Системы разработки месторождений полезных ископаемых

26. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

26.1. Понятие о системе разработки. Классификация систем разработки рудных месторождений

При рассмотрении стадий разработки месторождений полезных ископаемых было отмечено, что система разработки определяет порядок подготовки и очистной выемки, принятый для разработки всего месторождения или его части.

К настоящему времени насчитываются сотни различных вариантов систем разработки только применительно к рудным месторождениям. Отсюда и значительные сложности в создании классификации систем разработки как основы для их изучения, сравнительной оценки и дальнейшего совершенствования. Акад. М. И. Агошков отмечает, что из большого числа известных в литературе классификаций систем разработки одни посвящены только пластовым месторождениям, другие — только рудным. Создать единую классификацию систем разработки для всех месторождений пока не удается. Поэтому существует так называемое отраслевое построение классификаций систем разработки.

Применительно к рудным месторождениям в разное время предлагалось немало различных классификаций систем разработки, однако подавляющее их большинство не получило признания и применения. И только классификацией систем разработки, предложенной акад. М. И. Агошковым, пользуются не только в нашей стране, но и за рубежом. В основу этой

классификации положен единый отчетливо выраженный признак— состояние очистного (выработанного) пространства в период разработки месторождения.

Все системы разработки разделены на восемь классов (табл. 26.1).

К I классу отнесены такие системы, при которых очистное пространство остается во время разработки выемочного участка открытым. Бока и кровля этого пространства поддерживаются только с помощью временных и постоянных рудных целиков. Становится понятным, что системы этого класса могут применяться в крепких и устойчивых рудах и вмешающих породах.

Ко II классу отнесены такие системы разработки, при которых по мере выемки рудного массива очистное пространство заполняется отбитой рудой, служащей для поддержания вмешающих пород между целиками. Последние выполняют ту же роль, что и в системах разработки с открытым выработанным, пространством. Следовательно, системы разработки, отнесенные ко II классу, могут применяться при менее устойчивых вмещающих породах.

К III классу отнесены системы разработки, при которых: очистное пространство по мере выемки полезного ископаемого заполняется специальным закладочным материалом, служащим для поддержания вмещающих пород. Системы этого класса могут применяться для разработки залежей с малоустойчивыми вмещающими породами и устойчивой рудой. Крепление используется лишь для поддержания призабойного пространства.

К IV классу отнесены системы разработки, при которых выработанное пространство поддерживается специальной» крепью, возводимой вслед за выемкой полезного ископаемого. Такие системы разработки применяются в рудах неустойчивых, склонных к вывалам.

К V классу отнесены системы, в которых по мере выемки полезного ископаемого очистное пространство заполняется закладкой и регулярно возводимой крепью. Системы разработки этого класса отличаются высокой трудоемкостью и стоимостью» работ, а поэтому могут рекомендоваться для применения лишь при разработке богатых руд, полнота извлечения которых сможет окупить увеличенные расходы на очистную выемку.

К VI классу отнесены системы, в которых заполнение очистного пространства по мере выемки полезного ископаемого осуществляется обрушаемыми покрывающими и боковыми породами. Как видно, системы разработки этого класса существенно отличаются от вышеизложенных. Достаточно сказать, что для систем VI класса наличие склонных к самообрушению вмещающих пород является обязательным условием.

К VII классу отнесены системы, в которых в процессе очистной выемки обрушению подвергаются не только вмешающие породы, как в предыдущем классе, но и массив руды, для которого предварительно создаются условия для обрушения. Таким

образом, в очистном пространстве находится обрушенная (раздробленная) руда, покрытая вмещающими породами. В этом случае следует уделять особое внимание строгому соблюдению правил выпуска руды.

К VIII классу относятся такие системы разработки, при которых в определенных условиях панель разделяется на регулярно чередуемые камеры и междукамерные целики, разрабатываемые последовательно в две стадии различными системами разработки. Следует отметить, что комбинированные системы —это не совместное и одновременное применение нескольких систем разработки. При комбинированных системах, как подчерккивает акад. М. И. Агошков, подготовка, нарезка и очистная выемка в камере и междукамерном целике, которые составляют вместе выемочный блок, настолько связаны и конструктивно неотделимы друг от друга, что систему разработки блока следует рассматривать как новую.

