WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Дальневосточный федеральный университет

Инженерная школа

В.П. Лушпей

ПЛАНИРОВАНИЕ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

(ПРАКТИКУМ)

Методические указания

для студентов, обучающихся по направлению 130400 «Горное дело»

по специализации 130403.65 «Открытые горные работы»

очной и заочной форм обучения Учебное электронное издание Владивосток Издательский дом Дальневосточного федерального университета 2013 УДК 622.271.32 ББК 33 Л82 Автор:

Лушпей Валерий Петрович, д.т.н., профессор кафедры горного дела и комплексного освоения георесурсов Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток).

Лушпей, В.П.

Л82 Планирование открытых горных работ (практикум): метод. указания для студентов, обучающихся по направлению 130400 «Горное дело» по специализации 130403.65 «Открытые горные работы» [Электронный ресурс] / В.П. Лушпей ; Дальневосточный федеральный университет, Инженерная школа. – Электрон. дан. – Владивосток : Издательский дом Дальневост. федерал. ун-та, 2013. – 27 с. – Acrobat Reader, Foxit Reader либо любой другой их аналог. – Режим доступа: http://www.dvfu.ru/web/is/metodiceskie-rekomendacii Изложен порядок выполнения практических занятий по курсу «Планирование открытых горных работ», позволяющих освоить графические и графоаналитические методы определения режима горных работ, установления оптимального направления углубки карьера и на этой основе – методику составления календарного плана вскрышных и добычных работ с последующим регулированием режима вскрышных работ для вытянутых наклонных и крутопадающих, горизонтальных и пологопадающих месторождений.

Для студентов, обучающихся по направлению 130400 «Горное дело» по специализации 130403.65 «Открытые горные работы» очной и заочной форм обучения, работников проектных институтов и производственно-технических отделов горнодобывающих предприятий.

Ключевые слова: графоаналитический метод, оптимальное направление углубки, календарный план.

УДК 622.271. ББК Публикуется по решению учебно-методической комиссии кластера Нефтегазового и горного дела, геологии и техносферной безопасности Инженерной школы ДВФУ Методические указания подготовлены редакционно-издательским отделом Инженерной школы ДВФУ Технический редактор И.А. Гончарук Компьютерная верстка К.А. Никитиной Формат PDF, объем 0,7 МБ [усл. печ. л. 3,1] Выпускаются в авторской редакции © Лушпей В.П., © Дальневосточный федеральный университет, © Издательский дом Дальневосточного федерального университета, оформление, Издательский дом Дальневосточного федерального университета 690990, Владивосток, ул. Пушкинская, тел./факс (423) 222-12-40, 245-77- E-mail: tvpress@mail.ru, edit_dvgu@mail.ru Содержание 1. ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ РАБОТ……………………........ 1.1. Понятие о режиме горных работ……………………………………………………….. 1.2. Принципы горно-геометрического анализа карьерных полей………………………..

2. ГОРНО-ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЫТЯНУТЫХ КАРЬЕРНЫХ ПОЛЕЙ

ДЛЯ НАКЛОННЫХ И КРУТЫХ ЗАЛЕЖЕЙ……………………………………………………. 2.1. Сущность метода В.В. Ржевского…………………………………………………….... 2.2. Порядок выполнения работы………………………………………………………...….

3. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАРЬЕРНЫХ ПОЛЕЙ

ПРИ ГОРИЗОНТАЛЬНОМ И ПОЛОГОМ ЗАЛЕГАНИИ…………………………………....... 3.1. Методика геометрического анализа…………………………………………............... 3.2. Порядок выполнения работы……………………………………………………..........

4. СОСТАВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНА

ГОРНЫХ РАБОТ………………………………………………………………………………….. 4.1. Трактовка и трансформация графиков режимов горных работ………………........... 4.2. Порядок составления календарного плана добычных и вскрышных работ……………………………………………………….......... 4.3. Требования к рациональному календарному плану горных работ…………………. 4.4. Методика регулирования календарного графика вскрышных работ……………......

5. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО

НАПРАВЛЕНИЯ УГЛУБКИ КАРЬЕРА……………………………………………………........ Список литературы………………………………………………………………………………...

1. ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ РАБОТ

Горнодобывающие предприятия в отличие от других промышленных комплексов и сооружений (машиностроительных, перерабатывающих, химических заводов и пр.) являются природно-технологическими комплексами. Основные параметры технологических схем, показатели экономической эффективности разработки месторождений определяются в большей степени природными факторами (строением и размерами залежей, рельефом поверхности, гидрогеологической характеристикой месторождения и многими другими). Кроме того, карьер в отличие от многих природно-технологических комплексов (гидроэлектростанций, транспортных коммуникаций и др.) является еще и динамическим объектом. Карьер, как открытая горная выработка, развивается во времени и пространстве по мере отработки запасов месторождения; изменяются его размеры и конфигурация по поверхности, увеличивается число отрабатываемых уступов, усложняется схема транспортных коммуникаций. Глубина карьера, его контуры и объем горной массы, вынимаемой из карьера, систематически увеличиваются.

При планировании горных работ на период эксплуатации требуется определять объемы добычных и вскрышных работ по годам и этапам разработки. С геометрической точки зрения карьер на любой момент его развития представляет собой некий объем, заключенный между двумя поверхностями: топографическая земная поверхность карьерного поля и поверхность, перемещающаяся в пространстве по мере развития горных работ. По мере ведения горных работ эта поверхность меняет свою форму и положение в пространстве. Причем эти параметры поверхности изменяются во времени по-разному в зависимости от того, какая последовательность выемки объемов горной массы будет принята. Иными словами характер изменения объемов зависит от направления перемещения фронта горных работ, то есть от места заложения вскрывающих выработок. Обычно горные работы перемещаются по залежи с тем, чтобы достичь максимального извлечения полезного ископаемого при минимальных затратах на вскрышные работы. Изменение объемов вскрышных пород и полезного ископаемого, что в совокупности составляет объем горной массы карьера в целом, обусловлено увеличением глубины карьера и одновременным расширением его контуров в плане. Функция объемов горной массы, извлекаемой из карьера, всегда непрерывна, а функции объемов вскрышных пород и полезного ископаемого, как правило, также непрерывны, но могут быть и прерывными. Для простых горно-геологических условий эта функция может быть выражена аналитически, а для залежей сложной формы при сложном рельефе поверхности эти функции можно определить только графическим способом. При этом на оси х откладывают либо возрастающую глубину карьера H при разработке наклонных и крутопадающих месторождений, либо подвигание фронта горных работ L для горизонтальных и пологопадающих месторождений (рис. 1).

Характер изменения объемов вскрыши полезного ископаемого будет зависеть от направления перемещения фронта горных работ, то есть от места заложения вскрывающих выработок. Таким образом, для выбора оптимального варианта развития горных работ, а в итоге способа вскрытия, необходимо предварительно проанализировать возможные варианты разработки месторождения и, в частности, установить режим горных работ.

