ПМ 01 Ведение технологических процессов горных и взрывных работ

Государственное бютжетное

профессиональное образовательное учреждение

Кемеровский горнотехнический техникум

ПМ 01 Ведение технологических процессов горных и взрывных работ

МДК 01. 01 Основы горного и маркшейдерского дела

Методические указания

по выполнению практической работы №1

«Основные технологические понятия открытых горных работ» по ПМ 01. « Ведение технологических процессов горных и взрывных работ» МДК 01. 01 «Основы горного и маркшейдерского дела»

для учащихся направления 21. 02. 15Открытые горные работы» для очной и заочной формы обучения.

Кемерово 2018

РАССМОТРЕНО: УТВЕРЖДАЮ: на заседании цикловой Заместитель директора

комиссии____протокол №____ по учебной работе ______________________ Сластунова О. В.

Председатель комиссии ___________________

____________________

«___»_____________2018г. «___» ___________ 2018 г.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

Методические указания по выполнению практической работы №1 по ПМ 01. « Ведение технологических процессов горных и взрывных работ» МДК 01. 01 «Основы горного и маркшейдерского дела» для учащихся направления 21. 02. 15 Открытые горные работы» для очной и заочной формы обучения.

Составители: Д. М. Кузнецов

А. С. Ильиных

Рассмотрено на заседании

методического совета:

Протокол №2 от 09. 10. 2018 г.

____________Казаков Р. С.

Кемерово 2018

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

Тема: «Общие понятия»

Введение

Целью работы является ознакомление с основными понятиями и определениями, используемыми на открытых горных работах.

Практическая работа предназначена для изучения и закрепления знаний по дисциплине « Технология добычи полезных ископаемых открытым способом » для учащихся направления 21. 02. 15Открытые горные работы»для очной и заочной формы обучения.

Открытыми горными работами ( ОГР ) называют совокупность работ, производимых с земной поверхности с целью добывания разнообразных горных пород и создания различных выемок и котлованов. Наибольшие масштабы открытых горных работ связаны с добычей полезных ископаемых.

При открытой разработке месторождений горные работы подразделяются на вскрышные (выемка, перемещение и размещение вскрышных пород) и добычные (выемка, перемещение и складирование или разгрузка полезного ископаемого).

Термин «карьер» имеет два понятия: административно - хозяйственное и горно-техническое.

В административно-хозяйственном понимании карьером называют горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения, в угольной промышленности - разрезом.

Горно-техническое понятие связано с производством открытых горных работ на земной поверхности, в результате чего образуются большие выемки, совокупность которых называют карьером. Контур поперечного сечения этих выработок является незамкнутым.

Месторождение полезных ископаемых - скопление в земной коре полезной минерализации, которое по условиям залегания, количеству и качеству пригодно для промышленного использования (разработки) при современном состоянии техники и технологии добычи и переработки.

Месторождение или часть его, разрабатываемая одним карьером, называют карьерным полем, которое является объемной геометрической фигурой, характеризуемой размерами в плане, глубиной и углами откосов бортов. При отработке карьерного поля создается открытое выработанное пространство, ограниченное: по поверхности - границами карьерного поля, по глубине - дном карьера, по бокам - бортами погашения карьера, т. е. отстроенными на конец отработки карьерного поля.

Поверхность карьерного поля называют горным отводом.

Земельный отвод - это площадь, на которой расположены все здания и сооружения, необходимые для работы карьера.

Борт карьера - это ступенчатые боковые поверхности, ограничивающие выработанное пространство и состоящее из откосов и площадок уступов. Борт карьера, на котором ведутся горные работы, называют рабочим бортом карьера. Соответственно, нерабочий борт карьера - борт, на котором не ведутся горные работы.

Линия пересечения бортов карьера с земной поверхностью называется верхним контуром карьера, с дном - нижним контуром карьера.

Линия, соединяющая верхнюю бровку верхнего уступа с нижней бровкой нижнего уступа, называется линией откоса борта карьера, а угол между этой линией и ее горизонтальной проекцией - углом откоса борта карьера.

В горном деле различают полезное ископаемое и пустые породы. Горные породы, вмещающие полезное ископаемое, покрывающие его или заключенные в нем в виде прожилков, прослойков и т. д., называются пустыми или вскрышными породами.

Горные породы, являющиеся объектом открытых разработок, делятся на коренные (залегающие в толще земной коры по месту своего образования), и наносы - покрывающие их измельченные или переотложенные породы.

Горные породы (как вскрышные, так и полезное ископаемое), заключенные в границах карьерного поля, разрабатываются горизонтальными слоями.

Выемка полезного ископаемого, покрывающих и вмещающих пород производится с опережением верхними слоями нижних; в результате разрабатываемый массив принимает форму уступов. Между смежными слоями (уступами) оставляют рабочие площадки.

В общем случае слой является более широким понятием, чем уступ. Уступ - это отдельно разрабатываемая часть слоя горных пород, имеющая форму ступени.

Поверхность, ограничивающая уступ сверху или снизу, называется соответственно верхней или нижней площадкой уступа.

Откос уступа - наклонная поверхность между верхней и нижней его бровками.

Линия пересечения откоса уступа с его верхней или нижней площадкой называется верхней или нижней бровкой уступа.

Высота уступа - вертикальное расстояние между верхней и нижней площадкой уступа. Она определяется параметрами выемочного оборудования и физико-механическими свойствами отрабатываемых пород массива.

Угол откоса уступа - это угол между откосом уступа и горизонтом. Он определяется физико-механическими свойствами отрабатываемых пород, в связи с чем выделяют углы откосов уступов в мягких и скальных породах.

