Відкриті гірничі роботи
Сутність відкритих гірських робіт.
Гірські
роботи, вироблені безпосередньо з земної поверхні, з метою добування
гірських порід і створення різних виїмок і котлованів, називаються відкритими
гірничими роботами (огр).
Спосіб
розробки родовищ корисних копалин з застосуванням огр називається
відкритим способом.
Гірське
підприємство, що веде разрботку відкритим способом називається кар'єром. У
практиці відкритої розробки вугільних і розсипних родовищ, замість терміна
кар'єр застосовують назви розріз і копальня.
При
відкритій розробці гірські роботи поділяються на розкривні (виїмка, переміщення
і розміщення розкривних гірських порід) і видобувні (виїмка, переміщення і
складування або розвантаження корисних копалин).
До
огр переваг в порівнянні з підземним способом розробки відносяться:
можливість
забезпечення більш високого рівня комплексної механізації та автоматизації
гірничих робіт;
більше
висока (в 3 - 5 разів) продуктивність праці;
менша
вартість продукції;
більше
безпечні та гігієнічні умови праці;
більше
повне вилучення корисних копалин;
менші
капітальні питомі витрати.
Недоліками
його є:
залежність
від кліматичних умов;
необхідність
відчуження значних площ земель;
порушення
водного балансу надр.
II. Елементи і термінологія.
Родовище
або частину його, що розробляється одним кар'єром, називають кар'єрним полем.
Кар'єрне поле є об'ємною геометричною фігурою, яка характеризується
розмірами в плані і глибиною; воно входить до складу земельного відводу кар'єра, в
перделах якого розміщуються також вилучені з кар'єру розкривні породи,
промислова майданчик та інші виробничі споруди.
Уступ
- Це окремо розробляється частина шару гірські порід, що має форму
ступені. Розрізняють робочі і неробочі уступи. На робочих уступах виробляється
виїмка розкривних порід або корисної копалини. Якщо на майданчику
розташовується обладнання, необхідне для разработкт уступу, вона називається
робочою площадкою.
Горизонтальні
або похилі поверхні уступу, огранічівающіеего по висоті, називають нижній
і верхньої майданчиками, а похилу поверхню, що обмежує уступ з боку
виробленого простору, - укосом уступу. Кутом укосу уступу називається
кут, утворений поверхнею укосу уступу і горизонтальною площиною, а
лінії перетину укосу з верхньої та нижньої майданчиками-відповідно верхній
і нижньої брівками.
Частина
уступу за його довжині, підготовлена для розробки, називається фронтом робіт
уступу, який вимірюється його протяжністю.
Ступеньчатие
бічні поверхні, утворені схилами і майданчиками уступів і
обмежують вироблений простір, називаються бортами кар'єра.
Борт,
представлений робочими уступами, називають робочим бортом кар'єра. Лінія,
обмежує кар'єр на рівні земної поверхні, є верхнім контуром
кар'єра, а лінія, що обмежує дно (підошву) кар'єра, його нижнім контуром.
При виробництві гірських робіт становище робітничого комітету, верхнього та нижнього
контурів кар'єра змінюється в просторі. Поступово окремі уступи, починаючи
зверху, досягають кінцевих контурів (меж) кар'єра. До моменту погашення
(закінчення) відкритих робіт їм відповідають кінцева глибина і кінцеві розміри
кар'єра в плані. Укоси уступу неробочих бортів кар'єра, на яких гірські
роботи не проводяться, поділяються бермамі (площадками): транспортними і
запобіжними.
Кут
між лінією, нормальної до простиранню борту і з'єднує верхній і нижній
контури, і горизонталлю називається кутом укосу борту кар'єра (робітника або
неробочого). Величина його залежить від висоти уступів і ширини їх майданчиків.
