RU2258810C2 - Method for kimberlite pipe development under difficult hydrogeological conditions - Google Patents
Method for kimberlite pipe development under difficult hydrogeological conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258810C2 RU2258810C2 RU2001114098/03A RU2001114098A RU2258810C2 RU 2258810 C2 RU2258810 C2 RU 2258810C2 RU 2001114098/03 A RU2001114098/03 A RU 2001114098/03A RU 2001114098 A RU2001114098 A RU 2001114098A RU 2258810 C2 RU2258810 C2 RU 2258810C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ore
- pulp
- quarry
- mining
- kimberlites
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к горной промышленности и создано применительно к отработке глубокозалегающих кимберлитовых трубок в криолитозоне со сложной гидрогеологией. Изобретение предназначено для условий разработки уникальных месторождений алмазов в экстремальных климатических условиях Севера.The invention relates to the mining industry and is created with reference to the development of deep-lying kimberlite pipes in the permafrost zone with complex hydrogeology. The invention is intended for the development of unique diamond deposits in extreme climatic conditions of the North.
Уровень техникиState of the art
Известен способ ведения горных работ в сложных гидрогеологических условиях, включающий изоляцию поступающей в карьер воды от водоносных пластов путем сооружения гидравлических завес вокруг карьерного пространства и последующую отработку осушенных блоков техникой и технологией открытых горных работ [1].There is a method of mining in difficult hydrogeological conditions, including the isolation of water entering the quarry from aquifers by constructing hydraulic curtains around the quarry and the subsequent development of drained blocks using open cast mining equipment and technology [1].
Недостатком способа являются значительные затраты на осушение месторождения и на захоронение части подземных вод (рассолов) в подземные коллекторы или специальные хранилища на дневной поверхности, которые отрицательно влияют на окружающую природную среду.The disadvantage of this method is the significant cost of draining the field and for the burial of part of the groundwater (brines) in underground reservoirs or special storage facilities on the surface, which adversely affect the environment.
Известен также способ отработки глубоких горизонтов месторождений с применением гидроизоляции, включающий сооружение тампонажной завесы вокруг карьера путем закачивания в скважины под высоким давлением специальных тампонажных растворов, которые, заполняя трещины в массиве горных пород и застывая, создают защитный экран против поступления пластовой воды в карьерное пространство, а отработку месторождения ведут с применением технологии открытых работ. При этом в качестве тампонажных растворов используют вязко-пластичные и быстросхватывающие смеси [2].There is also known a method of working out deep horizons of fields using waterproofing, including the construction of a grouting curtain around a quarry by pumping special grouting solutions into wells under high pressure, which, filling cracks in the rock mass and solidifying, create a protective screen against formation water entering the quarry space, and the development of the field is carried out using open-source technology. In this case, viscous-plastic and quick-setting mixtures are used as grouting mortars [2].
Недостатком способа является большая трудоемкость, значительные затраты и низкая надежность такой конструкции. Последний недостаток приводит к частичным «проскокам» пластовых вод в выработанные пространства карьеров и усложняют ведение горных работ, ухудшают санитарно-гигиенические условия труда на рабочих местах и, в конечном итоге, допускают загрязнение окружающей природной среды.The disadvantage of this method is the high complexity, significant costs and low reliability of such a design. The latter drawback leads to partial “breakthroughs” of formation water into the depleted quarry spaces and complicate mining operations, worsen sanitary and hygienic working conditions at workplaces and, ultimately, allow environmental pollution.
Известен также способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий рыхление и погрузку горной массы в передвижной бункер-питатель, транспортирование ленточным конвейером до зумпфа-смесителя, превращение горной массы в пульпу, откачку пульпы передвижной землесосной установкой и дальнейшее ее транспортирование по пульповоду до обогатительной фабрики и гидроотвал [3].There is also known a method of open-cast mining of mineral deposits, including loosening and loading the rock mass into a mobile hopper-feeder, transporting it to a sump mixer by a conveyor belt, converting rock mass into pulp, pumping the pulp with a mobile dredging plant and further transporting it through the slurry conduit to the concentration plant and hydraulic dump [3].
Однако данный способ характеризуется ограниченной областью применения для месторождений с рыхлыми отложениями, допускает значительное разрушение окружающей среды, загрязняя водные бассейны. Кроме того, применение такого способа зависит от климатических условий региона и наличия поблизости месторождения водных источников.However, this method is characterized by a limited scope for deposits with loose deposits, allows significant destruction of the environment, polluting water basins. In addition, the application of this method depends on the climatic conditions of the region and the availability of nearby water sources.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ открытой подводной разработки месторождений полезных ископаемых, включающий рыхление горной массы в водной среде, подъем пульпы с помощью эрлифта и дальнейшее транспортирование горной массы по пульповоду до обогатительной фабрики [4].Closest to the invention in technical essence is a method of open underwater mining of mineral deposits, including loosening the rock mass in the aquatic environment, lifting the pulp using an airlift and further transporting the rock mass through the slurry line to the concentration plant [4].
