Проект вскрытия и разработки россыпного месторождения рч. Вача - реферат

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ДИПЛОМНОЙ РАБОТЕ

____________________________ПЗ

обозначение документа

Иркутск 2003

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Горный факультет, кафедра открытых горных работ

УТВЕРЖДАЮ

Декан Б. Л. Тальгамер

ЗАДАНИЕ

на дипломный проект студенту М. С. Лучко группы ГО-98-2

1 Тема проекта___________________________________________________

Утвержден приказом по университету от _______________№________

2 Срок представления студентом законченного проекта в ГАК___________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3 Исходные данные_______________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4 Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)__________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5 Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей)_

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6 Дополнительные задания и указания______________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7 консультанты по проекту с указанием вопросов, подлежащих решению___

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Календарный план

Дата выдачи задания_______________________________________________

Руководитель проекта___________________________________

Заведующий кафедрой___________________________________

Задание принял к исполнению студент_____________________

План выполнения_______________________________________

Руководитель проекта____________________ «_____»__________2003 г.

Содержание

Введение

Золотодобыча в системе реки Вачи началась с 1862 года и продолжается по настоящее время.

Значение добываемого полезного ископаемого, золота, очень широко, в частности, а народном хозяйстве, ювелирной промышленности и экономики

Главной статьей потребления осталась ювелирная отрасль.

Таблица 1 - Структура потребления золота в 1994 - 1996 гг., тонны.

В 2002 году план золотодобычи уч. «Вача» артели старателей «Вачинское» был принят 75 кг, что и было выполнено, а в следущие пять лет планируется увеличить план в два раза. Для этого есть все предпосылки, предприятие активно развивается, закупает горную технику, применяет новые для артели технологии разработки, в частности буровзрывание. А главное, что может гарантировать успешное развитее предприятия это запасы полезного ископаемого. Сейчас, при проведенной дополнительной геологоразведки они составляют 1500 кг.

Как указывалось выше достижение технологии разработки это применение буровзрывных работ на вскрыше месторождения. К недостаткам же необходимо отнести низкое качество извлечения золота.

Задачами дипломного проектирования являются:

· анализ условий залегания месторождения «Вача»;

· обоснование эффективного способа и технологии разработки;

· определение соответствующих элементов системы разработки;

путем технико-экономического сравнения конкурирующих вариантов обогащения песков обосновать эффективный способ и схему обогащения.

1 Общая часть

1.1 Общие сведения о районе и месторождении

Рисунок 1.1 – Географическое расположение пос. Кропоткин

1.2 Климат района

Температура воздуха характеризуется большой изменчивостью (амплитудой) не только в течение года, но и в течение суток, особенно в летний период. В июле полуденные температуры воздуха могут достигать до+35, ночью, вследствие сильного излучения, температуры воздуха нередко падают до — 3 — 5ºС. Безморозный период составляет 103 дня.
Ниже приводятся среднемесячные и среднегодовые температуры воздуха за многолетний период (в градусах Цельсия).

Таблица 1.1 - Среднемесячные и среднегодовые температуры воздуха за

многолетний период, ºС.

Осадки выпадают в течение года очень не равномерно.

Таблица 1.2 - Среднемесячные и годовые осадки, мм.

В теплый период выпадает 67% осадков, 197 мм.

Преобладающее направление ветра – СЗ, скорость ветра 3 м/с.

Рисунок 1.1 - Термограф

Рисунок 1.2 – Гидрограф

1.3 Гидрогеология района месторождения

Пораженности рыхлых отложений многолетней мерзлотой составляет 30%. Температура многолетних грунтов колеблется от — 1,0 до – 1,5 ⁰ С, что позволяет отнести эти грунты к вялой мерзлоте. Льдистость пород- 15-20%, влажность пород 20-30%.
Коэффициент разрыхления пород- 1,25;

Объемный вес пород- 2,65 г/м³.
Коэффициент фильтрации валунно-галечных отложений с гравийно-песчаным заполнителем 16,64 м/сутки, валунно-галечных отложений с супесчаным заполнителями - 4,61 м/сутки. (Определены гидрогеологической партией Бодайбинской геологоразведочной экспедиции).

Наличие многолетней мерзлоты сильно влияет на гидрологический режим района. При близком залегании верхней границы мерзлоты к поверхности происходит быстрое скатывание дождевых вод, что влечет за собой большое непостоянство уровней и расходов воды в реках.
Промерзание деятельного слоя в зимний период и нередко соединение его с многолетней мерзлотой, приводит к значительному сокращению питания рек в зимнее время, а нередко даже к перемерзанию русел рек.
Поверхностные воды. Основной водной артерией в районе месторождения является река Вача с весьма невыдержанным годовым режимом.
Основными источниками питания реки являются атмосферные осадки. Подземные воды, как источник питания, играют подчиненную роль.
На р. Вача, с преобладанием снегового питания, годовой ход уровней характеризуется высоким весенним подъемом, повышенным летним положением и низкой зимней меженью.

Максимальных значений уровни достигают в конце мая, начале июня. Превышение максимальных уровней над меженью составляет 2-2.5 м. Спад сначала происходит быстро, а затем под влиянием дождевого стока замедляется. В течение лета отмечаются ряд дождевых пиков. Максимальные уровни наблюдаются в конце зимы - перед вскрытием рек.

Расход воды в р. Вача колеблется в очень широких пределах от 0,030 до 74 м³ /с. Расход воды в р. Вача в среднем течении составляет 24 м /с - в паводки, до 0,030 м³- в январе, при среднегодовом расходе 5,9 м³/с.
Расход грунтовых вод 1,3 – 3,5 м³/с.

Измеренные расходы воды гидрогеологической партией Бодайбинской геологоразведочной экспедиции представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Измеренные расходы воды

Таблица 1.4 – Расход воды по месяцам.

Надмерзлотные воды в связи с небольшой мощностью водоносного горизонта в сезонном слое, неравномерностями колебаниями глубине сезонного оттаивания, поп площади не равномерны. Подмерзлотные воды приуроченных к современным аллювиальным отложениям поймы и частично террасы.

