Организация горно разведочных работ кратко

Обновлено: 02.07.2024

Условия, влияющие на организацию горно-разведочных работ. Выбор типа горно-разведочной выработки. Отбойка-выемка горных пород, буровзрывные работы. Расход воздуха и выбор вентилятора. Типы и конструкции крепи, их расчет. Способы и средства водоотлива.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.06.2011
Размер файла 1,0 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Содержание

    Глава 1. Условия проведения работ
  • 1.1 Условия, влияющие на организацию горно-разведочных работ
  • 1.2 Горно-геологические условия
  • Глава 2. Горно-разведочные выработки и способы их проведения
  • 2.1 Обоснование выбора типа горно-разведочной выработки
  • 2.2 Выбор параметров поперечного сечения горно-разведочной выработки
  • 2.3 Обоснование выбора способа проведения горно-разведочной выработки
  • Глава 3. Отбойка-выемка горных пород
  • Глава 4. Буровзрывные работы
  • 4.1 Выбор взрывчатого вещества
  • 4.2 Комплект шпуров
  • 4.3 Технические и технологические параметры
  • 4.4 Бурение шпуров
  • 4.5 Способы и средства взрывания
  • Глава 5. Вентиляция
  • 5.1 Рудничный воздух, способы проветривания горных выработок
  • 5.2 Расход воздуха и выбор вентилятора
  • Глава 6. Уборка, транспортировка горной массы
  • 6.1 Способы и средства уборки и транспортировки горной массы
  • Глава 7. Поддержание горно-разведочных выработок
  • 7.1 Горное давление и способы поддержания горных выработок
  • 7.2 Типы и конструкции крепи
  • 7.3 Расчет крепи и расхода крепежных материалов
  • Глава 8. Водоотлив
  • 8.1 Шахтные воды
  • 8.2 Способы и средства водоотлива
  • Глава 9. Освещение
  • Глава 10. Энергоснабжение, сигнализация и связь
  • 10.1 Энергоснабжение
  • 10.2 Связь и сигнализация
  • Глава 11. Организация горно-разведочных работ
  • Глава 12. Охрана окружающей среды и недр
  • Глава 13. Техника безопасности и охрана труда
  • Список используемой литературы

Глава 1. Условия проведения работ

Единственным условием, влияющим на проведение горно-разведочных работ, является расчлененность рельефа. Данное условие позволяет нам рассматривать два способа вскрытия рудного тела и после расчета трудозатрат выбрать наиболее оптимальный.

1.2 Горно-геологические условия

В данном разделе описываются горно-геологические условия и факторы, влияющие на проведение горно-разведочных работ. К ним относятся:

физические и физико-механические свойства;

горно-геологические факторы.

Они оформлены в таблицу 1.1.

Основные свойства горных пород и осложняющие факторы, влияющие на проведение горно-разведочных работ

Таблица 1.1

Плотность кг/м 3

Сланцы углистые глинистые

Разрез сложен разными по устойчивости породами. Сланцы оказываются неустойчивыми, а фосфориты и кварциты наоборот устойчивыми.

Пористость пород в разрезе меняется от 1% до 23%, от кварцитов до сланцев соответственно, преимущество составляют породы с пористостью 23%.

Коэффициент крепости колеблется от 2,7 до 17,1. Если у кварцитов коэффициент большой 17,1, то у сланцев он составляет всего 2,7.

По шкале абразивности породы: сланцы (малоабразивные), фосфориты (среднеабразивные), кварциты (повышенной абразивности).

По буримости породы представлены от VIII до XVI категориями, преимущество составляют породы VIII категории.

По взрываемости породы от легковзрываемых (0,35), до весьма трудновзрываемых (1,7). Также в разрезе имеются трудновзрываемые фосфориты (0,75).

Сланцы в разрезе сильнотрещиноватые, фосфориты практически составляют монолит, а кварциты малотрещиноватые (весьма крупноблочные).

Породы в разрезе обводнены, сила водопритока - 8 м 3 /ч.

горная разведочная выработка крепь

Глава 2. Горно-разведочные выработки и способы их проведения

Горно-геологической задачей является вскрытие тела полезного ископаемого (фосфориты пластовые) на отметке 830 м. Для решения этой задачи рассмотрим два варианта:

1) с поверхности до глубины 830 м необходимо провести вертикальную горную выработку (шурф), а на глубине 830 м необходимо использовать вскрывающую горизонтальную горную выработку (рассечку);

2) на отметке 830 м необходимо провести горизонтальную горную выработку (штольню).