Как следует из табл. 26.1, в рассматриваемой классификации имеется также разделение систем разработки внутри каждого из восьми классов. Однако признаки такого разделения для различных классов неодинаковы.

источник

РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (а. mining, exploitation; н. Abbau der Nutzmineralienvorkommen; ф. exploitation miniere; и. explotacion de yacimientos) — комплекс взаимосвязанных процессов горного производства по извлечению полезных ископаемых (или полезных компонентов) из недр Земли. Выделяются 4 основных способа разработки месторождений полезных ископаемых: шахтный — с помощью системы подземных горных выработок (см. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых); карьерный, или открытый, — с помощью системы открытых горных выработок (см. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых); скважинный — с помощью системы эксплуатационных буровых скважин; морской, связанный с работами ниже уровня моря (см. Разработка морских месторождений полезных ископаемых). Традиционно первые два способа применялись для добычи твёрдых полезных ископаемых, скважинный — для жидких и газообразных полезных ископаемых. Благодаря техническому прогрессу с середины 20 века возрастают объёмы добычи твёрдых полезных ископаемых через скважины, ведётся добыча высоковязких нефтей открытым и шахтным способами, перспективной является шахтная добыча тяжёлых нефтей из ранее отработанных скважинами месторождений, высокоминерализованная морская вода становится объектом промышленной переработки для извлечения ценных минералов. Основная цель разработки месторождений полезных ископаемых — обеспечение сырьём, необходимым для промышленного производства и других целей, — в условиях социализма дополняется требованиями возможно более полной выемки полезных ископаемых из недр при минимальных затратах, максимального использования попутных компонентов и эффективной охраны окружающей среды.

Содержание понятия разработки месторождений полезных ископаемых расширялось на протяжении нескольких тысячелетий и было связано с совершенствованием орудий труда и горных технологий, увеличением числа видов добываемых из недр Земли полезных ископаемых. Каждой стадии эволюции технологии разработки месторождений полезных ископаемых соответствовали принципиальные нововведения.

В каменном веке наряду с поверхностными выработками типа ям, траншей, канав, рвов появляются подземные копи, вскрытые штольнями, вертикальными, наклонными стволами и комбинацией этих выработок. Начинают применяться разработка с помощью камер, разведочные выработки, огневой метод ведения работ на открытых разработках, а возможно и в подземных условиях, клиновой метод ведения работ, водоотлив, закладка выработок пустой породой, сводчатая кровля и поддержание кровли на целиках, проветривание за счёт естественной тяги.

На стадии металлических горных орудий (век бронзы и раннего железа) объектами массовой подземной разработки становятся залежи руд меди, олова, серебра, свинца, киновари, золота, полиметаллов, железа и др.

На этой стадии возникают горные работы по извлечению крупных каменных монолитов для изготовления строительных блоков, обелисков, мегалитов, астрономических ориентиров и т.п. Крупномасштабные открытые разработки крепких известняков и песчаников в связи со строительством пирамид велись в Древнем Египте (рис. 1).

Для отделения от массива блока геометрически правильной формы по заранее размеченной поверхности прочнейшими каменными шарами, а затем металлическими долотами выдалбливались канавки и вертикальные углубления под деревянные клинья, которые затем обильно поливали водой. Набухая, клинья отрывали монолит от массива. Обработка монолита в блок правильной формы велась на месте добычи. Необходимость перевозки крупных блоков дала толчок зарождению средств карьерного транспорта — катучих барабанов и двухполозных салазок, перемещаемых по каткам. Наряду с масштабной добычей каменных материалов с 6-5-го тысячелетия до н.э. ведется разработка россыпей с улавливанием золотого песка с помощью расстеленных шкур животных, а также примитивная добыча нефти, битума из открытых естественных ёмкостей.

