Файл: Расчет главных параметров карьера КПК.doc

Расчет главных параметров карьера

К главным параметрам относятся:

-конечная глубина карьера по поверхности;

-максимальные размеры карьера по поверхности;

-объём горной массы в конечных контурах карьера;

-запасы полезного ископаемого в конечных контурах карьера;

-объём вскрышных пород в конечных контурах карьера;

-среднегеологический и среднепромышленный коэффициенты вскрыши.

1. Определение конечной глубины карьера

При проектировании разработки относительно однородных пастообразных месторождений полезных ископаемых открытым способом, когда земная поверхность представляет собой равнину, задача определения конечной глубины карьера решается аналитическим методом.

Для крутых залежей полезных ископаемых конечная глубина карьера рассчитывается по формуле проф. Б. П. Боголюбова.

(1)

где m_г – горизонтальная мощность залежи полезного ископаемого, м;

К_гр – граничный коэффициент вскрыши, м³/м³;

Β_в - угол откоса нерабочего борта карьера со стороны лежащего бока залежи полезного ископаемого, градус;

Β_л – угол откоса нерабочего борта карьера со стороны лежачего бока залежи полезного ископаемого, градус;

К_из – коэффициент извлечения полезного ископаемого в недр.

К_п – коэффициент потерь полезного ископаемого, в долях единицы.

Физический смысл некоторых величин, входящих формулу (1) поясняется на рис. 1.

Углы откосов нерабочих бортов карьера для крутых залежей полезного ископаемого принимаются одинаковыми и определяются по табл. 1.

Рис. 1. Схема к определению конечной глубины карьера:

Α – угол падения полезного ископаемого; Β_в – угол откоса нерабочего борта карьера со стороны висячего бока залежи; Β_л – то же со стороны лежащего бока залежи полезного ископаемого; H_к – конечная глубина.

---

Таблица 1

Угол откоса нерабочего борта карьера

Породы	Коэфф. крепости пород, f	Угол откоса нерабочего борта (градусы) при глубине карьера, м
		90	180	240	300	300
В высшей степени крепкие и очень крепкие	15-20	60-68	57-65	53-60	48-54	43-49
Крепкие и довольно крепкие	8-14	50-60	48-57	45-53	42-48	37-43
Средней крепости	3-7	45-50	41-48	39-45	36-43	32-37
Мягкие и довольно мягкие	1-2	30-43	28-41	26-39	26-36	-
Мягкие и землистые	0,6-0,8	21-30	20-28	-	-	-

В формуле (1) β_лα; если по табл. 1 β_л, то расчётах β_л принимается равной α.

Для наклонных залежей расчет конечной глубины карьера формула (1) примет вид:

, м,

где α – угол падения полезного ископаемого, град.

Для горизонтальных залежей полезных ископаемых конечная глубина карьера определена природой. Вопрос решается, каким способом разрабатывать месторождение – открытым или подземным.

---

Для этого вычисляется линейный коэффициент вскрыши (К_вл), который равен:

,

где - мощность вскрышных пород, м;

– мощность полезного ископаемого, м;

- мощность наносов, м (на рис.1 наносы показаны пунктиром).

При месторождение следует разрабатывать открытым способом, а при - подземным.

---

2. Определение максимальных параметров карьера по поверхности

Для простых по форме залежей полезных ископаемых параметры карьера определяются следующим образом:

а) крутые залежи

- длина карьера по поверхности (по простиранию залежи)

, м, (3)

где - длина залежи полезного ископаемого, м;

- ширина карьера по поверхности (в крест простирания залежи):

, м,

где - ширина дна карьера, м, =20-30м;

- средний угол откоса нерабочих бортов карьера, град;

.

б) наклонные залежи

Длина карьера по поверхности вычисляется по формуле (3).

Ширина карьера определяется:

, м.

в) горизонтальные залежи

Длина карьера по поверхности вычисляется по формуле (3).

Ширина карьера рассчитывается:

, м,

- ширина залежи полезного ископаемого, м.

3. Определение объема горной массы в конечных контурах карьера

Объем горной массы в конечных контурах карьера определяется определяется по формуле акад. В.В.Ржевского:

, м,

где S – площадь дна карьера, м²;

Р – периметр дна карьера, м;

---

β_ср – средний угол откоса нерабочего борта карьера, град.

Для крутых и горизонтальных залежей полезных ископаемых β_ср=β_в. Для наклонных – средний угол откоса нерабочего борта карьера определяется:

, град.

4. Определение запасов полезного ископаемого в конечных конурах карьера

Запасы полезного ископаемого в конечных контурах карьера (V_п.и.) находятся следующим образом:

- для наклонных и крутопадающих залежей:

, м³,

- для горизонтальных залежей:

, м³.

5. Определение объема вскрышных пород в конечных контурах карьера

Объем вскрышных пород в конечных контурах карьера определяется из выражения:

, м³.

6. Определение среднегеологический и среднепромышленный коэффициенты вскрыши

Среднегеологический коэффициент вскрыши (К_вг) определяется:

, м³/м³;

Среднепромышленный коэффициент вскрыши (К_вп) определяется:

, м³/м³.

Задание на контрольную работу.

Определить главные параметры карьера по исходным данным, представленным в табл. 2. Конечная глубина карьера, объемы вскрышных пород и полезного ископаемого, коэффициенты вскрыши рассчитываются с точностью до трех значащих цифр.

Таблица 2

Исходные данные для расчета главных параметров карьера

Номер варианта	Исходные данные
	α, град.	mв, м	hн, м	Кгр, м3/т	Lд, км	Плотность полезного ископаемого, γп.и., т/м3	Кп, %	Коэфф. крепости вскрышных пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова
1	60	25	15	11,4	6,0	1,35	6	7,5
2	70	22	17	11,0	5,3	1,35	6	7,0
3	30	25	12	8,0	4,2	3,3	5	8,0
4	70	250	52	1,0	4,5	3,2	3	12,0
5	70	230	60	0,9	4,1	3,4	3	12,1
6	71	140	19	1,3	3,2	3,6	3	13,0
7	85	140	30	1,1	1,2	2,8	4	11,0
8	70	10	8	10,0	8,0	1,35	6	7,0
9	25	30	10	8,6	4,0	1,32	5	7,5
10	75	20	35	8,0	9,3	1,33	6	7,4
11	62	25	8	9,1	7,8	1,35	6	7,3
12	80	150	12	1,6	2,5	2,9	3	14,0
13	30	15	5	5,8	2,0	2,8	5	14,3
14	20	20	5	8,5	4,5	1,35	5	7,3
15	40	35	20	4,9	1,6	2,4	6	10,5

---