Режим горных работ – это последовательность выполнения вскрышных и добычных работ в карьере, определенная по объемам, местам проведения и календарным срокам, обеспечивающая безопасную, планомерную, наиболее полную и эффективную разработку месторождения. Режим горных работ считается установленным, если известны начальное положение горных работ (место заложения разрезной траншеи или разрезного котлована), генеральное направление их развития, календарное распределение объемов вскрышных пород и полезного ископаемого по этапам разработки и, кроме того, изменение качества полезного ископаемого по годам разработки.

Рис. 1. График объемов вскрышных пород (1), полезного ископаемого (2) и среднего коэффициента вскрыши (3) на единицу длины карьера Таким образом, в процессе проектирования режима горных работ (перспективного планирования) должны быть определены начальное положение вскрывающих выработок, интенсивность развития горных работ по глубине карьера и по простиранию, а также по отдельным бортам карьера, определены объемы горно-капитальных работ, разработан календарный график выполнения вскрышных и добычных работ, обеспечивающий наибольшую эффективность эксплуатации месторождения.

Режим горных работ неразрывно связан со вскрытием, системой разработки, технологией, организацией и механизацией работ, другими важнейшими параметрами карьера.

Режим горных работ достаточно точно определяется на основе предварительного горно-геометрического анализа карьерных полей.

Принципы горно-геометрического анализа карьерных полей Исследование режима горных работ и определение рационального направления развития горных работ (траектории углубки карьера для наклонных и крутопадающих месторождений, направления перемещения фронта горных работ для горизонтальных и крутопадающих месторождений) выполняется по единой методике, включающей проведение горногеометрического анализа месторождения, построение календарного графика разработки, его регулирование и обоснование рационального календарного плана горных работ.

Первоначально намечают технологию разработки месторождения и несколько вариантов начального положения разрезной траншеи и направлений развития горных работ. Затем в процессе горно-геометрического анализа устанавливают зависимости поэтапно извлекаемых объемов вскрышных пород и полезного ископаемого для каждого варианта развития горных работ. Затем строят графики зависимости извлекаемых объемов от положения горных работ (для крутопадающих месторождений – V = f (H); для горизонтальных – V = f (L).

Построенные для каждого варианта графики V = f (H) и V = f(L) являются основой для получения исходных календарных графиков изменения объемов во времени V = f (Т) и последующей разработки рационального календарного плана вскрышных и добычных работ.

Исходными материалами для проведения горно-геометрического анализа в зависимости от типа и сложности месторождения являются поперечные геологические разрезы с нанесенными контурами залежи и конечными контурами карьера в масштабе 1:1000 или 1:2000 (наклонные и крутопадающие месторождения) и топографические планы с нанесенными конечными контурами карьера, изомощностями вскрышных пород и полезного ископаемого в масштабе 1:10000 или 1:20000 (горизонтальные и пологопадающие залежи).

Для проведения горно-геометрического анализа необходимо ориентировочно установить углы откосов рабочих и нерабочих бортов, а также угол заложения борта на момент погашения горных работ. Рекомендуется эти значения принимать в следующих пределах:

– угол откоса рабочего борта – 5–200 (чаще всего 10–120);

– угол откоса нерабочего борта – 23–270;

– угол откоса борта на момент погашения горных работ – 25–550 в зависимости от физико-механических свойств вмещающих пород и принятой технологии и механизации горных работ.

После установления конечных контуров карьера по глубине и на поверхности намечают технически возможные варианты начального положения вскрывающих и подготовительных выработок для наклонного и крутого падения и начального положения разрезной траншеи для горизонтального и пологого залегания. Выбор начального положения вскрывающих выработок осуществляется исходя из принципа обеспечения минимальных объемов горно-капитальных работ.

Для каждого намеченного варианта развития горных работ определяют поэтапные объемы вскрышных пород и полезного ископаемого и строят графики зависимостей V = f (H) и V = f (L).

Путем преобразования графиков V = f (H) и V = f (L) строят исходные графики V = f (Т) для чего предварительно определяют годовую производственную мощность карьера по полезному ископаемому на весь срок существования карьера. После преобразования исходных графиков выбирают наиболее рациональный вариант календарного распределения объемов вскрыши и полезного ископаемого, а, следовательно, и экономически целесообразный вариант направления перемещения горных работ.

2. ГОРНО-ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЫТЯНУТЫХ

КАРЬЕРНЫХ ПОЛЕЙ ДЛЯ НАКЛОННЫХ

И КРУТЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

Данный метод разработан В.В. Ржевским для наклонного и крутого падения залежей сложной конфигурации при сложной топографии поверхности карьерного поля. Метод называется методом «осаждения» трапеций или, просто, метод трапеций.

Сущность метода заключается в следующем. Фигура любой конфигурации, заключенная между двумя параллельными линиями может рассматриваться как трапеция. Так, например, если исходную фигуру abcd (на рис. 2 заштрихована) «осадить» на наклонную или перпендикулярную параллельным линиям ось OY, то получим новую фигуру a1b1c1d1. При этом криволинейностью сторон ad и bc можно пренебречь и принять их прямыми отрезками, поскольку в задачах горного дела подобная погрешность будет весьма незначительна, если выполнить условия равенства: a1d1 = ad, а b1c1 = bc. Отсюда следует, что средние линии исходной трапеции и новой будут равны, т.е. ef = e1f1, а также будут равны и площади этих трапеций. Такой подход дает возможность заменить измерение площадей сложной конфигурации, заключенных между параллельными линиями, измерением средних линий трапеций или треугольников, что значительно упрощает задачу определения погоризонтных объемов горной массы. При известной высоте горизонтального слоя (разработка наклонных и крутопадающих залежей производится, как правило, горизонтальными слоями) предложенный прием снижает трудоемкость геометрического анализа карьерных полей в сложных условиях залегания. Например, для сложных условий залегания, представленных на рис. 3, а извлекаемые объемы горной массы (или площади в расчете на 1 м длины фронта работ) при развитии горных работ от контура АА1 до контура ВВ1 могут быть определены как сумма площадей элементарных трапеций, заключенных между линиями горизонтов и рабочими бортами (промежуточными контурами) карьера. Например:

Рис. 3. Схема для определения объема горной массы методом трапеций Если на всех горизонтах в конечных контурах карьера высоту уступов Н у принять одинаковой (Н1 = Н2 = …. = Н5 = Н0 = Ну), тогда На графике (рис. 3б) по оси ОY поочередно откладываются средние линии каждого горизонта в пределах исследуемого этапа разработки, т.е. отрезки l1, l2, l3 и l4, численно выражающие объемы по разносу левого борта и отрезки l5, l6, l7 и l8, численно выражающие объемы разноса правого борта. Таким образом, на графике режима горных работ определяются точки С и С1, соответствующие суммарному объему горной массы при перемещении рабочего контура карьера из точек А и А1 в точки В и В1, то есть в пределах исследуемого этапа. Аналогично находятся объемы полезного ископаемого и горной массы по остальным этапам разработки от начального до конечного периодов эксплуатации карьера. Если отсутствует необходимость в разделении объемов горой массы и полезного ископаемого по левому и правому бортам, то на графике режима горных работ откладывают суммарное значение отрезков (средних линий трапеций или треугольников). При необходимости можно построить отдельные графики для обоих разносимых бортов (при продольной двухбортовой системе разработки). Однако при этом следует помнить, что ось ОY, от которой производятся измерения средних линий по левому и правому бортам, означает для каждого этапа направление развития горных работ.