Основным недостатком такого способа является ограниченная область применения для рыхлых горных пород, для скальных кимберлитов способ не может быть приемлем, так как скальные кимберлиты требуют взрывного разрушения, что значительно снижает выход качественного кристаллосырья на стадии добычи.The main disadvantage of this method is the limited scope for loose rocks, for rock kimberlites the method may not be acceptable, since rock kimberlites require explosive destruction, which significantly reduces the yield of high-quality crystalline raw materials at the mining stage.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность изобретения заключается в том, что в способе разработки кимберлитовых трубок в сложных гидрогеологических условиях, включающем рыхление горных пород, превращение ее в пульпу и транспортирование по пульповоду земснарядом, перед вскрытием подмерзлотных водоносных горизонтов со дна карьера проходят скважину большого диаметра до конечной глубины отработки, сооружают наклонный ствол, который соединяют на данной глубине со скважиной, после которого в карьерное пространство пускают подмерзлотный высоконапорный рассол, на поверхность водоема размещают эрлифтный земснаряд, на дно водоема опускают бульдозер-рыхлитель с ударным исполнительным органом, рыхление предварительно разупрочненных рассолом кимберлитов производят бульдозером по спиралевидным заходкам, разрушенную мелкую фракцию руды эрлифтом по пульповоду транспортируют на обогатительную фабрику, крупную фракцию через скважину и наклонный ствол, оборудованный скиповым подъемником, подают на поверхность к складу руды, а отработку кимберлитовой трубки ниже дна карьера ведут под вертикальными углами погашения бортов без производства вскрышных работ.The essence of the invention lies in the fact that in a method for the development of kimberlite pipes in difficult hydrogeological conditions, including loosening rocks, turning it into pulp and transporting it with a dredger through a slurry line, a large borehole passes to the final mining depth before opening the permafrost aquifers from the bottom of the quarry, an inclined shaft, which is connected at a given depth to the well, after which a sub-permafrost high-pressure brine is launched into the quarry, on the surface the airlift dredger is placed on the pond, a bulldozer-ripper with a shock executive body is lowered to the bottom of the pond, kimberlites pre-softened with brine are loosened by spiral batches, the destroyed small fraction of ore is transported by an airlift through a pulp pipe to the ore processing plant, the ore processing unit is transported to the beneficiary with a skip hoist, they are fed to the surface to the ore depot, and the kimberlite pipe is mined below the bottom of the quarry at vertical angles blanking the sides without stripping.
В предлагаемом способе новыми признаками в сравнении с прототипом являются:In the proposed method, new features in comparison with the prototype are:
- разработка нового принципа открытой подводной отработки глубоких горизонтов кимберлитовых трубок путем затопления карьерного пространства подмерзлотными рассолами, разупрочнения скальных кимберлитов рассолом и последующего их доразрушения под водой механическим рыхлением, подъема горной массы эрлифтным земснарядом;- development of a new principle of open underwater mining of deep horizons of kimberlite pipes by flooding the quarry space with permafrost brines, softening rocky kimberlites with brine and their subsequent crushing under water by mechanical loosening, lifting the rock mass with an airlift dredger;
- применение нового принципа формирования бортов глубоких горизонтов карьеров под вертикальными углами без подпорных стенок и специальных защитных конструкций;- application of the new principle of forming the sides of the deep horizons of quarries at vertical angles without retaining walls and special protective structures;
- применение новой схемы рассредоточения грузопотоков руды по мелким и крупным фракциям, причем мелкую фракцию со дна карьера транспортируют на поверхность по пульповоду эрлифтом, а крупную - через скважину большого диаметра, кессонный штрек и наклонный ствол на склад руды;- the use of a new scheme of dispersion of ore cargo flows into small and large fractions, and the small fraction from the bottom of the quarry is transported to the surface by airlift pulp duct, and the large fraction through a large diameter well, coffer drift and an inclined shaft to the ore warehouse;
- применение кессонного штрека, в котором находящийся рассол отжимается сжатым воздухом в камеру для отжатого рассола.- the use of a caisson drift, in which the brine located is squeezed with compressed air into the chamber for squeezed brine.
