При сучасному рівні розвитку технології, засобів механізації й організації відкритих гірських робіт можливість їхнього застосування не обмежується ні фізико-технічними характеристиками розкривних порід і корисної копалини, ні умовами залягання корисної копалини, ні кліматичними особливостями району родовища. Однак обґрунтування економічної доцільності застосування відкритого способу розробки, вибір технології й організації відкритих гірських робіт визначаються рельєфом поверхні родовища, положенням покладу щодо земної поверхні, кутом падіння, потужністю, формою й будовою покладу, кліматичними й гідрогеологічними умовами району родовища й ін. Рельєф поверхні родовища може бути рівниною, схилом, височиною, горбкуватою й водною поверхнею (мал. 2.1). У нашому випадку рельєф родовища рівнинний з переважною трав'янистою рослинністю. Залежачи являє собою однорідний шар горизонтального залягання. Він впливає на вибір напрямку розвитку гірських робіт, типу виймально-навантажувального й транспортного устаткування, способу розкриття, місця складування розкривних порід й ін.

Рис. 2.1. Види рельєфу поверхні родовищ:

а - рівнина; б - схил; в - височину;

г - горбкувата поверхня; д - водна поверхня.

Про кут падіння розрізняють покладу пологі, похилі й круті.

Пологими називаються поклади з кутом падіння 0-10°. При розробці таких покладів є можливість використання виробленого простору для складування розкривних порід.

Похилими називаються поклади з кутом падіння 8-30°. При розробці таких покладів після виїмки корисний викопний борт кар'єру з боку лежачого боку зберігає стійка рівновага без выполаживания (розробляються тільки породи висячого боку). Вироблений простір, як правило, не використається для складування розкривних порід через їхнє хитке положення на похилій поверхні.

Крутими називаються поклади з кутом падіння більше 30°. При розробці таких покладів розробляються породи лежачого й висячого боків з метою додання бортам кар'єру стійкого кута нахилу. Вироблений простір для складування розкривних порід, як правило, не використається.

Потужністю покладу визначається спосіб її виїмки. Розрізняють покладу великої, середньої, малої й досить малої потужності. Пологі поклади характеризуються вертикальною потужністю, а похилою й круті - горизонтальною потужністю.

За формою розрізняють ізометричні, плитоподібні й трубоподібніні (стовбуваті) покладу.

Ізометричні поклади мають приблизно однакові розміри у всіх напрямках (масивні поклади, штоки й ін.).

Плитоподібні поклади витягнуті

Трубоподібні поклади витягнуті, як правило, в одному напрямку.

Форма покладів істотно впливає на форму кар'єрних полів. За формою й розмірами розрізняють великі, витягнуті й округлі кар'єрні поля.

Великі кар'єрні поля характеризуються невеликою глибиною (до 100 м) при більших розмірах у плані. Великі кар'єрні поля характерні для поверхневих покладів.

Витягнуті кар'єрні поля мають більші розміри по простяганню й значно менші навхрест простягання. Такі кар'єри характерні для похилих і крутих шароподібних покладів. Глибина кар'єрів до 300 м і більше.

Округлі кар'єрні поля мають невелику площу дна й значну глибину (до 800 м).

По будові розрізняють прості, складні й  розосереджені поклади.

Прості поклади мають однорідну будову (не містять значних прошарків порожньої породи й некондиційних включень), що дозволяє розробляти поклад на всю потужність найбільш простим валовим способом.

включення. Такі поклади доцільно розробляти селективним (роздільним) способом.

Розосереджені поклади містять корисна копалина у вигляді тіл, розподілених у масиві порід, що вміщають, без певної закономірності й чітко виражених контактів. Для розробки цих покладів застосовуються спеціальні методи й ведеться ретельна експлуатаційна розвідка.

ДО фізико-технічним характеристикам гірських порід, що характеризують їх як об'єкт відкритої розробки, ставляться щільність, пористість, вологість, опір різним зусиллям, образивність, в'язкість, крихкість, стійкість, збільшення обсягу при руйнуванні й ін. При впливі на недоторканий масив по

Властивості гірських порід змінюються у великому діапазоні, тому породи прийнято поєднувати в групи, категорії й класи з певним діапазоном властивостей, що обумовлюють умови їхньої розробки. При відкритій розробці всі гірські породи розділяються на наступні групи: незруйновані скельному й напівскельні (у природному стані), зруйновані (штучно або природно змінені) скельні й напівскельні, щільні, м'які (зв'язкові) і сипучі. Залежно від групи порід використаються різні способи їхньої розробки й технічні засоби.

3. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВІДКРИТІ ГІРСЬКІ РОБОТИ

3.1. СУТНІСТЬ ВІДКРИТИХ ГІРСЬКИХ РОБІТ.

Гірські роботи, вироблені безпосередньо із земної поверхні у відкритих гірських виробленнях, звуться відкритих гірських робіт. Основною метою відкритих гірських робіт є розробка родовищ корисних копалин. Спосіб розробки родовищ корисних копалин із застосуванням відкритих гірських робіт називається відкритим способом. Гірське підприємство, що здійснює видобуток корисної копалини відкритим способом називається кар'єром.

В процесі виробництва відкритих гірських робіт земна поверхня родовища порушується й утвориться вироблений простір, обмежене штучно створеною поверхнею. Це вироблений простір, що представляє собою сукупність гірських вироблень, також зветься "кар'єр". Таким чином, поняття "кар'єр" може вживатися в господарському й технічному значеннях. При значних розмірах виробленого простору (сучасні кар'єри мають про6ъем вироблений простір сотні мільйонів кубометрів і досягають глибини декількох сотень метрів) порушується природна рівновага масиву гірських порід, що оточують кар'єр. Це може привести до деформацій бічної поверхні кар'єру (зсуви й обвалення), до порушення нормального ведення гірських робіт і до аварій. Щоб уникнути таких наслідків бічним поверхням кар'єру надають певний нахил, що забезпечує їхня стійкість. У зв'язку із цим виникає необхідність виїмки значних обсягів, що покривають і вміщають корисну копалину гірських порід, які називаються розкривними, або розкривом. Річні обсяги розкриву, переміщувані в сучасних кар'єрах, становлять десятки мільйонів кубометрів і часто в багато разів перевищують обсяги корисної копалини, що добуває. Корисна копалина й розкрив вивозяться з

Значні розміри відкритих гірських вироблень у плані й відсутність обмежень по висоті створюють сприятливі умови для застосувань на відкритих гірських роботах потужного гірського й транспортного встаткування, що забезпечує високі техніко-економічні показники. Ефективне використання встаткування можливо тільки при чіткій організації роботи всіх ланок гірського виробництва й наявності висококваліфікованих кадрів.

По виду застосовуваного встаткування розрізняються екскаваторний і гідравлічний способи виробництв відкритих гірських робіт. Екскаваторний спосіб є універсальним. При екскаваторному способі застосовується різне встаткування - бурові верстати, розпушувачі, екскаватори, навантажувачі, скрепери, бульдозери, колісний і конвеєрний транспорт. При гідравлічному способі основні виробничі процеси здійснюються енергією води, що рухається. Для цієї мети застосовується спеціальне устаткування - гідромонітори, землесоси й ін. Гідравлічний спосіб розробки застосовується тільки в сприятливих гірничо-геологічних і кліматичних умовах (в основному при розробці пухких порід, наявності достатньої кількості води й площ для розміщення порід у гідро відвалах).

3.2. ЕЛЕМЕНТИ КАР'ЄРУ Й РОЗРАХУНОК ЇХНІХ ПАРАМЕТРІВ.

Головними параметрами кар'єру є обсяг гірської маси, кінцева глибина, розміри по підошві, кути укосів бортів, запаси корисної копалини, обсяг розкриву й розміри на рівні денної поверхні.

1. Обсяг гірської маси в контурах кар'єру, що характеризує масштаб гірських робіт, визначається по формулі:

S – площа підошви кар'єру (S = L_д∙ B_д = 1000*4700= 4700000), м²;

H_к – глибина кар'єру, м;

β – кут укосу борта (β = 42,5^о);

Р – периметр кар'єру (P = 2∙ (L_д + B_д) = 2∙ 5700 = 11400), м.