Формируется облик древней рудной шахты (рис. 2), система горных выработок, которой повторяет причудливую конфигурацию рудной залежи (линз, жил, штоков, пластов и т.п.).

В массовом порядке осуществляется искусственное ослабление прочности массива горных пород в подземных условиях путём «пожога» (костёр у забоя) и резкого охлаждения водой разогретых пород, что приводило к растрескиванию массива. Для отвода дыма пробиваются или устраиваются в стволах специальные «дымоходы». Увеличение протяжённости горных выработок и времени их поддержания привело к зарождению приёмов управления устойчивостью выработок с помощью деревянной крепи, сухой кладки из камня и оставлению породных целиков. На ряде шахт ведётся удаление подземных вод путём вычерпывания их кожаными или плетёными вёдрами, бадьями, устройством естественного стока по выработкам, применением т.н. архимедова винта. Для освещения рабочих мест применяют лучины и масляные светильники. Как и прежде, используется исключительно ручной труд на всех процессах разработки.

В эпоху раннего железа технологические приёмы добычи блоков известняка совершенствуются применительно к разработке залежей мрамора. Значительно возрастает число объектов горных разработок на руды меди, железа, золота, серебра, олова, сурьмы, свинца и др. Усложняется конфигурация шахтных горных выработок, увеличивается глубина разработки. Появляются специальные горизонтальные выработки, проходимые в основном по породе на всю длину отрабатываемого рудного тела для облегчения транспортирования руды на поверхность, удобного перемещения горняков к месту работы, проветривания и водоотлива. Для проветривания дополнительно пробиваются с поверхности вертикальные стволы. Зарождается примитивное принудительное проветривание с помощью мехов, приводимых в действие мускульной силой людей или тягловых животных. Такая несложная система из нескольких всасывающих мехов и тканевых трубопроводов позволяла проветривать выработки длиной до 300-400 м. Появляются функциональные горные выработки — очистные, вентиляционные, транспортные, водоотливные. В средневековье вскрытие месторождения осуществляется вертикальными стволами; появляются околоствольные дворы, системы откаточных и вентиляционных выработок (рис. 3).

Общая конфигурация горных выработок шахты принимает архитектурно выдержанный облик. Горное предприятие характеризуется продуманным сочетанием грузопотоков с системой проветривания и водоотлива. Совершенствуется система шахтного подъёма с помощью тягловой силы животных или водяного колеса. Впервые для отбойки пород применяются порохострельные работы (15 век). С увеличением подземной добычи угля (рис. 4) и углублением шахт устанавливается факт наличия в рудничном воздухе метана (1555); внезапные взрывы газовых скоплений в шахтах (фиксируются с 1621) послужили основанием для изучения рудничного воздуха с целью безопасного ведения горных работ.

Возникает подземная разработка залежей каменной соли посредством выработок больших сечений (камер).

На стадии механизации с автономным приводом (в эпоху промышленной революции) с конца 18 века начинается массовая подземная разработка месторождений каменного угля. Главной отличительной особенностью угольной шахты постепенно становятся протяжённые забои по тонким угольным пластам, где впервые механизируется процесс выемки (врубовая машина). Механический привод позволяет усовершенствовать механизмы шахтного подъёма, водоотлива, откатки, отбойки как на угольных, так и на рудных шахтах. Создаются установки для естественного проветривания шахт, что позволило усложнить систему выработок и увеличить их протяжённость. В широких масштабах начинается разработка россыпей (главным образом золота и платины) с применением силы водного потока. Расширяется объём открытой разработки (в основном нагорных месторождений), где транспортировка ведётся в самоопрокидных телегах с помощью лошадиной тяги. Формируется облик карьера как системы открытых горных выработок с ориентированными грузопотоками при массовом использовании ручного труда на выемке и конной тяги на транспорте (рис. 5).