Указанные новые признаки исключают недостатки существующих способов разработки месторождений полезных ископаемых и обеспечивают следующие усиленные положительные свойства:These new features eliminate the disadvantages of existing methods for developing mineral deposits and provide the following enhanced positive properties:
- применение нового принципа отработки месторождений кимберлитовых трубок под водой снизит затраты на горные работы за счет ликвидации системы водоотлива, буровзрывных работ при выемке руды из подмерзлотных горизонтов, а также сведет до минимума вредные выбросы из карьеров в окружающую среду;- application of the new principle of mining kimberlite pipe deposits underwater will reduce mining costs by eliminating the drainage system, drilling and blasting operations when mining ore from permafrost horizons, and will also minimize harmful emissions from quarries into the environment;
- внедрение нового принципа формирования бортов карьера в подмерзлотной зоне под вертикальными углами позволит вести горные работы в карьерном пространстве без производства вскрышных работ;- the introduction of a new principle for the formation of open pit walls in the permafrost zone at vertical angles will allow mining in the open pit without overburden operations;
- разупрочнение кимберлитов в среде рассола безвзрывным способом, разделение горной массы на мелкие и крупные фракции в процессе добычи с транспортированием по разным технологическим схемам обеспечат существенное повышение выхода крупного класса ювелирных алмазов.- softening of kimberlites in a brine medium in an explosive-free way, separation of rock into small and large fractions during production with transportation according to different technological schemes will provide a significant increase in the yield of a large class of jewelry diamonds.
Способ поясняется чертежами. На фиг.1 на поперечном разрезе карьера изображена технологическая схема открытой подводной отработки кимберлитовой трубки; на фиг.2 - план подводной части карьера по линии А-А; на фиг.3 - транспортный и вентиляционный наклонные стволы; на фиг.4 - схема определения средней длины откатки.The method is illustrated by drawings. Figure 1 on a cross section of a quarry depicts a process diagram of an open underwater mining kimberlite pipe; figure 2 is a plan of the underwater part of the quarry along the line aa; figure 3 - transport and ventilation inclined shafts; figure 4 - scheme for determining the average length of the rollback.
Способ осуществляется следующим образомThe method is as follows
Карьер кимберлитовой трубки 1 отработан до кровли водоносного горизонта 2. После достижения горными работами кровли водоносного пласта проходят скважину большого диаметра 3 до конечной глубины отработки 4, наклонные стволы 5 до соединения со скважиной 3. Пускают в карьерное пространство пластовую воду до образования водоема 6, глубина которого определяется величиной напора пластовой воды. На поверхности водоема устанавливают земснаряд 7 с эрлифтом 8 и с всасывающим наконечником 9, а на дно водоема помещают бульдозер-рыхлитель 10. В наклонном стволе 5 размещают скиповой подъемник 11. Разработку подмерзлотной части кимберлитовой трубки 1 осуществляют следующим образом. Бульдозер-рыхлитель 10 производит рыхление частично разупрочненных рассолом скальных кимберлитов спиральными заходками 12, начиная от устья скважины большого диаметра 3 до конечной границы горизонта. Причем для лучшего разрушения кимберлитов спиралевидные ходы бульдозера ориентируют по двум встречным направлениям. Затем с помощью эрлифта 8 производят извлечение и транспортирование образовавшейся мелкой фракции по пульповоду до обогатительной фабрики 13. Более крупную фракцию руды, которая не прошла через эрлифт, бульдозером подают к устью скважины 3, по которой руда под собственным весом вначале попадает на задвижки 14 скважины, а затем она грузится в скипы 15, которые доставляют руду на рудный склад 16. При необходимости ремонта скипового подъемника рассол из шлюзового штрека 17 с использованием шлюзовых задвижек 18 выдавливается в кессонную камеру 19. На складе производится доразрушение руды с использованием эффекта фазовых температурных колебаний окружающей среды резкоконтинентального климата Севера, а затем мелкодробленая руда подается на обогатительную фабрику 13. С целью обеспечения вентиляции предусмотрены два ствола 5, которые соединены между собой сбойками 20. Один из стволов является монтажным и служит для перемещения рабочих, вспомогательного оборудования и проветривания. Для нормальной работы горнорабочих и экономичной эксплуатации скипового подъема угол наклона обоих стволов принят 30°.The quarry of the
Пример конкретного выполнения способаAn example of a specific implementation of the method
Для раскрытия технической сущности и преимуществ предлагаемого способа приведен пример, где исходные данные приняты следующими: Нк - конечная глубина карьера, Нк=530 м; Нп - промежуточная глубина карьера (до кровли водоносного горизонта), Нп=330 м; γп - угол откоса борта карьера в многолетнемерзлых породах, γп=49°; Др - диаметр рудного тела, Др=300 м; Кк - крепость кимберлита по шкале проф. Протодьяконова, Кк=5; qк - объемный вес кимберлитов, qк=2,5 т/м3;To disclose the technical nature and advantages of the proposed method, an example is given where the initial data are taken as follows: N to - the final depth of the quarry, N to = 530 m; N p - the intermediate depth of the quarry (to the roof of the aquifer), N p = 330 m; γ p - angle of slope of the side of the quarry in permafrost, γ p = 49 °; D p - the diameter of the ore body, D p = 300 m; K to - kimberlite fortress on the scale of prof. Protodyakonova, K to = 5; q to - volumetric weight of kimberlites, q to = 2.5 t / m 3 ;
1. Расчет сокращения объемов вскрышных работ в контуре карьера1. The calculation of the reduction in the volume of stripping operations in the contour of the quarry
Сокращение объемов вскрышных работ ΔVк за счет отработки запасов руды в пределах глубин 330-530 м под вертикальными углами составит:The reduction in the volume of stripping operations ΔV k due to the development of ore reserves within the depths of 330-530 m at vertical angles will be:
ΔVк=Vк-Vп-Qк, ΔVk = V to -V p -Q to
где Vк - объем карьера при погашении его бортов под традиционными углами до проектной глубины, м3;where V to - the volume of the quarry when paying off its sides at traditional angles to the design depth, m 3 ;
Vп - объем промежуточного карьера, м3;V p - the volume of the intermediate quarry, m 3 ;
Qк - объемы отрабатываемых запасов руды, м3.Q to - the volume of ore reserves mined, m 3 .