2.2 Выбор параметров поперечного сечения горно-разведочной выработки

Так как заданием не указан отбор технологической пробы, приведём Sм к ближайшему типовому в соответствии с ГОСТ:

1) исходя из того, что глубина шурфа 30 м, для безопасного ведения горных работ и размещения необходимого оборудования выбираем сечение для вертикальной горной выработки Sм = 4,0 м 2 . Параметры шурфа: длина 2360мм, ширина 1700 мм.

2) в связи с тем, что вскрывающая горизонтальная выработка временная, крепление будет осуществляться лесом, следовательно, форма выработки трапециевидная. Длина рассечки 41 м, значит породу удобнее транспортировать скрепером, тогда выбираем ближайшее наиболее подходящее сечение Sм = 2,0 м 2 . Параметры рассечки следующие: обозначение сечения Т-2,0, Sсеч=2,0 м 2 , b1= 900 мм, b2=1320 мм, h=1850 мм. Параметры на проведение штольни будут такими же как и у рассечки.

2.3 Обоснование выбора способа проведения горно-разведочной выработки

Для обоснования выбора способа проведения горно-разведочной выработки используем метод сравнения трудозатрат, определенных для каждого из применяемых в нашем случае способов.

Результаты расчета трудозатрат приведены в таблицах № 2.1 - 2.6.

Проходка шурфа с применением БВР и подъемом породы механизированным способом. Бурение шпуров ручными перфораторами

Горно-разведочные работы занимают второе место после бурения по трудоемкости и стоимости и используются на всех стадиях геологического процесса. При региональных геологических исследованиях - геологической съемке проходится расчистки, канавы. На поисково-оценочной стадии на коренных рудопроявлениях для их оценки с поверхности проходятся канавы и шурфы с рассечками.

Траншеи, и глубокие шурфы,— применяют для поисков и разведки россыпных месторождений. Шурфы используются также для заверки неглубоких скважин, геофизических аномалий, а также взятия проб грунтов с ненарушенной структурой при инженерно-геологических изысканиях.

На стадии разведки подземные горные выработки — штольни, квершлаги, штреки, орты, уклоны, рассечки, восстающие, а также стволы разведоч­ных шахт становятся основным средством получения геологической информации до глубин порядка 1000 - 1500 м. при изучении сложных месторождений с высокой изменчивостью по мощности, содержаниям и др.

Большой объем горно-разведочные работы занимают при разведке месторождений благородных, цветных, редких металлов. Наиболее значителен объем горных работ в районах с сильно расчлененным рельефом. Особую роль горно-разведочные выработки играют при взятии крупнообъемных технологических проб большой массы. Кроме того, они позволяют достаточно детально и всесторонне исследовать морфологические, горнотехнические, в том числе и инженерно-геологические, характеристики рудных тел и вмещающих пород.

Горно-разведочные выработки можно проходить в комплексе с бурением подземных разведочных скважин. При оценке экономических и организационных характеристик горно-разведочных работ следует отметить отрицательные моменты: их сравнительно высокую трудоемкость, энергоемкость и материалоемкость в расчете на единицу информации, большую продолжительность и, наконец, повышенную степень опасности ввиду наличия таких факторов, как горное давление, постоянное применение взрывчатых веществ и возможное появление природных горючих газов. Часть расходов на горно-разведочные работы можно возместить, если выработки, пройденные на заключительных стадиях разведки месторождений, использовать при эксплуатации.

Организация производства горно-разведочных работ сильно зависит от энергетических возможностей партии, ведущей работы. Большая часть выработок проходится с использованием электрической энергии, вырабатываемой собственными передвижными или стационарными электростанциями.

Годовые объемы проходки подземных горных выработок (рассечек, штолен, штреков), предусматриваемые геологическими заданиями разведочных партий, часто не превышают 800-1000 м. В одной выработке число одновременно находящихся в работе забоев тоже невелико: 1-2, очень редко - 3. Кроме этого, на большинстве геологических объектов сравнительно небольшие объемы горно-разведочных выработок обычно весьма сильно рассредоточены на значительной площади (одиночные поисковые канавы и шурфы, короткие штольни). Это обусловливает невысокую степень использования проходческого оборудования.

Все горно-разведочные выработки делятся на поверхностные и подземные. К числу поверхностных выработок относятся:

1. копуши(сечение 0,2 -0,4 м 2 , глубина до 0,8 м) - проходятся для получения обломочного материала при поисках месторождений, образующих россыпи и промывке этого материала в лотке (месторождения золота, платины, олова и др.); Проходка осуществляется вручную при помощи лопаты, кайла. Работу выполняют 2 проходчика и техник-геолог.