Исходными данными для построения графика режима горных работ являются вертикальные разрезы в масштабах: 1:1000 и 1:2000, причем по простиранию залежи эти разрезы должны быть построены для наиболее характерных профилей. В данной работе рассмотрен порядок графических построений для одного разреза, предполагая, что элементы залегания неизменны по всей длине карьерного поля, на примере сложного геологического профиля (рис. 4). Графические построения выполняются в следующем порядке.

1. На вертикальном разрезе наносят горизонтальные линии, разделяющие карьерное поле на отдельные этапы, высота которых принимается равной высоте уступа, реже двух уступов (при высоте Ну не более 10 м).

Рис. 4. Вертикальный разрез для построения графика режима горных работ 2. Далее необходимо определить ширину разрезной траншеи по дну и выбрать ее местоположение на каждом этапе в соответствии с принятыми схемой вскрытия и порядком развития горных работ.

3. На каждом этапе проводят средние линии до встречи с конечным контуром карьера.

4. Для каждого положения дна карьера (этапа работ) проводят линии откоса рабочих бортов со стороны висячего и лежачего боков залежи до встречи с поверхностью или конечным контуром карьера. При этом значения углов наклона рабочих бортов можно принимать равными рв = рл = 15200. Вместо поуступного вычерчивания рабочих бортов допускается замена на общие прямые линии, принимая во внимание равенство ширины рабочих площадок на всех уступах карьера. В противном случае линии откосов бортов вычерчиваются ломаными или криволинейными.

5. В пределах каждого этапа определяется сумма всех горизонтальных средних линий между границами этапа, которая является ординатой горной массы для данного этапа. В этом же масштабе значение ординаты откладывают на линии ординат, соответствующей середине данного этапа. Например, для этапа IV (отметка горизонта 130 при глубине карьера 70 м) значение суммы ординат горной массы составит 198 мм.

6. Аналогичным образом путем суммирования всех отрезков средних линий этапов, находящихся в пределах залежей, определяются ординаты полезного ископаемого, их значения откладывают на графике режима горных работ. Например, для того же этапа IV сумма ординат полезного ископаемого составит 70 мм (см. табл.1).

7. При соединении полученных точек на графике режима горных работ (рис. 5) получаются соответственно графики зависимости объемов (ординат) горной массы и полезного ископаемого от глубины разработки, то есть поэтапное распределение указанных объемов.

Площадь, мм Площадь, мм Сумма, мм Рис. 5. График режима горных работ для наклонных и крутопадающих месторождений 8. Вычитанием из ординат горной массы ординат полезного ископаемого получают ординаты вскрышных пород (в табл. 1 для IV этапа значение ординаты вскрыши 268 – 70 = 198 мм), полученные значения откладывают на графике режима горных работ и получают соответствующий график, характеризующий изменение объемов вскрышных пород по мере понижения дна карьера.

9. Для получения значений коэффициентов вскрыши необходимо: текущего К т – поделить текущие поэтапные значения ординат вскрыши или площадей на ординаты или площади полезного ископаемого; среднего Кс – поделить суммарные значения соответствующих площадей. Например, для V этапа (см. табл. 1) Кт = 190 : 76 = 2,5, а Кс = 3800 : 1520 = 3, м3/м3.

10. По полученным значениям Кт в соответствующем масштабе строят график изменения текущего коэффициента вскрыши в зависимости от углубления горных работ (глубины карьера).

Таким образом, построенный график режима горных работ для принятого направления углубки позволяет установить характер изменения поэтапных объемов вскрыши, необходимость изменения режима горных работ с целью получения рационального распределения объемов вскрышных работ по отдельным этапам, необходимость выбора другой схемы вскрытия, либо перехода на поэтапную разработку, когда часть объемов вскрыши с начального периода переносится на более поздние этапы (см. п. 4.4).

При анализе полученного графика необходимо помнить, что каждая ордината на графике выражает приращение площади горной массы (полезного ископаемого, вскрыши) при увеличении глубины карьера на единицу. Поэтому площадь, заключенная между двумя какими-либо ординатами горной массы, осью абсцисс и графиком горной массы, является площадью горной массы, извлекаемой при углублении горных работ между высотными отметками соответствующих ординат (на величину Ну, 2Ну и т.д.).

Общая площадь, заключенная между графиком горной массы (полезного ископаемого, вскрыши) и осью абсцисс численно выражает общую площадь горной массы (полезного ископаемого, вскрыши), извлекаемую по данному геологическому профилю до конечной глубины разработки.

Для получения истинных извлекаемых поэтапных и общих по карьеру объемов необходимо площади, указанные в табл. 1, умножить на квадрат масштаба вертикального разреза и на длину фронта работ на соответствующем этапе.

На практике строят несколько геологических профилей по простиранию залежи, для каждого из них строят графики режима горных работ, а затем получают сводный график извлекаемых объемов горной массы и полезного ископаемого для всего карьера, учитывая расстояние между отдельными блоками (геологическими профилями).

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАРЬЕРНЫХ ПОЛЕЙ

ПРИ ГОРИЗОНТАЛЬНОМ И ПОЛОГОМ ЗАЛЕГАНИИ

Методика геометрического анализа Исходными материалами служат топографические планы с нанесенными на них изомощностями (изолиниями мощности) вскрышных пород и полезного ископаемого. Для выполнения этого практического задания планы изомощностей должны быть выполнены в масштабе 1 : 10000 или 1 : 20000.

Метод геометрического анализа карьерного поля для пологопадающих и горизонтальных залежей заключается в вычерчивании ряда положений фронта горных работ через равные интервалы его подвигания по всей длине фронта (рис. 6), определении объемов вскрышных пород и полезного ископаемого по значениям соответствующих изомощностей и последующего построения графиков режима горных работ (рис. 7).

На графике по оси абсцисс в принятом масштабе откладывают этапы подвигания фронта горных работ, а по оси ординат – объемы вскрышных пород и полезного ископаемого, извлекаемые на каждом этапе, приходящиеся на 1 м подвигания фронта работ. На этом же графике в принятом масштабе откладываются значения текущего коэффициента вскрыши для каждого этапа и строится график зависимости его по мере подвигания фронта работ.

Кроме того, можно привести график зависимости длины фронта работ по мере его подвигания.

При параллельном перемещении фронта карьерное поле разделяется серией параллельных линий, означающих положение фронта на начало того или иного этапа разработки.

Рекомендуется для простых условий залегания принимать количество этапов 6–8, а для более сложных условий залегания – 10–12.