С использованием формулы усеченного конуса находим:Using the formula of a truncated cone we find:
где Дк, Дп - диаметр карьера по дневной поверхности соответственно при глубинах Нк и Нп, мwhere D to , D p - the diameter of the quarry on the day surface, respectively, at depths N to and N p , m
Дп=Др+2Нп*ctgγп=300+2*330*0,87=874 мD p = D p + 2H p * ctgγ p = 300 + 2 * 330 * 0.87 = 874 m
Дк=Др+2Нп(ctgγп=300+2*530*0,87=1222 м.D k = D p + 2H p (ctgγ p = 300 + 2 * 530 * 0.87 = 1222 m.
ΔVк=160,9 млн.м3 ΔV k = 160.9 million m 3
То есть при внедрении предлагаемого способа для отработки карьера до глубины 530 м потребовалось бы с применением традиционной технологии вынуть 160,9 млн.м3 вскрышных пород.That is, when implementing the proposed method for mining a quarry to a depth of 530 m, it would be necessary using conventional technology to remove 160.9 million m 3 of overburden.
2. Обоснование выхода крупного класса ювелирных алмазов при предлагаемом способе2. The rationale for the release of a large class of jewelry diamonds with the proposed method
В качестве примера содержание ювелирных алмазов на 1 м3 добываемых кимберлитов условно принято равным 0,23 ct на один кубометр кимберлитов.As an example, the content of jewelry diamonds per 1 m 3 of mined kimberlites is conventionally assumed to be 0.23 ct per cubic meter of kimberlites.
Выход ювелирных алмазов оценивается по следующей формуле:The output of jewelry diamonds is estimated by the following formula:
П=100-(К1+К2+К3+К4+К5), %,P = 100- (K 1 + K 2 + K 3 + K 4 + K 5 ),%,
где K1 - доля разрушаемости алмаза при бурении, %;where K 1 - the share of destructible diamond during drilling,%;
К2 - то же при взрыве, %;K 2 - the same with the explosion,%;
К3 - то же при погрузке и транспортировке, %;K 3 - the same when loading and transporting,%;
К4 - то же при обогащении, %;K 4 - the same with enrichment,%;
K5 - то же при ювелирном производстве, %.K 5 - the same with jewelry production,%.
По экспериментальным данным приближенные значения показателей установлены следующими:According to experimental data, approximate values of the indicators are established as follows:
K1 - 4%K 1 - 4%
К2 - 12%K 2 - 12%
К3 - 3% (2% при погрузке и 1% при транспортировке)To 3 - 3% (2% during loading and 1% during transportation)
К4 - 18%K 4 - 18%
К5 - 5%, тогда:To 5 - 5%, then:
П=100-(4+12+3+18+5)=58%P = 100- (4 + 12 + 3 + 18 + 5) = 58%
В нашем случае без применения буровзрывных работ выход ювелирных алмазов определяется по формуле:In our case, without the use of blasting, the output of jewelry diamonds is determined by the formula:
П=100-(A1+А2+А3+А4), %,P = 100- (A 1 + A 2 + A 3 + A 4 ),%,
где A1 - доля разрушаемости алмазов при рыхлении бульдозером;where A 1 - the share of destructible diamonds when loosening a bulldozer;
А2 - при транспортировке;A 2 - during transportation;
А3 - при обогащении;And 3 - during enrichment;
А4 - при ювелирном производстве.And 4 - in jewelry production.