Рабочая площадка уступа - это площадка уступа, на которой располагается оборудование, предназначенное для его разработки (рис. 1. 1).

Забой - это поверхность уступа горных пород в массиве или в развале, являющаяся объектом выемки и перемещающаяся в процессе отработки.

Ширина рабочей площадки уступа определяется типами горного, транспортного оборудования и физико-механическими свойствами пород.

Рис. 1. 1. Рабочий уступ и его элементы

Площадка между уступами на нерабочем борту карьера, служащая для размещения на ней транспортных коммуникаций, называется транспортной бермой.

Берма безопасности - это часть верхней площадки уступа со стороны откоса, равная по ширине основанию призмы возможного обрушения.

Фронт работ уступа - часть уступа по его длине, подготовленная для ведения горных работ. Суммарная протяженность фронта работ всех уступов называется фронтом работ карьера.

Рабочая зона карьера - это совокупность уступов, находящихся в одновременной разработке.

Искусственная насыпь пустых пород называется отвалом. данной методической разработке дальнейший материал рассматривается для пластообразных залежей, привязанных к условиям Кузнецкого угольного бассейна. Это связано с тем, что КГТТ готовит специалистов прежде всего для шахт и разрезов Кузбасса.

Пластом называют вытянутую в двух направлениях залежь при относительно небольшой мощности. Пласт характеризуется параметрами: углом падения и нормальной мощностью.

При открытой разработке пластовые залежи по углу падения разделяются следующим образом:

К горизонтальным относятся такие залежи, у которых отрабатываются только породы висячего бока и в процессе эксплуатации карьера вся вскрыша размещается в выработанном пространстве на почве пласта. Это возможно на залежах с углом падения 0-5⁰ (рис. 1. 2 а). Предельное значение угла падения соответствует руководящему уклону автотранспорта и дает возможность прямому выходу автосамосвалов от добычного забоя к вскрывающей выработке.

К пологим относятся такие залежи, у которых отрабатываются только породы висячего бока и в процессе эксплуатации карьера часть вскрыши, находящейся над пластом, размещается в выработанном пространстве на почве пласта по бестранспортной схеме. Остальная вскрыша вывозится на внешние и внутренние отвалы. Это возможно на залежах с углом падения 6-14⁰ (рис 1. 2, б). Предельное значение угла падения обеспечивает устойчивое положение внутренних отвалов без дополнительных мероприятий.

К наклонным относятся такие залежи, у которых отрабатывают только породы висячего бока, но по условиям устойчивости никакой оббьем вскрыши не может быть расположен на почве пласта и вся пород вывозиться на внешние отвалы. По мере отработки наклонного пласта по глубине на его почве будет формироваться нерабочий борт карьера, предназначенный для проходки стационарных наклонных траншей и размещения транспортных коммуникаций грузопотоков вскрыши и полезного ископаемого. К ним относятся залежи с углом падения 15-45⁰(рис. 1. 2, в). Предельное значение угла падения обеспечивает устойчивое положение нерабочего борта карьера в крепких породах.

К крутым относятся такие залежи, у которых отрабатываются породы висячего и лежачего боков, образуются два рабочих борта и вся вскрыша вывозится на внешние отвал. Эти залежи имеют углы падения 45-90⁰ (рис. 1. 2, г).

Угол падения залежи определяет порядок ее разработки (рис. 1. 2).

Угол откоса нерабочего борта в основном зависит от физикомеханических свойств пород, слагающих борт карьера, условий их залегания, обводнённости, а также глубины карьера. Различают угол откоса нерабочего борта с висячего (у_в) и с лежачего бока пласта (у_л). Величина этих углов изменяется обычно от 30 до 55 градусов, в учебных расчетах значение углов задается индивидуально.

Угол откоса рабочего борта (у_рб) определяется физико-механическими свойствами пород и технологическими факторами - шириной рабочей площадки, высотой уступа и его углом откоса. Для учебных расчетов у_рб = 20^27°.

Рис. 1. 2. Порядок разработки пластовых залежей в зависимости от угла падения:

а - толща вскрышных пород над пластом при его пологом или горизонтальном залегании переваливается экскаватором в выработанное пространство;

б - то же, но верхняя часть породной толщи перемещается транспортом на внешний отвал;

в - толща вскрышных пород над кровлей пласта при его наклонном залегании перемещается транспортом на внешний отвал (по почве пласта формируется контур карьера - нерабочий борт);

г - при крутом залегании пласта породная толща и выше кровли пласта, и ниже его почвы перемещается транспортом на внешний отвал.

Контрольные вопросы и задания.

1. Дайте определение ОГР.

2. Что называют карьером? Что называют разрезом?

3. Дайте определение следующим терминам: карьерное поле, горный отвод, земельный отвод.

4. Месторождения полезных ископаемых - определение, их виды.

5. Какие различают борта карьера, углы наклона бортов карьера? Чем ограничено выработанное пространство карьера?

6. Назовите элементы рабочего уступа.

7. Что относится к параметрам нерабочих уступов?

8. Назовите классификацию угольных залежей по углу залегания.

9. Схематично изобразите порядок разработки пластовых залежей в зависимости от угла падения.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Трубецкой, К. Н. Открытые горные работы. Справочник / К. Н. Трубецкой [и др. ]. - М.: Горное бюро, 1994. - 590 с.

2. Ржевский, В. В. Открытые горные работы. Ч. 1. Производственные процессы: учеб. для вузов. - М.: Недра, 1985. - 509 с.