Расчёт производительности буро-взрывных работ при разработке Шкурлатовского месторождения гранитов

       Коэффициент фильтрации изменяется  от 1,3 м/сут до 15,68 м/сут.

     Коэффициент водопроводимости изменяется от 7,44 м³/сут до 144,57 м³/сут.

     Среднее значение коэффициента водопроводимости составляет 53 м³/сут, среднее значение коэффициента фильтрации 6,53 м³/сут.

     Питание горизонта происходит, в основном, за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетекания из вышележащих водоносных горизонтов.

4. Водоносный, местами слабоводоносный старооскольский терригенный комплекс – D₃st:

     На  участке работ также развит повсеместно. Водовмещающие отложения представлены водоносными песчаниками ястребовской свиты верхнего девона. Водоносные песчаники залегают в толще аргиллитов. Воды напорные. Дебит изменяется от 0,42 л/сек до 0,9 л/сек при понижении соответственно 12,62 и 25,74 м. Удельный дебит находится в пределах 0,03 – 0,05 л/сек. м.

     Питание водоносного комплекса осуществляется как за счет перетекания, так и за счет инфильтрации атмосферных осадков.

5. Слабоводоносная архей-протерозойская зона кристаллических пород AR+PR:

     Водоносная  архей-протерозойская зона приурочена к коре выветривания гранитов. Характеризуется незначительной водообильностью. Дебит изменяется от 0,013 л/сек до 0,34 л/сек. Водоносная зона напорная. Питание происходит за счет перетекания из вышележащих водоносных горизонтов.

 

3. Вскрытие и система разработки.

3.1. Система вскрытия

      Разведанный участок месторождения расположен в долине ручья Гаврило. Размеры участка в плане 3,5 х 2,0 км. Отметки поверхности месторождения колеблются в пределах + 91м, + 94м.

      Полезное  ископаемое - гранит. Залегает на глубине  от 35 до 55 м. Особенностью месторождения является неоднородный состав вскрышных пород, которые по возрасту разделяются на четвертичные, меловые и девонские отложения.

      Шкурлатовское месторождение гранитов вскрыто  двумя внешними капитальными групповыми траншеями, которые вскрывают 3 вскрышных горизонта: аллювиальный, меловой, горизонт девонских отложений. Это позволяет производить транспортировку горных пород независимо с каждого горизонта.

      Принятая  система разработки месторождения  – комбинированная (сплошная и углубочная), с применением железнодорожного и автомобильного транспорта. Направление фронта горных работ – южное. Скорость продвижения фронта горных работ 45 метров в год.

      По  крепости гранитная толща относится  к самой высокой ХVII категории по СНиП.

      Добычные  работы ведутся с применением  буровзрывных работ.

      Для выемки вскрышных и добычных пород применяются одноковшовые экскаваторы цикличного действия. Комплекс механизации вскрышных работ представляет собой экскаваторно-транспортно-отвальный, добычных - экскаваторно-транспортно-разгрузочный.

      Транспортировка вскрышных пород во внешние отвалы осуществляется ж. д. транспортом.

      Взорванная  горная масса с добычных горизонтов транспортируются на ДСЗ железнодорожным  транспортом. На горизонте -19/-32м, -32/-44м, -44/-56м добычные работы частично производятся с отгрузкой горной массы в автомобильный транспорт и транспортируются в дробильно-сортировочный цех, включающий в себя: ДСУ-1 гор. -19м (ввод в эксплуатацию – 2005г.) и ДСУ-2 гор. -32 м (ввод в эксплуатацию – 2008г.). 

      3.2. Основные элементы разработки 

       Согласно  «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом», высота уступа при разработке одноковшовым экскаватором крепких пород с применением бурения при многорядном взрывании должна обеспечить развал породы высотой не более 1,5 кратной высоты черпания экскаватора ЭКГ-8УС, ЭКГ- 8И для данного типа экскаваторов. Примем высоту уступа равной 15 метров.

       Отметки добычных горизонтов, отрабатываемых в карьере:

Гор.+35 м,  гор.+20 м,  гор.+2 м,  гор.-15 м,  гор.-19 м,  гор.-32 м,  гор.–44 м, гор.-56м.

       Высота  уступа при отработке вскрышных  горизонтов + 95 м, + 80 м по песку и  мелам для экскаваторов ЭШ - 6/45 принимается  равной 15 м.

       Высота  уступа по аргиллитам и при зачистке кровли гранита для экскаваторов ЭКГ - 4У составляет от 5 до 15 м, отметки рабочих площадок + 50 м.

       Углы  откосов уступов принимаются  согласно проекта, в рабочем состоянии, равными 80 гр., при погашении - 55 гр.

     Прочие  элементы:

     Ширина  заходки по полезному ископаемому и полускальным вскрышным породам при многорядном расположении скважин составляет 18 м.

     Минимальная длина фронта работ на 1 экскаватор в соответствии с Нормами технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов при ж.д. транспорте должна составлять 400 м.

     В условиях Павловского карьера длина  фронта работ на каждом уступе колеблется в пределах 800 - 1 400 м.

     Режим работы по добыче гранита в соответствии с заданием на проектирование принят круглогодовой при непрерывной рабочей неделе.

 

      4. Процессы открытых горных работ.

     4.1. Вскрышные работы и отвальное хозяйство

      Производство  вскрышных работ в карьере  осуществляется на трёх горизонтах: + 50 м, + 80 м, + 95 м.

Гор. +95м  – выемка четвертичных пород в  объёме 860 т.м³ - ЭШ-6/45 №12, ЭШ-6/45 № 15.

Гор. + 80 м - выемка меловых пород в объеме 940 т.м³ - ЭШ - 6/45 № 17.