2. При розробці пологих і горизонтальних родовищ кінцева глибина кар'єру визначається оцінкою ґрунту шару корисної копалини або сумою потужностей розкриву h_в і корисної копалини h_п.і:

3. Кути укосів бортів кар'єру на момент погашення гірських робіт визначаються конструкцією бортів й умовами стійкої рівноваги його порід, що складають. У конструктивному відношенні борта кар'єру можуть включати укоси уступів, запобіжні й транспортні берми, підстави капітальних траншів. Кут укосу борта кар'єру в нашому випадку β = 35^о.

4. Запасами корисної копалини визначаються можливий масштаб видобутку, строк існування кар'єру й економічних показників розробки. Запаси корисної копалини, розведені в контурах родовища, називаються геологічними. Геологічні запаси корисної копалини по їхньому народногосподарському значенню розділяються на балансові й за балансові. Балансовими називаються запаси, що задовольняють вимогам кондицій. Їхня розробка тепер економічно доцільна. Забалансованими називаються запаси, розробка яких тепер економічно недоцільна внаслідок малої кількості, малої потужності покладу, складних умов експлуатації й ін.

Обсяг запасів розкривних порід  у контурах кар'єру:

Обсяг запасів корисної копалини в контурах кар'єру:

5. Промислові запаси - це частина балансових запасів, що підлягає витягу з надр за час існування кар'єру. Промислові запаси кар'єру визначаються шляхом виключення проектних втрат з балансових запасів. Проектні втрати - це частина балансових запасів, проектована до безповоротного залишення в надрах. На кар'єрах втрати становлять 3-10%. Частина промислових запасів, витягнута з надр у період будівництва кар'єру, називається попутним видобутком, а різниця між промисловими запасами й попутним видобутком - експлуатаційними запасами.

Промислові запаси (експлуатаційні втрати 5%):

6. Середній коефіцієнт розкриву дорівнює відношенню обсягу розкриву V_в до обсягу копалини V_п.і в кінцевих контурах кар'єру:

7. Час роботи кар'єру:

8. Річна продуктивність кар'єру:

9. Добова продуктивність кар'єру:

10. Змінна продуктивність кар'єру:

Показник буримості:

По показнику буримості вибираємо буровий верстат СБШ-250, номінальний діаметр якого 243 мм

Опір по підошві:

Величина перебуру:

Довжина набивкі:

Довжина свердловини:

Відстань між свердловинами в ряді:

де m - коефіцієнт зближення заряду (m =

Відстань між рядами свердловин:

а = b = 5,6 м – при квадратному розташуванні;

b=0,85a=0,85*5,6=4,8 – при шаховому розташуванні.

Визначаємо масу заряду в одній свердловині:

Використовуємо грамоніт ,який має перевідний коефіцієнт(від 1,01 до 1,26)

Δ - щільність заряджання (Δ = 0,9-1 кг/дм³);

Довжина заряду

Кількість свердловин у ряді для підривання блоку, що задовольнить однотижневу роботу виїмочного устаткування

  кількість рядів

Фактичний об'єм  Г.М підлягаючому вибуху

= =

Об'єм Г.М у розпушеному стані

Визначення парку бурових верстатів:

а) змінна продуктивность бурових верстатів:

- відповідно час виконання основних та допоміжних операцій.

Тижнева продуктивність верстату

Вихід взірваної Г. маси з 1м. свердловини.

Робочий парк бурових верстатів.

Інвентарний парк бурових верстатів

Параметри розвалу в зірваної породи

Ширина розвалу г.м

 м

взриваємість г.м

        Легковзриваємість (2,5-3)

        Середньовзриваємість (3,5-4)

        Тяжковзриваємість (4,5-5,5)

 коефіцієнт що враховує кут нахилу свердловини до горизонту

Висота розвалу при багаторядному підриванні на 5%-30% перевищує висоту уступа.

Основні вимоги та показники правил безпеки при веденні буро-взривних роботах.

Радіус небезпечної зони за дію повітряної хвилі на людину.

Q – загальна маса одночасно взриваємої вибухівки

Радіус небезпечної зони за дією повітряної хвилі на споруди

Радіус небезпечної зони за сейсмічною дією будівлі та споруди:

 м

РОЗРАХУНОК КАПІТАЛЬНОЇ ТРАНШЕЇ.

При виробництві відкритих гірських робіт використаються два типи гірських вироблень - капітальні й розрізні траншеї.