A1 принимаем 2%, тогда:A 1 accept 2%, then:
П=100-(2+3+18+5)=72%P = 100- (2 + 3 + 18 + 5) = 72%
Сравнивая полученные результаты по разрушаемости алмаза при выемке кимберлитов буровзрывной технологией и земснарядом, имеем, что доля выхода крупного класса ювелирных алмазов в предлагаемом способе возрастет до 14%.Comparing the obtained results on the destructibility of diamond during the extraction of kimberlites by drilling and blasting technology and a dredger, we have that the yield of a large class of jewelry diamonds in the proposed method will increase to 14%.
3. Расчет производительности эрлифта3. The calculation of the performance of airlift
Исходными данными для расчета производительности эрлифта являются: геометрическая высота подъема Н и расход пульпы Q. При этом определяют диаметры труб, глубину погружения форсунки, расход воздуха, давление и мощность компрессора.The initial data for calculating the performance of airlift are: geometric lift height N and pulp flow Q. In this case, the pipe diameters, nozzle immersion depth, air flow, pressure and compressor power are determined.
Диаметры труб выбирают в зависимости от заданного расхода пульпы. В данном случае при Q=75-120 л/с принимаем пульпоподъемную трубу D=250 mm, воздухопроводящую трубу d=88 mm, обсадную трубу Dобс=450 mm.The diameters of the pipes are selected depending on the specified flow rate of the pulp. In this case, at Q = 75-120 l / s we take the pulp-lifting pipe D = 250 mm, the air-conducting pipe d = 88 mm, the casing D obs = 450 mm.
Для характеристики глубины погружения форсунки вводим так называемый коэффициент погружения трубы К, равныйTo characterize the nozzle immersion depth, we introduce the so-called pipe immersion coefficient K equal to
К=Н/Нк-H+h/Hг=1+h/Hг K = N / N to -H + h / H g = 1 + h / H g
Значение коэффициента К выбирают в зависимости от заданной геометрической высоты подъема Нг. В свою очередь величина коэффициента К определяет КПД эрлифта ηэрл:The value of the coefficient K is selected depending on a given geometric lift height N g . In turn, the value of the coefficient K determines the efficiency of the airlift η airl :
При Нг=30-60 м, К=2,0-2,2When N g = 30-60 m, K = 2.0-2.2
ηэрл=0,5-0,54η Earl = 0.5-0.54
Затем определяют:Then determine:
Н=К Нг=2,0*50=100 мN = K N g = 2.0 * 50 = 100 m
Глубина погружения форсунки h (под динамический уровень)Nozzle immersion depth h (below dynamic level)
h=Н-Нг=(К-1)Нг=50 мh = H-H g = (K-1) H g = 50 m
Удельный расход воздуха q0 (на 1 м3 пульпы) рассчитывают по формуле, полученной для изометрического сжатия воздуха,The specific air flow q 0 (per 1 m 3 pulp) is calculated by the formula obtained for isometric compression of air,
Общий расход воздуха Wк (м3/мин) компрессора равенThe total air flow rate W to (m 3 / min) of the compressor is
Wk=a1a2q0Q,W k = a 1 a 2 q 0 Q,
где Q - заданный расход пульпы, м3/мин,where Q is the specified flow rate of the pulp, m 3 / min,
a1 и a2 - коэффициенты, учитывающие соответственно температуру воздуха t и высоту над уровнем моря ▽a 1 and a 2 are coefficients that respectively take into account air temperature t and altitude ▽
при t°C=0°Сat t ° C = 0 ° C
a1=1,06 a2=0,92 ▽=600 мa 1 = 1.06 a 2 = 0.92 ▽ = 600 m
Wк=1,06*0,92*5,58*120=653 м3/минW k = 1.06 * 0.92 * 5.58 * 120 = 653 m 3 / min
Пусковое давление Рп (МПа) компрессора при статическом уровне пульпы в зумпфе равноStarting pressure P p (MPa) of the compressor at a static pulp level in the sump is
Рп=0,01(Н+Нг.ст+hтр I)=0,01(100+30+5)=1,35 МПа,P p = 0.01 (H + H gg + h Tr I ) = 0.01 (100 + 30 + 5) = 1.35 MPa,
где Нг.ст - геометрическое расстояние от уровня земли до статического уровня пульпы, м;where N gst - the geometric distance from the ground level to the static level of the pulp, m;
hтр I - гидравлические потери напора в воздушной трубке, 2-5 МПа.h Tr I - hydraulic pressure loss in the air tube, 2-5 MPa.
Рабочее давление Рк (МПа) компрессора равноThe operating pressure P to (MPa) of the compressor is
Рк=0,0098(h+hтр I)=0,098(100-50+5)=0,54 МПаP k = 0.0098 (h + h tr I ) = 0.098 (100-50 + 5) = 0.54 MPa
По величинам рабочего давления Рк и общего расхода воздуха Wk подбирают по каталогам компрессор и рекомендуемый к нему двигатель.According to the values of the working pressure P k and the total air flow rate W k , the compressor and the engine recommended for it are selected from the catalogs.