Мощность водоносного горизонта в период максимума своего развития (август - сентябрь) достигает 3-х метров. В это время он тянется сплошной полосой вдоль русла реки. Максимальная ширина его, в общем, увеличивается вниз по долине, обычно близка к ширине современной поймы и составляет 100-150 м.

Коэффициент фильтрации аллювиальных песчано-гравийно-галечных отложений в зависимости от гранулометрического состава и различий примесей глинистого материала колеблется от 30 до60 м/сут.

Средний коэффициент фильтрации по данным пробных откачек из шурфов составила 43,14 м/сут.

На поверхности воды проявляются в виде источников с дебитом от 0,5 до 4 л/с, источники, как правило, сезонного происхождение. Нередко они мигрируют из года в год. Дебит не постоянен летом и зависит, главным образом, от хода атмосферных осадков.

Воды таликов распространены только под руслом реки.

Мощность водоносного горизонта 5 – 15 м, ширена от 30 до880 м., т. е. в пределах ширины русло р. Вача.

Коэффициент фильтрации валунного-галечных отложений с гравийно-песчаными отложениями – 16,64 м/сут.

Коэффициент фильтрации валунно-галечных отложений с супесчаным заполнителем, которые приурочены к проектируемому участку месторождения – 4,61 м/сут.

Химический состав вод премуществнно гидро-карбонато-кальцеевые. Минерализация 250-200 мг/т, умеренно жесткие, нейтральные, холодные (температура 2 - 5ºС).

Влажность грунтов 30%, льдистость 20%, мерзлотность до 93%.

Химическая характеристика вод месторождения приводиться на основании анализов проб воды, взятых из поверхностных источников.

Таблица 1.5 – Данные химических анализов воды

2 Геологическая часть

2.1 Геологическая характеристика района месторождения

Долина р. Вача в районе участка работ широкая, ассиметричная. Левый склон долины высокий и крутой, правый- с широкими коренными увалами.

Мощность рыхлых отложений в долине изменяется от 11-15 м. до 23 м. под погребённым руслом и от 8 до 35 м. и более в бортах долины. Строение погребённой части также ассиметрично, как и строение современной долины. Погребённые террасы (цокали погребённых терасс широко распространены в правом борту долины, где они достигают ширины 800 – 1000 м.

Характер погребённого рельефа долины меняется в зависимости от устойчивости коренных пород, на которые он накладывается. На площади распространения зеленовато-серых песчаников с прослоями песчаников

Анангрской свиты погребённый рельеф долины более резкий, и характеризуется наличием узких удлинённых выровненных поверхностей, разделённых глубоко врезанными узкими бороздами. В области распространения углисто-кварцевых алевролитов, кварцитовидных песчаников Ваченской свиты, рельеф характеризуется наличием широких волнистых поверхностей с возвышенностями.
По генезису четвертичные отложения заполняющие долину р. Вача на участке россыпи подразделяются на: аллювии, элювиально-пролювиальные, ледниковые, озёрно-ледниковые водно-ледниковые и делювиальные образования.
В центральной части россыпи, т.е. в пределах развития современной поймы и надпойменных террac рыхлые отложения имеют мощность от 8 до 20 м., в бортовых частях россыпи (в аккумулятивных увалах) мощность отложений увеличивается до 20-35 м. и более. Увалы сложены разнообразной серией ледниковых отложений, среди которых наибольшее распространение и мощность имеют озёрно-ледниковые илы.
Наиболее существенные черты литологии отложений, слагающих промышленную часть россыпи таковы:
1 Древний элювии. К наиболее древним отложениям в долине р. Вача относится глинистый и щебнисто-глинистый элювии зеленовато-серых песчаников и сланцев Анангрской свиты. Элювий представлен, преимущественно, яркими жёлто-бурыми глинами к низу постепенно переходящими в разрушенный щебень коренных пород.
2 Древний аллювий. Является основным золотоносным горизонтом месторождения. Золотоносный аллювий представлен гравийно-песчаным слабо иловатыми галечниками серого, реже буроватого цвета с набольшим количеством валунов. Каменистость в них достигает 85-90%.
3 Отложения ледникового времени. Представлены мореной, озёрно-ледниковыми илами и илистыми песками. Эти отложения, как правило, не золотоносны, залегают в бортах долины и имеют большие мощности. Морена в долине р. Вача представлена зеленовато-серыми, карбонатными илисто-валунными отложениями, состоящими из пылеватой глины и большого количества обломочного материала неокатанного (30-35%) и сглаженного ледником(40-70%), часто с ледниковой штриховкой.
Размер крупного обломочного материала в морене очень разнообразный, встречаются o6ломки и галька в несколько сантиметров и валуны от 20 см. до 1 м. Наряду с угловатым остроребристым щебнем песчаника, сланцев и других пород встречаются хорошо окатанные, шариковой формы гальки гранита. Процент каменистости в морене в среднем равен 6%, коэффициент окатоности 8-12%.
4 Верхнечетвертичные отложения. Представлены водно-ледниковыми гравийными галечниками, глинистыми галечниками с валунами и валунниками и аллювием надпойменных террас.
В основании отложений верхнечетвертичного времени имеются многочисленные золотые пропластки.

Главным золотоносным горизонтом месторождения являются галечники древнего аллювия, вторым по промышленной значимости золотоносные пропластки в галечниках верхнечетвертичного периода. Почти на всем протяжении россыпи галечники древние и более молодые четко разграничены.
Среднее содержание золота в пласте изменяется от десятых долей грамма до 3 г/м³.
Таблица 2.1 - Гранулометрический состав рыхлых отложений.

В среднем по всему полигона процент валунистости равен 8,7 %.

Таблица 2.2 –Горнотехнические условия эксплуатации месторождения.