Канавы и траншеи.

Цель проходки канав и траншей – вскрытие коренных пород (канавы располагается перпендикулярно к простиранию горных пород, траншеи располагаются параллельно);

3. расчистки – изометричные по форме выработки, которые проходят для вскрытия коренных пород при геологическом картировании или сооружении площадок под буровые. Глубиной до 1 метра и площадью до 100 кв. м. Проходят вручную в породах до 4 категории крепости, в мерзлых породах применяют отбойные молотки, в более крепких породах используют предварительное взрывное рыхление пород и уборку вручную или бульдозером.

4. шурфы(вертикальные горные выработки глубиной до 5 м).

Канавыи траншеи.Наибольший объем (65%) проходки разведочных канав самыми различными способами выполняется в породах I-IV категорий. В породах V-VIII категорий проходится около 15 % всего объема канав. Свыше 80 % разведочных канав приходится на местности с уклоном до 20°. Ежегодно проходится около 60% канав глубиной до 2 м и 30 % - глубиной от 2 до 3 м. Максимальная глубина проходки канав составляет – 6 м. Около 80 % разведочных канав имеют длину до 50 м. Для вскрытия всех рудных тел месторождения иногда проходят магистральные канавы длиной 150 – 200 м. Расстояния между канавами зависят от стадии работ и изменяются от 160 – 200 м (поисково-оценочная) до 30 – 40 м (разведка). Поперечное сечение канавы в форме трапеции и зависит от способа проходки и глубины выработки. Ширина полотна канавы -0,6-0,8 м (при ручной проходке) и 3,5 м (бульдозерной).

Экономика и организация проходки канав полностью зависят от способа проходки. Основной способ проходки канав – механизированный, при помощи землеройных машин (бульдозеров, экскаваторов, канавокопателей и скреперов).

Землеройная техника типа бульдозеров, экскаваторов и канавокопателей используется не только для самостоятельной проходки канав в рыхлых и талых грунтах, но и для уборки из канав скальной породы, предварительно разрыхленной буровзрывным способом.

Вопрос о выборе способа и механизма для проходки канав в конкретных условиях решается путем сравнения экономических показателей. Обязательно должны учитываться технологические и организационные ограничения, накладываемые конкретными условиями на тот или иной способ (минимальный объем, уклон местности, длина канавы, категории пород, расстояние от участка до базы). Ручной способ проходки канав применяют в небольших объемах, в труднодоступных, высокогорных районах, где невозможно использовать механизмы. Для усовершенствования бульдозерного способа проходки канав отвал бульдозера снабжен специальными зубьями и лемехами-рыхлителями. Эти усовершенствования позволяют применять бульдозер как проходческий механизм при работе в относительно твердых породах (до 4 категории, мерзлых). Внедрение землеройных механизмов при проходке канав позволило почти вдвое увеличить среднюю производительность этих работ, так как намного сократилась доля ручного труда.

При проходке канав для рыхления пород или бурения шпуров для взрывов могут быть применены мотоперфораторы. Это целесообразно при малых объемах работ и на отдельных труднодоступных участках.

При проходке больших объемов канав с применением буровзрывного способа (в мерзлых породах, при категориях с V по ХХ) и необходимости выполнения работ по ручной зачистке нижнего полотна канав, пройденных бульдозером, для проведения работ организуются комплексные бригады, состоящие из механизатора (бульдозерист) и рабочих занятых бурением шпуров, ручной зачисткой и опробованием. Оплата работ производится на единый наряд за участок канавы, подготовленный к опробованию. В состав бригады включают взрывника, компрессорщика (по совместительству – горнорабочего).

Технология процесса проходки канав состоит из бурения шпуров для рыхления породы (в один ряд — для экскаваторных канав и в два — для бульдозерных), заряжания и взрывания этих шпуров силами специального взрывника с обязательным присутствием горного мастера. Разрыхленная порода убирается землеройной техникой с максимальным обеспечением механизированной зачистки полотна канавы. Ручная зачистка должна составлять небольшую долю объема канавы. Производительность канавных работ в среднем за смену достигает 40-50 м 3 на одного работника проходческого звена. Проходку поверхностных горных выработок более рационально вести в весенне-летний период.

Горно-разведочные работы занимают второе место после бурения по трудоемкости и стоимости (около 15% от общей суммы затрат на геологоразведочные работы).