Капітальні траншеї - відкриті похилі гірські вироблення, призначені для розкриття робочих обріїв. Залежно від рельєфу поверхні капітальна траншея може мати поперечний переріз у вигляді трапеції або неправильного чотирикутника (трикутника). Капітальні траншеї служать тривалий строк і використаються для розташування в них транспортних комунікацій.

Основними елементами капітальної траншеї є ширина Вк. _т її підстави, глибина Нк. _т, поздовжній ухил i_к.т, кут укосу бортів a_{к. т}, довжина L_к.т у плані й будівельний обсяг V_к.т. (мал. 7.1.).

Рис.7.1. Загальний вид і план капітальної траншеї.

Ширина підстави капітальної траншеї визначається або видом кар'єрного транспорту, або спосо6ом її проведення. Мінімальна ширина підстави капітальної траншеї повинна бути не менш суми поперечного розміру транспортних засобів, безпечних зазорів між ними, поперечного розміру площадок, кюветів й інших елементів транспортних комунікацій. Вона повинна забезпечувати можливість проведення траншеї при прийнятій технологічній схемі й використовуваному встаткуванні.

Поздовжній ухил капітальної траншеї встановлюється залежно від виду кар'єрного транспорту. Залежно від поздовжнього ухилу капітальні траншеї діляться на похилі й круті.

Кут укосу бортів капітальної траншеї встановлюється залежно від строку її служби, фізико-технічних властивостей порід, ступеня їх обводненности. Він повинен забезпечити стійке положення її бортів. При тривалому терміну служби капітальної траншеї, проведеної в пухких і напівскельних породах, кут укосу її бортів повинен бути не більше кута природного укосу порід. У скельних породах його значення приймається в межах 50-60°.

Довжина капітальної траншеї є похідним параметром її глибини й поздовжнього ухилу:

коефіцієнт подовження траси

Нахил траншеї:

Для автотранспорту:

Будівельний обсяг капітальних траншів досягає сотень тисяч кубометрів. Від обсягу траншеї залежать механізація, технологія й строк її проведення.

Обсяг системи капітальних траншей зовнішнього закладення:

n - кількість уступів;

i - кут нахилу траншеї;

Об’єм капітальних траншеї внутрішнього закладення

Розрізні траншеї - горизонтальні відкриті гірські вироблення, призначені для підготовки розкритих обріїв до розробки, тобто для створення фронту робіт на уступах. Розробка уступу починається з розносу одного або обох бортів розрізної траншеї. Тому розрізна траншея - це тимчасове гірське вироблення, що існує тільки до початку відпрацьовування уступу (мал. 7.2).

Рис.7.2. Загальний вид і план капітальної й розрізної траншеї:

1-2 - розрізна траншея; 2-3 - капітальна траншея; 4 - контур кар'єрного поля.

Розрізна траншея є продовженням капітальної траншеї, що розкриває даний робітник обрій, і проводиться усередині контурів кар'єру. При розробці крутих покладів розрізні траншеї проводяться звичайно в напрямку, паралельному простяганню покладу. Глибина й довжина розрізної траншеї, як правило, відповідають висоті й довжині підготовлюваного до розробки уступу. Ширина підстави розрізної траншеї визначається з умови нормального розташування гірського й транспортного встаткування при виїмці першої заходки після проведення траншеї. Кут укосу її бортів приймається рівним куту укосу робочих уступів відповідно до фізико-технічних характеристик порід. Якщо один з бортів розрізної траншеї є частиною неробочого борта кар'єру, то кут укосу цього борта приймається рівним куту укосу неробочого уступу.

Обсяг  розрізної траншеї визначається по формулі:

7.2.1. Розрізні траншеї на добувних обріях.

7.2.2. Розрізні траншеї на розкривних обріях.

Загальний об’єм гірничих капітальних робіт по розкривним породам.

Загальний об’єм гірничих капітальних робіт по корисним копалинам.

min безпечна відстань від  нижньої бровки взірваної породи.

Z – ширина призми можливого обрушення

Для розкривних

А – ширина заходки екскаватора

Вибираємо екскаватор по висоті уступу       ЕКГ – 3,5

 - для ЕКГ

Система розробки та структура комплексної механізації.

Вибрали екскаватор

Для кор.коп-ЭКГ-12,5

Для роз.п.-ЭКГ-3,2

Ширина заходки виймального обладнання.

По ЕКГ – 12,5