Технология подземных горных работ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт переподготовки и повышения квалификации

Контрольная работа

по дисциплине: Технология подземных горных работ

Выполнил ст. гр. ЭУГС - 09

Красавин А.С.

Проверил: Глотов В.В.

Чита 2010

Содержание

Способы вскрытия месторождения

Разрушение горных пород, буровзрывные работы

Технология транспортирования горной массы

Технология ведения и комплексной механизации горных работ

Заключение

Список используемой литературы

1. Способы вскрытия месторождения

Вскрытие месторождения полезного ископаемого, проведение капитальных горных выработок, открывающих доступ с поверхности ко всему месторождению или его части и обеспечивающих возможность проведения подготовительных горных выработок, необходимых для обслуживания добычных забоев.

Главные цели Вскрытие месторождения -- создание транспортных связей между очистными забоями (местом добычи полезного ископаемого) и пунктом приема его на поверхности, обеспечение условий для безопасного перемещения людей; подача чистого воздуха к рабочим участкам (в шахтах).

Вскрытие для подземной разработки месторождений. Капитальные вскрывающие выработки делятся на главные и вспомогательные. К главным относят выработки, имеющие непосредственный выход на поверхность: вертикальные и наклонные стволы шахтные и штольни; к вспомогательным квершлаги, гезенки, бремсберги и уклоны.

Подготовительные выработки это главным образом штреки, пройденные по полезному ископаемому. Способы вскрытие месторождения весьма разнообразны и различаются по роду главных вскрывающих выработок, по их расположению относительно пластов или рудных тел, по наличию вспомогательных вскрывающих выработок, по числу подземных транспортных горизонтов.

Способ вскрытие месторождения зависит от рельефа местности, ценности полезного ископаемого, формы, размеров и глубины его залегания, мощности и угла падения пластов или рудных тел, их числа и расстояния между ними и других факторов. При выборе способа вскрытия влияние перечисленных выше геологических и горнотехнических факторов учитывается комплексно. К важнейшим из них следует отнести: минимальные первоначальные капитальные затраты и сроки строительства шахты.

Концентрацию производства при условии максимального увеличения добычи с очистного забоя; концентрацию добычи шахты на ограниченном числе одновременно разрабатываемых пластов; сокращение протяженности поддерживаемых горных выработок путем интенсификации очистных работ и периодического обновления горного хозяйства шахты за счет подготовки новых горизонтов или их реконструкции. Вскрытие месторождения вертикальными стволами является универсальным. Проходят не менее двух стволов (два безопасных выхода из шахты на поверхность), один из которых служит для подачи свежего воздуха в шахту, а второй -- для отвода воздуха на поверхность.

При вскрытии месторождений находит широкое применение схема, по которой стволы проводят на полную проектную глубину; около них сооружают выработки откаточного горизонта (околоствольный двор, квершлаг, главные штреки ). Вверх по полезному ископаемому проводят комплект наклонных капитальных выработок (бремсберг с ходками), а от них -- штреки: откаточный и вентиляционный. Между ними располагают длинные очистные забои, которые оборудуют механизированными комплексами для добычи полезного ископаемого. У верхней границы месторождения сооружают выработки вентиляционного горизонта, из очистного забоя транспортируется по штреку, бремсбергу, квершлагу и через один из стволов выдается на поверхность.

Рудные месторождения обычно отличаются непостоянством мощности и углов падения рудных тел, наличием большого числа нарушений, незначительными размерами по длине, но с большим распространением в глубину и пр. Поэтому вскрытие их осуществляется вертикальными стволами и квершлагами, проходимыми последовательно, по мере углубления стволов. Стволы для подъема полезного ископаемого располагают примерно в средней части месторождения, а стволы для вентиляции -- на флангах.

При добыче полезного ископаемого происходит обрушение горных пород и опускание вышележащих толщ. Поэтому при вскрытие месторождения крутых и наклонных шахтные стволы проходят в породах лежачего бока вне зоны сдвижения с тем, чтобы избежать деформации стволов. Кроме того, это исключает потери ценных руд в охранных целиках, необходимых для охраны стволов. Наклонными стволами вскрывают обычно обособленные пласты или рудные тела при сравнительно небольшой глубине их залегания. Стволы проходят под углом до 18° и при вскрытии пластов располагают по полезному ископаемому, а рудных тел -- в пустых породах лежачего бока. Первоначально наклонные стволы вскрывают запасы верхнего горизонта; по мере их отработки стволы углубляют до следующего горизонта и т. д.