2.2 Мерзлотная обстановка

Как указывалось выше (см. табл. . 2.2), мерзлоты на проектируемом участке 93%, мерзлота многолетнемерзлая, вялая (1,5 – 2,5 ⁰ С).

2.3 Полезные ископаемые

Промывистость золотоносного материала хорошая. Выход черного шлиха при промывке пород определяется в 206 г. с 1 м³. Кроме золота шлихи не содержат других промышленно ценных минералов.
В общей массе золото желтое, часто встречаются золотины с бурым железистым налетом. Отдельные, наиболее крупные золотины, мало окатанные, имеют более светлый вид с зеленоватым оттенком.
Формы золотин плоская, пластины преимущественно тонкие, редко вытянутые в одном направлении. Утолщенные пластины встречаются редко. Окатанность золотин хорошая, лишь редкие, имеющие свежий вид, крупные имеют слабую окатанность. Из включений встречаются только мелкие зерна кварца.

Таблица 2.3 – Ситовая характеристика золота.

Проба золота – 920.

2.4 Подсчет запасов

В основу проектирования приняты как балансовые, так и забалансовые запасы россыпи р. Вача, переданные для ведения эксплуатационных работ открытым раздельным способом.

Подсчет запасов проводился по блоку № 36 (буровые линии 18 и 18а).

Таблица 2.4 - Подсчет запасов

Подсчет запасов проводился по формулам:

Мощность торфов (Нт ), мощность песков (Нп ), линия влияния скважины (l с ) определялись графическим способом и принимается из геологического разреза.

Определение линейного запаса торфов:

, м² . (2.1)

Определение линейного запаса песков:

, м² . (2.2)

Определение линейного запаса горной массы:

, м² . (2.3)

Средние содержание золота на горную массу принимается из

геологического разреза.

Определение линейного запаса золота:

, м² . (2.4)

Определение среднего содержания золота на пески:

, гр/м³ . (2.5)

Данный расчет (формулы 1.1-1.5)проведен для буровой линии №18 и скважины 39. Подобные расчеты проводятся для всех скважин и буровых линий. После рассчитываются средние и суммарные значения.

Определение средней мощности торфов:

(2.6)

где l 1т, l 2т, иln т – мощность торфов по скважинам;

п – количество скважин n = 8.

Определение средней мощности песков:

, м. (2.7)

где l 1 n , l 2 n иlnn – мощность песков по скважинам.

Суммы средних линий скважин, объема торфов, объема песков, объема горной массы и линейного запаса золота определяются путем их сложения.

Средние содержание золота в песках по буровой линии определяется:

, м. (2.8)

где ∑ V з – сумма линейного запаса золота;

∑ Vn – сумма объема песков.

Данный расчет (формулы 2.6 - 2.8)проведен для буровой линии №18. Подобный расчет проводится дли буровой линии №18а.

Определяем объем торфов в блоке №36:

, м³ . (2.9)

где L бл – средняя длина бола №36, L бл = 92 м;

Vm 18 и V т18 a – линейные объемы торфов буровой линии №18 и №18а соответственно, Vm 18 = 3007,59 м³ /м.V т18 a =2070,4 м³ /м.

Определяем объем песков в блоке №36:

, м³ . (2.10)

где V п18 и V п18 a – линейные объемы песков буровой линии №18 и 18а соответственно, V п18 = 255,49 м³ /м.V п18 a =310,4 м³ /м.

Определяем запас золота в блоке:

, гр. (2.11)

где V з18 и V з18а – линейный объем золота по буровым линиям №18 и №18а соответственно, V з18 = 847,67 гр. , V з18а =567,22 гр .

Определяем среднюю мощность торфов по блоку:

, м. (2.12)

где l 18 иl 18а – сумма линий влияния скважин буровых линий №18 и №18а соответственно, l 18 = 158,5 м.,l 18а = 153 м.

Определяем среднюю мощность песков в блоке:

, м. (2.13)

Определяем среднее содержание золота в м³ песка бола:

, гр./м³ . (2.14)

Объем золота по месторождению определяем как:

(2.15)

где Vп – объем песков по месторождению,V=1036800м³ .

Расчет параметров предохранительной рубашки и глубины задирки плотика произведен по буровым линиям №18 и №18а.

Необходимые данные для расчета:

Содержание золота в золотоносном пласте С=2,5 гр/м³ ;

Бортовое содержание полезного компонента С_б =0,25 гр/м³ ;

Содержание золота во вмещающих породах С_в =0,05 гр/м³ ;

В табл. 2.5 и 2.6 приведены содержание по скважинам.

Таблица 2.5 – Содержание ценного компонента в скважине №18

Таблица 2.6 – Содержание ценного компонента в скважине №18 а

1 Устанавливаем последовательность разностей отметок разведочных линий в кровле пласта

∆1к=Нк39-Нк40=615,4-615,8=0,4 м; ∆2к=Нк40-Нк41=615,8-616=0,2 м;

∆3к=Нк41-Нк42=616-616,6=0,6 м; ∆4к=Нк42-Нк43а=616,6-616,4=0,2 м;

∆5к=Нк43а-Нк44а=616,4-616,2=0,2 м; ∆6к=Нк44а-Нк45=616,2-616=0,2 м;

∆7к=Нк45-Нк46=616-616,2=0,2 м; ∆8к=Нк46-Нк39=616,8-615,4=1,4 м.

где Нк39 – Нк46 – высотная отметка по кровле соответствующей

скважины.

2 Устанавливаем последовательность разностей отметок разведочных линий в почве пласта

∆1п=Нп39-Нп40=613,4-61,4=0,6 м; ∆2п=Нп40-Нп41=614-614,4=0,4 м;

∆3п=Нп41-Нп42=614,4-614,4=0 м; ∆4п=Нп42-Нп43а=614,4-616,8=2,4 м;

∆5п=Нп43а-Нп44а=616,8-614=2,8 м; ∆6п=Нп44а-Нп45=614-615,2=1,2 м;

∆7п=Нп45-Нп46=615,2-614,8=0,4 м; ∆8п=Нп46-Нп39=614,8-613,4=1,4 м .

