2.8.2. Транспортировка породы

Транспортировка п.и. с участков карьера на склад будет осуществляться автосамосвалами типа БелАЗ 75450, грузоподъемностью 45т.

Выбор данного типа автотранспорта обусловлен рациональным соотношением объема кузова самосвала и вместимостью ковша экскаватора Komatsu 1250-7, работающего в составе единого погрузочно-транспортного комплекса. При геометрическом объеме кузова самосвала БелАЗ 75450 равном 21,5 м³ в кузов помещается объем п.и., соответствующий объемам ковша экскаватора Komatsu 1250-7.

Режим работы автотранспорта, задействованного на транспортировке породы - 12 часов в смену. Количество рабочих дней в году 360.

2.8.3 Определение коэффициентов использования грузоподъемности и емкости кузова автосамосвала.

Масса п.и в ковше экскаватора:

(2.74)

где: k_H - коэффициент наполнения ковша выемочно-погрузочной машины, (0,8);

k_p - коэффициент разрыхления породы в ковше 1,45;

γ - плотность породы в целике изменяется в зависимости от типа экскавируемых пород ( для п.и – 2,62).

По добыче:

q_p=5,5*0,8/1,45*2,62= 8т

Число ковшей, необходимых для загрузки кузова автосамосвала по его грузоподъемности рассчитывается с округлением до ближайшего целого.

(2.75)

По добыче:

n_k=45/8= 5шт

Для предотвращения перегруза автосамосвала принимаем для добычных работ n_k=5.

где: Q - грузоподъемность автосамосвала по технической характеристике, (45т).

Масса п.и., загружаемой экскаватором в кузов автосамосвала.

(2.76)

По добыче:

Q_p=5*8= 40т

Коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала БелАЗ 75450 находится по формуле

(2.77)

К_гр=40/45= 0,9

Объем п.и. в ковше выемочно-погрузочной машины:

V_p=Е*k_гр*k_у (2.78)

V_p=5,5*0,9*0,8= 4

где: k_y - коэффициент уплотнения, учитывающий уплотнение разрыхленной п.и при погрузки ее в автосамосвал (k_y =0,8).

Объем п.и., загружаемой экскаватором в кузов автосамосвала.

(2.79)

V_a=4*5= 20м³

Коэффициент использования емкости кузова автосамосвала.

(2.80)

где: V_k - емкость кузова автосамосвала по технической характеристике, 21,5м³.

По добыче:

k_в=20/21,5= 0,93

2.8.4 Расчет скорости движения автосамосвала

В зависимости от типа дорожного покрытия и категории дорог устанавливаются значения удельного сопротивления на всех участках карьерной трассы.

Нахождение времени рейса и производительности автосамосвала

(2.81)

t_дв=60*3/30= 6мин- для добычных работ

где: l_y - длина участка,1,5 км.

V – скорость автосамосвала БелАЗ 75450 30 км/ч

Определяется время погрузки автосамосвала

(2.82)

t_пог=5*30/60=2,5 мин - для добычных работ

где: n_k - целое число ковшей, погружаемых в автосамосвал;

t_ц - время цикла экскаватора 30 с.

Находится полное время рейса для транспортировки п.и:

Т_р = t_дв + t_пог + t_рз + t_доп , мин (2.83)

где: t_дв - суммарное время движения в грузовом и порожнем направлениях, мин;

t_рз - время погрузки автосамосвала, мин (2 мин);

t_доп - дополнительное время на маневры, мин (2 мин).

Т_р=6+2,5+2+2= 12,5мин

Устанавливается сменная эксплуатационная производительность автосамосвала:

(2.84)

где: Qp - фактическая грузоподъемность автосамосвала, т; Тсм - длительность смены, ч; Кв - коэффициент использования сменного времени.
Qсм=60*40*11/12,5*0,73= 1542т/см

Определим число автомашин обслуживающих один экскаватор при непрерывной работе по формуле:

N_а=T_р/t_пог (2.85)

где: t_пог - время погрузки автосамосвала;

Т_р - полное время рейса для транспортировки п.и.

