрывчатый состав, как правило, представленный смесью нескольких компонентов, размещенный в скважине, и инициаторы детонации в виде шашек-детонаторов различного компонентного состава, и устройства, соединенных с ними средств передачи детонационного импульса в виде детонирующего шнура или капсюля-детонатора неэлектрической системы инициирования в комплекте с волноводом. К вспомогательным элементам можно отнести забойку из воды или иного инертного материала, которую размещают в незаряженной части скважины с целью повысить реализацию потенциальной энергии взрывчатого состава.

22.

Определяем требуемые параметры развала, вынимаемого за три заходки.

· Ширина экскаваторной заходки

· Требуемая ширина развала

· Ожидаемая высота развала

Определяем параметры скважинного заряда. Выбор диаметра скважины и типа ВВ.

· Размер кондиционного куска по вместимости ковша экскаватора

· Расчётный удельный расход ВВ для конкретных условий примера

· Вместимость 1 м скважины

· Линия сопротивления по подошве уступа(ЛСПП)

· ЛСПП по условиям безопасности на 1 ряду

· Расстояние между скважинами

· Расстояние сетки скважин

· Расстояние между рядами

· Масса заряда в скважине

· Длина заряда в скважине

· Длина забойки

Определяем параметры блока и развала породы.

· Ширина развала породы от первого ряда скважин

· Ширина взрываемого блока

· Расчётное число рядов скважин

· Фактическая ширина взрываемого блока

· Фактическая ширина развала взрываемого блока

· Фактическая ширина экскаваторной заходки

· Объём взрываемого блока

· Суммарная длинна скважины в блоке

· Выход взорванной горной массы с 1 м скважин

· Количество ВВ на взрыв блока

· Фактический удельный расход ВВ по блоку

Определяем объём негабарита по взрывному блоку.

· Объем негабарита до взрыва в массиве

· Объём негабарита после взрыва

Определяем расход ВВ на разделку нагабарита.

· Расход ВВ

Определяем общий расход ВВ по блоку с разделкой негабарита.

· Общий удельный расход ВВ по блоку с разделкой негабарита

23. Организация взрывных работ на карьерах

На каждый отдельный массовый взрыв составляется технический проект,учитывающий конкретно задачи и условия производства данного взрыва. Этот проект утверждается главным инженером карьера. Технологический проект массового взрыва содержит: массу зарядов в каждой скважине с разделением по сортам ВВ, конкретную схему взрывания,план расположения скважинных зарядов в масштабе, перечень организационных мероприятий по проведению взрыва,акт приёма сдачи обуренного блока,список ответственных лиц.

К руководству взрывными работами допускаютсяочень квалифицированные лица. На карьере руководителем взрывных работ является главный инженер или его заместитель

24.

26. Типы выемочных машин и их технологическая оценка.

Типы выемочных машин.

Карьерные выемочные машины по принципу действия разделяются на оборудование цикличного и непрерывного действия, а по функциональному признаку – на выемочно-погрузочные и выемочно-транспортные машины. К выемочно-погрузочным машинам относятся все экскаваторы, а к выемочно-транспортирующим – скреперы и бульдозеры.

К оборудованию цикличного действия относятся одноковшовые экскаваторы (лопаты, драглайны) и выемочно-транспортирующие машины, а к оборудованию непрерывного действия – многоковшовые экскаваторы (роторные, цепные).

Технологическая оценка.

Колесные скреперы экономичны при выемке мягких и механически разрыхленных плотных и полускальных пород при дальности транспортирования до 2 – 3 км. К недостаткам скреперов следует отнести: сезонность выемки мягких пород, сравнительно небольшой срок службы, резкое снижение производительности с увеличением длины транспортирования.

Бульдозеры, характеризующиеся мобильностью, маневренностью, высокой проходимостью и простотой конструкции, широко используются на вспомогательных работах. Эффективность применения ограничивается ограниченностью экскавируемости и расстоянием транспортирования (100 – 200 м).

Прямые механические лопаты верхнего черпания характеризуются высоким усилием копания, большим числом типоразмеров и прочностью рабочего оборудования. Основной недостаток мехлопат – прерывность (цикличность) рабочего процесса. При работе мехлопат собственно на экскавацию (черпание) затрачивается лишь 20-30% общего времени цикла.

Драглайны, благодаря гибкой подвеске рабочего органа обеспечивают большую дальность перемещения породы. Это позволяет эффективно использовать мощные драглайны для выемки и перевалки мягких и разрушенных пород в выработанное пространство, возведение насыпей, проведения траншей. Нижнее черпание позволяет разрабатывать драглайнами обводненные породы и подводные участки.

Цепные многоковшовые экскаваторы используют для выемки мягких и плотных пород. В следствии этого выемка сезонная даже в районах с мягким климатом. Основными достоинствами цепных экскаваторов является: высокая удельная производительность (на 1 т массы экскаватора), большая высота уступа, непрерывность и безударность загрузки транспортных средств. К недостаткам следует отнести: использование рабочего органа для перемещения породы по забою до пункта разгрузки, что обуславливает большой износ направляющих устройств и ковшевой цепи, увеличивает энергоемкость процесса и снижает развиваемое усилие копания.

27. Технологические параметры экскаваторов – мехлопат.

Радиус черпания R_ч – горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до режущей кромки ковша при черпании. Различают: максимальный радиус черпания

R_{ч. max} – при максимально выдвинутой горизонтальной рукояти, минимальный радиус черпания R_{ч. min} – при поднятой к гусеницам рукояти с ковшом на горизонте установки экскаватора, R_{ч. у.} максимальный радиус черпания на горизонте установки экскаватора, а также радиус черпания при максимальной высоте черпания.

