Гидромеханизированные и подводные горные работы

московский 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ 
УНИВЕРСИТЕТ 

Р Е Д А К Ц И О Н Н Ы Й 

С
О
В
Е
Т 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 
московского 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО 
УНИВЕРСИТЕТА 

Председатель 

Л.А. 
ПУЧКОВ 

Зам. председателя 

Л.Х. 
ГИТИС 

президент МГГУ, 
чл. - корр. 
РА Н 

директор 
Издательства 
МГГУ 

Члены редсовета 

ИВ. ДЕМЕНТЬЕВ 
академик 
РАЕН 

А.П.ДМИТРИЕВ 
академик 
РАЕН 

Б.А. КАРТОЗИЯ 
академик 
РАЕН 

А.В. КОРЧАК 
академик 
МАИ 
ВШ 

M B. КУРЛЕНЯ 
академик 
РАН 

В. И. ОСИПОВ 
академик 
РАН 

В.Л. ПЕТРОВ 
академик 
МАИ 
ВШ 

э.м. 
СОКОЛОВ 
академик 
МАИ 
ВШ 

К Н. ТРУБЕЦКОЙ 
академик 
РАН 

В.А. ЧАНТУРИЯ 
академик 
РАН 

Е.И. ШЕМЯКИН 
академик 
РАН 

И.М. Ялтанец 

RE. Власов 
ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ 
О Б Р А З О В А Н И Е : 
УЧЕБНОМЕТОДИЧЕСКОЕ 
ИЗДАНИЕ 

ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННЫЕ 

И ПОДВОДНЫЕ ГОРНЫЕ РАБОТЫ 

ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И 
ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНЫЕ, ПИСЬМЕННЫЕ 
РАБОТЫ И КУРСОВЫЕ ПРОЕКТЫ ДЛЯ 
СТУДЕНТОВ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО 
НАПРАВЛЕНИЮ 550600 «ГОРНОЕ ДЕЛО» 
СПЕЦИАЛЬНОСТИ 130403 «ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ 

РАБОТЫ» 

Заочное 
отделение 

МОСКВА 
ИЗДАТЕЛЬСТВО 
М О С К О В С К О Г О 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО 
У Н И В Е Р С И Т Е Т А 
2008 

УДК 622.271.5/6.001.63(075.8) 
ББК 33.22 
Я 52 

Книга соответствует 
«Гигиеническим 
требованиям 
к изданиям 
книжным 
для взрослых СанПиН 1.2.1253-03», 
утвержденным 
Гчавным 
государственным санитарным 
врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое 
заключение 
Федеральной 
службы по надзору 
в 
сфере защиты прав потребителей № 
77.99.60.953.Д.008501.07.07 

Ялтанец И.М., Власов Р.Е. 

Я 52 
Гидромеханизированные и подводные горные работы. 

Программа, методические указания и задания на контрольные, письменные работы и курсовые проекты для студентов, обучающихся по направлению 550600 «Горное дело» 
специальности 130403 «Открытые горные работы». — М.: 
Издательство 
Московского 
государственного 
горного 
университета, 2008. — 52 с. 

ISBN 978-5-7418-0503-9 

Изложен порядок выполнения самостоятельной работы, практических заданий и курсового проекта. Приведены исходные данные, состав, структура и объем этих работ и заданий. 

Для студентов, обучающихся по направлению «Горное дело» 
специальности «Открытые горные работы». 

УДК 622.271.5/6.001.63(075.8) 
ББК 33.22 

ISBN 978-5-7418-0503-9 
© И.М. Ялтанец, Р.Е. Власов, 2008 

© Издательство М1ТУ, 2008 

© Дизайн книги. 

Издательство МГГУ, 2008 

ПРОГРАММА 

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ 

Целью дисциплины «Гидромеханизированные и подводные горные работы» является изучение студентами принципов, методов и организации ведения открытой разработки месторождений полезных ископаемых с использованием средств 
гидромеханизации и особенностей гидромеханизированных 
предприятий, а также приобретение навыков творческого применения полученных знаний при выполнении дипломного 
проекта и в фактической деятельности горного инженера. 