При проектировании смесителя эрлифта диаметры отверстий принимают равными 3-6 мм, а число их назначается такое, чтобы суммарная площадь отверстий была в 1,5-2 раза больше площади сечения воздушной трубы.When designing an airlift mixer, the diameters of the holes are taken to be 3-6 mm, and their number is assigned such that the total area of the holes is 1.5-2 times larger than the cross-sectional area of the air pipe.
Объем воздушного ресивера Vр(м3) при расходе воздуха Wk<30 м3/мин рассчитывают по формулеThe volume of the air receiver V p (m 3 ) at an air flow rate W k <30 m 3 / min is calculated by the formula
Принимаем компрессор марки В300-2К мощностью 224 кВт и расходом охлаждающей воды 13,0 м3/час.We accept a V300-2K brand compressor with a capacity of 224 kW and a cooling water flow of 13.0 m 3 / h.
4. Расчет скипового подъема4. Calculation of skip lift
а) Исходные данные к расчетуa) The source data for the calculation
Н=330 м - средняя глубина карьера.N = 330 m - the average depth of the quarry.
β=30° - угол заложения наклонных стволов.β = 30 ° - the angle of inclined trunks.
γ=2,5 т/м3 - объемный вес породы.γ = 2.5 t / m 3 - volumetric weight of the rock.
fк=5 - коэффициент крепости по проф. М.М.Протодьяконову.f to = 5 - coefficient of strength according to prof. M.M. Protodyakonov.
аmax=100 см - максимальный кусок, поступающий в скважину (принят по техническим возможностям бульдозера-рыхлителя).and max = 100 cm - the maximum piece entering the well (adopted according to the technical capabilities of the bulldozer-ripper).
Qсм=200 т/см - сменная производительность подводного бульдозера-рыхлителя на подаче крупных кусков в скважину.Q cm = 200 t / cm - interchangeable productivity of an underwater bulldozer-ripper for feeding large pieces into the well.
аср=40 см - средний размер куска, поступающего в скважину.and avg = 40 cm - the average size of the piece entering the well.
ω=0,008 - удельное сопротивление движению.ω = 0,008 - specific resistance to movement.
б) Технический расчетb) Technical calculation
1. Определяем часовую производительность скипового подъема1. Determine the hourly capacity of the skip hoist
, ,
где Кн - коэффициент неравномерности поступления груза (Кн=1,1);where K n - the coefficient of uneven receipt of the cargo (K n = 1,1);
tп.з. - время подготовки бульдозера-рыхлителя к работе 1 час.t c.p. - the preparation time of the bulldozer-ripper for
2. Согласно схеме предлагаем среднюю длину откатки (фиг.4).2. According to the scheme, we offer the average length of the rollback (figure 4).
а) размеры скипа:a) skip dimensions:
Ширина скипа В по максимальному куску амах=100 смSkip width B for the maximum piece a max = 100 cm
В=2,5 амах=2,5 мB = 2.5 and max = 2.5 m
Для удобства погрузки принимаем скип в форме квадратного ящика, тогда его длина В=С его ширине. Высота скипа по задней стенке hз=1,6 м, по передней стенке hп=1,0 м, принята по углу заложения ствола 30°.For the convenience of loading, we take a skip in the form of a square box, then its length B = C its width. The height of the skip along the rear wall h z = 1.6 m, along the front wall h p = 1.0 m, taken at a bore angle of 30 °.
б) Определяем объем скипа Vc b) Determine the volume of skip V c
в) Определяем грузоподъемность скипаc) Determine the capacity of the skip
σс=Vc*γ=8,125*2,5=20,3 т≈20 т=20000 кгσ c = V c * γ = 8.125 * 2.5 = 20.3 t≈20 t = 20,000 kg
г) Определяем собственную массу скипаd) Determine the own weight of the skip
Так как породы некрепкие, f=5, а коэффициент разрыхления Кр=1,6 высокий из-за наличия крупнокусковой горной массы, то плотность в разрыхленном состоянии γраз,Since the rocks are not strong, f = 5, and the loosening coefficient K p = 1.6 is high due to the presence of lumpy rock mass, the density in the loosened state is γ times ,
, ,
то принимаем сварную конструкцию скипа в виде ящика на ходовой тележке. Тогда приведенная масса qc одного сантиметра скипа:then we accept the welded construction of the skip in the form of a box on the undercarriage. Then the reduced mass q c of one centimeter of skip:
Отсюда масса скипа М=qc*В=9,0*250=2250 кг.Hence the mass of the skip M = q c * B = 9.0 * 250 = 2250 kg.