Для
розташування транспортних комунікацій, за якими буде здійснюватися
транспортування гірничої маси нового уступу на поверхню або вишележщіе
уступи, необхідно розкрити уступ, тобто провести з поверхні або
вищерозміщеного уступу спеціальні (розкривають) гірничі виробки. Ці вироблення в
більшості випадків з'єднують пункти, розташовані на різних висотних відмітках
(якщо розкривають один уступ, то різниця висотних відміток дорівнює висоті уступу), і
тому має певний ухил. При спорудженні розкривають вироблення зазвичай
мають близьке до трапецеідального або трикутного перетину і називаються
відповідно капітальними траншеями і полутраншеямі.
Для
створення початкового фронту робіт на розкритому уступі необхідно провести від
розкриває вироблення горизонтальну гірську вироблення значною
протяжності в порівнянні з розмірами поперечного перерізу - розрізні траншею,
полутраншею або котлован.
Головні параметри кар'єра
Кінцева
глибина, яка при розробці похилих і крутих покладів визначає можливу
виробничу потужність кар'єру, розміри його по поверхні, загальний обсяг
витягуваної гірничої маси. Для горизонтальних і пологих покладів кінцева глибина
визначається природними умовами і змінюється незначно за весь період
розробки. Кінцева глибина встановлюється при проектуванні кар'єра.
Проектами передбачається можливість відкритої розробки до глибини 700-900
м.
Розміри
кар'єра на поверхні по простиранню і хрестом простягання визначаються
розмірами поклади, дна кар'єра, глибини і кутів укосів його бортів. Вони
встановлюються графічно або аналітично. Форма дна кар'єра в плані звичайно
близька до овальної. Довжина кар'єра змінюється від сотень метрів до 8 кілометрів, а
ширина до 4 кілометрів.
Розміри
дна кар'єра встановлюються оконтурювання розробляється частини поклади на
позначці кінцевої глибини кар'єра. Мінімальні розміри дна кар'єра визначаються
умовами безпечного виймання і навантаження порід на нижньому уступі (ширина не менше
20 м., довжина не менше 50-100 м.)
Кути
укосів бортів кар'єру визначаються умовами стійкості порід прібортового
масиву і розміщення транспортних комунікацій. Їх приймають більш крутими для
зменшення обсягу розкривних робіт.
Загальний
об'єм гірничої маси в контурах кар'єра є найважливішим показником,
визначальним виробничу потужність підприємства, термін його існування і
ін
При
рівнинному рельєфі поверхні досить точно загальний об'єм гірничої маси можна
визначити за виразом
(1)
Де
SД - площащь дна кар'єра, м2; НК - глибина кар'єру, м; РД - периметр дна
кар'єра, м;
gср --
усереднений кут укосу бортів, градус.
Площа,
форма контуру і периметр дна кар'єра в першу чергу залежать від розмірів і
конфігурації поклади. Дну кар'єра надається по можливості закруглена форма з
метою підвищення стійкості бортів та зменшення обсягу видобутих розкривних
гірських порід.
Запаси
корисної копалини в контурах кар'єра-важливий показник, що визначає
можливий масштаб видобутку, термін існування кар'єра і економічні результати
розробки. Запаси в межах кожного уступу (горизонту) і кар'єрного поля в
цілому встановлюються при розвідці родовища, а потім уточнюються і
перераховуються в контурах кар'єру при проектуванні та експлуатації його в
відповідно до встановлених і періодично змінюються кондиціями на
корисна копалина.
IV. Розрахунок обсягу гірської маси в контурах кар'єра
Розрахунок
обсягу гірської маси в контурах кар'єра, побудованого з похилим
запобіжними бермамі.
Визначення
кількості споруджуваних похилих берм з дна кар'єру по формулі:
, берм. (2)
Де:
Р0 - периметр дна кар'єра, м;
Ji
- Ухил транспортної берми на i-те горизонті, в сотий%;
Нi
- Висота уступу при погашенні на i - те горизонті, м;
Пi 1
- Довжина горизонтального майданчика на i +1 горизонті.