Вскрытие месторождения с помощью штолен производят при сильно расчлененном рельефе местности, когда применение вертикальных или наклонных стволов технически невозможно или экономически нецелесообразно. В зависимости от расположения месторождения по отношению к горному склону штольни проводят по полезному ископаемому или по пустым породам. Возможно сочетание главных вскрывающих выработок, например вертикальных и наклонных стволов (комбинированный способ вскрытия). Наклонный ствол в этом случае используется для конвейерного транспорта полезного ископаемого на поверхность, а вертикальный -- для вспомогательных целей.

Подготовка горных пород к выемке горизонтальные и наклонные подготовительные выработки проводят для подготовки месторождений к выемке полезного ископаемого. Эти выработки не имеют непосредственного выхода на земную поверхность и служат для вентиляции, водоотлива, прокладки электросиловых и осветительных кабелей, транспортирование полезного ископаемого, материалов и других грузов, а также для передвижения людей.

2. Разрушение горных пород, буровзрывные работы

Краткие исторические сведения

Первым взрывным веществом был черный (дымный) порох, который применяли в течение нескольких столетий для военных целей.

Порох изобретен в Китае в древние времена; дата его изобретения, а также имена изобретателей не установлены.

На Руси появление пороха относится к XIV в. Первые пороховые заводы, или как их в то время называли, пороховые мельницы, появились в XV в.

В 1548 - 1572 гг. в России порох впервые был использован для подрывания подводных скал и камней на реке Неман.

Первые сведения о применение пороха в горном деле в России приведены в труде великого русского ученого М. В. Ломоносова «О рождении и природе селитры», написанном в 1749 г. В этой работе он дал научное толкование взрывчатого превращения пороха и его действия на разрушаемую среду.

В 1835 г. Были проведены испытания, направленные на усиление действия пороха своеобразными приемами, представляющими собой зачатки использования кумулятивного эффекта.

Первый период развития взрывного дела характерен примитивной техникой буровых работ, которая, по описанию Ломоносова и его современника И. Шлаттера, сводилась к ручному бурению шпуров диаметром 28, 37 и 50 мм, глубиной около 1 м.

Заряжение шпуров производили рассыпным порохом, а при наличии в шпурах воды - патронированным в бумажную оболочку. Для забойки применяли глину. К этому времени были разработаны некоторые правила безопасности, рекомендовавшие, например, взрывнику не входить в забой тотчас же, если не произошел взрыв заряда пороха.

Первая половина XIX в. Ознаменовалась дальнейшим развитием техники буровзрывных работ: появляются венцовые (крестовые) и другие формы головки буров, уточняются требования к пороху, глубина шпуров увеличивается до 1,5 м. Начинают применять взрывной вруб.

К тому же времени относится первая попытка классификации горных пород по добываемое™, проведенная на рудниках Колывано-Воскресенских заводов, и открытие русскими инженерами электрического способа взрывания зарядов.

В 1812 г. В России П. Л. Шиллингом был изобретен первый электро воспламенитель. В 1822 г. Проводятся опыты по электровзрыванию.В дальнейшем вопросы электровзрывания были развиты М. М. Боресковым. Успехам электровзрывания в России немало способствовал известный советский ученый электротехник Б. С. Якоби. Идея создания контрольно-измерительных приборов для электрического взрывания принадлежит русским исследователям. Русскими специалистами (Гавриловым и Шлаковым) была разработана также и теория электровзрывания.

В первой половине XIX в. Появляются перфораторы - вращательные бурильные механизмы, приводимые в действие в ручную.

В 1831 г. В Англии был изобретен огнепроводный шнур (шнур Бикфорда).

В первой половине XIX в. Предложен ряд ВВ. более мощных и безопасных.

В 1853 г. Русским ученым академиком Н. Н. Зининым был изобретен динамит. Обладая большой мощностью и значительным преимуществом по сравнению с порохом, динамит быстро получил распространение в практике взрывных работ.