Горно-разведочные выработки могут использоваться на всех без исключения стадиях и подстадиях геологического процесса. При региональных геологических исследованиях, геологической съемке и общих поисках районов с рудопроявлениями проходится большой объем канав и шурфов, при наличии сильно расчлененного рельефа непосредственно в местах обнаружения рудопроявлений или ореолов рассеяния изредка проходятся короткие поисковые штольни. На коренных рудопроявлениях для их оценки с поверхности в ряде случаев проходят канавы и шурфы с рассечками. В необходимых случаях, а также при отборе валовых проб на этих стадиях проходятся подземные горные выработки.

Траншеи и особенно глубокие шурфы – основное средство поисков и разведки россыпных месторождений. Шурфы используются также для оценки достоверности опробования неглубоких скважин, геофизических аномалий, а также взятия проб грунтов с ненарушенной структурой при инженерно-геологических изысканиях.

На всех разведочных стадиях подземные горные выработки – штольни, квершлаги, штреки, орты, уклоны, бремсберги, восстающие и гезенки, а также стволы разведочных шахт становятся, наряду с разведочным бурением, основным средством получения геологической информации до глубин порядка 1000 м, являющихся пока техническим пределом для горнодобывающих работ.

Для многих месторождений запасы высоких категорий (А+В) могут быть разведаны только с помощью горно-разведочных выработок, так как получаемые при этом материалы более достоверны, чем при бурении. Такие полезные ископаемые, как слюда, пьезокварц, стройматериалы, и некоторые другие, разведуются преимущественно с помощью горно-разведочных выработок именно из-за специфики их опробования. Большой объем горно-разведочные работы занимают при разведке месторождений благородных металлов, олова и горно-химического сырья.

Горно-разведочные выработки можно проходить в комплексе с бурением подземных разведочных скважин: при этом существенно по сравнению с бурением скважин с поверхности сокращается время достижения заданной глубины. Уменьшаются также расходы на прокладку транспортных и других наземных коммуникаций для обслуживания буровых. Особенно важно это в условиях высокогорья, где погодные условия могут создавать угрозу безопасности объектов и их коммуникаций.

Поскольку горно-разведочные работы зачастую проводятся в таежно-лесистых, высокогорных и пустынных областях, где транспортное обслуживание работ затруднено и стоит очень дорого: часто применяется вьючный (11% участков) или вертолетный транспорт, к мобильности оборудования, его массе и энергоемкости предъявляются весьма жесткие требования.

Задачи горно-разведочных работ и специфические условия их проведения обусловливают целый ряд отличительных особенностей их организации. Так, годовые объемы проходки подземных горных выработок (рассечек, штолен, штреков), предусматриваемые геологическими заданиями поисковых и разведочных партий, не превышают 300–500, реже 800 м. В одной выработке число одновременно находящихся в работе забоев тоже невелико: 1–2, очень редко 3. Для сравнения отметим, что при подготовке к эксплуатации среднего по масштабам месторождения горнодобывающие организации проходят в год десятки тысяч метров горно-подготовительных капитальных и нарезных выработок, нередко проходка ведется одновременно в 5-6 забоях. Кроме этого, на большинстве геологических объектов сравнительно небольшие объемы горно-разведочных выработок обычно весьма сильно рассредоточены на значительной площади (одиночные поисковые канавы и шурфы, короткие штольни); концентрация около 70% подземных выработок составляет 0,5-2 км на участок. Это обусловливает невысокую степень использования проходческого оборудования.

Следует отметить, что при проведении наземных горно-разведочных работ необходимо учитывать дополнительные затраты на обязательную рекультивацию территории.

Повышение производительности труда при проведении горно-разведочных работ возможно только при комплексной механизации всех производственных процессов проходческого цикла, включая вспомогательные операции (поддерживание выработок, настилка путей, заряжание шпуров, перестановка перфораторов и т. д.).

Горно-разведочные работы занимают второе место после бурения по трудоемкости и стоимости и используются на всех стадиях геологического процесса. При региональных геологических исследованиях - геологической съемке проходится расчистки, канавы. На поисково-оценочной стадии на коренных рудопроявлениях для их оценки с поверхности проходятся канавы и шурфы с рассечками.

Траншеи, и глубокие шурфы — применяют для поисков и разведки россыпных месторождений. Шурфы используются также для заверки неглубоких скважин, геофизических аномалий, а также взятия проб грунтов с ненарушенной структурой при инженерно-геологических изысканиях.