Извлекаемые объекты полезного ископаемого и вскрышных пород на единицу подвигания фронта работ определяются путем суммирования значений мощностей вскрыши и полезного ископаемого в точках, соответствующих середине участков, на которые поделен фронт работ. Протяженность этих участков принимается одинаковой для всех этапов и в зависимости от масштаба чертежа и сложности планов изомощностей составляет 10, 20 или 50 мм.

Рис. 6. План к методике выполнения геометрического анализа при параллельном перемещении фронта Рис. 7. График режима горных работ при разработке пологопадающей залежи: 1 – объемы полезного ископаемого; 2 – объемы вскрышных пород; 3 – текущий коэффициент вскрыши При веерном, смешанном и криволинейном перемещении фронта скорость подвигания его отдельных точек различна. Поэтому непосредственно построение графика режима горных работ в том виде, как это описано для параллельного перемещения фронта невозможно. В этом случае обычно вычерчивают несколько положений фронта (от 6 до 15 в зависимости от протяженности фронта), для каждого этапа определяют извлекаемые объемы вскрышных пород и запасы полезного ископаемого, на основании этих данных и принятой мощности карьера рассчитывают время работы на каждом этапе и строят календарный график режима горных работ.

3.2. Порядок выполнения работы Горно-геометрический анализ выполняется в следующем порядке:

1. Согласно принятому направлению развития горных работ карьерное поле разбивается на несколько этапов серией параллельных линий, при этом ширина этапа (расстояние между линиями) принимается равной для всех этапов разработки (рис. 8). Необходимо помнить, что направление перемещения фронта горных работ определяется местоположением разрезной траншеи. Исходя из принципа минимизации объемов горно-строительных работ, разрезная траншея должна закладываться в месте минимальной мощности покрывающих пород.

2. Фронт работ на каждой линии разделяют на участки одинаковой длины, которые в зависимости от масштаба плана и сложности строения залежи принимают длиной 10, 20 или 50 мм. В середине каждого участка (на рис. 8 отмечено точками), пользуясь отметками изомощностей и методами интерполяции и экстраполяции, определяют значения мощностей вскрыши и полезного ископаемого и проставляют эти значения на плане изомощностей.

Например, для этапа VII значения мощности вскрыши и полезного ископаемого составят соответственно 26,4 и 5,9 м на первой точке, 25,0 и 8,1 м – на следующей точке и т.д.

(см. рис. 8).

3. Для каждого этапа эти значения суммируют (на рис. 8 для этапа VII сумма составит соответственно 166,2 и 51,8 м), затем умножают на длину участка и линейный масштаб и данные заносят в таблицу (в табл. 2 полученные значения объемов вскрыши и полезного ископаемого по VII этапу при масштабе чертежа 1:10000 и длине участка 50 мм составят соответственно 166,2 х 500 = 83,1 и 51,8 х 500 = 25,9 тыс. м3).

4. Полученные произведения откладывают в виде ординат вскрыши и полезного ископаемого на графике режима горных работ. На этом же графике строят зависимость текущего коэффициента вскрыши и длины фронта работ по мере развития горных работ, т.е. поэтапное изменение этих параметров (рис. 9).

Рис. 9. График режима горных работ для пологопадающего месторождения Результаты горно-геометрического анализа пологопадающего месторождения Показатели

I II III IV V VI VII VIII IX X

Объем вскрыши, тыс. м Объем вскрыши гом, тыс. м Объем полезного Коэффициент (КТ), м3/м ши, м3/м 5. Площадь, заключенная между графиком вскрыши (полезного ископаемого), осью абсцисс и ординатой этапа I численно выражает объемы разрезной траншеи соответственно по вскрыше и полезному ископаемому на 1 м их ширины. Площадь, заключенная между графиками вскрыши и полезного ископаемого, осью абсцисс и линией I и II этапов численно выражают соответствующие объемы на 1 м подвигания фронта, извлекаемые на II этапе.

В заданных границах карьера поэтапное распределение объемов горных работ зависит от мощности покрывающей толщи вскрышных пород и залежи на различных участках карьерного поля, его размеров и формы. Большое значение имеет также начальное положение фронта и направление развития горных работ в конечных контурах карьера. В конкретных условиях число возможных вариантов развития горных работ оказывается обычно небольшим (2–4), так как разрезные траншеи всегда стремятся располагать на участках с наименьшей мощностью покрывающих пород.

СОСТАВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО КАЛЕНДАРНОГО

ПЛАНА ГОРНЫХ РАБОТ

Трактовка и трансформация графиков режимов горных работ Результатом горно-геометрического анализа по погоризонтным планам для наклонных и крутопадающих месторождений и планам изомощностей для подогопадающих месторождений являются сводные графики для карьера, поскольку они выражают функциональную зависимость извлекаемых объемов по мере углубки карьера в первом случае или подвигания фронта работ во втором случае для карьерного поля в целом.

Сводный график объемов для наклонных и крутопадающих залежей (рис. 5) имеет следующие основные свойства:

1. Для любой высотной отметки дна разрезной траншеи ординаты вскрыши и полезного ископаемого означают в масштабе чертежа извлекаемые объемы соответственно вскрыши и полезного ископаемого при понижении дна карьера на единицу длины фронта работ.

2. Для подсчета извлекаемых объемов вскрыши и полезного ископаемого надо измерить соответствующие площади, заключенные между осью высотных отметок или глубины разработки, двумя смежными линиями ординат и соответствующими кривыми. С этой целью достаточно умножить среднюю ординату на интервал между линиями ординат. При выполнении горно-геометрического анализа эта процедура реализована путем перемножения значения ординаты на каком-либо этапе на глубину этапа. В табл. 1 например, при глубине карьера 90 м (этап V) значение ординаты вскрыши 190 мм, что при мощности горизонтального слоя 20 мм в масштабе чертежа дает площадь вскрыши на данном этапе 3800 мм2, аналогично и для всех этапов разработки как по вскрыше, так и по полезному ископаемому.

3. Общая площадь, заключенная между осью высотных отметок и графиками вскрыши и полезного ископаемого от начала графика до какой-либо высотной отметки, численно выражает извлекаемые соответствующие объемы от начала разработки до указанной высотной отметки.

4. Площадь, заключенная между графиками вскрыши (полезного ископаемого) и осью высотных отметок, численно означает общий объем вскрыши (полезного ископаемого), извлекаемый в конечных контурах карьера.

5. Указанные в пп. 2–4 площади численно выражают соответствующие объемы в расчете на 1 м длины фронта работ. Для получения реальных объемов значения площадей, приведенные в табл. 1 следует умножить на длину фронта горных работ на соответствующем этапе (глубине разработки).

6. При заданных конечных контурах карьера, углах откосов бортов при погашении горных работ, размере дна карьера извлекаемые объемы горной массы (вскрышных пород и полезного ископаемого) являются величинами вполне определенными и неизменными какой бы порядок развития горных работ не был принят. Итоговые данные по запасам и объемам вскрыши в конечных контурах карьера могут отличаться только на величину погрешности, обусловленной графическими построениями и точностью расчетов.

Порядок составления календарного плана Первоначально рассмотрим порядок распределения объемов по годам разработки для наклонных и крутопадающих месторождений, который заключается в следующем:

1. По результатам горно-геометрического анализа (см. табл. 1) определяют истинные извлекаемые объемы вскрыши и полезного ископаемого на каждом этапе разработки и данные заносят в табл. 3. Для этого необходимо знать протяженность фронта работ на каждом этапе (Lф.у.). Допустим, что для рассматриваемого примера размер карьерного поля по простиранию (длина фронта работ на верхнем горизонте) составляет 1340 м. Тогда объем вскрыши на I этапе будет равен 1580 х 1340 = 2117200 м3 (см. табл. 3). Аналогичным образом определяют фактически извлекаемые объемы полезного ископаемого на каждом этапе разработки и заполняют табл. 3.

2. Объемы с нарастающим итогом на последнем этапе доработки карьера означают:

по вскрыше общий объем извлекаемой вскрыши в заданных конечных контурах карьера (31286,8 тыс. м3), а по полезному ископаемому – балансовые запасы Z в этих контурах (12487,8 тыс. м3).

3. Достаточно точно годовые объемы вскрыши устанавливают с помощью графика кумулятивных кривых, построенного по данным табл. 3. При этом на левой вертикальной шкале откладывают объемы полезного ископаемого нарастающим итогом, а на правой – объемы вскрышных пород, на горизонтальной шкале откладывают этапы разработки (рис. 10).

Рис. 10. График объемов горных работ нарастающим итогом для крутопадающего месторождения 4. Исходя из объема балансовых запасов, принимают годовую производственную мощность карьера по полезному ископаемому и устанавливают срок эксплуатации с учетом развития и затухания горных работ. Данные заносят в табл. 4, помимо планируемой мощности карьера по полезному ископаемому указывают для каждого года эксплуатации требуемые объемы его вскрытых запасов. Плановую мощность и норматив готовых к выемке запасов принимают согласно нормам технологического проектирования (табл. 5 и 6). Для угольных карьеров норматив готовых к выемке запасов при круглогодовой и сезонной вскрыше составляет соответственно 3 и 6 месяцев.

I II III IV V VI VII VIII IX X

Протяженность фронта работ, м То же с нарастающим итогом, тыс. м То же с нарастающим итогом, тыс.м Показатели Объем добычи, тыс. м Объем вскрыши, тыс. м 5. Для последующего календарного распределения объемов вскрыши при неизменной производственной мощности карьера необходимо определить объем попутной добычи полезного ископаемого в период строительства карьера. Как видно из вертикального разреза (рис. 4), разрезная траншея по полезному ископаемому проводится на втором этапе, при этом глубина ее составляет 20 м. Таким образом, при ширине траншеи по низу b = 24 м и длине 1310 м объем ее составит Vр.т.= (b + Hctg)HLтр.= (24 + 20ctg 450)*20*1310 = 1152800 м3. Поскольку полученный объем полезного ископаемого извлекается в период строительства дальнейшему календарному распределению объемов добычи подлежит величина, равная Zп = Z – Vc = 12487,8 – 1152,8 = 11335 тыс. м3.

Рекомендуемая нормами плановая производительность карьера Срок службы карьера, лет Угольные карьеры готовыми к выемке запасами при круглогодовой работе Годовая производительность Обеспеченность готовыми к выемке запасами, мес.

карьера по скальной горной 6. Годовые объемы горно-капитальных и вскрышных работ, выполняемые в период строительства карьера и эксплуатации с учетом обеспечения плановой мощности карьера и подготовки вскрытых запасов, определяют по графику (см. рис. 10). Для этого на шкале полезного ископаемого в принятом масштабе откладывают первоначально объем попутной добычи в период строительства, а затем годовые объемы добычных работ, планируемые объемы вскрытых запасов и от точек а1, а2, а3 и т.д. проводят горизонтальные линии до пересечения с графиком нарастающих объемов полезного ископаемого (точки в1, в2, в3 и т.д.). Проекции точек пересечения на горизонтальную шкалу показывают положение вскрышных работ на каждый год эксплуатации с учетом подготовки вскрытых запасов. От точек проводят вертикальные линии до пересечения с графиком нарастающих объемов вскрышных работ (точки с1, с2, с3). Последние проектируют на правую вертикальную ось (точки d1, d2, d3). Полученные отрезки в принятом масштабе показывают требуемые годовые объемы вскрышных работ. Отрезок оа1 на шкале полезного ископаемого означает объем попутной добычи полезного ископаемого в период строительства Zп = 1152,8 тыс. м3. Такой подход позволяет определить объем горно-капитальных работ по вскрышным породам, который в данном примере будет равен отрезку о1d1 = 5960 тыс. м3 (см. рис. 10 и табл. 3). В данном случае определять сроки строительства карьера не обязательно, важно определить объемы вскрышных работ по годам разработки. От точки а1 откладывают отрезок а1а2 равный сумме планового объема добычи в 1-ый год эксплуатации и объем готовых к выемке запасов, обеспеченных на конец предшествующего года, т.е. а1а2 = 500 + 125 = 625 тыс. м3. Далее следует отложить отрезок а2а3 = 1000 + 250 – 125 = 1125 тыс. м3, по аналогии все последующие отрезки будут равны 1000 + 250 – 250 = 1000 тыс. м3 за исключением последнего года разработки карьера. В данном случае длина откладываемых отрезков на шкале полезного ископаемого равна сумме плановой производительности карьера и величины резерва вскрытых запасов за минусом величины готовых к выемке запасов, которые являются переходящими с предыдущего года.

При этом правильность календарного распределения объемов добычи легко проверяется путем суммирования годовых объемов. В рассматриваемом примере эта сумма должна составить разницу между балансовыми запасами и объемом попутной добычи при строительстве карьера, т.е. 11335 тыс. м3.

В соответствии с вышеизложенной методикой отрезки d1d2, d2d3 и т.д. будут означать в принятом масштабе объемы вскрыши соответственно на 1-й, 2-й и последующие годы разработки. Причем суммарный объем вскрыши, извлекаемый за весь период эксплуатации должен быть равен объему вскрышных пород в конечных контурах карьера за минусом горно-капитальных объемов, в рассматриваемом примере эта сумма равна 31286,8 – 5960 = 25326,8 тыс. м3.

Это является основным вариантом проверки правильности графических построений, а в сущности календарного распределения объемов добычных и вскрышных работ.

Для пологопадающих месторождений, как отмечалось в п. 3.2, объемы вскрыши и полезного ископаемого, приведенные в табл. 2, означают соответствующие объемы в расчете на 1 м подвигания фронта работ, а на этапе I указанные объемы вскрыши и полезного ископаемого численно выражают объемы горно-капитальных работ в расчете на 1 м ширины соответствующей разрезной траншеи. Поэтому для определения истинных объемов величины, приведенные в табл. 2, следует умножить на ширину этапа с учетом масштаба плана изомощностей, полученные данные по объемам работ на каждом этапе и нарастающим итогом приведены в табл. 7. Таким образом, суммарный объем вскрыши, извлекаемый в установленных контурах карьера, составит 182,64 млн м3, при этом общие извлекаемые запасы полезного ископаемого составят 81,822 млн м3. Объем разрезной траншеи по вскрыше составит где 5,6 – объем вскрыши из табл. 2, тыс. м3; 40 – полусумма оснований вскрышной траншеи, м; 39 – ширина рабочей площадки, на которую необходимо разнести борт вскрышной разрезной траншеи для проведения разрезной траншеи по пласту, м.

Аналогично объем разрезной траншеи по полезному ископаемому (объем попутной добычи при строительстве карьера) составит Исходя из рекомендаций табл. 5, принимаем годовую производственную мощность карьера 4,0 млн м3, отсюда срок службы с учетом периодов развития и затухания горных работ составит (81,8 – 0,072) : 4 + 1,6 = 22 года, где 0,072 млн м3 – объем попутной добычи при строительстве карьера; 1,6 – длительность периодов развития и затухания горных работ, лет.

Полученные данные совместно с планируемым объемом готовых к выемке запасов заносят в табл. 8.

С целью календарного распределения объемов вскрыши на основе объемов нарастающим итогом (табл. 7) строят кумулятивные графики объемов вскрыши и полезного ископаемого (рис. 11) и аналогично, описанному в пункте 6 порядку определяют годовые объемы вскрыши, данные заносят в нижнюю часть табл. 8.

Результаты календарного распределения объемов добычи и вскрыши для наклонных и крутопадающих залежей свидетельствует о следующем: при значении среднего коэффициента 2,4 м3/м3 (см. табл. 1) текущий коэффициент вскрыши Кт по годам разработки распределился достаточно неравномерно; в первые два года работа карьера его величина превышает значение на 4-м году в 2–2,5 раза (в табл. 4 выделено жирным шрифтом), подобные пиковые годы разработки 5–7-й и 9-й. Таким образом, при разработке глубоких месторождений ежегодные объемы вскрыши изменяются по годам даже при постоянной производительности карьера по полезному ископаемому.

Аналогичные пиковые объемы вскрыши при неизменном объеме добычи характерны и для пологих и горизонтальных месторождений; это 14–18-й и 20–22-й годы разработки (в табл. 8 они выделены жирным шрифтом).

Для обеспечения стабильной работы вскрышного комплекса подобные пиковые объемы должны быть сглажены путем регулирования календарного плана вскрышных и добычных работ в соответствии с требованиями, обеспечивающими его оптимальность и экономическую эффективность.

Исходные объемы для составления календарного плана горных работ Показатели

I II III IV V VI VII VIII IX X

Объем на 1 м подвигания фронта, тыс. м (данные табл.2) тыс. м гом, тыс. м Объем на 1 м подвигания фронта, тыс. м (данные табл.2) тыс. м гом, тыс. м 3 7300 6400 8200 8300 11300 13300 10400 11800 11800 8700 10800 7300 6400 8200 8300 11300 13300 10400 11800 11800 8700 10800 6 1100 2400 600 500 2100 4100 1200 2200 2200 900 = 8400 8800 8800 8800 9200 9200 9200 9600 9600 9600 Рис. 11. График объемов горных работ нарастающим итогом 4.3. Требования к рациональному календарному плану горных работ Календарный план горных работ – это распределение объемов основных видов работ (вскрышных, добычных и горно-подготовительных) по годам и горизонтам. Поэтому календарный план является документом, на основании которого производятся горные работы в карьере и оценивается правильность и своевременность их выполнения. Главным директивным документом для производства горных работ является годовой календарный план, который составляется на основе пятилетнего плана. На основе годового календарного плана составляются ежемесячные, недельно-суточные и сменные планы, являющиеся документами оперативного планирования.

Составление календарного плана является трудоемкой работой, требующей опыта и знаний.

Рациональный календарный план должен отвечать следующим требованиям.

1. Обеспечивать устойчивую работу карьера по добыче полезного ископаемого в целом и по сортам в соответствии с заданным качеством.

2. Обеспечивать своевременную подготовку новых горизонтов и заданную величину готовых к выемке запасов при сохранении заданных параметров системы разработки: ширины рабочих площадок, угла наклона рабочего борта и направления углубки карьера. При этом потребность в горно-транспортном оборудовании не должна резко изменяться по годам и кварталам.

3. В любой период разработки (за исключением периода затухания работ на месторождении) текущий коэффициент вскрыши должен быть минимальным и меньшим по сравнению с последующим периодом.

4.4. Методика регулирования календарного графика вскрышных работ Ежегодное изменение объемов вскрыши при постоянной производительности карьера по полезному ископаемому является следствием изменения с глубиной текущего коэффициента вскрыши. При разработке наклонных и крутопадающих месторождений характерен закономерный рост объемов вскрыши до момента достижения горными работами конечных контуров на поверхности. Далее по мере понижения горных работ объемы вскрыши уменьшаются, но пиковые объемы вскрыши возникают при отработке участков карьера с уменьшенной мощностью рудного тела. При отработке пластовых залежей с пологим залеганием также возможны пиковые объемы вскрыши на участках с уменьшенной мощностью пласта, либо с увеличенной мощностью покрывающих пород. В этих условиях возникает необходимость ввода дополнительного оборудования и увеличения численности работников, что, как правило, приводит к ухудшению технико-экономических показателей разработки. Для устранения возможных осложнений, связанных с пиковыми объемами вскрыши, производят выравнивание графика вскрышных работ. Основная задача регулирования календарного плана сводится к установлению наиболее экономичного распределения вскрыши по периодам отработки карьера, обеспечивающего безопасную и планомерную добычу полезного ископаемого в заданных объемах.

Для регулирования календарного графика вскрышных работ используют следующие приемы.

1. Часть объемов вскрыши переносят на более поздние периоды разработки за счет временной консервации части рабочего борта для месторождений наклонных и крутопадающих (так называемая поэтапная разработка с выделением промежуточных контуров карьера).

Для горизонтальных и крутопадающих месторождений это возможно за счет первоочередной отработки участков с минимальной мощностью покрывающих пород. Сущность данного приема заключается в том, что при резком увеличении объема вскрыши на начальном этапе разработки это превышение над средним уровнем следует распределить равномерно на последующие периоды. Линия абвгд (рис. 12) соответствует графику изменения годовых объемов вскрыши при сложившемся режиме горных работ, то есть без выделения участков для первоочередной отработки. Чтобы вынимать постоянный объем вскрыши в течение периодов t2 и t3 необходимо часть объемов с периода t2 (площадь бвг) перенести на период t3 (площадь где). За период t3 производительность карьера по вскрыше увеличивается, а за период t + t3 остается постоянной (на рис. 12 пунктирная линия бге) почти весь срок эксплуатации карьера.

2. При невыдержанной мощности залежи регулирование графика вскрышных работ может быть произведено за счет уменьшения объема добычных работ на пиковом этапе (рис.

13). Ведение горных работ в соответствии с графиком абвг при постоянной производительности карьера по добыче в периоде t3 за счет резкого уменьшения мощности залежи необходимо увеличить годовые объемы вскрыши (линия DE). Этого увеличения можно избежать полностью или частично (линия БВ), если уменьшить производительность карьера по полезному ископаемому (линия де). Однако это возможно лишь в том случае, если уменьшение объема добычи на одном карьере будет компенсировано увеличением его на другом.

графика переносом объемов вскрыши на более поздние периоды разработки 3. Выравнивать пиковые объемы вскрыши возможно путем переноса части объемов вскрыши на более ранние периоды разработки. Причем для наклонных и крутопадающих месторождений этот прием реализуется путем уменьшения угла наклона рабочего борта карьера за счет увеличения ширины рабочих площадок, а для горизонтальных и пологопадающих месторождений за счет опережающего подвигания вскрышных уступов или за счет первоочередной отработки участков с максимальной мощностью покрывающих пород. При распределении объемов вскрыши согласно календарному графику абвге (рис. 14) на период t необходимо вводить дополнительное вскрышное оборудование. За счет уменьшения угла наклона рабочего борта часть объемов вскрыши (площадь бвг) можно выполнить в более ранний период t2. В этом случае во всех трех периодах (t2 + t3+ t4) объем вскрышных работ остается постоянным (линия дбге). Такой способ регулирования графика вскрышных работ реализуется гораздо проще, однако используется лишь тогда, когда пиковые объемы значительны и требуют больших капитальных затрат. Следует помнить, что переносимые объемы и в первом и в третьем способах должны быть равны между собой (на рис. 12 и 14 площади заштрихованы), например, в последнем случае площадь адб = бвг (рис. 14).

Рис. 14. Регулирование графика путем опережающей выемки вскрыши Рассмотрим порядок выравнивания объемов вскрышных работ на примерах календарного распределения объемов горных работ для крутопадающего (табл. 4) и пологопадающего (табл. 8) месторождений.

В первом случае анализ предварительного распределения объемов горных работ (табл. 4) при принятом направлении углубки и угле наклона рабочего борта по кумулятивным кривым показывает, что объемы вскрыши по годам распределены весьма неравномерно.

Мало того, что эти объемы первые четыре года понижаются почти вдвое (с 3600 до 1800 тыс. м3), на 5–9-м годах появляются пиковые объемы. Конечно, это требует дальнейшего перераспределения объемов вскрыши, чтобы получить рациональный календарный план горных работ. С этой целью необходимо определить средний эксплуатационный коэффициент вскрыши Кс.э.. Для рассматриваемого примера Кс.э. = (31286,8–2117,2) : 12487,8 = 2, м3/м3 (все данные взяты из табл. 3 исходных объемов). По величине К с.э. можно достаточно точно и легко перераспределить годовые объемы вскрышных работ. В годы, когда Кт Кс.э.

(в рассматриваемом примере это 1, 2-й, 5–9-й годы в табл. 4 выделены жирным шрифтом) появляются излишние объемы вскрыши, которые следует переносить на последующие годы, где Кт Кс.э.. Причем суммарные переносимые и дополнительные объемы должны быть равны между собой.

Как видно из табл. 4, корректированный таким образом Кт соответствует основному принципу рациональности; либо он сохраняется неизменным, либо увеличивается незначительно по мере эксплуатации месторождения, за исключением периода затухания горных работ.

Для пологопадающего месторождения выравнивание вскрышных объемов производят аналогичным образом. Первоначально по данным исходных объемов (табл. 7) уточняют значение Кс.э. = (182640 – 500) : (81822 – 72) = 2,23 м3/м3. Ориентируясь на полученную величину и учитывая значительный срок отработки запасов (в рассматриваемом примере более 12– 15 лет) принимают значение откорректированного текущего коэффициента вскрыши от минимального значения на первом году эксплуатации в 1,9 до 2,5 м3/м3 в предпоследнем году разработки. По величине откорректированного Кт определяют годовые объемы вскрышных работ (в табл. 8, строка 6). Как видно из табл. 8, первый год эксплуатации не является характерным, а вот в последующие 12 лет дополнительные объемы вскрыши необходимо вынимать за счет увеличения скорости подвигания вскрышного фронта на верхних горизонтах, то есть за счет опережающей вскрыши, что позволяет в последующие годы сохранить производительность вскрышного технологического комплекса неизменной.

Правильность определения годовых объемов вскрыши можно установить путем сравнения суммы откорректированных (строка 6 в табл. 8) и первоначально вычисленных (строка 3 в табл. 8) объемов вскрыши. Они должны быть равны между собой и в совокупности с объемом горно-капитальных работ должны быть равны общему объему вскрыши, вынимаемому за весь срок эксплуатации месторождения; в рассматриваемом примере этот объем составляет 182640 тыс. м3 (см. табл. 7).

При углубочной системе разработки в глубоких карьерах с заданным календарным графиком добычи полезного ископаемого может быть несколько вариантов календарных графиков вскрышных работ. При сплошной системе разработки мульдообразных залежей также характерно многообразие вариантов календарных графиков вскрышных работ. В этих случаях экономическая оценка календарных графиков вскрышных работ осуществляется методом вариантов, при этом за критерий экономической оценки принимают величину приведенных затрат за длительный период.

5. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОПТИМАЛЬНОГО НАПРАВЛЕНИЯ УГЛУБКИ КАРЬЕРА

При разработке наклонных и крутопадающих залежей направление углубки определяет способ вскрытия и характер распределения вскрыши по годам разработки, в чем легко можно убедиться при разработке календарного плана вскрышных работ. С экономической точки зрения горные работы необходимо перемещать по залежи таким образом, чтобы достичь максимального извлечения полезного ископаемого при минимальных затратах на вскрышные работы. Иными словами вариант, при котором на каждом этапе разработки текущий коэффициент будет минимальным и менее затратным по сравнению с другими вариантами. Если воспользоваться кумулятивным графиком для оценки вариантов развития горных работ на месторождении с однородными залежами и стабильным выдержанным по простиранию качеством, то оптимальный вариант будет соответствовать варианту 3 (рис. 15). Из этого следует, что критерием оценки может служить минимальный средний (с начала разработки) коэффициент вскрыши, который использовал А.И. Арсентьев при разработке графоаналитического метода определения оптимального направления углубки. Другим критерием оценки служат также минимальные средние (с начала разработки) удельные эксплуатационные затраты. Этот критерий требует применения метода технико-экономического сравнения вариантов, т.е. он более трудоемкий и требует применения вычислительной техники.

Исходным материалом для определения оптимального направления углубки по графоаналитическому методу А.И. Арсентьева служит поперечное сечение наиболее характерное для рассматриваемого месторождения (рис. 16). Минимальный средний (с начала отработки) коэффициент вскрыши определяется по методу изолиний полезного ископаемого.

Под изолинией полезного ископаемого (Р0, Р1 и т. д.) на поперечном сечении месторождения понимается геометрическое место точек, при перемещении в любую из которых дна рабочей зоны карьера в границах рабочего контура вынимается одинаковый объем полезного ископаемого.

Рис. 16. Схема к определению оптимального направления углубки Порядок выполнения работы следующий.

1. Для построения изолиний полезного ископаемого на поперечное сечение наносят секущие горизонтальные линии 1, 2, 3…9 с интервалом 25–50 м и вертикальные плоскости б, в, г….ж, которые могут являться возможными направлениями углубки (рис. 16). Кроме того, наносят (отмечают) возможные направления углубки по нерабочим бортам карьера а и з.

2. Помещая контур рабочей карьера в точки пересечения горизонтальных линий с возможными направлениями углубки замеряют объем полезного ископаемого внутри контура рабочей зоны и полученные данные заносят в верхнюю часть табл. 9.

3. После заполнения верхней части табл. 9 по полученным данным строят графики кумулятивных кривых для каждого возможного направления углубки (рис. 17).

4. На графике кумулятивных кривых через равные промежутки проводят горизонтальные линии, соответствующие изолиниям полезного ископаемого Р 1, Р2, … РJ. Точки пересечения горизонтальных линий с графиками переносят на поперечное сечение, полученные точки соединяют прямыми отрезками или плавной кривой (на рис. 16 пунктирные линии) по принципу равных объемов полезного ископаемого. Это и будут изолинии полезного ископаемого Р1, Р2, и т.д. Дополнительно проводят изолинию Р0. Для этого линию откоса рабочего борта карьера перемещают сверху до момента касания залежи.

5. Помещая дно рабочего контура карьера в точки пересечения изолиний полезного ископаемого с возможными направлениями углубки, замеряют объем горной массы внутри контура рабочей зоны и полученные данные заносят в нижнюю часть табл. 9.

6. В каждой строке находят минимальное значение горной массы, соответствующее оптимальному положению дна карьера, то есть минимальному среднему (с начала отработки) коэффициенту вскрыши (в табл. 9 эти значения выделены жирным шрифтом). Например, на изолинии Р0 – это будет точка б, а на изолинии Р5 – точка а. Соединив эти точки получают оптимальное направление углубки карьера.

Учитывая погрешность исходных данных, невозможность учета других факторов технологического характера, правильнее определять не линию углубки, а некую область рациональных направлений углубки карьера.

Для месторождений с изменяющимися по простиранию элементами залегания решают объемную задачу в следующем порядке:

– определяют и строят по приведенной выше методике оптимальные направления углубки на каждом выделенном характерном поперечном сечении;

– на каждом перечном сечении определяют средний (с начала отработки) коэффициент вскрыши для рассматриваемых интервалов глубины;

– на продольном сечении наносят линии поперечных сечений и указывают на них динамику значений среднего (с начала отработки) коэффициента вскрыши;

– на каждом горизонте оценивают положение рабочего борта по критерию минимального (с начала отработки) среднего коэффициента вскрыши и обеспечения заданной производительности карьера.

Этапы и изолинии Объемы (м3) полезного ископаемого и горной массы Комплекс рассмотренных выше графических и графоаналитических методов является основой для разработки пятилетних планов горных работ (перспективное планирование), в соответствии с которыми разрабатываются годовые планы горных работ (текущее планирование).

Годовое планирование включает: определение интенсивности перемещения фронта работ на уступе, выбор схемы вскрытия и подготовки новых горизонтов, расчеты объемов добываемого полезного ископаемого и разрабатываемых вскрышных пород, определение необходимого количества горного и транспортного оборудования, расчеты обобщающих экономических показателей техпромфинплана предприятия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М.:

Недра, 1980. 631 с.

2. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч. 2. Технология и комплексная механизация. М.: Недра, 1985. 549 с.

3. Анистратов Ю.И., Анистратов К.Ю. Технология открытых горных работ: учебник.

М.: Горное дело, 2008. 220 с.

4. Хохряков В.С. Проектирование карьеров. М.: Недра, 1980. 336 с.

5. Хохряков В.С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М.:

Недра, 1991. 336 с.

6. Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В. Проектирование карьеров: учебник для вузов: в 2 т. М.: Изд-во Академии горных наук, 2001. Т. 2. 535 с.

7. Планирование развития горных работ на карьерах / под общей ред. А.И. Арсентьева. М.: Недра, 1972.

8. Научные основы оптимизации использования месторождений полезных ископаемых и охраны недр. М.: Наука, 1977.

9. Ломоносов Г.Г. Формирование качества руды при открытой добыче. М.: Недра, 1975.

10. Винницкий К.Е. Оптимизация технологических процессов на открытых разработках. М.: Недра, 1976.



 


Похожие работы:

«М. И. Лебедев САМОЛЕТОВОЖДЕНИЕ Учебное пособие для летчиков и штурманов гражданской, военно- транспортной и стратегической авиации Часть I Ставрополь 1 2003г 2 Содержание. Раздел 1 Основы авиационной картографии. Глава 1. Основные географические понятия 8 §1 Формы и размеры Земли. 8 §2. Основные географические точки, линии и круги на земном шаре. §3. Географические координаты §4. Длина дуги меридиана, экватора и параллели §5. Направления на земной поверхности §6. Ортодромия и локсодромия §7....»

«ЦЕНТР МИГРАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ при содействии Программы поддержки высшего образования Института Открытое Общество (HESP OSI) и Бюро ЮНЕСКО в Москве Методология и методы изучения миграционных процессов Междисциплинарное учебное пособие Под редакцией Жанны Зайончковской Ирины Молодиковой Владимира Мукомеля Москва 2007 УДК 314.7 ББК (С)60.7 Книга подготовлена при содействии Программы поддержки высшего образования Института Открытое Общество (HESP OSI) Издано при поддержке Бюро ЮНЕСКО в Москве...»

«Инородные тела ЛОР органов Составители: В.Ф.Воронкин, Ф.В.Семенов Краснодар, 1997 В методических рекомендациях рассмотрены основные клинические симптомы, методы диагностики, лечения и профилактики инородных тел, встречающихся в практике врача-оториноларинголога. Ни одна анатомическая область человеческого организма не является столь уязвимой в плане попадания инородных тел как ЛОР органы. Иногда пребывание инородных тел в просвете полости носа или наружного слухового прохода протекает почти...»

«Негосударственное образовательное учреждение Московская международная высшая школа бизнеса МИРБИС (Институт) Документация по обеспечению качества Р – MT Редакционно-издательская деятельность Eпроцесс) Методические указания по формированию структуры и СМК Р – MT МУ MO/M1 - 4M - 11 оформлению научных работ при подготовке к изданию УТВЕРЖДЕНО УТВЕРЖДАЮ на заседании Первый проректор, Учебно-методического совета представитель руководства 18.11.OM11., протокол № P по качеству Е.В. Бешкинская __ OM...»














 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.