prosdo.ru 1
Горное дело - область деятельности человека по освоению недр Земли.

П.И.- природные минералы образование земной коры неорганического и органического происхождения, которые могут быть эффективного искл. в сфере мат. производства.

Минерал- химически и физически индивидуализированное как однородное по составу и свойствам, возникающее как продукт природных физико-химических процессов протекающих на поверхности и глубины Земли, луны и др. планет.

П.И. : твёрдые(угли ископаемые, горючие торф, рудные п.и., нерудные п.и., горючие сл.); жидкие (нефть, минеральные воды); газообразные( природные горючие газы , инертные газы).

Объемы добычи п.и.: в мире ежегодно извлекается из недр 100 млрд.т. горной массы, добывается около 20 млрд. т. П.и.

Основные группы пород: 1) изверженные 2) осадочные 3)метаморфические

Изверженные- минеральные ассоциации, образовавшиеся в результате кристолизации или затвердевания магмы.

Осадочные -горные породы возникшие путём осаждения вещества в водной сфере, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши в морских и океаничных бассейнах.

-осадочные

-облачные

-химические

В 100т. Гранитных пород: алюминий 8000 железо 5000 титан 540 марганец 80 хром 30 никель 18 медь 9 вольфрам 4,5 свинец 1,8.
Месторождения п.и.- скопление минерального вещества на поверхности или в недрах Земли по количеству, качеству условиям залегания природное для промышленного использования.

По видам минералов: рудные, нерудные, горючие, гидроминеральные .

По происхождению: магматические, осадочные, метаморфические.
Залежь п.и.- скопление в недрах или на поверхности Земли природного минерального сырья, имеющие промышленного значение.

По форме (изометрические, плоские, вытянутые в одном направлении ) , по углу падения ( горизонтальная, пологая до 12 градусов, слабонаклонная до 18-20, наклонная 8-12 до 25-30, крутая более 25-30).

Открытые горные породы- совокупность работ ведущихся непосредственно с земной поверхности с целью добычи п.и. создания насыпей отвалов, образование котлованов, выемок и др.объектов.
Бровка - линия, соединяющая площадку и откос уступа. Верхняя бровка образуется в месте перехода верхней площадки уступа в откос уступа. Нижняя бровка уступа образуется в месте перехода откоса в нижнюю площадку уступа.

Карьер- совокупность горных выработок с незамкнутым поперечным сечением, образуемых с целью добычи п.и. открытым способом.

Основные элементы карьера: 1) уступ 2)площадки уступа 3) откос карьера 4) борт карьера 5) рабочая зона 6) траншея и полутраншея.

Уступ-часть слоя горных пород в карьере или на отвале, имеющая форму ступени.

Площадка -горизонтальные или наклонные поверхности уступа, ограничивающие его по высоте.

Откос уступа-наклонная поверхность, огранич. уступ со стороны выработанного пространства.

Борт карьера– боковая огранич. поверхность карьера образующая откосов и площадок уступов.

Рабочая зона- совокупность одновременно разрабатываемых уступов зона в которой выполняется основные тех.процессы открытых горных работ.

Траншея - открытая горная выработка протяжностью которой значительно превышает ширину.

Полутраншея-открытая горизонтальная или наклонная горная выработка,проведённая по косогору или борту карьера.

Основные параметры карьера:

-конечная глубина

-углы откосов бортов

-размеры карьерного поля в плане

-запасы п.и.

-объём вскрышных работ

-производственная мощность.
Отвал- насыпь пустых пород и некондиционных п.и. и удобряемых при открытой разработке месторождения.

Подготовка горных пород к выемке. ( это технологический процесс, направленный на разупрачнение или изменение горн.пор.с целью облегчения их последующей выемке)


Технологические характеристики горных пород: 1) скальные и полускальные

2) разрешенные породы

3) плотные, мягкие, сыпучие.