На стадии разведки подземные горные выработки — штольни, квершлаги, штреки, орты, уклоны, рассечки, восстающие, а также стволы разведоч­ных шахт становятся основным средством получения геологической информации до глубин порядка 1000 - 1500 м. при изучении сложных месторождений с высокой изменчивостью по мощности, содержаниям и др.

Большой объем горно-разведочные работы занимают при разведке месторождений благородных, цветных, редких металлов. Наиболее значителен объем горных работ в районах с сильно расчлененным рельефом. Особую роль горно-разведочные выработки играют при взятии крупнообъемных технологических проб большой массы. Кроме того, они позволяют достаточно детально и всесторонне исследовать морфологические, горнотехнические, в том числе и инженерно-геологические, характеристики рудных тел и вмещающих пород.

Горно-разведочные выработки можно проходить в комплексе с бурением подземных разведочных скважин. При оценке экономических и организационных характеристик горно-разведочных работ следует отметить отрицательные моменты: их сравнительно высокую трудоемкость, энергоемкость и материалоемкость в расчете на единицу информации, большую продолжительность и, наконец, повышенную степень опасности ввиду наличия таких факторов, как горное давление, постоянное применение взрывчатых веществ и возможное появление природных горючих газов. Часть расходов на горно-разведочные работы можно возместить, если выработки, пройденные на заключительных стадиях разведки месторождений, использовать при эксплуатации.

Организация производства горно-разведочных работ сильно зависит от энергетических возможностей партии, ведущей работы. Большая часть выработок проходится с использованием электрической энергии, вырабатываемой собственными передвижными или стационарными электростанциями.

Годовые объемы проходки подземных горных выработок (рассечек, штолен, штреков), предусматриваемые геологическими заданиями разведочных партий, часто не превышают 800-1000 м. В одной выработке число одновременно находящихся в работе забоев тоже невелико: 1-2, очень редко - 3. Кроме этого, на большинстве геологических объектов сравнительно небольшие объемы горно-разведочных выработок обычно весьма сильно рассредоточены на значительной площади (одиночные поисковые канавы и шурфы, короткие штольни). Это обусловливает невысокую степень использования проходческого оборудования.

Все горно-разведочные выработки делятся на поверхностные и подземные. К числу поверхностных выработок относятся:

1. копуши (сечение 0,2 -0,4 м 2 , глубина до 0,8 м) - проходятся для получения обломочного материала при поисках месторождений, образующих россыпи и промывке этого материала в лотке (месторождения золота, платины, олова и др.); Проходка осуществляется вручную при помощи лопаты, кайла. Работу выполняют 2 проходчика и техник-геолог.

Наиболее применимой при проведении подземных горных выработок является цикличная схема (если основные технологические процессы осуществляются друг за другом в определенной последовательности).

В состав основных технологических процессов включаются следующие (в порядке очередности их проведения):

Отбойка-выемка горной породы;

Приведение забоя в безопасное состояние;

Уборка горной массы;

Транспортировка горной массы;

Далее определяем трудоемкость выбранных основных технологических процессов. Расчет производится в соответствии с затратами времени, необходимыми для каждого из них.

Время, затрачиваемое на отбойку-выемку горных пород с использованием буровзрывных работ, рассчитываем по формуле:

где tбур - время, затрачиваемое на бурение 1 погонного метра шпура (4 мин);

tзар - время, затрачиваемое на зарядку ВВ одного шпура (2 мин);

tвзр - время, затрачиваемое на взрывание шпуров (3 мин);

N - количество шпуров (11 шт)

tотб = 11*4 + 11*2 + 11*3 = 99 мин

Время, затрачиваемое на проветривание горной выработки по технике безопасности - 60 мин. Время, затрачиваемое на приведение забоя в безопасное состояние - 15 мин.

Время, затрачиваемое на уборку и транспортировку, определяется по формуле:

где V - объем взрываемой за цикл породы (14 м 3 );

Vс - объем транспортируемой за цикл скреперования породы (0,3 м 3 );

tц - продолжительность одного цикла (0,8 мин)

Продолжительность цикла определяется по формуле:

где L - протяженность скреперования (29 м);

Vраб - скорость рабочего хода (1,12 м/с);

Vхол - скорость холостого хода (1,5 м/с);

tпауз - продолжительность паузы (5 с)

tц = 29/1,12 + 29/1,5 + 5 = 50 с

Время, затраченное на крепление горной выработки приблизительно равно времени, затрачиваемому на уборку горной массы. Это время составляет: 360-99-60-15-37=149 мин.

Читайте также: