16.01.2021

Определение объемов горных работ и периода реконструкции при расширении границ карьеров


При возобновлении горных работ на погашенных участках бортов карьера необходимо отработать определенный объем горной массы для создания площадок минимально допустимой ширины.

Правильное определение объемов горных работ и своевременное их выполнение в период реконструкции карьера позволяют в дальнейшем существенно сократить эксплуатационные расходы и повысить рентабельность разработки месторождения.

Если на участке борта длиной Lm имеющем k рабочих горизонтов с шириной существующих рабочих площадок В'сущ, В''сущ, Bсущk, требуется создать минимально допустимые рабочие площадки Bmin, то на каждом уступе высотой h1, h2, ..., hk необходимо удалить объемы V1, V2, ..., Vk (см. рис. III.5):

где m — число участков, на которое разбивается фронт работ каждого уступа.

Чтобы создать площадку Bmin на горизонте k, необходимо на верхнем горизонте удалить объем

При B'сущ = В''сущ = ... = Bсущk и h1 = h2 = ... = hk = hy формула (III.25) будет иметь вид:

Общий объем вскрыши EVk, убираемый при расширении на участке Lm:


Аналогичным образом определяются объемы вскрыши для других участков.

Общий объем вскрыши, отрабатываемый в период реконструкции карьера, EEVk разделении расширяемого борта на m участков можно определить из выражения

В частном случае при В'сущ = B''сущ = ... = Всущk формула (111.30) принимает более простой вид:

Развитие горных работ при последовательном расширении рабочих площадок на горизонтах карьера производится в порядке, указанном на рис. III.9. Вначале убирается вскрыша на первом горизонте в объеме затем отрабатывается Q1'' м3 породы на первом горизонте и Q2'' м3 вскрыши на втором горизонте, а затем Q1''', Q2''' и Q3''' м3 вскрыши соответственно на первом, втором и третьем горизонтах.

После того как расширяемый участок рабочего борта карьера переместился из первоначального положения аb'с'' в положение a'''b'''c''' реконструкция считается законченной и начинается нормальная эксплуатация месторождения.

Период реконструкции карьера, имеющего к сокращенных рабочих площадок, определяется из выражения

где t1, t2, t3, ..., tk — продолжительность расширения соответственно первого, второго, ..., k-го горизонта, мес.

Время t1, необходимое для отработки объема Q1' на первом горизонте, складывается из времени tосн и tдоп. Время tосн определяется в зависимости от числа экскаваторов nэ и их производительности Qмес, м3:

Дополнительное время tдоп требуется для производства комплекса вспомогательных работ, так как развал взорванной горной массы обычно перекрывает рабочую площадку до тех пор, пока ее ширина не достигнет определенных размеров. При применении железнодорожного транспорта расширение рабочих площадок осуществляется по одной из схем, описанных в разделе III.2. Если применяется вариант с предварительным проведением транспортной полосы после массового взрыва (см. рис. III.3, а), то

где Q'пер — объем переэкскавации, м3.

Объем Q'пер можно определить по формуле

где n'op — усредненный коэффициент переэкскавации (см. рис. III.4, а).

Подставляя в формулу (III.34) значение Q'пep из формулы (III.35), получим:

Общая продолжительность расширения рабочей площадки Всущ до Вmin

После преобразования

Аналогичным образом определяем продолжительность расширения рабочих площадок Всущ'', Всущ''', ..., Всущk на горизонтах втором, третьем, ..., k = ом;

На основании формул (III.38)-(III.41) период реконструкции карьера, имеющего к сокращенных рабочих площадок

В частном случае при В'сущ = B''сущ = ... = Bсущk = Bсущ, Q1' = Q2'' = ... = Qk = Q1 и n'cp = n''cp = ... = ncpk = ncp

При применении варианта расширения узких рабочих площадок с отработкой первой экскаваторной заходки тупиковым забоем продолжительность расширения рабочей площадки Всущ' на первом горизонте (рис. II1.9) во Bmin определяется по формуле

где c'ycp — усредненный коэффициент снижения производительности экскаваторов.

Аналогично определяются периоды расширения рабочих площадок на втором и третьем горизонтах:

Величина периода реконструкции карьера

При расширении участка борта карьера, состоящего из к уступов, формула (III.47) будет иметь следующий вид:


Полученные аналитические зависимости (111.43) и (III.50) показывают, что продолжительность реконструкции карьеров зависит от размеров рабочих площадок перед расширением Bсущ, числа и производительности экскаваторов, занятых на этих работах. Применение формул (III.43) и (III.50) в соответствующих технико-экономических расчетах позволяет с достаточной точностью определить продолжительность реконструкции карьеров при последовательном развитии горных работ.