где Нп39 – Нк46 – высотная отметка по почве соответствующей скважины.

3 Определяем стандартную случайную изменчивость в кровле пласта

; (2.16)

где п – количество разностей, п=8

4 Определяем стандартную случайную изменчивость в почве пласта

; (2.17)

5 Определяем стандартную случайную изменчивость относительно поверхности после вскрыши.

Стандартную случайную изменчивость относительно поверхности после вскрыши зависит от вида выемочного оборудования, так при использовании экскаватора ЭШ 20/90 δ_сл ^В =0,35 , при использовании ЭКГ 5А δ_сл ^В =0,3 , а при использовании бульдозера δ_сл ^В =0,2.

6 Определяем стандартную случайную изменчивость относительно поверхности после добычи

Стандартную случайную изменчивость относительно поверхности после добычи также зависит от вида выемочного оборудования, так при использовании экскаватора ЭШ 20/90 δ_сл ^Д =0,35 , при использовании ЭКГ 5А δ_сл ^Д =0,3 , а при использовании бульдозера δ_сл ^Д =0,25.

Далее ведем расчет со стандартной изменчивостью равной δ_сл ^В =0,35 и δ_сл ^Д =0,35 , то есть, производим вычисление для шагающего экскаватора.

7 Определяем стандартную случайную изменчивость контура выемки пласта кровли:

; (2.18)

где i – интервал опробования i=0,4 м.

8 Определяем стандартную случайную изменчивость контура выемки пласта почвы:

; (2.19)

9 Определяем ширину зоны контакта кровли пласта:

; (2.20)

10 Определяем ширину зоны контакта кровли пласта:

; (2.21)

11 Определяем показатель рациональной выемки пород пласта:

; (2.22)

12 Определяем среднее содержание:

(2.24)

где j – количество содержаний, j = 9.

14 Определяем рациональную мощность предохранительной рубашки:

м; (2.25)

15 Определяем рациональную глубину задирки плотика:

м; (2.26)

16 Определяем слой потерь полезного ископаемого в почве пласта:

м; (2.27)

17 Определяем слой потерь полезного ископаемого в кровле пласта:

м; (2.28)

Повторяем расчет формул 5- 17 для экскаватора типа ЭКГ 5А, и бульдозера.

Весь расчет повторяем для буровой линии №18а. Полученные результаты заносим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 – Параметры предохранительной рубашки и задирки плотика

18 Определяем объем потерь полезного ископаемого в кровли пласта:

м³ ; (2.29)

где В – средняя ширина россыпи, В=122 м (см. табл. 2.2);

L – длина россыпи, L=2806 м (см. табл. 2.2).

19 Определяем объем потерь полезного ископаемого в почве пласта:

м³ ; (2.30)

20 Определяем коэффициент потерь в кровле пласта:

; (2.31)

где V_пи – объем полезного ископаемого в россыпи, V_пи = 1036800 м³ .

20 Определяем коэффициент потерь в почве пласта:

; (2.32)

Из формулы (2.24) видно, что среднее содержание полезного компонента в золотосодержащем пласте (с учетом предохранительной рубашки и задирки плотика) составило 2,2 гр/м³ . Таким образом содержание золота по месторождению р. Вача определяться как:

(2.34)

3 Горная часть

3.1 Исходные данные для проектирования

3.1.1 Современное состояние горных работ

Промывочный сезон 2002 года открылся 24 мая и закончился 3 ноября. Среднесуточная добыча золота составила 1437 грамм.

Материально-техническое обеспечение (основные средства) артели представлены в основном горными машинами и оборудованием, необходимым для добычи золота. Артель использует в своем производстве так же машины и оборудование, взятые в аренду у ООО "Аурум".

Производственная база, оснащена всем необходимым для проживания

персонала, хранения ГСМ и производства ремонтных работ горного оборудования.

Помимо вышеперечисленного на базе (на 01.10.01) года имеется дополнительное малостоящее оборудование, материалы, запасные части и ГСМ на сумму 2010 тыс. руб.

3.1.2 Выбор способа разработки

В зависимости от типа горных машин, используемых для выемки и транспортировки песков, различают следующие способы разработки: подземный, дражный, экскаваторный, гидравлический, скреперно-бульдозерный.

Из всех способов разработки наиболее трудоемким, дорогостоящим является подземный. Подземный способ разработки целесообразно применять в следующих условиях, где четко выдержанный и выраженный пласт, глубина залегания более 20м, высокое содержание золота 10-12г/м³ .

Дражный способ неэффективен из-за 100%-ной пораженности массива многолетней мерзлотой и незначительного срока эксплуатации месторождения, слишком малы запасы полезного ископаемого.

Гидравлический способ выгоднее применять для разработки россыпей с ограниченным притоком подземных и поверхностных вод. С увеличением притока разработка усложняется, а себестоимость добычи повышается. Наиболее водоносные россыпи разрабатывать гидравлическим способом не целесообразно. Лучше применять его для разработки террасовых, увальных, верховых и ключевых россыпей. Для разработки пойменных россыпей небольшой или средней водоносности гидравлический способ целесообразно использовать на отдельных небольших площадях с малыми запасами или когда на приисках имеется дешевая электроэнергия и нет оборудования для применения более выгодного способа. Себестоимость добычи при разработке пойменных россыпей увеличивается вследствие увеличения стоимости осушения, но сохраняют основные преимущества этого способа: небольшие капитальные вложения и простота оборудования. Запасы россыпей, которые можно разрабатывать гидравлическим способом, изменяются в широких пределах. Эти сроки зависят от капиталовложений, необходимых для разработки россыпи и наличие разведанных запасов вблизи прииска. Если необходимо строить линию электропередачи значительной протяженности и поселок; то следует выдерживать сроки существования разреза не менее 10-12 лет.

При глубине россыпи до 30 м. и шириной 150 м. наиболее целесообразно разрабатывать россыпь экскаваторно-транспортным способом с раздельной выемкой торфов и песков.