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ 
СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ 

В результате изучения дисциплины студенты должны 
знать: 

- 
влияние физико-механических свойств разрабатываемых пород на основные производственные процессы; 

- 
способы вскрытия карьерных полей и системы разработки месторождений при использовании гидромониторноземлесосных комплексов, землесосных снарядов, драг, экскаваторов и бульдозеров в комплексе со средствами гидромеханизации и подводной добычи полезных ископаемых со 
дна морей и океанов; 

- 
особенности технологических решений при разработке 
вскрышных пород, обводненных песчано-гравийных месторождений, разработке россыпных месторождений и подводной добычи полезных ископаемых со дна морей и океанов; 

- 
структуру комплексной механизации гидровскрышных и добычных работ; 

- 
принимать решения по технологии и комплексной механизации ведения горных работ в зависимости от горпогсологических и климатических условий; 

5 

- 
взаимосвязь процессов добычи полезного ископаемого 
и его переработки; 

- 
восстановление земель нарушенных открытыми горными выработками; 

- 
особенности работы предприятия в рыночных условиях; 

- 
правила безопасности ведения гидромеханизированных и дражных разработок. 

После завершения изучения дисциплины студенты 
должны уметь: 

- 
производить анализ физико-механических свойств 
вскрышных пород и полезного ископаемого, геологических 
и гидрогеологических условий залегания полезного ископаемого; 

- 
выбрать и обосновать способ вскрытия карьерного поля и систему разработки и рассчитать их параметры; 

- 
производить инженерные расчеты по подготовке горной массы к выемке (размыву), выемке (размыву) горной 
массы, гидротранспорту вскрышных пород на гидроотвалы, 
а полезного ископаемого в карты намыва, или на обогатительную фабрику; 

- 
рассчитать экономическую эффективность предлагаемых проектных решений с учетом выполнения требований 
по охране окружающей природной среды. 

Дисциплина состоит из двух частей; 
часть I — шдромеханизированные и дражные горные 
работы; часть II — подводные (морские) горные работы. В 
данной работе приведены программа и методические указания по первой части дисциплины. 

3. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ 

Раздел 1. Общие сведения о гидромеханизации 
горных работ 

1.1. Краткий исторический обзор развития гидромеханизированных и дражных разработок месторождении. 

1.2. Основные гидротехнические понятия и терминология. 
1.3. Краткие сведения о физико-технических свойствах 
разрабатываемых горных пород. Минералы и горные породы. Виды грунта в зависимости от соотношения фракций. 
Свойства грунтов, учитываемые при их гидравлической 
разработке. 

Раздел 2. Структура комплексной гидромеханизации 
и их формирование 

Исходные положения формирования структур комплексной гидромеханизации. Классификация структур, применяемых на разработках месторождений. Формирование звеньев 
структур. Технологическая характеристика структур. 

Раздел 3. Разработка горных пород насосногидромониторно-землесосными комплексами 

3.1. Разработка пород гидромониторами 

Гидравлические расчеты шдромониторов. Гидромониторы 
и их технические характеристики. Группы грунтов по трудности разработки их гидромониторами. 

Технологические 
схемы 
гидромониторного 
размыва 
пород. Нормы удельных расходов воды и потребных напоров у насадки гидромонитора. Технологические параметры 
работы гидромониторов в забое. Схемы уборки недомыва. 
Производительность гидромониторов. 

3.2. Система водоснабжения гидроустановок 

Насосы и их основные параметры. Источники водоснабжения. Самотечный и напорный способы подачи воды. Прямоточная и циркуляционная схемы водоснабжения и их характеристика. Расчет объема водохранилища. Параллельная 

7 

и последовательная схемы насосных станций. Тип водозабора и плавучие насосные станции. Всасывающие и напорные трубопроводы. Определение диаметра водовода и общего 
напора, необходимого для подачи воды. Определение типа 
насосов и их количества. 

3.3. Система гидротранспорта горных пород 

Гидравлический транспорт и его характеристика. Ламинарные и турбулентные течения жидкости. Критическая 
скорость потока гидросмеси. Области скоростей при гидротранспорте. Грунтовые насосы и их характеристика. Метод 
изменения подачи и напора одного и того же насоса. Гидроэлеваторы и принцип их работы. Последовательное и параллельное соединения грунтовых насосов (землесосов). Схемы компоновки при последовательном соединении грунтовых насосов. Расчет рабочих параметров грунтовых насосов. 
Методы расчета напорного гидротранспорта: B.C. Кнороза, 
ВНИПИИстромсырье, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, В.В. Трайниса. Гидротранспорт по наклонным и вертикальным трубопроводам. Безнапорный гидротранспорт и область его применения. 