С конца 19 — начала 20 веков определяющую роль в развитии отбойки играют новые взрывчатые вещества. Комплекс буровзрывных работ широко внедряется при разработке твёрдых полезных ископаемых. Возрастают объёмы открытой разработки и производственные мощности карьеров, чему способствует внедрение скважинной взрывной отбойки и, главное, экскаваторов; гужевой карьерный транспорт вытесняется железнодорожным. Для отработки рудных залежей, уходящих с поверхности на большие глубины, применяется открыто-подземный способ. При разработке россыпей внедряются драги. Научное обоснование получает ряд элементов подземной разработки месторождений полезных ископаемых в основном в области буровзрывных работ, управления горным давлением и проветривания. Происходит отделение металлургического производства (в организационном отношении) от рудной базы. Горно-металлургические центры формируются на больших территориях (например, юг России) и включают помимо рудной также каменноугольную базу.

Одним из главных объектов разработки становятся нефтяные месторождения (рис. 6), на которых в больших масштабах с помощью паровых (а позднее электрических) установок бурятся скважины фонтанной добычи и самоизливающие.

Начало 20 в. связано с механизацией горных работ на основе электрических и пневматическим приводов с вовлечением в разработку практически всех полезных ископаемых (агрономические руды, алюминиевые руды, руды редких элементов и т.д.). Благодаря применению электрических экскаваторов и других видов горнотранспортного оборудования резко увеличиваются объёмы добычи открытым способом, создаются технологически обоснованные системы разработки. К 50-м гг. карьер приобретает облик механизированного горного предприятия. Применительно к подземному способу добычи создаются горные машины с автономным электрическим приводом. Особое значение приобретает борьба с проявлениями горного давления в шахтах, внезапными выбросами пород и газов. Создаётся новый класс предохранительных взрывчатых веществ. На рудных шахтах совершенствуются наиболее производительные системы разработки с открытым очистным пространством и с магазинированием руды. Появляется принципиально новый способ разработки — подземная гидродобыча угля, при которой водная струя и водный поток разрушают массив горных пород и доставляют горную массу. Ведётся добыча серы методом подземной выплавки. Реализуется в опытно-промышленных масштабах идея подземной газификации. Истощение ряда рудных месторождений и увеличение масштабов добычи руд приводит к расширению географии горнорудных предприятий, резкому увеличению расстояний транспортирования рудного сырья.

На стадии комплексной механизации и автоматизации горного производства в период научно-технической революции (с 60-х гг. 20 в.) происходит техническое перевооружение шахт, карьеров и промыслов (нефтяных и газовых) на основе мощной техники и автоматизации ряда процессов, направленное на улучшение условий труда, повышение его производительности, комплексное освоение недр и охрану окружающей среды. Получает развитие разработка залежей нефти и газа под морских дном, прибрежных россыпей. Расширяются объёмы скважинных методов добычи твёрдых полезных ископаемых с использованием физико-химических методов, зарождается горная биотехнология (см. Бактериальное выщелачивание). Добыча нефти ведётся с применением заводнения и теплового воздействия на пласты. Нефтяные и газовые промыслы превращаются в полностью автоматизированные предприятия. Открытым способом добываются тяжёлые нефти и битумы. Расширяется шахтная добыча нефтей, месторождения которых отработаны скважинами. Горные предприятия перерастают в горнопромышленные комплексы с законченным циклом первичной переработки минерального сырья и выпуском нескольких видов минеральной продукции. Отдельные карьеры достигают, по существу, шахтных глубин, а наиболее глубокие горизонты шахт — отметок, обычных для скважинной добычи. Это выдвигает необходимость создания комбинированных способов и технологий разработки месторождений полезных ископаемых. При подземной разработке месторождений полезных ископаемых основной объём руд добывают с помощью буровзрывных работ и самоходных горных машин (т.е. на пневмоколёсном или, реже, гусеничном ходу с дизельным, электрическим и пневматическим приводом). При подземной разработке угля и калийных солей основное применение имеет механическая отбойка — комбайны, комплексы с передвижной механизированной крепью и конвейеры.