При экскаваторно-транспортном способе разрабатывают террасовые и верховые россыпи с любым уклоном плотика, сложенные из наиболее крепких и валунистых пород.

Бульдозерно-скреперный способ разработки не требует больших капитальных затрат и характеризуются малым удельным расходом электроэнергии. К достоинствам бульдозеров и скреперов следует отнести их высокую маневренность, возможность быстрой перебазировки с одного участка на другой. К недостаткам следует отнести: заметное снижение производительности при повышенных влажностях и валунистости разрабатываемых пород и увеличенном расстоянии их транспортирования; необходимость доставки на участок значительного количества ГСМ и высокую трудоемкость ремонтных работ.

Бульдозеры применяться при заработки талых и мерзлых пород до V категории и после предварительного механического или буровзрывного рыхления. При мощности россыпи до 10 м и более, растоинии транспортирования породы до 150 м, и угле подъема до 18⁰ .

Из выше перечисленных способов наиболее подходящим для разработки россыпного месторождение «Вача» является бульдозерный.

Бульдозерный способ разработки удовлетворяет всем параметрам и характеристикам месторождения. Так крепость пород по СНИПу на месторождении составила IV. А при использования бульдозеров и механического рыхления породы данным способом возможна разработка пород до V категории, средняя мощность пласта (с учетом предохранительной рубашки и задирки) не превышает 3 м. Расстояние транспортирование песков бульдозерами также не будет превышать максимальной рациональной для бульдозеров т. к. используется вывоз песков их разреза автосамосвалами.

3.1.3 Режим работы и

производственная мощность предприятия

Режим организации работ карьера раздельной добычи “Вача”:

сезонный с вахтовыми условиями труда, непрерывной рабочей неделей в две смены продолжительностью по 12 часов из которых: обед-1час, плановые предупредительные работы-1 час, два перерыва для отдыха по 15 минут.

Продолжительность сезона для различных видов работ, принимается из графика годового распределения среднемесячных температур наружного воздуха по району (смотри рисунок 1.1):

· продолжительность буровзрывных работ 290 суток;

· продолжительность вскрышных работ 260 суток с 20 марта по 26 ноября;

· продолжительность промывочных работ 150 суток с 3 мая, по 11 октября.

Производительность карьера определяется исходя из запасов песков, способа разработки и производительности промприбора.

Средне годовая производительность карьера по вскрыше торфов составит:

м³ (3.1)

где А_П/П – среднегодовая производительность промприбора, А n =114000 м³ (смотри таблицу 3.1);

n – количество промывочных приборов, n=2 шт.;

Кв – коэффициент вскрыши, Кв=8,2

(3.2)

Годовая производственная мощность карьера

А= Ат +( А_П/П ּ n ) = 1722000+(105000 ּ 2)= 1932000 м³ (3.3)

Срок отработки россыпи составит:

N = V п / (Ап/п ּ 2)= 1036800 / (105000ּ2) = 5 (3.4)

Производственная мощность предприятия обеспечивается следующим оборудованием: промывочными приборами ПГШ – II – 50 (2 шт.), экскаватором КАТО-1500GV, бульдозерами D 355 A (2 шт.) и Т-170 (2 шт.), буровым станком 2СБШ-250 МН, автосамосвалами БелАЗ –540А (3 шт.), экскаватором ЭШ 15 / 90А.

3.2 Осушение россыпи

Цель осушения месторождения заключается в следующем: отвод избытка воды с поверхности осушаемой территории; понижение уровня грунтовых вод и уменьшения влажности залежи; обеспечение прочной опоры для используемой техники при разработке.

Сооружения для отвода поверхностных и подземных вод подразделяют на две группы:

1 Поверхностные (канавы, котлованы);

2 Подземные (штреки, горизонтальные скважины).

В зависимости от назначения канавы делятся на руслоотводные, нагорные, водосборные и капитальные (водосточные).

Способы осушения заключается в проведении следующих мероприятий:

· отвод русла рек из карьерного поля;

· ограждение карьера от поверхностных весенних и ливневых вод.

Отвод русла реки за промышленный контур россыпи в проекте не предусматривается, так как р. Вача находится за пределами россыпи.

Для атмосферных осадков, которые попадают в карьер и для вод талых пород сооружаем дренажную канаву.

Капитальная траншея обеспечивает доступ к вскрышным и добычным уступам.

Продольный уклон россыпи составил 0,0003, а поперечный уклон россыпи 0,045.

Продольный и поперечный уклон россыпи значительно большие, следовательно, вода будет собираться в углу нижней части россыпи, а дальше будет проходить по капитальной траншее. В траншее будет проходить дорога с уклоном 30 ⁰ /₀₀ , при количестве атмосферных и талых вод 0,005 м³ /с вода будет проходить по обочине и не будет препятствовать движению.

Длина капитальной траншеи принята 334 м .

Водосборная канава служит для сбора атмосферных осадков и для вод талых пород, которые попадают в карьер, а затем переходит в водосточную канаву.

Длина водосборной канавы будет равна длине капитальной траншеи,

L _к = 334 м.

В траншее будет проходить дорога с уклоном 30 ⁰ /₀₀ , при количестве атмосферных и талых вод 0,005 м³ /с вода будет проходить по обочине и не будет препятствовать движению.

Для отвода поверхностных вод, стекающих в карьер с более возвышенных мест в период весеннего снеготаяния и после ливневых дождей, проводят нагорные канавы.

Скорость течения воды в канаве определяется из того что скорость течения воды в канаве (v ) не должна превышать размывающею скорость (v _РАЗМ ) и не должно быть меньше скорости течение при которой происходит заиливание канавы (v _ЗАИЛ ).

Высота потока в канаве определяется:

(3.5)

где Q₁₀ – 10% обеспеченность стока, максимальная, Q₁₀ =1,75 м³ /с ;

β – ширена отвала бульдозера, β=3,2 м ;

v_РАЗМ – скорость размыва, v_РАЗМ =2,04 .