Скальные породы-песчани, гранит, бальзат и т.д.

Полускальные – уголь, сланец, каменная соль, гипс и т.д.

Подготовка включает:

-обеспечение устойчивости откосов уступа

-осушение горных пород

-разупрачнение и изменение агрегатного состояния гор.пор.

-разрешение(разрыхление) породного массива.

Способы подготовки горных пород к выемке :

-механический

-гидравлический

-физический

-химический

-комбинированный

-взрывной

В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ:

-предохранение от промерзания

-оттаивание мерзлых пород

-рыхление мерзлых пород.

Предохранение от промерзания:

-вспашка и борование поверхности

-глубокое рыхление

-создание ледовоздушных покровов

-утепление теплоизоляционными материалами

-химическая обработка поверхности

Оттаивание мёрзлых пород:

-электрообогрев

- поверхностный поджег

-оттаивание газообразным топливом

-оттаивание паром

-горячей водой

-оттаивание речной водой

-естественное оттаивание.
Механические способы подготовки к выемке естественного камня:

-буроклиновой способ

-бурогидроклиновый способ

-канатные пилы

-ударно-врубовые машины

-камнерудные машины.
Взрывные работы должны обеспечивать:


  • Требуемую степень дробления

  • Минимальное отклонение отметок и размеров площадей уступов

  • Заданную форму и угол откоса уступа

  • Проектные размер и форму развала взорванных пород
  • Допустимое по нормам сейсмического воздействия взрыва и максимальную сохранность окружающих сооружений


  • Достаточный объем взорванных пород

  • Высокую безопасность, экономичность и производительность по добыче горных пород


ВИДЫ ЗАРЯДОВ

  • Накладной(на камнях-валунах)

  • Камерный

  • Котловой

  • Малокамерный

  • Шпуровый

  • Скважинный

Буровые работы – это определенная совокупность и последовательность выполнения операций при строительстве, эксплуатации и исследовании скважин и бурении горнотехнических сооружений

ВИДЫ БУРЕНИЯ:

  • Механическое (ударное, вращателньое, ударно-вращательное)

  • Физическое (термическое, гидравлическое, взрывное)


УДАРНОЕ БУРЕНИЕ

  • Станки ударно-канатного бурения

  • Пневматические бурильные молотки

  • Станки шарашечного бурения


ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ

  • Станки шнекового бурения

  • Алмазного бурения

  • Дробового бурения


УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ

  • Станки с погруженными пневмоударниками


ТЕРМИЧЕСКОЕ (ОГНЕВОЕ) БУРЕНИЕ

  • Используется топливо, которое передается по горелке


ВЗРЫВАЕМОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

  • Сопротивляемость горных пород разрушению под действием взрывного заряда взрывчатых веществ

КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ПО ФИЗИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ

  • Порошкообразные

  • Прессованные

  • Литые

  • Гранулированные

  • Водосодержащие

  • Суспензионные

  • Льющиеся

  • Горячельющееся

  • Эмульсионные


ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫЕ РАБОТЫ

Это - погрузочные работы.

Это – производственный процесс открытых горных работ, совокупность процессов и операций выемки из массива (развала, разрыхленного слоя) горной массы и ее погрузки в транспортные средства.


Забой – поверхность горных пород массива или развала, являющихся непосредственным объектом выемки, перемещающаяся в процессе развития горных работ.
ВИДЫ ЗАБОЕВ


  • Торцевой

  • Траншейный

  • Продольный (фронтальный)

  • Забой-площадка

  • Комбинированный


ЗАБОИ ПО СТРУКТУРЕ

  • Однородный (простой)

  • Разнородный (сложный)


ЗАБОЙ ОДНОРОДНЫЙ – это забой, в пределах которого п.и. или породы имеют практически одинаковые свойства.