Прирост объёмов мировой горной промышленности во 2-й половине 20 в. составляет не менее 4-5% в год; примерно каждые 12-15 лет объём добычи полезных ископаемых удваивается. В стоимостном выражении на разработку энергетического сырья приходится 72%, руд — 21%, нерудных ископаемых — 7% (1984).

Открытым способом в мире добывается около 60% металлических (около 50% извлекаемого металла) руд, 85% неметаллических руд, около 100% нерудных полезных ископаемых и около 35% угля. Подземный способ разработки применяется преимущественно для полезных ископаемых, залегающих на больших глубинах, а также в густонаселённых районах, при наличии ценных ландшафтов и т.п. Возрастают объёмы добычи нефти в водах Мирового океана (около 30% всей добычи).

Перспективы разработки месторождений полезных ископаемых связаны с безлюдной выемкой, утилизацией всех извлекаемых из недр минеральных компонентов и промышленным использованием образуемых подземных полостей (см. Комплексное освоение недр).

источник

Под системой разработки понимают определенный порядок производства горных работ в пределах карьерного поля или его участка. Она отражает принятые решения по формированию рабочей зоны карьера в пространстве и времени, соразмерному развитию горных работ на уступах, и должна обеспечить безопасную, планомерную и экономичную разработку месторождения, комплексное извлечение полезных ископаемых, охрану недр и окружающей среды.

При разработке горизонтальных и пологих месторождений рабочая зона карьера формируется в период строительства карьера, а в дальнейшем развивается в горизонтальном направлении. Такие системы разработки называют сплошными или системами разработки без углубки карьера.

Отработка наклонных и крутопадающих залежей характеризуется перемещением фронта работ в горизонтальном на­правлении и в глубину (по мере подготовки новых горизонтов). Такие системы разработки именуют углубочными.

Под фронтом работ уступа понимают часть уступа (по его длине), подготовленную к разработке. Подготовка фронта включает подвод транспортных и энергетических коммуникаций, обеспечивающих функционирование оборудования на уступе. Суммарная протяженность фронтов горных работ всех рабочих уступов образует фронт работ карьера.

Фронт работ уступов может быть ориентирован вдоль длинной и короткой осей карьерного поля, а также иметь кольцевую или эллипсовидную форму (рис. 8.1). Продольное расположение обеспечивает значительную протяженность фронта работ, создавая благоприятные условия для интенсивной отработки месторождения и раздельной выемки, но обусловливает значительный объем горно-капитальных работ. Его целесообразно применять при малой мощности покрывающих пород.

Поперечное размещение (вдоль короткой оси) фронта работ обеспечивает небольшие объемы горно-капитальных работ и протяженность транспортных коммуникаций, но создает определенные трудности по вскрытию новых уступов и эксплуатации дорожно-путевого хозяйства из-за частого его переустройства. Этот вариант наиболее эффективен при использовании автотранспорта и подготовке горизонтов котлованами, отличаясь высокой интенсивностью разработки.

Кольцевая или близкая к ней конфигурация уступов характерна для месторождений округлой формы. Она обеспечивает минимальные объемы горно-капитальных работ и высокие темпы углубки. но отличается переменной длиной фронта и транспортных коммуникаций на разных этапах разработки.

Перемещение фронта работ может идти параллельно длинной или короткой оси карьерного поля с однобортовой (схема а) или двухбортовой (схема б) выемкой, по вееру (схема в), радиально от центра выемочного слоя к его границам (схема г) или от периферии к центру (схема д).

Рис. 8.1. Расположение и перемещение фронта работ:

а – продольное параллельное одностороннее; б – поперечное параллельное двустороннее;

в – веерное; г – кольцевое центральное; д – кольцевое периферийное

В общем случае горные работы включают добычные, вскрышные и горно-подготовительные работы.