3.4. Система гидроотвалообразования 

Выбор места расположения гидроотвала. Элементы гидроотвала. Классы гидроотвалов по степени их ответственности. Подразделение гидроотвалов на типы в зависимости 
от грансостава намываемых пород. Горноподготовительные 
работы при строительстве гидроотвала. Начальная и общая 
емкость гидроотвала. Одноярусная и многоярусная схемы 
укладки пород в гидроотвал. Дамбы первичного обвалования наращивания. Способ укладки грунта в гидроотвал (эстакадный, низконапорный, безэстакадный). Схемы намыва 
гидроотвалов (в выработанном пространстве, в овраге, на 
косогоре, на равнинной местности). Фракционирование породы при намыве гидроотвала. Пруд-отстойник и его предназначение. Водосбросные (шандорные) колодцы и расчет 
расхода воды. Основные положения устойчивости гидроот
8 

валов. Возможные варианты размещения гидроотвалов в 
выработанных пространствах. 

3.5. Вскрытие карьерных полей при использовании 
гидромониторно-землесосных комплексов 

Понятие о системе разработки. Классификация систем 
гидравлических разработок. Элементы системы разработки 
и их расчет (высота уступа, ширина рабочей площадки, 
длина фронта работ, блоков и карт) при гидромониторном 
размыве. Продольные и поперечные заходки в карьере. 
Степень подготовленности к разработке балансовых запасов 
(вскрытые, подготовленные и готовые к выемке). Способы 
подготовки пород к гидромониторному размыву (механиче­
ский, взрывной, напорное и безнапорное водонасыщение). 
Плашкоут и организация его работы на карьере. Гидромониторно-гидроплашкоутные технологии разработки пород. 
Эксплуатация гидроплашкоутных установок при экскаваторной выемке пород. Подготовка полускальных пород к 
гидротранспорту. Опыт гидротранспорта полускальных пород. Возможные технологические схемы разработки полускальных пород на гидротранспорт. Технология гидровскрышных работ с разбивкой карьерного поля на карты. Основные этапы отработки карт. 

Раздел 4. Разработка горных порол плавучими 
землесосными снарядами 

4.1. Общие сведения применения земснарядов 

Условия применения земснарядов. Характеристика землесосных снарядов. Земснаряды с погружным 1рунтовым 
насосом и их достоинство. Земснаряды с эрлифтным и 
эжекторным 1рунтозаборным устройством. Производительность землесосных снарядов. Распределение грунтов на 
группы по трудности разработки землесосными снарядами. 
Производительность землесосных снарядов с погружными 
грунтовыми насосами. Проверка всасывающих возможностей земснаряда с погружным грунтовым насосом. 

9 

4.2. Разработка горных пород земснарядами 

Две группы грунтозаборных устройств. Виды грунтозаборных устройств и их предназначение. 

Всасывающие наконечники со свободным всасыванием 
(с эрозийным размывом грунта). Гидравлическая подготовка пород к выемке. Конструкция гидравлических рыхлителей. Назначение гидравлических эжекторных устройств и 
их конструкция. 

Механическая подготовка пород к выемке. 

4.3. Водоснабжение плавучего землесосного снаряда 

Способы водоснабжения землесосных снарядов (прямое, оборотное, использование грунтовых вод). Расход воды при прямом водообеспечении. 

4.4. Вскрытие карьерных полей при разработке пород 
земснарядами 

Выбор и обоснование системы разработки. Варианты 
систем разработки (русловые и пойменные карьеры). Элементы системы разработки и их расчет (высота уступа, ширина заходки, длина блока разработки, величина недобора, 
подача земснаряда и т.д.). Метод расчета напорного гидротранспорта при разработке песчаных и песчано-гравийных 
месторождений. Карты намыва и их расчет. Водосбросная 
система намываемого технического сооружения. 
Схемы 
разработки месторождений земснарядами. Рабочие перемещения (папильонирование) земснарядов. Гидротранспорт 
по плавучим трубопроводам и его расчет. 

Способы вскрытия карьерных полей, разрабатываемых 
землесосными снарядами. Вскрывающие горные выработки 
и их объемы. 

4.5. Системы разработки месторождений 
с использованием земснарядов 

Элементы системы разработки и их расчеты. Структуры 

ю