С учетом ходовой тележки масса скипа принята в расчете Мс=4500 кг.Given the undercarriage, the weight of the skip is accepted in the calculation of M s = 4500 kg.
4. Определение времени рейса (с)4. Determination of flight time (s)
, ,
где V1-2 - средняя скорость движения скипа на наклонном участке 1-2, принимаем по характеристике лебедки 3 м/с.where V 1-2 - the average speed of the skip on an inclined section 1-2, take the characteristic winch 3 m / s
V0-1 и V2-3 - скорость движения скипа в пунктах погрузки и разгрузки. Принята 1 м/с.V 0-1 and V 2-3 - skip speed at loading and unloading points. Accepted 1 m / s.
tпз=150 с - длительность подготовительно-заключительных операций.t pz = 150 s - the duration of the preparatory-final operations.
5. Определяем количество скипов в работе5. Determine the number of skips in work
, ,
где σс - 20000 кг грузоподъемность скипа.where σ s - 20,000 kg skip loading capacity.
6. Определение необходимой прочности сцепок скипа Sсц 6. Determination of the required strength of the skip hitch S sc
Sсц=n(σc+Mc)(ω*cosβ+sonβ)=1,0(200000+45000)(0,008*0,866+0,5)=1,0*24,1 Кн=24100 НS sc = n (σ c + M c ) (ω * cosβ + sonβ) = 1.0 (200000 + 45000) (0.008 * 0.866 + 0.5) = 1.0 * 24.1 Kn = 24100 N
7. Выбор параметров каната.7. Selection of rope parameters.
Линейный вес каната (Н/м) находим по наибольшему статистическому усилию при подъеме скипа.The linear weight of the rope (N / m) is found by the greatest statistical effort when lifting the skip.
σ - разрывное усилие проволок 1400 МПа.σ is the breaking strength of the wires 1400 MPa.
ρ0 - приведенный удельный вес каната.ρ 0 is the specific gravity of the rope.
f1 - 0,15 коэффициент трения каната о почву.f 1 - 0.15 coefficient of friction of the rope on the soil.
Выбираем канат типа (ТК) с параметрами:Choose a rope of type (TK) with parameters:
dк=35,5 мм; dпр=1,4 мм; ρ=58,8 Н/м согласно ГОСТ 3085-80.d k = 35.5 mm; d ol = 1.4 mm; ρ = 58.8 N / m according to GOST 3085-80.
8. Выбор двигателя8. Engine selection
Определяем силу тяги при подъеме груженого скипаDetermine the traction force when lifting a loaded skip
Fг=(G+Mс)(ωcosβ+sinβ)+ρhcp(f1cosβ+sinβ);F g = (G + M s ) (ωcosβ + sinβ) + ρh cp (f 1 cosβ + sinβ);
Fг=(200000+45000)(0,008*0,866+0,5)+57,0*650(0,15*0,866+0,5)-147437 Н.F g = (200000 + 45000) (0.008 * 0.866 + 0.5) + 57.0 * 650 (0.15 * 0.866 + 0.5) -147437 N.
Определяем мощность двигателяWe determine the engine power
Nг=Кз*Fг*V/1000η=147437*3,0/1000*0,85=500 кВт.N g = K s * F g * V / 1000η = 147437 * 3.0 / 1000 * 0.85 = 500 kW.
Принимаем асинхронный двигатель типа АК12-52-4 мощностью 630 кВт и n=1000 мин-1.We accept an asynchronous motor type AK12-52-4 with a capacity of 630 kW and n = 1000 min -1 .
9. Выбор лебедки.9. Choosing a winch.
Диаметр барабана Дб=60 dк=60*35,5=2130 мм.The diameter of the drum D b = 60 d to = 60 * 35.5 = 2130 mm.
Расчетным параметрам N, Sч, V и Дб удовлетворяет лебедка 2 ЛГЛ.The design parameters N, S h , V and D b satisfy the
5. Ожидаемое улучшение технико-экономических показателей5. Expected improvement of technical and economic indicators
Сравнительная оценка результатов расчета технико-экономических показателей при разработке кимберлитовых трубок в сложных гидрогеологических условиях приведена в таблице. В качестве базового (традиционного) варианта принят буровзрывной способ ведения добычных работ.A comparative assessment of the results of the calculation of technical and economic indicators in the development of kimberlite pipes in complex hydrogeological conditions is given in the table. As a basic (traditional) option adopted drilling and blasting method of mining.
ОЖИДАЕМЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИTable
EXPECTED TECHNICAL AND ECONOMIC INDICATORS
Рекомендуемый вариант согласно выполненным расчетам обеспечивает увеличение выхода крупного класса ювелирных алмазов на 14% по сравнению с традиционной технологией.The recommended option, according to the calculations, provides an increase in the yield of a large class of jewelry diamonds by 14% compared to traditional technology.