ЗАБОЙ РАЗНОСТОРОННИЙ – это забой, в пределах которого перемешиваются вскрышные породы с существенно разными свойствами, вскрышные породы с п.и. или п.и. разных типов и сортов.
СПОСОБЫ ВЫЕМКИ

  • Верхним черпанием

  • Нижним черпанием

  • Смешанным черпанием

СПОСОБЫ ПОГРУЗКИ

  • Верхняя погрузка

  • Нижняя погрузка

  • Смешанная погрузка

ЗАХОДКА – полоса уступа или развала, выемка которой производится за один проход выемочной машины.
ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ ОТНОСИТЕЛНЬО ФРОНТА РАБОТ

  • Продольная

  • Поперечная

  • Диагональная

По ширине заходок: нормальная, узкая, широкая.

ЗАХОДКА НОРМАЛЬНАЯ – отрабатываемая при постоянном положении оси движения и полном использовании рабочих парметров выемочной машины.
УЗКАЯ ЗАХОДКА – отрабатываемая при постоянном движении оси движения вдоль заходки и неполном использовании рабочих параметров выемочной машины.
ШИРОКАЯ ЗАХОДКА – отрабатываемая при изменении оси движения машины (ширина больше нормальной).
ЗАХОДКИ ПО ХАРАКТЕРУ ДВИЖЕНИЯ:

  • Тупиковая

  • Сквозная


ТУПИКОВАЯ ЗАХОДКА.

Заходка, в которой движение транспортных средств возможно только в пределах ее выработанного пространства.

СКВОЗНАЯ ЗАХОДКА.

Заходка, в которой движение транспортного средства возможно по всей его длине
ВИДЫ ВЫЕМОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ:


  • Погрузочно-транспортные машины

  • Выемочно-погрузочные машины с жестким креплением рабочего органа

  • Выемочно – погрузочные машины с гибкой подвеской рабочего органа


ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ

Машины, у которых процесс погрузки и транспортирования совмещен.
ЦЕПНОЙ ЭСКАВАТОР – это машина непрерывного действия в отличии от циклических машин (экскаваторов).
ФРЕЗЕРНЫЕ МАШИНЫ – это машины с колесом и зубьями, вскрывающими 1.5-2 м.
ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ – это машины с длинной стрелой и тросом, не для погрузки, а для складирования пород (драглайн).
КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

ВИДЫ ТРАНСПОРТА ПО НАЗНАЧЕНИЮ:

  • Карьерный транспорт

  • Цеховой транспорт

  • Внешний транспорт

Цеховой транспорт предназначен для перемещения п.и. на дробильно-сортировочных и обогатительных фабриках (конвейер).

Внешний транспорт предназначен для перемещения п.и. после обогащения или со складов к местам потребления продукции (ж/д и авто).

Картерный транспорт предназначен для перемещения горной массы (вскрыши) от забоев до пунктов разгрузки авто.

Также это – виды промышленного транспорта, используемые для перемещения грузов на открытых горных работах.

ВИДЫ КАРЬЕРНОГО ТРАНСПОРТА:

  • ж/д транспорт

  • автомобильный транспорт

  • конвейерный транспорт

  • гидравлический транспорт

  • гравитационный транспорт


АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

Это – комплекс, объединяющий транспортные средства и вспомагательное оборудование, карьерные автодороги, средства технического обслуживания и ремонта машин.

Автотранспорт это также и технологический процесс перемещения горной массы на открытых разработках с помощью автосамосвалов, тягачей с прицепами (полуприцепами) и автопоездов.

ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ.