По степени взаимной зависимости вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ различают системы разработки:

зависимые (жестко зависимые), при которых существует жесткая зависимость между вскрышными, добычными и горно-подготовительными работами в отношении последовательности их выполнения во времени и пространстве; при этом плановые вскрытые запасы полезного ископаемого весьма ограниченны (обычно на срок не более 15—45 дней) и порядок ведения горных работ строго регламентируется календарным планом;

полузависимые, при которых вскрышные, добычные и горно-подготовительные работы выполняются без жесткой взаимной увязки во времени; плановые вскрытые запасы могут быть значительными (на период до 3—6 мес); порядок ведения работ регулируется годовым календарным планом, предусматривающим существенные резервы времени между указанными видами работ, что позволяет выполнять их с различной интенсивностью;

независимые, при которых вскрышные, добычные и горно-подготовительные работы выполняются практически независимо друг от друга; при этом вскрытые запасы полезного иско­паемого почти не ограничиваются организацией работ и резервы времени в их проведении весьма значительны.

Обоснование систем разработки предусматривает установление количественных зависимостей между основными размерами залежи, карьерного поля, параметрами элементов системы разработки, параметрами и расстановкой оборудования и производственной мощностью карьера по добычным, вскрышным и горно-подготовительным работам.

Выбор систем разработки основан на следующих положениях:

1. Установление для конкретных условий максимально возможной по природным и техническим условиям производственной мощности карьера по полезному ископаемому. Максимальная мощность карьера зависит от характера комплексной механизации горных работ, закладываемой в основу расчетов системы разработки. Такие расчеты производятся при проектировании новых и реконструкции действующих карьеров.

2. Обеспечение заданной плановой производственной мощности действующего карьера по полезному ископаемому. При расчетах также задаются возможными к применению комплексами оборудования. Задачи этого направления решаются при проектировании карьеров и при техническом обосновании планов добычных и вскрышных работ на действующих предприятиях.

3. Сведение затрат на вскрышные и добычные работы к минимуму (при известных комплексах оборудования и производственной мощности по полезному ископаемому). Такой расчет может быть произведен для нескольких вариантов мощности и комплексов оборудования.

Интенсификация и концентрация горных работ способствует наиболее полному использованию горного и транспортного оборудования. Поэтому реализация максимально возможной по горным условиям производственной мощности карьера связана в большинстве случаев с достижением оптимальных технико-экономических результатов разработки.

Исходными данными для обоснования и исследования системы разработки служат отправные сведения о месторождении и о карьерном поле, о применяемых режиме горных работ, способах вскрытия и возможных для использования комплекcов оборудования.

Оборудование, используемое для добычи полезного ископаемого и удаления вскрыши, образует единый комплекс машин и механизмов. Практически при любой системе разработки можно применять различные комплексы оборудования. В то же время параметры системы разработки (высота уступов, ширина рабочих площадок и др.) взаимосвязаны с рабочими параметрами, расположением, перемещением оборудования на уступах и, в свою очередь, влияют на эффективность его работы. Это две единые диалектические категории: система разработки отражает форму, а комплексная механизация – содержание технологии горных работ. Поэтому акад. В. В. Ржевский ввел понятие о технологических комплексах вскрышных и добычных работ как совокупности комплексов оборудования и технологических решений по вскрытию и системам разработки, совместно обеспечивающих безопасное, высокопроизводительное и экономичное выполнение горных работ в плановых объемах [30].

источник

Элементы системы разработки и их параметры. Системы открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Системы открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Под системой открытой разработки месторождений полезных ископаемых понимается определенный порядок выполнения горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ. В условиях данного карьера принятая система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого при соблюдении мер по охране окружающей среды.

Комплекс горного, транспортного и дробильно-сортировального и вспомогательного оборудования, обеспечивающий планомерную выемку горной массы в забоях и перемещение вскрыши на отвалы, а полезного ископаемого на склады и потребителям, составляет структуру комплексной механизации. Система разработки месторождения и структура комплексной механизации данного карьера тесно взаимосвязаны. если система разработки определяет объемы и порядок воспроизводства горных работ, то структура комплексной механизации определяет виды, мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего выполнение этих работ.