(3.6)

где α – коэффициент крупности наносов, α=0,5.

Площадь сечения канавы определяется:

(3.7)

где b – ширена канавы по дну, b=3,2 м ;

m – заложение откосов, m =1 (45⁰ );

h – высота канавы, определяется путем подбора.

Смоченный период определяется:

(3.8)

Гидравлический радиус канавы определяется как:

(3.22)

Коэффициент Шизи определяется:

(3.9)

где п – коэффициент шероховатости канавы, п=0,018 ;

у – эмпирический коэффициент, у=0,167 .

Уклон канавы определяется:

(3.10)

Расход воды определяется как:

(3.11)

Расчет проведен для высоты потока в канаве равной 0,5 м. Аналогичный расчет проводим для высот 0,4; 0,3 и 0,2 м. Результаты заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Расчет параметров нагорной канавы

Далее строим график зависимость расхода воды в канаве от высоты потока воды в канаве, см. рис 3.1.

Рисунок 3.1 - График зависимость расхода воды в канаве от высоты потока

воды в канаве.

Из графика видно, что при данном расходе воды 1,75 м³ /с высота потока воды в канаве буде равна 0,39 м.

К полученной высоте потока прибавляем необходимую безопасную высоту.

. (3.12)

где ε – необходимый надводный борт, по ТБ, ε = 0,45 м .

Таким образом, глубина нагорной канавы будет равна 1 м.

Определяем объем нагорной канавы:

; (3.13)

где В_ПОВ , В_ПОН – ширина канавы поверху и понизу соответственно, В_ПОВ =5,2 и В_ПОН =3,2 ;

L – длина нагорной канавы (принята с проекта), L=1950 м .

Рисунок 3.2 – Сечение нагорной канавы.

Затраты на проведение нагорной канавы определяются как:

(3.14)

где Ц_Б170 – стоимость затрат на 1 м³ для бульдозера Т 170, Ц_Б170 = 9,3 руб. (см. табл. 3.15) .

Осушение карьера в случае ливневых вод предусмотрено водоотливной установкой состоящей из двух грунтовых насосов ГРТ 400/40.

Выбор насосной установки:

(3.15)

где z_СУТ – максимальная суточная норма осадков, z _СУТ = 0,06 м;

S _ВС – площадь водосбора, S _ВС = 262500 м² .

Таким образом выбор насосной установки необходимо проводить исходя из максимального водопритока в час, из этого условия выбирается грунтовый насос ГРТ 400/40 в количестве 2 шт., суммарной производительностью 800 м³ /ч.

Насосы располагаются параллельно, такая комбинация позволяет увеличить производительность насосов до 800 м³ /ч (суммарно), а напор оставить прежним 40 м.

Схематично соединение насосов показано на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Схема соединения насосов ГРТ 400/40

3.3 Вскрытие месторождения

Работы по вскрытию включает совокупность работ, проводимых с целью создания доступа к горизонту залежи, т.е. обеспечения непосредственной транспортной связи этого горизонта с поверхностью и размещения горных машин.

Вскрытие состоит из проведения горных выработок или строительства специальных сооружений (выносных канав, котлованов, выездов, траншей, плотин).

При экскаваторной разработке вскрытие россыпи осуществляется двумя способами: без проведения выработок и с независимым вскрытия отдельных горизонтов.

При вскрытии без проведения выработок оборудования располагается на поверхности россыпи и используется как для вскрышных, так и для добычных работ.

При независимом вскрытии горизонтов используют две технологические схемы: транспортная и бестранспортная. При бестранспортной разработке выработки проводятся, только если экскаватор производит вскрытие без применения транспортных средств. На экскаваторных разработках с применением транспорта работы по вскрытию включает проведения траншей, устройство выездов, сооружения насыпей и съездов, планировку площадок для экскаваторов и транспортных средств. При этом способе россыпь разрабатывается одним или несколькими уступами (в зависимости от мощности россыпи).

Проектом принят независимое вскрытие отдельных горизонтов с применением транспортной технологии.

3.3.1 Схема вскрытия

Схема вскрытия карьерного поля включает в себя капитальную траншею и четыре разрезных траншеи. Четыре разрезные траншеи необходимы для вскрытия исходи из условия экскавации торфов. Вскрытие месторождения производиться экскаваторам ЭШ 15/90 А. Экскаватор проходит разрезную траншею №1, после того как из неё будет убран и вывезен золотоносный пласт песков, она засыпается торфами разрезной траншеи №2, так как предусмотрено расположение отвалов вскрыши в отработанное пространство. И так далее, разрезная траншея №2 засыпается торфами из №3, а та в свою очередь из №4. При этом достигается низкий коэффициент переэкскавации k_ПЕР =0,2,так же уменьшаться работы по рекультивации нарушенных земель

Сменная норма выработки экскаватора ЭШ 15/90 А определяется из выражения:

(3.16)

где Т_КФМ – календарный фонд времени по месяцам, из расчета 12 часов в смену, Т_КФМ = 480 ч ;

Т_В – вспомогательные работы, из расчета 20 мин. в смену, Т_В = 14 ч ;

Т_ППР – продолжительность планово предупредительного ремонта, из расчета 3-4 сут. в месяц, Т_ППР =72 ч ;

Т_ПЗО – продолжительность предварительно заключительных операций из расчета 1 ч. в смену, Т_ПЗО = 40 ч ;

Т_ЛО – продолжительность времени на личные надобности и отдых из расчета 25 мин. в смену, Т_ЛО = 34 ч ;

Е – емкость ковша экскаватора, Е = 15 м³ ;

k _и – коэффициент использования экскаватора, k _и =0,61 ;

t_Ц - время цикла, t_Ц =59,06 .

; (3.17)

где k _И3 и k _И4 – соответственно коэффициет использования для третей и четвертой категории пород, k _И3 =0,69 и k _И4 = 0,59 ;

0,2 и 0,8 – соответственно количественное содержание пород третей и четвертой категории.