N_а=12,5 /2,5=5 автосамосвалов

Таким образом,для работы на карьере необходимо использовать 5 автосамосвалов.

2.9 Отвалообразование

2.8.1 Конструкция отвалов и их параметры

Технологический процесс размещения пустых пород и некондиционного полезного ископаемого, удаляемых при открытой разработке и строительстве, есть отвалообразование.

Отвалообразование в комплексе вскрышных работ является важным процессом потому, что, во-первых, объем отвальных пород очень значителен (в несколько раз больше объемов добываемого полезного ископаемого), во-вторых, от организации отвальных работ зависит успешность работы вскрышного транспорта[8].

Способы отвалообразования зависят, прежде всего, от вида применяемого транспорта и типа рабочего оборудования. При автомобильном транспорте применяются (чаще всего) бульдозерные и экскаваторные отвалы.

По размещению относительно контура карьера отвалы делятся на внешние и внутренние, а по стационарности - на постоянные и временные.

Отвал по своей конструкции представляет собой насыпь горной массы, состоящую, как правило, из несколько слоев (ярусов) и имеющую в плане в общем случае криволинейную форму или чаще близкую к прямоугольнику.

Основными параметрами отвала являются: высота отвала и отвального уступа (яруса), длина и ширина отвала ширина отвальной заходки, площадь земельного участка, занимаемого отвалом, площадь горизонтальных площадок и поверхности откосов отвала, угол откоса яруса, угол погашения борта отвала, угол рабочего борта отвала.

2.9.2 Выбор способа и технологии отвалообразования

При применении автомобильного транспорта целесообразно принять бульдозерную схему отвалообразования. Для снижения затрат на отвалообразование будет рационально транспортировать вскрышные породы в бурты по периметру карьера.

Таким образом, бульдозерный способ отвалообразования в данном случае является эффективным способом отвалообразования.

2.9.3 Расчет бульдозерного отвалообразования

На отвалообразовании используем бульдозер ЧТЗ Т-170.

Вскрышные породы будут вывозиться бульдозером в бурты, расположенные по периметру карьера. Углы откосов бурта приняты равным 45⁰ высота 5 м.

Протяженность буртов составит:

L=W/S_бур, м (2.86)

где: -объем пород, подлежащих размещению в отвале за срок его существования, м³;

S_бурт- площадь поперечного сечения бурта.

S_бурт=1/2*h*(a+b), м² (2.87)

где: h-высота бурта,5 м;

1. верхняя часть бурта,5 м;

2. основание бурта,15м.

S_бурт=1/2*5*(5+15) = 50 м²

L=892258/50=1785м

2.10 Карьерный водоотлив

Гидрогеологические условия площади работ обусловлены климатическими, геоморфологическими и геолого-структурными особенностями района.

Климат района резко континентальный. Среднегодовая температура воздуха составляет +14°С, среднегодовое количество осадков - 411 мм/год, максимальное количество эффективных (твердых) осадков - 62 мм/год, ливневых - 100 мм/сут. Высота снежного покрова не превышает 39-50 см. Преобладают ветры юго-восточного направления, летом — северо-восточного направления. Испаряемость 700-900 мм/год.

Территория района является водоразделом бассейнов рек: Колутон - с севера, Ишим - с юга, Селеты - с востока, представляя собой вытянутый в субширотном направлении платообразный водораздел с очень пологими, слабо изрезанными склонами, наклоненными к долинам рек. Гидрографическая сеть района работ развита слабо и представлена небольшими притоками реки Ишим в южной части и истоками реки Селеты в восточной части, а также многочисленными логами, представляющими собой в верховьях широкие с пологими склонами долины. В средней части логов появляются вымоины, а в нижних — крупные, часто обрывистые овраги и плёсы, заполненные пресными и солоноватыми водами.