Элементы системы разработки и их параметры

К элементам системы разработки относят уступы, фронт работ уступа и карьера, рабочую зону карьера, рабочие площадки, транспортные и предохранительные бермы. Опыт разработки месторождений простого строения показывает, что рациональная высота уступа находится в пределах 11-14 и 16-19 м соответственно для экскаваторов с ковшом емкостью 3-5 и 8-12,5 м 3 соответственно. В конкретных условиях высота уступа может отклоняться от указанных выше значений. Угол откоса уступа зависит от физико-технических свойств горных пород, применяемого оборудования и времени.

Рабочие площадки уступов. Минимально достижимая ширина рабочих площадок уступов зависит от размеров выемочно-погрузочных машин, вида карьерного транспорта, схемы движения транспортных средств, крепости пород. Минимальная ширина Ш_р.п рабочей площадки при разработке скальных пород с использованием мехлопат и колесного транспорта складывается из ширины х развала взорванной породы, безопасного расстояния от оси нижней бровки до транспортной полосы, ширины Т транспортной полосы, ширины П_в площадки для вспомогательного оборудования и ширины z бермы безопасности. При разработке мягких пород вместо ширины развала принимается ширина А заходки по целику. Ширина х развала зависит от свойств пород, методов взрывания, величины и типа зарядов ВВ, из расположения на уступе, высоты уступа, порядка взрывания скважин. Для учебных расчетов можно принимать следующую ширину развала: в легковзрываемых породах x=1.2h_y , в средневзрываемых x=2.3h_y , в трудновзрываемых x=3h_y. Ширина транспортной полосы зависит от типа транспортных средств и схемы их движения. Величину С принимают равной 2,5 – 3,5 м. Ширина бермы безопасности определяется величиной призмы возможного обрушения.

При использовании мехлопат ЭКГ-5 и ЭКГ-8 и железнодорожного транспорта ширина рабочей площадки составляет соответственно 26-31 и 29-33 м в мягких породах, 39-52 и 45-60 м в скальных. В случае использования автотранспорта ширина рабочей площадки составляет 23-30 и 37-52 м соответственно в мягких и скальных породах.

Фронт работ уступа – часть уступа по длине, подготовленная к производству горных работ. Подготовка фронта работ уступа заключается в создании на уступе рабочей площадки необходимой ширины и в подводе транспортных и энергетических коммуникаций для обеспечения работы горного и транспортного оборудования. Суммарная протяженность фронтов работ составляет фронт работы карьера, который подразделяется на вскрышной, измеряемый длиной фронтов работ вскрышных уступов, и добычной, измеряемый длиной фронтов работ добычных уступов.

Создание первоначального фронта работ уступа и его перемещение в процессе работ не могут осуществляться произвольно. Нарезку уступов (путем проведения разрезных траншей) и перемещение фронта работ производят таким образом, чтобы в процессе разработки обеспечить заданное число вскрышных и добычных забоев.

Фронт работ уступа может перемещаться параллельно длинной или короткой оси карьерного поля от одной его границы до другой (однобортовая выемка), параллельно длинной или короткой оси карьерного поля от промежуточного положения к границам (двухбортовая выемка) радиально от центра выемочного слоя к его границам или от периферийных участков к центру, по вееру с поворотным пунктом, расположенным на границе карьерного поля или вблизи нее. Длина L_ф.у фронта горных работ на уступе и скорость v_ф его подвигания должны обеспечить работу экскаваторов с годовой эксплуатационной производительностью

, м 3 (9.1)

где N_э.у – число экскаваторов на данном уступе.

При работе на уступе двух экскаваторов и более фронт работ уступа делится на отдельные экскаваторные блоки, длина которых для экскаваторов ЭКГ-5 и ЭКГ-8 составляет 500-600 и 1000-1400 м соответственно при использовании автомобильного и железнодорожного транспорта.

