Дипломная работа: Автоматизированное проектирование параметров взрывных работ на Акжалском карьере

Содержание

Введение……………………….…………………………..…………….........
1 Горно-технологические характеристики сложноструктурных блоков и
основы их взрывного разрушения………………..……………..
1.1 Геологические и горнотехнические условия разработки Акжалского
месторождения………………………..….…………………………………......
1.2 Горно-технологические характеристики сложноструктурных
блоков………………………...……………………………………….................
1.3 Параметры зон разрушения массива пород при скважинных
зарядах……..…………………………………………………………………….
1.4 Определение радиусов зон разрушения в полигонных
условиях……........................................................................................................
Автоматизированное проектирование параметров взрывных работ….

2.1 Определение параметров расположения зарядов во взрываемом
блоке………………………...…………………………………………………...
2.2 Автоматизированное проектирование параметров взрывных работ на
Акжалском карьере…………………………………………………………......
2.2.1 Структура программного обеспечения………………………………….
2.2.2 Описание программного интерфейса……………………………………
3 Экономическая часть…………………………………………………………
3.1 Расчет экономической эффективности от внедрения комплекса
программ «Автоматизированное проектирование параметров взрывных
работ»……………………………………………………………………………
3.2 Расходы по статье «Материалы»…………………………………………..
4 Безопасность жизнедеятельности ………………………………………….
4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при
производстве горных работ согласно проекту……………………………….
4.2 Цель охраны труда………………………………………………………….
4.3 Метод борьбы с вибрацией и шумом……………………………………..
4.4 Мероприятия по техники безопасности…………………………………..
4.4.1 Безопасность ведения горных работ…………………………………….
4.4.2 Безопасность ведения отвальных работ…………………………………
4.4.3 Безопасность эксплуатации горных машин и комплексов…………….
4.4.4 Безопасность эксплуатации транспортных машин……………………..
4.4.5 Электробезопасность……………………………………………………..
4.5 Санитарно-бытовое и медицинское обслуживание трудящихся………..
4.6 Мероприятия по пожарной безопасности и предупреждению аварий……
4.7 Расчет противопожарного водоснабжения………………………………..
4.8 Мероприятия по охране атмосферного воздуха………………………….
Заключение…..……...…………………………………………………………..
Список использованных источников…..……………………………………..
Геологические и горнотехнические условия разработк Акжалского месторождения
В геологическом строении района основное распространение имеют
скальные породы, представленные песчаниками, туфо-песчаниками с
прослоями туфов и известняков. В основном рудовмещающими породами
являются массивные известняки. Мощность рудной зоны 15-20м. Падение
крутое, южное до обратного. Размеры и формы отдельных рудных тел весьма
разнообразны. Длина их колеблется от нескольких сантиметров до 10-15м,
редко достигает 50-100м, мощность 0,5-10м. Небольшое количество рудных
тел может быть оконтурено. Горизонты сложены одним и тем же типом
свинцово-цинковых руд.
По химическому составу среди руд выделены свинцово-цинковые и
существенно цинковые. Цинк является главным и наиболее распространенным
компонентом месторождения. Содержание цинка в рудах колеблется от следов
до 61%. Среднее содержание цинка в контуре проектируемого карьера,
составляет – 4,62%. Свинец менее распространен. Содержание его колеблется
от следов до 55,5%. Среднее содержание свинца в рудах карьера – 0,61%.
Другие полезные компоненты имеют подчиненное значение.
Вмещающие породы представлены массивными известняками, реже
скарнированными и ороговикованными известняками, диоритами и
диабазовыми порфиритами. Коэффициенты крепости породы и руды по шкале
М. Протодъяконова колеблятся в пределах от 6 до 20. Наиболее высокий
коэффициент крепости 7-13. Объемная плотность балансовых сульфидных руд
3 т/м3, забалансовых – 2,7 т/м3, смешанных 2,5 т/м3, вмещающих пород 2,6-
2,7 т/м3. Влажность руды составляет в среднем 0,87%, коэффициент
разрыхления 1,5, содержание свободного кремнезема в рудах 2,3%. Физико-
механические свойства пород и руд Акжалского месторождения приведены в
таблице 1.1.
По степени трещиноватости массивы пород Акжалского месторождения
в основном относятся к сильнотрещиноватым, среднетрещиноватым и
малотрещиноватым. В качестве характеристики трещиноватости пород принят
акустический показатель. Акустический показатель трещиноватости
определялся по методике, разработанной под руководством В. В. Ржевского
[9]. Средние значения скоростей продольной волны в массиве и акустического
показателя трещиноватости приведены в таблице 2.2. Из таблицы видно, что
наименьшие значения скоростей наблюдаются в сильнотрещиноватых,
умеренные – в малотрещиноватых массивах. Причем в первом случае скорость
продольной волны в массиве в два с лишним раза меньше, чем в образцах. Это
обусловливает меньшую акустическую жесткость пород в массиве.
Анализ показателей трещиноватости, приведенных в табл.1.2,
показывает, что диорит-порфириты, бугристый известняк с А=0,10–0,13
относятся к сильнотрещиноватым (среднеблочным), крупнозернисты
мраморизованный известняк с А=0,18–0,30 к среднетрещиноватым
(крупноблочным), скарнированный известняк с А=0,37–0,40 к
малотрещиноватым (весьма крупноблочным) породам.
Таблица 1.2 – Акустические характеристики пород Акжала