Изобретение динамита потребовало создания соответствующих мощных инициаторов. В качестве начального импульса Н. Н Зинин применил небольшие пороховые заряды, воспламеняемые огнепроводным шнуром. Этот метод инициирования не позволял получить полную мощность от взрыва динамитного заряда. В 1867 г. Шведским инженером А. Нобелем был изобретен капсюль-детонатор, применение которого повысило эффективность взрывания динамитом.

На базе работ Д. И. Менделеева, разработавшего пироколлодий, русскими химиками в 1890 г. была создана взрывчатка желатина - основа для производства желатинированных динамитов.

В 1867 г. в Швеции были изобретены аммониты.

Вторая половина XIX в. Характеризуется развитием техники взрывных работ; появляются обоснованные требования к выбору места расположения снаряда ВВ с целью получения наибольшего сопротивления и взаимосвязи ее с величиной заряда ВВ.

Большое значение для развития науки и техники взрывного дела имели предложенные М. М. Фроловым и М. М. Боресковым формулы для расчета сосредоточенных зарядов.

В последней четверти XIX в. При переходе на разработку более глубоких горизонтов возникла необходимость в изыскании новых безопасных ВВ для взрывных работ в шахтах, опасных по газу или угольной пыли.

Методы взрывных работ

Метод шпуровых зарядов характеризуется удлиненными разрядами в шпурах. Применяется: на подземных разработках при проведении горных выработок и частично при отбойке полезных ископаемых в очистных выработках; на открытых разработках при мощности пласта полезного ископаемого до 6 м.; при селективной добыче, когда мощность отдельных пластов невелика; при разработке ценных полезных ископаемых ,когда необходимо сохранить их структуру или избежать дробления.

Метод скважинных зарядов характеризуется удлиненными зарядами, размещаемыми в скважинах диаметром 75 - 300 мм. Применяется на открытых разработках при высоте уступа более 6 м, а также на подземных разработках для отбойки руды

Метод камерных зарядов характеризуется применением сосредоточенных зарядов величиной от нескольких тонн до нескольких тысяч тонн, размещаемых в специально пройденных выработках - камерах. Применяется: на подземных разработках в рудной промышленности при отбойке полезных ископаемых, при взрывании междукамерных целиков и поглощении пустот после отработки камер; на открытых разработках при рыхлении больших масс породы на карьерах строительных материалов и при строительных работах.

Метод мало камерных зарядов (метод рукавов) заключается в применении небольших сосредоточенных зарядов ВВ, размещаемых в конечной части рукавов. Применяется на открытых разработках при высоте уступа не более 8 м; глубина рукавов не должна превышать 5 м. Широкого распространения метод не получил

Метод наружных зарядов (накладных зарядов) характеризуется применением зарядов, приложенных к разрушаемому объекту. Применяется: при дроблении негабаритных камней на открытых разработках; на горизонте грохочения при подземных разработках, а также при ликвидации заторов выше горизонт грохочения. Широкого распространения не имеет из за высокого расхода ВВ.

Способы бурения

1. Вращательное бурение применяется в породах сравнительно небольшой крепости (коэффициент крепости по Протодьяковому f = 6-8). В процессе бурения буровой инструмент непрерывно вращается вокруг своей оси, совпадающей с осью скважины (шпура), и одновременно подается вдоль нее на забой скважины. Разрушение породы производится в основном скалыванием с поверхности.

Ударное бурение используется в породах с коэффициентом крепости 6 и выше, требующих значительных усилий на единицу лезвия бурового инструмента.

Ударно-вращательное бурение. При этом способе бурения происходит непрерывное разрушение породы без отрыва бурового инструмента от забоя шпура или скважины. Оно осуществляется буровыми агрегатами, состоящих из отдельных механизмов ударного действия

3. Технология транспортирования горной массы

Схему транспортирования предопределяет принятая схема вскрытия и система разработки.

рис 1. Технологическая схема доставки, транспортирования и подъема

Доставка при подэтажной системе разработки с применением самоходного оборудования подразумевается погрузка горной массы погрузчиком в автосамосвалы. При длине доставке, L_wr =350, этот комплекс является наиболее эффективным, т.к. средняя длина доставки автосамосвалов при их максимальном использовании является 300-600м. Автосамосвал разгружается в рудоспуск, с помощью вибролюка грузиться в дробильный сортировочный комплекс, после дробления наклонным конвейером грузят в скипы. Скип поднимается по стволу, разгружается, по конвейеру горная масса поступает на обогатительную фабрику.