Источники информацииSources of information
1. Андросов А.Д. Технология разработки глубоких карьеров Якутии. - Новосибирск: «Наука», 1996 г. - с.198-201.1. Androsov A.D. Technology for the development of deep quarries in Yakutia. - Novosibirsk: “Science”, 1996 - p.198-201.
2. Горная энциклопедия. - М.: «Советская Энциклопедия», 1991 г. - т.5. - с.118.2. Mountain encyclopedia. - M.: “Soviet Encyclopedia”, 1991 - v.5. - p.118.
3. Нурок Г.А. Процесс и технологии гидромеханизации открытых горных работ. - М.: Недра, 1995 г. - с.238-248.3. Nurok G.A. The process and technology of hydromechanization of open cast mining. - M .: Nedra, 1995 - p. 238-248.
4. Нурок Г.А. Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов. - М. Недра, 1979. - с.151-154.4. Nurok G.A. The technology of mining from the bottom of lakes, seas and oceans. - M. Nedra, 1979. - p. 151-154.
5. Песвианидзе А.В. Расчет шахтных подземных установок. - М.: Недра, 1992 г.5. Pesvianidze A.V. Calculation of underground mine installations. - M .: Nedra, 1992
6. Тихонов Н.В. Транспортные машины горнорудных предприятий. - М.: Недра, 1985 г.6. Tikhonov N.V. Transport vehicles of mining enterprises. - M .: Nedra, 1985
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001114098/03A RU2258810C2 (en) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | Method for kimberlite pipe development under difficult hydrogeological conditions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001114098/03A RU2258810C2 (en) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | Method for kimberlite pipe development under difficult hydrogeological conditions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001114098A RU2001114098A (en) | 2003-04-20 |
RU2258810C2 true RU2258810C2 (en) | 2005-08-20 |
Family
ID=35846276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001114098/03A RU2258810C2 (en) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | Method for kimberlite pipe development under difficult hydrogeological conditions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2258810C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113572082A (en) * | 2021-07-22 | 2021-10-29 | 西宁方盛电力设计有限公司 | Construction method for pre-burying upgraded and reformed cable in old community |
-
2001
- 2001-05-22 RU RU2001114098/03A patent/RU2258810C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НУРОК Г.А. Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов. - М.: Недра, 1979, с. 151-154. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113572082A (en) * | 2021-07-22 | 2021-10-29 | 西宁方盛电力设计有限公司 | Construction method for pre-burying upgraded and reformed cable in old community |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106089221B (en) | A kind of dense mud shield-tunneling construction device and method suitable for sand-pebble layer | |
Spagnoli et al. | Preliminary design of a trench cutter system for deep-sea mining applications under hyperbaric conditions | |
CN107893628B (en) | Through Air Reverse Circulation down-hole hammer drilling technology | |
CN104989408A (en) | Safe and high-efficiency mining method for metal mine in mountainous area | |
GB2079823A (en) | Mining method | |
CN105626074A (en) | Thick ore body mining method | |
CA2806084A1 (en) | Hydraulic mining system for tabular orebodies utilising directional drilling techniques | |
RU2258810C2 (en) | Method for kimberlite pipe development under difficult hydrogeological conditions | |
CN101915122B (en) | Construction method of underground large water-flow mine emergency water sump | |
US4906048A (en) | Method of downhole hydraulicking of mineral resources | |
Sokolov et al. | Rational design of ore discharge bottom in transition from open pit to underground mining in udachny mine | |
RU2312989C1 (en) | Method and floating rig for diamond-carrying kimberlite pipe development | |
RU2090754C1 (en) | Method of opencast mining of mineral deposits | |
Okubo et al. | Underground mining methods and equipment | |
Ngah et al. | Groundwater problems in Surface mining in the united kingdom | |
RU2400625C1 (en) | Method for combined development of mineral deposits | |
Yamatomi et al. | Surface mining methods and equipment | |
US4900191A (en) | Method for removal of broken ground | |
Salati et al. | Proposed mining and processing methods for effective management of artisanal and small-scale gold mining in Nigeria | |
CN212054790U (en) | Novel mine lifesaving device | |
CN111456742B (en) | High-grade common mining opposite-drawing working face roadway of thin coal seam and forming method thereof | |
Schwank | Cutter mining-a sustainable selective mining technology | |
Ngan et al. | Groundwater problems in surface mining in the United Kindom | |
Schwank et al. | Innovative kimberlite dike mining technologies | |
CN113006862A (en) | Novel technology for treating coal mining subsidence area by backfilling from ground drilling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050523 |