  • Автосамосвал

  • Полуприцеп

  • Автопоезд

АВТОСАМОСВАЛ – грузовой автомобиль с усиленным кузовом, опрокидывающимся для разгрузки.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

  • Грузоподъемность

  • Колесная формула (число колес умноженное на число ведущих колес)

  • Объем кузова

  • Минимальный радиус поворота (от 7до 16)

  • Мощность двигателя

  • Габариты

  • Масса снаряженного автомобиля


РАСПРОСТРАНЕННЫЕ МОДЕЛИ САМОСВАЛА

  • Белаз

  • Юнит-Риг

  • Комацу

  • Юкмид

  • Катерпиллер

  • Дрессер

  • Вабко

ПОЛУПРИЦЕП – это одно или двухосная повозка, буксируемая седельными тягачами с помощью опорно - сцепительного устройства и передающая на него часть своего веса. Полуприцепы могу быть задней, боковой и данной разгрузки.
АВТОПОЕЗД – это автомобиль с одним или несколькими прицепами, присоединяемыми тягово-сцепными или опорно-седельными устройствами и имеющими общие с автомобилем тормозную систему и электрооборудование.
ДИЗЕЛЬ-ТРОЛЛЕВОЗ – грузовое транспортное средство (самосвал) пневмоколесном ходу с двойным питанием (основная тяга от электродвигателей, получающих питание от контрастной сети, вспомогательная от собственного агрегата дизель-генератора.
ПРЕИМУЩЕСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

  • Автономность, т.е. независимость от внешних источников питания энергией(особенно в период строительства)

  • Мобильность, что позволяет использовать автотранспорт в сложных условиях залегания
  • Возможность транспортирования горных пород с самыми различными свойствами



ПРЕИМУЩЕСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

  • Сокращение длины транспортных коммуникаций благодаря возможности двигаться по крутым подъемам дорог

  • Упрощение процесса отвалообразования

НЕДОСТАТКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

  • Зависимость от автомобильных дорог и климатических условий

  • Загрязнение карьера газами

  • Высокая стоимость автосамосвалов

  • Относительно высокие энергоемкость и эксплуатационные затраты

  • Резкое снижение эффективности при увеличении расстояния транспортирования

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: грузооборот-15-20 млн.т, расстояние 3-5 км.

АВТОДОРОГИ:

  • По характеру - технологические и хозяйственные,

  • По местоположению – в траншеях, на съездах, на отвалах, в забоях.

Железнодорожный транспорт- технологический процесс перемещения горной массы на открытых горных разработках с помощью транспортных сосудов на рельсовом ходу.

Жд.т.- это комплекс ,объединяющий основное (подвижной состав) и вспомогательное оборудование, железнодорожные пути, технические средства управления, а также средства технического обслуживания и ремонта оборудования и путей.
Подвижной состав:

-карьерные вагоны

-локомотивы
Карьерные вагоны:

-полувагоны ( гандола, думпкар)

-платформа

-цистерна

-хоппер

-вагон специального назначении
Полувагон-вагон без крыши.

Гондола-полувагон с плоским горизонтальным полом.

Думпкар - железнодорожный вагон-самосвал с опрокидывающимся ( с помощью пневматического или гидравлического механизма) кузовом, предназначенный для транспортирования горной массы главным образом по внутрикарьерным путям.

Платформа - грузовой вагон открытого типа, предназначенных для перевозки длинномерных, штучных и сыпучих грузов, контейнеров и оборудования, не требующих защиты от атмосферных воздействий.


Цистерна- вагон, кузовом которого является котёл (емкость ) , предназначенный для перевозки и хранения газообразных, жидких и других веществ.

Хоппер - саморазгружающий бункерный грузовой вагон для перевозки массовых сыпучих грузов: угля, руды, цемента, зерна, балласта.
Основные характеристики:

-грузоподъемность

-объем кузова

-число осей

-нагрузка на ось

-габариты (габарит подвижного состава и габарит приближения строений).
Локомотивы:

-электровозы

-тепловозы

Основные характеристики:

-ток

-напряжение

-осевая формула

-сцепная масса

-нагрузка от колесной пары на рельсы

-мощность

-наименьший радиус вписывания

-длина
Верхнее строение пути : рельсы , шпалы.

Рельсы:

Стандартная длина – 12,5 и 25 м.