Гор. + 50 м - скальная вскрыша по цеху добычи в объеме 600 т.м³ будет отгружаться экскаватором ЭКГ- 4У № 21, ЭКГ –8УС № 5.

      Прием вскрыши на ж/д отвалах осуществляется следующими экскаваторами:

      Гор. + 115 м ЭКГ - 4,6 Б № 18  - 760 т.м³.

      Гор. + 145 м ЭКГ – 5А № 26 - 1010 т.м³.

      Гор. + 115 м ЭКГ – 5А № 29 - 630 т.м³

      Вскрышные породы Шкурлатовского месторождения  в народном хозяйстве не используются.

     Тракторно-бульдозерный цех является обслуживающим звеном. При производстве вскрышных работ используются бульдозера для планировки ж.д. трасс, подготовки трассы для экскаваторов ЭШ – 6/45, очистки габаритов ж.д. пути и т.д.

     Основные  ж. д. отвалы расположены:

     Отвал № 1 - в северо-восточной части земельного отвода, в пойме р. Гаврило,         в 1,5 км  от восточной траншеи карьера;

     Отвал № 2 - в юго-западной части земельного отвода в 300 м от автомобильной дороги Павловск – Шкурлат.

     Транспортная  связь карьера с отвалами осуществляется через ст. Породная, предназначенную для экипировки ж. д. составов и обработки вскрышных ж.д. составов. Отвалы располагаются на неудобных для сельскохозяйственных работ землях.

 

      4.2. Подготовка горных пород к выемке.

     4.2.1. Буровзрывные работы.

     Добычные  работы в карьере ОАО «Павловскгранит» ведутся с применением буровзрывных работ, бурение скважин производится буровыми станками типа СБШ - 250 МН, СБШ-160/200-40. Для подготовки взорванной горной массы в объеме 5109 тыс.м3 карьер располагает 12-ю буровыми станками . Объем бурения составляет 243 тыс. погонных метров.

     Буровзрывные  работы на ОАО «Павловскгранит» ведутся  хозяйственным способом. Для производства массовых взрывов используется ЭВВ гранэмит. Для разделки негабаритов, порогов и отдельных выходов гранита применяется аммонит №6ЖВ в шпуровых и накладных зарядах.

     1. Место проведения БВР     -  карьер.

     2. Коэффициент крепости взрываемых пород по шкале проф. Протодьяконова   -  до 18.

         По взрываемости все разрабатываемые  породы в карьере  разделяются на 3 класса:

      а) трудно разрушаемые,  класс I   -  гранит

              б) средне разрушаемые,  класс  П  -  гранит слабовыветрелый

              в) слабо разрушаемые,    класс  Ш  - аргиллиты,  сильно выветрелые   граниты.

     В зависимости от физико-механических  свойств породы, трещиноватости  и взрываемости производится расчет параметров расположения  скважин и зарядов.

     3. Метод взрывных работ - скважинные заряды.

     4. Способ  взрывания -  с применением неэлектрической  системы  «Эдилин», электроинициирование  с  помощью  прибора  УВВ – 1М,  электродетонаторами  ЭД – 24.

     5. Проектная высота уступов       - 15 м.

     6. Тип бурового оборудования      - станки СБШ-250 МН, СБШ-160/200, СБШ-160/200Д

     7. Диаметр  скважин                       -  215,9 мм.

     8. Количество   рядов скважин      - от 2 - х и более. 

     4.2.2. Расчёт параметров взрывных работ.

Определим величину линии наименьшего сопротивления   по  подошве W, м по формуле:

 W = 24*d *(Δ/q)^1/2                                                             [1]

            где: d – диаметр скважины, м, d=0,215 м, Δ – плотность заряжания, кг/дм³, Δ =1,5 кг/дм³ , q - расчетный удельный расход ВВ, кг/м³ , для гранэмита q=1,4 кг/м³

Тогда по формуле [1]: 

         W = 24 * 0,215*(1,5 / 1,4)^1/2     =  5,3 м. 

Определим глубину  перебура скважины  Lпер , м, по формуле: 

Lпер = 0,5* q* W                         [2] 

Lпер= 0,5 * 1,4 * 5,3 = 3,7 м. 

Определим общую глубину скважины L с , м, по формуле:  

L с  = Ну + L пер.                  [3] 

где Ну – высота уступа, м; Ну=15 м.

Тогда по [3]: Lc=15+3,7=18,7 м. 

Длина забойки Lзаб=0,6W=0,6*5,3=3 метра. 

Длина заряда L_з= Lc- Lзаб=18,7-3=15,7 м. 
 

Расстояние  между скважинами в ряду определим  по формуле:

а=m*W,  [4]

где m-относительное расстояние между скважинами в ряду, m=0,9-1,1.

Тогда по формуле [4]: а=0,9*5,3=5 м.

            Расстояние  между  рядами скважин  в, м определим по формуле: 

в=(0,9÷1,2)*W,  [5] 

тогда по формуле [5]: в=0,95*5,3=5 м.

Вместимость ВВ 1 п.м. скважины определяется по формуле:

              

Р = 785 *d² * Δ,  кг,        [6] 

     где:  Δ  -  плотность заряжания ВВ,       

             d   - диаметр скважины, м.

      Δ = 1,5 кг/дм³ ,  d = 0,215 м.

            Р = 785 х 0,215 ² х 1,5 = 55 кг. 

Вес  заряда  в  скважине  рассчитывается   по  формулам:

а)  для первого  ряда

Q₁ =Hу * W * а * q           [7]

б)  для второго  ряда и последующих рядов 

Q_n = q *в *a* Ну, кг.             [8] 

тогда по [7]: Q₁ =15*5,3*5*1,4 =556 кг.