Рудные тела пластообразные и линзовидные. Залегают они в основном,
согласно напластованию толщи массивных известняков и повторяют их
складчатое строение.
По данным изучения горных выработок, забоев карьеров и керна
буровых скважин на месторождении выделяются следующие
морфологические типы оруденения:
- пластообразные залежи;
- седловидные рудные тела;
- рудные жилы в трещинах скола и разрыва;
- рудные штокверки (прожилково-вкрапленные руды);
- вкрапленные руды;
- рудный цемент в дробленых известняках.
За истекший период ведения горных работ на месторождении Акжал,
карьер Центральный достиг следующих размеров: длина – 2600м, ширина –
700м, глубина – 190м, результирующие углы откоса бортов карьера 40-470,
высота рабочих уступов 10м. Достигнутая производительность в настоящее
время 750 тыс. т. руды в год. К настоящему времени дно карьера достигло
отметки 460м. Параметры основных элементов системы разработки
приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Параметры основных элементов системы разработки
Для выемки вскрышных пород используются экскаваторы ЭКГ-8И и
ЭКГ-5А. На добыче руды задействованы в основном экскаваторы ЭКГ-5А.
Транспортирование вскрышных пород и руды производится автосамосвалами
БелАЗ-7539 (75 т) и БелАЗ-7523 (42 т). В карьере и на отвалах используются
бульдозеры типа Т-330 и ДЭТ-250.
На буровых работах на вскрышных и добычных уступах используются
станки шарошечного бурения типа СБШ-250 МН для бурения вертикальных и
наклонных скважин диаметром 215, 243, 269мм. Для отработки маломощных
участков рудных тел, постановки бортов карьера в предельное положение и на
вспомогательных работах задействованы самоходные буровые установки
СБУ-125 с диаметром скважин 105-125мм.
Бурение взрывных скважин по породам вскрыши, как правило,
производится по сетке 7 х 7м. В крепких монолитных породах
(скарнированные известняки) бурение производится по сетке 6 х 6м. При
ведении буровзрывных работ при добыче руды сетка скважины сужается до 4
х 4м.
Заряжание скважин производится зарядной машиной МЗ-4,
оборудованной, и имеющей производительность 15 т/час. Транспортирование
сыпучего материала и забойки скважин осуществляется машиной ЗС-1М.
Взрывание скважин многорядное, короткозамедленное. Время замедления для
трудновзрываемых пород 25, 35 мс, для легковзрываемых – 50 мс. Основные
показатели буровзрывных работ приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Показатели буровзрывных работ Акжалского карьера
При ведении добычных работ в сложных горно-геологических условиях
(малая мощность и протяженность рудных тел, изменяющиеся углы падения
рудных тел в пределах уступа и др.), в целях сокращения потерь и
разубоживания руды, предусматривается разделение 10-ти метрового уступа
по высоте на два подуступа по 5м. В этих случаях, несмотря на сложные
геологические условия залегания рудных тел, обеспечивается рациональная
полнота использования запасов полезных ископаемых.
Средняя длина транспортирования пород вскрыши 4,1км, руды из
карьера 7км, руды с отвалов бедных руд 1,5км.
Время погрузки породы вскрыши на автосамосвал БелАЗ-7523
экскаватором ЭКГ-5А: составляет 3,64 мин.; на БелАЗ-7523 экскаватором
ЭКГ-8И – 2,52 мин.; на БелАЗ-7549 экскаватором ЭКГ-5И -5,91 мин, на
БелАЗ-7549
экскаватором ЭКГ-8И –4,2 мин.. Время погрузки руды на
автосамосвал БелАЗ-7523 экскаватором ЭКГ-5А: tn=2,11 мин.
Время рейса при транспортировке вскрышных пород автосамосвалом