Высота черпания H_ч – вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора, до режущей кромки ковша при черпании. Максимальная высота черпания H_{ч. max} соответствует максимально поднятой рукояти. Различают также высоту черпания при максимальном радиусе черпания и максимальную глубину черпания ниже горизонта установки экскаватора h_ч.

Радиус разгрузки R_р – горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до оси ковша при разгрузке; максимальный радиус разгрузки R_{р. max} соответствует максимально выдвинутой горизонтальной рукояти.

Высота разгрузки H_p – вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до нижней кромки открытого днища ковша; максимальная высота разгрузки H_{p. max} соответствует максимально поднятой рукояти. Минимальные значения радиусов черпания и разгрузки не совпадают с соответствующими максимальными значениями высот разгрузки.

Габариты экскаватора определяются радиусом вращения задней части кузова R_к, высотой экскаватора H_э, высотой кузова экскаватора h_к. Скорость движения мехлопаты на гусеничном ходу составляет 0,9 – 3,7 км/ч. Преодолеваемый подъем – 12^O.

28. Параметры забоев экскаваторов – мехлопат при выемке мягких и плотных горных пород.

Профиль забоя мехлопаты в мягких и плотных породах соответствует траектории движения ковша и имеет угол откоса 70 – 80^O. Толщина стружек t, срезаемых ковшом, определяется его размерами и плотностью породы и составляет 0,2 – 1 м.

Высота забоя определяется высотой черпания экскаватора и по условию обеспечения безопасности работы связных породах не должна превышать максимальной высоты черпания. В противном случае на кровле уступа будет оставаться козырьки и нависи, которые, обрушаясь, могут повредить экскаватор и привезти к несчастному случаю. Максимальная высота забоя в мягких породах не должна превышать 10 м. при работе экскаваторов ЭКГ – 5, 13 м. – при работе ЭКГ – 12,5.

Минимальная высота забоя должна обеспечивать полное наполнение ковша экскаватора за одно черпание. Для соблюдения этого условия она должна составлять не менее 2/3 высоты напорного вала. Минимальная высота забоя в мягких породах должна быть не меньше 2,5 м. при работе экскаватора ЭКГ – 5А и не менее 3,5 при работе

ЭКГ – 8И. Максимальная ширина забоя ограничивается радиусом черпания экскаватора на уровне стояния.

В мягких породах ширину внешней части забоя принимают равной не более

(0,5 – 0,7) R_ч.у. м.

Ширина забоя также зависит от вида применяемого транспорта, так как взаимное положение экскаватора, транспортных средств и забоя определяет величину среднего угла поворота экскаватора. Таким образом, по условию нормального черпания ширина забоя в мягких породах не должна превышать (1,5 – 1,7) R_ч.у..

29. Параметры забоев экскаваторов – мехлопат при выемке скальных горных пород.

Высота забоя мехлопаты в скальных породах зависит от кусковатости и связанности взорванной породы. При одно – и двухрядном взрывании высота уступа в массиве крепких пород при разработке с применением взрывных работ не должна превышать более чем в 1,5 раза максимальную высоту черпания экскаватора.

Ширина забоя в скальных хорошо взорванных породах может быть несколько большей, чем мягких породах, так как экскаватор при работе во внешней части забоя может подгребать ближе к себе разрыхленную породу, находящуюся на расстоянии более 0,7R_ч.у

Ширина забоя при работе в скальных породах составляет для экскаваторов ЭКГ – 45 16 – 18 м., ЭКГ – 8 20 – 22 м., ЭКГ – 12,5 29 – 30 м.

Ширина развала взорванных скальных пород на уступе должна отрабатываться за один или несколько проходов экскаватора, то есть быть кратной 2R_ч.у..

При взрывании крупноблочных скальных пород без подпорной стенки ширина развала взорванных пород может достигать 50 – 70 м. При автомобильном транспорте нет жесткой взаимосвязи между элементами забоя и положением транспортных коммуникаций на уступе. R_{ч. у.} R_р H_{ч. max} H_{p. max}

30. Рабочие параметры драглайнов. Выемка пород драглайнами.

Основными рабочими параметрами драглайна являются: максимальный радиус черпания R_{ч. max}, минимальный радиус черпания на уровне стояния R_{ч. у.}, радиус разгрузки R_р, максимальная глубина черпания H_{ч. max}, максимальная высота разгрузки H_{p. max}.

Наклон стрелы с драглайна составляет 20 -35^О. Ход мощных драглайнов – шагающий. Преодолеваемый продольный уклон составляет 5 -7^О, поперечный – не более 1^О, давление на грунт – 0,1 – 0,2 МПа. Работа драглайна разрешена при скорости ветра до 20 м/с.

Радиус разгрузки и радиус черпания мощных драглайнов с ковшом вместимостью более 10 – 15 м³ при погрузке породы в отвал могут увеличиваться на велечину заброса ковша. Дальность заброса в зависимости от модели драглайна и опыта машиниста составляет около ¼ длинны стрелы; у драглайнов ЭШ – 14/75, ЭШ – 15/90 она изменяется от 15 до 20 м.

Глубина и радиус черпания драглайна могут быть увеличены путем уменьшения наклона стрелы.

Выемка скальной вскрыши драглайнами производиться обычно нижним черпанием на уступах высотой до 30 – 40 м., в заходках шириной 32 – 50 м. Длинна фронта работ на один драглайн составляет 0,9 – 3 км, скорость продвигания фронта работ 50 -320 м/год.

На некоторых карьерах драглайны располагаются на подуступе и отрабатывают верхнюю часть уступа высотой до 10 -12 м. верхним черпанием.

31 Производительность одноковшовых экскаваторов

32 выемка горных пород ковшовыми погрузчиками