Закладочные работы

 

      Исходные  данные:

1. Глубина залегания горизонта  закладочных работ, H = 450 м.

2. Угол падения  рудного тела, α =85⁰.

3. Объемный вес налегающей толщи  пород, γ₁=2,6 т/м³.

4. Размер камер, a=18 м;  b=45 м;  h=35 м.

5. Ширина панели (блока), L = 75 м.

6. Вяжущее: цемент + шлак.

7. Заполнитель: хвосты обогащения.

8. Годовая производительность рудника, 1100 тыс. т/год. 
 
 

      Рассчитать:

1. Нормативную прочность твердой  закладочной смеси.

1.2 Состав закладочной  смеси.

1.3 Производительность  закладочного комплекса.

1.4 Диаметр трубопровода и длину участка самотечного транспортирования закладочной смеси. 

      Начертить технологическую  схему закладочного комплекса.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Рассматриваем камерную систему с двухстадийной  отработкой выработанного пространства.

1.1   Расчет нормативной прочности твердеющей закладочной смеси:

Определяем нормативную  прочность  σ_сж  камер первой очереди:

    σ_сж1 =, МПа,

где:

n – коэффициент запаса прочности, n = 1,7

К_ф – коэффициент формы целика, при ah  К_ф = 0,6+ 0,4∙

         К_ф = 0,6+ 0,4∙ = 0,81

К_д – коэффициент,  учитывающий прочность искусственного целика в динамике, при кратковременной нагрузке Кд=0,7

Кα – коэффициент, учитывающий угол залегания рудного тела, Кα = cos²α+ν∙sin²α, где:

ν - коэффициент бокового отпора, ν = 0,3

Кα = cos²90+ 0,3∙sin²90 = 0,31

H₁ – высота толщи, пригружающей искусственный целик, H₁ = L = 75 м

S – площадь кровли, приходящейся на искусственный целик

S = 2ab = 1620 м²

s – поперечная площадь искусственного целика

s = ab = 810 м²

γ₂ - удельный вес закладки, γ₂ = 2 т/м³ = 20 кН/м³

γ₁ = 2,6 т/м³ = 26 кН/м³

h₂ - высота искусственного целика, h₂ = h = 35 м. 

    σ_сж1=∙  

Определяем нормативную  прочность σ_сж2  камер второй очереди:

σ_{сж2 =}

К_н – коэффициент, учитывающий степень нагружения искусственного массива налегающими породами, К_н = 0,8

σ_сж2 = 2,11 МПа

Проведем проверку устойчивости закладочного массива в обнажении.

При высоте обнажения 35м нормативная прочность σ_сж3 = 4,5 МПа

Из трех значений нормативных прочностей  выбираем наибольшее, которое будет удовлетворять всем требованиям. Таким образом,  рекомендуемая нормативная прочность закладочного массива для наших условий:

σ_сж  = 6,76 МПа. 

1.2   Определение состава закладочной смеси:

Тип закладочной  смеси:

(Ц'+Ш)+К+П+В

Определение количества вяжущего вещества:

Выберем цемент марки М500.

Ц' =,

Ш = 600 - Ц'

 Где:

σ_ц -  предел прочности эталонной закладки, для цемента марки М500 σ_ц = 11,2 МПа

a, b – коэффициенты, зависящие от марки цемента, a = 0,0074; b = 0,83; с = 0,01; d = 0,78

σ_сж  - нормативная прочность

Ц = = 81,4 кг

Ш = 600 - 81,4 = 518,6 кг.

Определим расход крупного и мелкого наполнителей:

К+П = ,

Где:

ВЖ – суммарное количество вяжущего, ВЖ = 600 кг

ρ_зц – плотность зерен вяжущего вещества, ρ_зц=3050 кг/м³

В – ориентировочный  расход воды, для нашего состава, В=450 л/м³

k – доля крупного заполнителя в общей массе заполнителей, для дробленой породы, k= 0,4

ρ_зп – плотность мелкого заполнителя, ρ_зп = 2650 кг/м³

ρ_зк – плотность зерен крупного заполнителя, ρ_зк = 2600 кг/м³

К+П = = 929 кг

Определим количество  крупного и мелкого наполнителя

К = k (К+П)= 0,4929 = 371,6 кг

П = (К+П)- К= 929 - 371,6 = 557,4 кг 

1.3 Определение производительности закладочного комплекса:

Исходя из годовой  производительности  рудника,  определяем требуемый объем закладочного материала:

V_зм = _kyk_в  , м³/год 

Где:

Р – годовая производительность рудника, Р=1900000 т

γ_р – объемный вес руды, γ_р= 3 т/м³

k_y – коэффициент уплотнения закладочного материала, k_y=1,1

k_в – коэффициент выноса мелких фракций, k_в=1,06

V_зм = 1,11,06 = 738466 м³/год

Определим  часовую  производительность закладочного комплекса:

Q_пч = _{, м}³/час

Где:

N_д – количество дней в году, N_д=305дней

N_см – 3 смены в сутки

Т_см – время смены, Т_см = 7ч

Т_пз – время заключительно-подготовительных операций, Т_пз =0,5 ч

k_п - коэффициент технологических простоев, k_п = 0,87

Q_пч = = 142,7 м³/час 

1.4 Определение диаметра трубопровода и длины участка самотечного транспортирования закладочной смеси:

Определение диаметра трубопровода:

d = 18, 8_{, мм}

V_п – скорость движения закладочной смеси в трубопроводе, V_п = 0,6 м/с

d = 18, 8 = 290 мм

Произведем расчет максимальной длины горизонтального  участка самотечного транспорта:

L_c = k_зпH (10γ₂/Δρ-1)-h-∑L_экв , м

Где:

∑L_экв – суммарные потери напора в коленах и закруглениях,

∑L_экв = l₁n₁ + l₂n₂, м

n₁=3, n₂=2 - количество закруглений

l₁ - длина закруглений, под углом 90⁰

l₂ – длина закруглений, под углом 45⁰

∑L_экв = 312 + 62 = 48м

k_зп – коэффициент заполнения вертикального става закладки, k_зп = 0,75

Н – высота вертикального  става

γ₂ - удельный вес закладочной смеси, кН/м

Δρ – удельные потери давления при движении смеси, Δρ=70 гПа/м

h – остаточный напор струи на выходе, h=2м

L_c = 0,75450(1020/70 - 1)-2-48 = 928 м. 
 
 

Министерство  образования и науки РФ

Московский  Государственный Горный Университет 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине:

"Подземная  разработка месторождений полезных  ископаемых"

на тему:

"Закладочные  работы" 
 
 
 

                                                

 

                                                                                                   

  Выполнил:

 студент  гр. ТПР-2-08

                                                                                                      Акимкин С.А.

                                                                                                      Проверил: Савич Г.В. 
 
 
 

                                                              Москва 2011