БелАЗ-7549 при погрузке экскаватором ЭКГ-8И - 35 мин., автосамосвалом
БелАЗ-7523 при погрузке экскаватором ЭКГ-8И - 33 мин., автосамосвалом
БелАЗ-7523 при погрузке экскаватором ЭКГ-5А - 34 мин.
Транспортировка руды автосамосвалом БелАЗ-7523 при погрузке
экскаватором ЭКГ-5А - 50 мин.
Горно-технологические
характеристики
сложноструктурных
блоков
Типизации сложноструктурных блоков по причине их усложненности в
условиях действующих карьеров не находят применения.
Кроме того, пока отсутствуют технические средства, позволяющие точно
зафиксировать границы раздела между разносортными рудами или между
рудными включениями и вмещающими породами, приходится
довольствоваться замерами через два метра по глубине скважин. При такой
информации невозможно зафиксировать рудные включения мощностью менее
два метра.
Исходя из этого обстоятельства и
на основе обобщения данны
карьеров цветной металлургии Казахстана, нами предлагаются следующие
модели сложноструктурных блоков (рисунок 1.1). Блок «а» сложен из трех
разнородных горизонтальных слоев, блок «б» сложен из разнородных слоев с
наклоном в сторону отработки, блок «в» – то же с наклоном в обратную
сторону отработки, блок «г» сложен из вертикальных разнородных слоев.
Типизация сложноструктурных блоков предполагает их упорядочение
для выбора схем отработки и имеет ценность лишь в том случае, если
упомянутые каким-то образом будут оценены количественно.
Искомые технологические характеристики сложноструктурных блоков
должны взаимоувязывать между собой все геометрические параметры их
геолого-морфологического строения. Только в таком случае они будут
объективно отражать естественное состояние изучаемого объекта и
способствовать более полному извлечению полезных ископаемых из недр за
счет назначения наиболее эффективных технологий буровзрывных и
выемочно-погрузочных работ в условиях конкретных сложноструктурных
блоков. В качестве искомых горно-геологических показателей могут быть
рассмотрены сравнительно легко измеряемые величины:
- коэффициент рудонасыщенности блока;
Рисунок 1.1 – Сложноструктурные блоки сложенные: а – из
горизонтальных разнородных слоев; б – из разнородных слоев с наклоном в
сторону отработки; в – из разнородных слоев с наклоном в обратную сторону
отработки; г – из вертикальных разнородных слоев

Число сечений зависит от протяженности сложноструктурного блока.
Каждое сечение охватывает зону протяженностью равной, как правило,
расстоянию между скважинами в ряду.
На практике открытых горных работ при использовании современной
мобильной выемочно-погрузочной техники высота сложноструктурного
добычного уступа обычно не превышает – 10м, а наименьшая ширина заходки
по целику составляет – 8-10м. При взрывном дроблении таких блоков выемка
слоя полезного ископаемого мощностью ниже 2,5м оказывается экономически
не выгодной, а порой технически – не возможной. Поэтому нижнее
значение рассматриваемого показателя может быть принято равным 0,25, а
верхнее значение – 0,75. Это означает, что в большинстве случаев
коэффициент
рудонасыщенности сложноструктурного блока лежит в пределах 0,25-
0,75.
Исходя из изложенного и разумного шага между группами,
сложноструктурный блок по степени рудонасыщенности может быть
подразделен на:
- более рудонасыщенный (kрн = 0,75-0,6);
- умеренно рудонасыщенный (kрн = 0,6-0,4);
- менее рудонасыщенный (kрн = 0,4-0,25).
Численные значения предлагаемых горно-геологических показателей
сложноструктурных блоков приведены в таблице 1.5.....