; (3.18)

где t _Ц3 иt _Ц4 - соответственно время цикла для пород третей и четвертой категории, t _Ц3 = 56,5 и t _Ц4 =59,7 .

Данный расчет проведен для месяца мая, аналогичные расчеты

произведены для остальных месяцев работы экскаватора ЭШ 15/90 А и занесены в табл.

3.3.2 П араметры капитальной траншеи

Ширина капитальной траншеи по дну определяется из условия безопасного движения транспортных средств автосамосвалов БелАЗ - 540, при двух полосном движении.

; (3.19)

где В_о - ширина обочины, в_о = 2 м ;

m – безопасное расстояние, m = 1 м ;

П – ширина проезжей части, П = 11 м .

Глубина заложения капитальной траншеи определяется глубиной залегания песков в местах примыкания и равна:

Н_тр = Н_в + h_пи =20,3+3=23,3 м; (3.20)

где Н_в – мощность вскрыши, Н_в =20,3м ;

h _пи – мощность песков, h _пи =3 м .

Длина капитальной траншеи равна:

; (3.21)

где i – уклон капитальной траншеи, i = 70 ⁰ /_{00 .}

Объем капитальной траншеи равен:

(3.22)

где β – угол откоса борта траншеи, β = 45 град ;

Затраты на строительство капитальной траншеи:

(3.23)

где Ц^ЭШ - стоимость затрат на 1 м³ ЭШ 15/90 А, Ц^ЭШ =5,5 руб .

Принимаем две капитальные траншеи.

Результаты расчета приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Параметры капитальной траншеи

3.3.3 П араметры разрезной траншеи.

Ширина по низу разрезной траншеи определяется с учетом условий безопасного размещения выемочного оборудования и вместимости выработанного пространства на размещения пород вскрытия от первой эксплуатационной заходки.

При тупиковой схеме подачи автосамосвалов под погрузку ширина по дну определяется:

(3.24)

где в_с - ширина автосамосвала БелАЗ - 540, в_с = 3,48 м ;

R _а – наименьший радиус поворота автосамосвала БелАЗ - 540, R _а = 12 м ;

е – зазор между автосамосвалом и траншеей, е = 1 м .

Для определения объема разрезных траншей необходимо определить средние сечения и длину каждой траншеи.

Результаты расчетов сводим в табл. 3.3.

Таблица 3.3 – Расчет параметров разрезных траншей

При этом угол откоса, как вскрышной траншеи, так и добычной составляет 45⁰ .

В качестве выемочного оборудования. Как указывалось выше, на вскрытие и проходке капитальных траншей принимается экскаватор ЭШ 15/90А, а для проведения добычной разрезной траншеи – экскаватор Като – 1500GV.

3.3.4 График горно–строительных работ.

Для построения графика необходимо определить сроки проходки траншеи.

Время проходки капитальной траншеи:

Т_К = V_К / Q^эш _сут = 139236 / 7687 = 17 дней; (3.25)

где Q ^ЭШ _СУТ – суточная производительность экскаватора ЭШ 15 /90А,

Q ^ЭШ _СУТ = 7687 м³ , (см. табл. 3.12).

V _К – объем капитальной траншеи, V _К = 139236 м³ ;

Время проходки разрезной траншеи №1:

(3.26)

где V _Р1 – объем вскрышной разрезной траншеи, V _Р1 = 2653020 м³ ;

Время проходки разрезной траншеи №2:

(3.27)

где V _Р2 – объем вскрышной разрезной траншеи, V _Р2 = 501840 м³ .

Время проходки разрезной траншеи №3:

(3.28)

где V _Р3 – объем вскрышной разрезной траншеи, V _Р3 = 3512880 м³ .

Время проходки разрезной траншеи №4:

(3.29)

где V _Р4 – объем вскрышной разрезной траншеи, V _Р4 = 1947960 м³ ;

Время проходки добычной разрезной траншеи №1:

(3.30)

где V _{РП 1} – объем добычной разрезной траншеи, V _{РП 1} = 321408 м³ ;

Q ^К _СУТ – суточная производительность экскаватора Като – 1500 GV,

Q ^К _СУТ = 1404 м³ .

Время проходки добычной разрезной траншеи №2:

(3.31)

где V _{РП 2} – объем добычной разрезной траншеи, V _{РП 2} = 62208 м³ .

Время проходки добычной разрезной траншеи 3:

(3.32)

где V _РП31 – объем добычной разрезной траншеи, V _{РП 3} = 425088 м³ .

Время проходки добычной разрезной траншеи №4:

(3.33)

где V _{РП 1} – объем добычной разрезной траншеи, V _{РП 1} = 228096 м³ .

Затраты на проходку вскрышных разрезных траншей:

(3.34)

Затраты на проходку добычных разрезных траншей:

(3.35)

На основании этих данных разрабатывается график Г.С.Р. по годам.

Таблица 3.4 – График горно-строительных работ

Продолжение таблицы 3.4

Таблица 3.5 – Сводный сметный расчет на строительство карьера.

3.4 Горно–подготовительные работы

В состав горно-подготовительных работ входят:

-очистка полигона;

-подготовка пород к выемке;

-вскрышные работы;

-сооружение дорог;

-строительство гидротехнических сооружений.

3.4.1 Очистка полигона

Очистка полигона от растительности включает в себя удаление с отрабатываемых площадей деревьев, пней, мелколесья, снега. Деревья имеющие диаметр более 12 см подлежат предварительному спиливанию и складированию на бортах полигона. В дальнейшем этот лес будет использоваться на хозяйственные нужды предприятия. Мощность почвенного слоя по месторождению составляет 7 см, что не позволяет его снять и складировать в отдельные отвалы. Площадь очистки полигона от мелколесья и кустарника составляет.

; (3.36)

где L _Б – длина блока, L _Б = 2806 м ;

В_Б – средняя ширина ,блока, В_Б = 122 м ;

H _ОЧ – мощность снимаемого слоя, h _ОЧ = 0,1 м .

Работы по очистке полигона предусматривается бульдозером D 355 А

Количество машино-часов для очистки полигона от мелколесья и кустарника составляет:

(3.37)

где Q ^Б _Ч - часовая норма выработки бульдозером D 355 А, Q ^Б _Ч = 73,2 м³ / час (см. таб. 3.2).

Общие затраты на очистку полигона:

(3.38)

где Ц _{D 355 A} – стоимость затрат на 1м³ для бульдозера D 355 А (см. табл. 3.32), Ц _{D 355 A} = 14,5 рублей .

3.4.2 Способы подготовки

многолетнемерзлых пород к выемке

В настоящем проекте предусматривается три способа подготовки многолетнемерзлых пород к выемке: буровзрывной способ (торфа), механический способ рыхления (пески) и способ естественного оттаивания (пески перед обогащением).

Подготовка многолетнемерзлых пород к выемке способом естественного оттаивания.

Естественное оттаивание мерзлых пород, основанное на регулировании теплового потока, выгодно отличается от других способов простотой организации работ, сравнительно малыми затратами и высокой интенсивность оттаивания.

Механический способ рыхление мерзлых пород можно применить только для подготовки кондиционного пласта песков. Выемку осуществляют бульдозерно-рыхлительными агрегатами D 355 А на разработку всего объема песков, объем которого равен 1036800 м³ .

Рыхление мерзлых пород ведется послойно взаимно перпендикулярными проходами (продольно-поперечное рыхление) на глубину 40см.

Рыхление многолетнемерзлых пород буровзрывным способом.

Подготовку массивов к выемке буровзрывным способом ведут на вскрыше торфов. Объем подготовки торфов к выемке буровзрывным способом в целом по россыпи составляет 8525700 м³ , что соответствует 100% ному объему вскрыши. Разрушение массивов осуществляется массовыми взрывами скважинными зарядами.

Расчет параметров взрывных работ приведены в пункте 3.5.

3.4.3 Вскрышные работы.

Для доступа к полезному ископаемому и выемке вскрышных пород принимаем по проекту экскаватор ЭШ 15/90 А.

Таблица 3.6 - Расчет производительности экскаватора ЭШ 15 / 90А на

производстве вскрышных работ

Условия залегания песков и размеры карьерного поля позволяет принять бестранспортную схему вскрышных работ, что предполагает разместить весь объем вынутых пород вскрыши в выработанное пространство без применения транспорта, используя драглайн.

Таблица 3.7 – Балансовая стоимость ЭШ 15/90 А

Таблица 3.8– Амортизация ЭШ 15/90 А

Таблица 3.9 – Заработная плата рабочих

Таблица 3.10– Затраты на электроэнергию ЭШ 15/90 А

Таблица 3.11– Эксплуатационные затраты на ЭШ 15/90 А

Таблица 3.12 – Калькуляция стоимости машино-смены экскаватора

ЭШ 15 / 90.

Скорость подвигания вскрышных работ:

(3.39)

где Q _ЭШ – производительность экскаватора ЭШ 15/90А, Q _эш = 1998600 м³

(смотри таблицу 3.6);

Н_Т – средняя мощность торфов, Н_Т = 20,4 м;

А_Т – ширина заходки, А_в = 46 м .

Скорость подвигания добычных работ:

(3.40)

где Q _К – производительность экскаватора Като – 1500GV, Q _К = 213000 м³ (см. табл. 3.15);

Н_П – средняя мощность песков, Н_П = 3 ;

А_Д – ширина заходки, А_Д = 40 м .

Технология ведения работ.

Экскаватор ЭШ 15/90А работает в условиях бестранспортной системы разработки, по простой схеме. Экскаватор размещается на развале горных пород после взрыва, а затем отрабатывает нижним черпанием в выработанное пространство во внутренний отвал.

Добыча песков осуществляется экскаватором Като – 1500GV. Пески предварительно рыхлят бульдозером

D 355 A, а после этого отрабатывается поперечными заходами.

Автосамосвалы подаются под погрузку по кольцевой схеме.

Годовые затраты на вскрышные работы:

Элементы системы разработки.

Угол откоса вскрышного уступа, α_В = 70 град;

Угол откоса добычного уступа, α_Д = 70 град;

Угол откоса отвала, β = 35 град;

Ширина вскрышной заходки, А_В = 46 м;

Ширина добычной заходки, А_Д = 40 м;

Средняя мощность вскрышного уступа, Н_Т = 20,4 м;

Средняя мощность добычного уступа, Н_П = 3 м;

Скорость подвигания вскрышных работ,V_В = 2130 м/год;

Скорость подвигания добычных работ,V_Д =1775 м / год;

Общие затраты на добычу и переработку песков в год, Ц_Д = 14765962 руб.;

Общие затраты на буровзрывные работы в год, Ц_БВР = 28648834руб.;

Общие затраты на вскрышные работы в год, Ц_ВР = 9378270 рублей.

3.5 Очистные работы и системы разработки

3.5.1 Выбор добычного оборудования

Данным курсовым проектом предусмотрена специальная часть проекта «Очистные работы».

Для сравнения выбраны два вида очистных работ:

1 Погрузка золотосодержащих песков в автотранспорт при использовании фронтального погрузчика К703. Данная системы погрузки песков применяется в настоящие время на россыпном месторождении р. Вача.

2 Погрузка золотосодержащих песков при использовании экскаватора КАТО-1500GV.

Таблица 3.13 – Техническая характеристика экскаватора КАТО 1500 GV

Таблица 3.14 – Техническая характеристика фронтального погрузчика К 703

Таблица 3.15 - Расчет производительности экскаватора КАТО-1500GV на

производстве добычных работ

Таблица 3.16 – Балансовая стоимость КАТО 1500 GV

Таблица 3.17 – Амортизация КАТО 1500 GV

Таблица 3.18 – Заработная плата рабочих

Таблица 3.19 – Эксплуатационные затраты на КАТО 1500 GV