округляючи
кількість берм до цілого числа, отримуємо - 2 берми.
Величину
прирізки дна кар'єра знаходимо за формулою:
(3)
= 1,25 (222 +152 ) = 886,3 м2;
де:
НД - ширина з'їзду, м;
Вб
- Ширина запобіжної берми, м;
(4)
= 130000 +886,3 = 130886 , 3 м2;
Знаючи
площі і 
дна Лікар ера, можна їх апроксіміміровать колами з
радіусами 
і 
і периметрами 
і 
:
, м2; 
, м2; (5)
, м; 
, м; (6)
= 204,17 м2 
= 203,42 м2;
= 1282,2 м; 
= 1277,5 м;
В
зв'язку з тим, що площа дна кар'єра апроксимується рівновеликої за площею
колом, периметр дна кар'єра Р0 зазвичай виявляється більшим, ніж периметр вірно,
отриманий після апроксимації. Тому слід ввести в розрахунках коефіцієнт
апроксимації, який визначається за формулою:
тоді вірно = Каrно, м (7 )
= 1,22 тоді вірно = 1 , 2 * 1282,2 = 1539,6 м.
де
Вірно - периметр дна кар'єра з урахуванням спорудження з'їзду та запобіжних берм,
м.
Коректуємо
кількість похилих берм за формулою:
, берм (8)
= 2,9 »3 берми.
Радіус
окружності по нижній брівці уступ i +1- го горізонтаопределяем:
, м (9)
= 240,68 м.
де
ai
- Кут укосу уступу на 36-му горизонті, град.
Площа
окружності по нижній бровки уступу i +1- го горизонту.
, м2 
= 181890,34 м2 (10)
Площа
по верхній брівці утупа +36- го горизонту за винятком площі горизонтальних
майданчиків, складе:
, м2 (11)
= 179637,26 м2
Фактичний
периметр кар'єра на 36 горизонті дорівнює:
, 
= 1843,99 м (12)
Обсяг
i-го горизонту визначається за форм Уле:
, м3 (13)
= 9545419,08 м3
Для
горизонту 36 м.
= 3,5 берм
= 282,67 м
= 250907,9 м2
= 247431,2 м2
= 2165,7 м
= 7697594,06 м3
Для
горизонту 72 м.
= 4,17 берм
= 318,64 м
= 318809,62 м2
= 314717,85 м2
= 2441,29 м
= 8970031,03 м3
Для
горизонту 108 м.
= 4,7 берм
= 354,46 м
= 394520,97 м2
= 389944,65 м2
= 2715,16 м
= 14120295,16 м3
Для
горизонту 144 м.
5,2 берм
= 390,15 м
= 477976,19 м2
= 472943,94 м2
= 2988,54 м
= 17116481,9 м3
Горизонт
Об'єм гірничої маси, м3
± 0
9545419,08
36
7697594,06
72
8970031,03
108
14120295,16
144
17116481,9
SV = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 = 57449821,23
м3
При
відбудові бортів кар'єра з горизонтальними запобіжними бермамі, також
вибираємо дно кар'єру з площею So і периметром Po без урахування площі прирізки
з'їзду DSr.
= 605 м2 (14)
Площа
дна з урахуванням площі прирізки DSr складе:
= 130000 ± 605, м2 (15 )
Знаючи
площі дна кар'єра So і Sноаппроксіміруем їх коло радіусами Ro, Rно і
периметрами Rо, rно по
формулою 5 і 6.
Тоді
коефіцієнт переходу Ка до дійсних величин знаходимо за формулою 7. Обчислюємо
площа i-го горизонту по верхній бровки уступу за формулою:
, м2 (16)
де
L1-довжина з'їзду на i-му горизонті, м.
Після
визначення площі i-го горизонту по верхній брівці обчислюємо обсяг i-го
горизонту за формулою 13. Радіус кола по нижній брівці у i +1- го горизонту.