Самоходный транспорт

Отечественный авто самосвал с дизельным приводом, грузоподъемностью 22 т, МоАЗ-7405-9586.

Техническая характеристика автосамосвала МоАЗ-7405-9586

Механизация доставки и откатки рудной массы, стационарные установки для рудника цветной металлургии.

Доставку горной массы в пределах блока осуществляется автосамосвалами МоАЗ-7405-9586

Водоотлив осуществляется центробежными насосами ЦНС 300-120...600

Проветривание горных выработок центробежными вентиляторами ВЦД-47,5У/495.

Снабжение сжатым воздухом производится центробежными компрессорами К-500-61-2 и 4М10-100/8.

Подъем полезного ископаемого многоканатным скиповым подъемом, подъемной машиной ЦШ-2,25х6.

4. Технология ведения и комплексной механизации горных работ

Рудничный транспорт рудных шахт представляет собой многозвенную систему, состоящую из различных транспортных машин и установок, выполняющих следующие функции:

-транспортирование полезного ископаемого от очистных забоев, полезного ископаемого и породы из подготовительных забоев до околоствольного двора или до поверхности шахты, а также транспортирование полезного ископаемого по поверхности до склада или до мест погрузки в вагоны железнодорожного транспорта и породы в отвал;

-транспортирование с поверхности шахты к очистным и подготовительным забоям и обратно вспомогательных грузов различного назначениям и оборудования;

-перевозка людей к местам их работы и обратно.

Канатная подъемная установка представляет комплекс энергомеханического оборудования, предназначенного для обеспечения транспортной связи подземных горных выработок шахты или глубоких горизонтов карьера с земной поверхностью. При помощи канатных подъемных установок на горных предприятиях осуществляют подъем полезных ископаемых и попутных горных пород, а также спуск подъем и подъем людей, материалов и оборудования.

Водоотливная установка служит для откачки подземных вод из дренажных горных выработок шахт.

Вентиляторные установки на горных предприятиях служат для проветривания горных выработок и поддержания в них комфортных условий труда путем создания атмосферных условий, при которых состав воздуха соответствует требованиям отраслевым ПБ.

Заключение

Таким образом, подводя итог всему, можно сделать следующие выводы. Рациональное природопользование и охрана окружающей среды относятся к числу важнейших научно-практических задач.

Актуальность и масштаб экологических проблем связаны с усилением взаимодействия общества и природы, ухудшением качества окружающей природной среды, возрастанием технологических и рекреационных нагрузок на природные комплексы, уменьшением доступности природных ресурсов и рядом других причин.

К полезным ископаемым относится продукция, являющаяся результатом разработки месторождения, получаемая из минерального сырья с применением перерабатывающих технологий, являющихся специальными видам Выбранный метод может быть изменен только в случае внесения изменений в технический проект разработки месторождения полезных ископаемых в связи с изменением применяемой технологии добычи полезных ископаемых.

При использовании прямого метода количество добытого полезного ископаемого определяется с учетом фактических потерь полезного ископаемого. Фактическими потерями признается разница между расчетным количеством полезного ископаемого, на которое уменьшаются его запасы, и количеством фактически добытого полезного ископаемого, определяемым после завершения полного технологического цикла по его добыче. Расчетное количество полезного ископаемого определяет геолого-маркшейдерская служба на основании замеров. При добыче углеводородного сырья - на основании замеров на устье скважины. При извлечении драгоценных металлов из коренных (рудных), россыпных и техногенных месторождений количество добытого полезного ископаемого определяется по данным обязательного учета при добыче.

Список используемой литературы

1 Ржевский В.В, Открытые горные работы, М. ч. 1,2, Недра, 2003г.-205с

2 Мельников Н.В., Краткий справочник по открытым горным работам. М: Недра., 2006г-400с

3 Симкин Б.А. и др, Справочник по бурению на карьерах, М. Недра, 2002г-123с.

4 Кутузов Б.Н., Разрушение горных пород взрывом, Изд. МГГУ, Москва, 2004г-203с.

5 Моссаковский Я.В Экономика горной промышленности М.: Москва, 2004г-215с.