В пределах исследованной территории выделены комплексы, связанные с подземными водами:

-современных аллювиальных отложений. Водовмещающими являются песчано-гравийно-галечные отложения. Мощность водоносного комплекса достигает 15 м, глубина залегания уровня воды варьирует от 19 до 23 м, дебит достигает 1.2 л/с/;

-верхнечетвертичных-современных делювиально-аллювиальных отложений. Мощность водоносного комплекса составляет более 8,0 м, уровень подземных вод находится на глубине 5,1-9,0 м;

-интрузивных образований ордовика - среднего девона, представленных гранитами.

-осадочных отложений верхнетурнейского (русаковский горизонт) и нижне-средневизейских подъярусов нижнего карбона, представленных песчаниками, алевролитами, мергелями и известняками.

Глубина залегания зеркала-грунтовых вод соответствует среднему горизонту распространения подземных вод +370 м.

Ниже дается краткая характеристика гидрогеологических условий месторождения.

Гидрогеологические условия месторождения в существенной степени определяются водоносной зоной трещиноватости интрузивных образований. Водоносная зона трещиноватости гранитов распространена по всей площади участка. Водоносной в пределах участка является зона открытой трещиноватости гранитов. Подземные воды напорные, мощность водосодержащих пород в контурах карьера составляет 15 м. Коэффициент фильтрации гранитов определен по результатам гидрогеологических работ при разведке месторождения строительного камня «Дамса» и составляет 0,06 м/сут. При карьерной отработке участка водопритоки будут формироваться за счет подземных вод зоны трещиноватости гранитов.

Подземные воды развиты в большинстве стратиграфических подразделений, однако, по условиям залегания, химическому составу, минерализации и производительности водопунктов, они отличаются большим разнообразием. В районе работ выделены следующие водоносные горизонты и комплексы:

Водовмещающие породы отличаются разнообразным литологическим составом и представлены глинистыми песками и галечниками, супесями и суглинками. Мощность водовмещающих пород колеблется от3,0 до 8,0 м.

Подстилается водоносный горизонт, как правило, аллювиальными глинами, мезозойской корой выветривания или третичными глинами. На некоторых участков аллювиальные водоносные отложения залегают непосредственно на скальном основании, и в пределах этих площадей воды аллювиальных отложений гидравлически связаны с водами палеозойских образований.

Воды верхнечетвертичных-современных отложений безнапорные, порового типа. Глубина залегания подземных вод изменяется от 1,5 до 5,0.

Водообильность аллювиальных отложений имеет прямую зависимость от литологического состава пород и мощности водоносного горизонта.

В долинах рек Колутон, Аршалы. Талкара и др. водообильность невысокая. Дебиты скважин скважин и колодцев изменяется от 0,2 до 0,5 л/сек.

Питание водоносного горизонта в аллювиальных отложениях происходит за счет атмосферных осадков, талых и паводковых вод, а так же в отдельных местах за счет подземных вод палеозойских пород.

Амплитуда колебаний за период наблюдений составила по отдельным скважинам 0,3-0,6 м. Минимальные уровни грунтовых вод наблюдается в сентябре-ноябре месяцах.

Минерализация вод аллювиальных отложений колеблется в широких пределах и изменяется от 3 до 19г/л.

По химическому составу воды смешанные, преобладает хлоридный и сульфатный тип.

Небольшая и невыдержанная мощность и фациально изменчивый литологический состав, как по площади, так и в вертикальном разрезе, не способствует сколь-либо значительному накоплению естественных запасов пресных подземных вод.

Данный водоносный горизонт практического значения не представляет

Подземные воды зоны открытой трещиноватости гранитоидов (γ).

Подземные воды в описываемом районе имеют широкое распространение. Водовмещающие породы представлены гранитами.

Водоносность интрузивных пород тесно связана с трещиноватостью верхней части разреза, мощность которой по данным бурения достигает 45,0-50,0 м.

Подземные воды на некоторых участках (р.ц. Алексеевка) обладают слабым напором, в большинстве случаев со свободным уровнем.

Подземные воды интрузивных пород, в основном пресные, реже слабо солоноватые. По типу подземные воды от гидрокарбонатных кальциевых до хлоридных натриевых.