, м (17)
Площа
по нижній бровки уступу i +1- го горизонту
, м2 (18)
Радіус
по верхній бровки уступу i +1 го горизонту
, м (19)
Площа
i +1 го горизонту по верхній бровки уступу
, м2 (20)
Обчисливши
значення 
, 
, визначаємо обсяг i +1- го горизонту за формулою 13.
Послідовність
обчислення погорізонтного обсягів вище-лежачих горизонтів аналогічно розрахунку
обсягу i +1- го горизонту.
Розроблений
графоаналітичних метод дозволяє без графічної побудови плану кар'єра на
кінець відпрацювання обчислити обсяги гірничої маси при різних способах відбудови
бортів кар'єру.
V. Природоохоронні заходи
Технологічні
процеси розробки родовищ відкритим способом супроводжуються утворенням
значної кількості пилогазових викидів, що містять шкідливі компоненти
(пил, сажа, оксиди азоту, вуглецю, діоксид сірки і т. д.) і забруднюючих
атмосферу прилеглої території. Пилогазової забруднення відбувається при
буропідривних роботах, екскавації, погрузке в транспортні засоби та
транспортуванні гірничої маси, внутрішньому і зовнішньому отвалообразованіі, а також
при роботі енергетичних установок, на відкритих складах.
Природний
провітрювання кар'єра відбувається при використанні вітрів по прямоточної схемою,
при якій швидкість вітру зростає з висотою.
Крім
цього необхідна примусова вентиляція кар'єра: застосування
вентиляторів-зрошувачів НК-12КВ-1М в комплексі з установками УМП-1.
Основою
повітряохоронного заходів на кар'єрі є комплексний підхід до їх
розробці і реалізації. Для кожного виду джерел шкідливих викидів в
атмосферу повинні бути типові технічні рішення щодо зменшення виділення
забруднюючих речовин, обгрунтовані межі досягається ефективності від їх
впровадження, визначена номенклатура випускається серійно-пилегазоулавлівающего
обладнання.
Природоохоронні
заходи
Охорона
атмосферного повітря.
Ремонт
систем пилоподавлення на бурових верстатах.
Обробка
автодоріг водою.
Прибирання
пилу з забійних і технологічних доріг автогрейдерами ДЗ-98.
Оптимізація
питомої витрати ВР і параметрів БПР.
Регулювання
паливної апаратури АТБ техніки.
Охорона
водних ресурсів.
Контроль
чистоти скидаються вод із системи водоосушенія поля кар'єра.
Контроль
території кар'єру з нафтопродуктів.
Очищення
території АТБЦ від замазученного сміття.
Закріплення
території АТБЦ за відповідальними особами.
Перевірка
санітарного стану території АТБЦ.
Здача
відпрацьованих нафтопродуктів на нафтобазу.
Токсичні
вивозити відходи на полігон токсичних відходів.
Приведення
території маслохозяйства та групи доставки в санітарний стан.
Використання
кухонної солі у період ожеледиці.
Виконувати
заходи з організації складування використаних гумотехнічних
виробів на узгодженої майданчику і використаних люмінесцентних ламп в
спеціальних контейнерах.
VI
. Графічні додатки.
Рис.
1: Елементи кар'єра.
Рис.
2: Елементи уступу.
План
кар'єра, відбудованого з похилими бермамі.
VII.
Список літератури.
Пахомов
Е.М. Відкрита розробка родовищ корисних копалин .- М.: Недра, 1990.
розмишляйте
Ю.С. Розробка родовищ корисних копалин відкритим способом .- М.:
Недра, 1985.
Ржевский
В.В. Відкриті гірничі роботи. Частина I. Виробничі процеси: Учебник для
вузов .- М.: Недра, 1985.
Довідник.
Відкриті гірничі роботи/Сост. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г. и др. - М.: Гірське
бюро, 1994.
Термінологічний
словник. Гірнича справа/Сост. Мельников Н.Н. - М.: Гірське бюро, 1995.
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.ronl.ru