Ускорение (24,92; 24,84; 12,46; 12,42)

Марки (Р 75, Р 65, Р 50) _вес 1 рельса метра_

Ширина колеи-1520мм

Шпалы:

Материал (деревянные, железобетонные, железные)

Длина -2700мм

Число шпал на 1 км пути (1840; 2000)
Преимущества жд.т.:

-возможность использования любых видов энергии

-относительно низкая энергоёмкость

-высокая производительность

-возможность транспортировать горные породы с различными физико-механическими свойствами

-малая зависимость от климатических условий

-незначительное воздействие на окружающую среду

-сравнительно небольшой штат подъездных бригад

-относительно низкая стоимость.
Конвейерный транспорт - технологический процесс перемещения горной массы с помощью конвейеров на подземных и открытых разработках месторождений п.и.

К.т.- комплекс, объединяющий конвейеры и вспомогательное оборудование, технологические средства управления, а также средства технического обслуживания и ремонта.


Конвейер - машины непрерывного действия, предназначенная для транспортирования насыпных и штучных грузов.

Устройство конвейера:

-конвейерная лента

-роликоопора

-приводные барабаны

-устройство для натяжения ленты

-загрузочное устройство.
Три типа ленты: 1) для тяжелых условий эксплуатации 2)для средних условий эксплуатации 3) для легких условий эксплуатации.

Назначения:

Л-общего назначения

М- морозостойные

Т- теплостойкие

Ш- трудновоспламеняющиеся

П- пищевые

ПТУК- улучшенного качества повышенной теплостойкости.
Основные характеристики:

-ширина ленты(мм)

-скорость движения ленты (м\с)

-часовая производительность (т)

-длина горизонтального става (м)

-мощность привода (кВт).
Преимущества конвейерного транспорта:

-поточность транспортирования

-высокая производительность

-автоматичность действий

-возможность транспортировать при углах наклона трассы 16-18 градусов

-сокращение общей протяженности коммуникаций

-уменьшение объемов транспортных и горнокапитальных работ

-небольшой и равномерный расход электроэнергии

-высокая экологичность.
Недостатки конвейерного транспорта:

-высокие требования к влажности, абразивности и кусковатости материала (400-500 мм)

-зависимость от климатических условий

-относительно высокая энергоемкость (при дроблении)
Область применения:

-грузооборот 20-30 млн.тонн, при расстоянии транспортирования – 3-5км.

-мощная толща покрывающих пород и (или) глубина более 150м. (при транспортировании взорванных пород)

-залежи большие в плане или с простой конфигурацией.
Рациональные параметры использования:

-расстояние транспортировании 2,5-3 км ( на пересеченной жесткости – 10-20 км и более)

-угол наклона трассы 16 -18 градусов.
Гравитационный транспорт- способ транспортирования грузов под действием собственного веса.
Три вида: наклонные, винтовые и роликовые спуски ( рольганги).
Карьерный рудоспуск – подземная горная выработка, предназначенная для перемещения руды под собственным весом из рабочей зоны горнодобывающего предприятия на транспортный горизонт.

Карьерный рудоскат - открытая горная выработка, пройденная по откосу уступа или косогора и предназначенная для перемещения руды под действием собственного веса.
Комбинированный транспорт- совокупность нескольких видов транспорта, последовательно расположенных, взаимно-зависимых и работающих в единой транспортной цепи карьера.
Перегрузочные пункты- предназначен для сочленения различных по параметрам грузопотоков либо видов транспорта; создают на концентрационном горизонте, на котором свозится горная масса из 3-5 рабочих уступов.
Отвалообразование.

Отвалообразование - процесс размещения вскрышных пород или некондиционного п.и. в отвале.

Отвал - искусственная насыпь, склад вскрышных пород , некондиционных п.и., отходов обогащения и т.п.
Классиификация отвалов:

1) классифицарованный признак : расположение относительно отвалу ( тип отвала: внешний и внутренний)

2) к.п.: число рабочих горизонтов отвала( тип: одно- и многоярусный)

3)к.п.: способ механизации отвальных работ (тип: плужный, эскалаторный, бульдозерный, конвейерный, автомобильный)

4) способ отвалообразования (периферийное и площадное)

5)число обслуживаемых горизонтов в карьере ( общий, групповой, отдельный)

6) рельеф местности, используемой под отвал (равнинный, нагорный и нагорнодолинный)

7) деформационное состояние отвала ( устойчивые, подвижные и неустойчивые)


8) способ транспортирования вскрышной породы на отвал ( железнодорожный, автомобильный, конвейерный)
Внешний отвал- это отвал, образуемый в результате размещения разрыхлённых горных пород вне контура карьера.

Внутренний отвал- это отвал, размещаемый в выработанном пространстве карьера.
Одноярусный отвал- отвал, на котором отсыпка породы ведется одним ярусом.

Многоярусный отвал- отвал, на котором отсыпка породы ведется двумя и более ярусов.
Плужный отвал- овал, на котором перемещение разгружаемой из думпкаров породы под откос и планировка поверхности выполняется отвальным плугом.

Эскалаторный отвал- отвал, на котором перемещение и планировка размещаемой породы выполняются одноковшовым эскалатором.

Бульдозерный отвал- отвал, на котором планировка породы и её перемещение под откос выполняется бульдозером.

Конвейерный отвал- отвал, на котором перемещение и укладка породы выполняется конвейером.
ЧАСТИ КОНВЕЙЕРА:

Отвалообразователь- машина для укладки вскрышных пород ( или п.и.) в отвал (или на специально отведенные площади).

Перегрудатель – вспомогательная конвейерная установка, служащая промежуточным соединительным звеном между выемочно-погрузочным и основным транспортным оборудованием или отдельными звеньями транспортной цепи.

Транспортно-отвальный мост- самоходный автоматизированный агрегат, обеспечивающий транспортирование вскрышных пород по кратчайшему пути от эскалаторов во внутренние отвалы карьеров.
Автомобильный отвал-отвал, на котором перемещение и укладка пород выполняется автомобильным транспортом (разгрузка под откос).
Периферийное отвалообразование - способ формирования отвала, при котором порода разгружается под откос яруса, имеющего проектную высоту.

Площадное отвалообразование - способ формирования отвала, при котором автосамосвалы или скреперы разгружают породу по всей его площади, с последующей планировкой бульдозерами и постепенным наращиванием высоты отвала.

Отвал временный - отвал, размещаемый в пределах карьерного поля и подлежащий перемещению в процессе горных работ.

Отвал постоянный - отвал, не подлежащий перемещению в процессе ведения горных работ.

Проектирование отвала заключается в выборе:


  1. места расположения отвала

  2. технологии отвалообразования

  3. параметров отвалов


Места расположения отвала- минимальное расстояние, безопасность, влияние на окружающую среду, долговременная устойчивость.

Котлован-открытая горная выработка ,обычно близкая к прямоугольной форме в плане,длина и ширина которой имеют один порядок измерений.

Ствол-Капитальная вертикальная или наклонная горная выработка, имеющая выход на земную поверхность и предназначенная для вскрытия месторождений и обслуживания горных работ.

Тоннель- протяжённое подзкмное сооружение для транспортных целей,прокладки инженерных коммуникаций и т.д.

Капитальная траншея-открытая наклонная горная выработка,предназначенная для вскрытия рабочих горизонтов

Разрезная траншея-горизонтальная горная выработка,предназначенная для создания первоначального фронта работ и размещения горного и транспортного оборудования.

Классификация способов вскрытия: по положению вскрывающих выработок относительно конечного контура; по числу обслуживаемых горизонтов; по станционности выработок; по наклону выработок; по характеру движения транспортных средств на уступе