В настоящее время воды широко используются населением поселков и сел для хозпитьевых целей.

Водопритоки в карьер будут формироваться за счет дренирования подземных вод зоны трещиноватости гранитов участка, а также за счет атмосферных осадков паводкового периода и кратковременных ливневых дождей летом.

Расчет водопритоков за счет дренирования подземных вод в карьер.

Приток воды из водоносного горизонта в карьер определен по формуле «большого колодца»:

Коэффициент фильтрации, по результату проведенной откачки в скважине №1 пробуренной на участке Дамса составляет 0,06 м/сутки. По результатам гидрогеологических работ с целью поисков подземных вод для водоснабжения районных центров Алексеевка и Шортанды коэффициент фильтрации подземных вод, зоны открытой трещиноватости интрузивных пород составляет 1,7м/сутки среднее значение между ранее проведенными работами и проведенной откачкой на участке Дамса – 1 м/сутки.

Где:

Q – приток воды в карьер, м³/сут;

F– средняя площадь осушаемых пород в пределах контура карьера, равна – 163890 м²;

Н – мощность обводненной зоны – 15 м;

μ – водоотдача пород – 0,2 по О.Б. Скиргелло;

Т – период откачки дренажных вод принимается 365 суток;

К – коэффициент фильтрации пород –1 м/сут;

r⁰ – приведенный радиус «большого колодца», м;

R – радиус депрессионной воронки, м.

Средняя мощность обводненной зоны (Н) принимается как мощность трещиноватой зоны в гранитах.

Радиус депрессионной воронки рассчитывается для карьера по формуле:

,

где r₀ – приведенный радиус "большого колодца" на глубине 60 м;

Таким образом, при м радиус депрессионной воронки составит:

Расчет притока воды за счет атмосферных осадков, выпадающих непосредственно на площади карьера, выполняется по формуле:

, м³/сут

где,

- коэффициент поверхностного стока для бортов и дна карьер, сложенных скальными породами (=0,9).

- коэффициент удаления снега из карьера(=0,5)

F – площадь карьера по верху, м²

N – максимальное количество твердых осадков (с ноября по март) составляет 65мм;

Т – период откачки снеготалых вод принимается равным 20 суткам (средняя продолжительность таяния снега).

Приток в карьер снеготалых вод составит:

Расчет притока воды за счет ливневых осадков, выпадающих непосредственно на площади карьера, выполнен исходя из фактического наиболее интенсивного ливня. Эти водопритоки имеют разовый, очень кратковременный период, рассчитываются по формуле:

, м³/сут

где, F – площадь карьера по верху;

φ – коэффициент простираемости ливневых дождей, равен 1,0;

N – максимальное количество ливневых осадков, равен 0,1;

t – возможная продолжительность ливня, равная 24 час.

Сводные данные по возможным водопритокам в карьер приведены в таблице

Таблица

Величина возможных водопритоков в карьер.

Источники водопритоков в карьер.	Водопритоки
	м3/сут	м3/час	л/сек
Постоянные водопритоки за счет карьерных вод	2303	96	26,7
Водопритоки за счет атмосф. осадков паводкового периода	361,1	15,0	4,2
Разовый водоприток, за счет ливневых дождей	22222,5	925,94	257,2

Месторождение Дамса будет эксплуатироваться вахтовым методом. Водоснабжения питьевой водой вахтового поселка будет осуществляться за счет привозной воды из поселка Шортанды, расположенного в 2,5 км к юго-западу от карьера. Обеспечение работ водой технического назначения возможно за счет карьерных вод или из близлежащего искусственного водоема.

Водоотведение карьерных вод может осуществляться на карьере в ближайший искусственный пруд, не большие объемы карьерных вод не могут оказать существенного влияния на естественные режимы водоема и подземных вод.

Откачка подземных вод ведется с углубления в площадке уступа, зумпфа, электрическими насосами ЦНС-105-392. Для откачки внутрикарьерных вод предусматривается 2 насоса (1 в работе, 1 в резерве). Общая производительность насосной станции 105 м³/час.