Если расширение рабочих площадок сдерживает развитие добычных работ в карьере, то первоначальную рабочую зону можно создать по одной из описанных ранее схем. Например, используя схему института Гипроникель, можно развивать горные работы на погашенном борту карьера, разделив его по высоте на рабочие зоны (рис. III.10). В этом случае в первоначальный период реконструкции карьера рабочий борт будет формироваться, перемещаясь из положения AB1 в положение AB2. В дальнейшем, сохраняя 50-метровые рабочие площадки между смежными зонами, необходимо увеличивать ширину площадок между сдвоенными 15-метровыми уступами с 20 м вначале до 30—35 м (линия и впоследствии до 50 м (линия А2В4). На следующем этапе развития рабочей зоны карьера сдвоенные уступы разделяются на отдельные с сохранением вначале 50-метровой площадки между парами уступов (линия A3B6) и с доведением ширины рабочей площадки до 50 м между каждым уступом (линия A4B7). Линией AB6 обозначено положение рабочего борта карьера при последовательном расширении рабочих площадок до минимально допустимых размеров.

Из рис. III.10 видно, что возобновление горных работ на погашенном борту карьера с разделением его на рабочие зоны позволяет значительно сократить период реконструкции карьера за счет уменьшения первоначального объема горных работ. Кроме того, для выполнения этих работ может быть привлечено большее число экскаваторов. Однако продолжительность создания на всех рабочих уступах минимально допустимых рабочих площадок значительно увеличивается. При работе по данной схеме растут объемы горных работ. Эти объемы должны быть отработаны в стесненных условиях, что приводит к увеличению эксплуатационных расходов. Поэтому выбор рациональной схемы расширения рабочих площадок должен обосновываться подробным технико-экономическим расчетом с учетом конкретных горнотехнических условий.

Рассмотрим применение методики определения объемов горных работ и периода расширения существующих узких рабочих площадок до минимально допустимых размеров на примере реконструкции Сорского карьера в границах Главного участка. На рис. III.11 показано положение горных работ в карьере перед началом расширения рабочих площадок.

Для создания нормальных горнотехнических условий на данном участке карьера необходимо на каждом рабочем горизонте юго-западного борта карьера между гор. 920—710 м и северо-восточного борта между гор. 780—710 м создать рабочие площадки Bmin = 40 м. Кроме того, для обеспечения запланированных объемов добычи руды в этот период продолжается углубка карьера в границах промежуточного контура Главного участка и ведутся интенсивные вскрышные работы на Южном участке.

При определении объемов горных работ в период реконструкции Сорского карьера использовались погоризонтные планы.

В табл. III.2 представлено изменение объемов горных работ в период реконструкции карьера по мере расширения рабочих площадок до Bmin.


На рис. III.12 показан совмещенный план горных работ Сорского карьера к моменту окончания реконструкции. Из этого рисунка видно, что в результате реконструкции Главного участка создаются рабочие площадки на уступах гор. 710—780 м; произведено погашение горных работ на юго-западном борту карьера на уступах гор. 790—920 м и дно карьера опустилось на гор. 610 м. В этот период начаты добычные работы на Южном участке карьера, где горные работы достигли гор. 630 м.

В соответствии с достигнутой на карьере годовой производительностью экскаваторов, равной 180 тыс. м3 на 1 м3 емкости ковша принимаем следующие среднемесячные производительности: экскаваторов ЭКГ-4,6 — 830 ты. м3; экскаваторов ЭКГ-8И — 1420 ты. м3.

Продолжительность расширения рабочих площадок до минимально допустимых размеров определялась по формуле (III.44). Общую продолжительность реконструкции Сорского карьера вычисляли по формуле (III.49). Коэффициент снижения производительности экскаваторов при работе в тупиковом забое принимался с = 0,75.

В табл. III.2 показано время на выполнение запланированных объемов горных работ на каждом рабочем горизонте, а также общая продолжительность реконструкции Сорского карьера в связи с расширением рабочих площадок на юго-западном борту карьера и созданием новых горизонтов на его северо-восточном борту.

Работы, связанные только с расширением рабочих площадок на юго-западном борту карьера, производятся между гор. 920— 780 м. Для производства этих работ должно быть удалено 17,978 млн. м3 горной массы; время выполнения работ — 1,9 года.

Приведенный пример реконструкции Сорского карьера показывает, что при больших объемах вскрышных работ в период реконструкции резкое снижение величины годовой добычи должно быть компенсировано за счет интенсивной эксплуатации других участков данного карьера. При решении вопроса о целесообразном способе реконструкции карьера необходимо производить комплексные технико-экономические расчеты, основанные на реальных объемах горных работ и реальных сроках выполнения реконструкции. Проведение реконструкции с минимально необходимыми затратами обеспечит в целом по горной промышленности значительную экономию государственных средств.





Яндекс.Метрика