Рабочая зона карьера – это зона, в которой осуществляются вскрыша и добыча полезного ископаемого. Она характеризуется совокупностью вскрышных и добычных уступов, одновременно находящихся в работе. Положение рабочей зоны определяется высотными отметками рабочих уступов и длиной фронта их работ. Рабочая зона представляет собой перемещающуюся и изменяющуюся во времени поверхность, в пределах которой осуществляются работы по подготовке и выемке горной массы. При разработке горизонтальных и пологих месторождений высотное положение рабочей зоны изменяется незначительно (в основном вследствие изменения рельефа поверхности или погружения полезного ископаемого) и ее размеры в плане изменяются лишь частично за счет изменения конфигурации карьерного поля. Горно-подготовительные работы в период эксплуатации таких месторождений отсутствуют. Поэтому в данном случае рабочую зону можно назвать сплошной. При равнинном рельефе и разработке обоих бортов карьера площадь рабочей зоны

S_р.з=(h_р.з(ctgb_в+ ctgb_л)+Ш_д) , м 2 (9.2)

где h_р.з – высота рабочей зоны, м; b_в, b_л – угол откоса рабочих бортов со стороны висячего и лежачего бока залежи, град; Ш_д– ширина дна карьера, м; — усредненная длина фронта работ уступов, м.

Число экскаваторных блоков, которое разместится в рабочей зоне карьера

(9.3)

где К_о=0,85-0,93 – коэффициент, учитывающий наличие откосов уступов в рабочей зоне; f=0,7-0,8 коэффициент, учитывающий наличие резервных (нерабочих) блоков.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

5.1. Общие сведения

Под системой открытой разработки месторождения понимается определенный порядок выполнения во времени и в пространстве горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ. В условиях данного карьера принятая система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого при соблюдении мер по охране окружающей среды.

При разработке горизонтальных и пологих залежей горно-подготовительные работы заканчиваются в период строительства карьера. В этом случае в процессе эксплуатации месторождения отпадает необходимость вскрытия новых горизонтов и система разработки характеризует порядок выполнения вскрышных и добычных работ. В случае добычи полезных ископаемых, выходящих непосредственно на поверхность, вскрышные работы отсутствуют или не имеют существенного значения. Тогда система разработки характеризует порядок выполнения добычных и горно-подготовительных работ по вскрытию новых горизонтов.

Для выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ в определенном объеме и порядке применяется различное горное и транспортное оборудование. На карьерах необходимо стремиться обеспечить такую технологию, при которой все основные и вспомогательные процессы и операции полностью механизированы, а применяемые машины и механизмы по своей мощности и производительности взаимоувязаны и обеспечивают заданный темп горных работ, что соответствует принципам комплексной механизации. Комплексная механизация открытых горных разработок имеет своей целью не только замену тяжелого ручного труда механизированным, но и получение наилучших технико-экономических показателей. Поэтому для выполнения основных и сопутствующих им вспомогательных процессов и операций изыскиваются по возможности наилучшие технические решения, которые позволяют получить высокие экономические результаты. Комплекс горного, транспортного, дробильно-сортировочного и вспомогательного оборудования на карьере, обеспечивающий планомерную выемку горной массы в забоях и перемещение вскрыши на отвалы, а полезного ископаемого к складам и потребителям, составляет структуру комплексной механизации карьера. Система разработки месторождения и структура комплексной механизации данного карьера взаимосвязаны.

Параметры элементов системы разработки (высота уступов, ширина рабочих и нерабочих площадок, длина фронта работ, скорость подвигания фронта работ, размеры панелей и заходок и др.) взаимосвязаны с рабочими параметрами и мощностью комплекса оборудования. Поэтому они должны рассматриваться в единстве на основе единой методики расчета технологии производства вскрышных и добычных работ и технологических характеристик комплекса оборудования. Для осуществления такого единства технологии и комплексной механизации открытых разработок акад. В. В. Ржевским введено понятие технологических комплексов вскрышных и добычных работ как совокупности комплексов оборудования и технологических решений (в первую очередь по системам разработки и вскрытию, их параметрам), совместно обеспечивающих безопасное, высокопроизводительное и экономичное выполнение горных работ в заданных объемах. Технологические комплексы горных работ различаются типами применяемых комплексов оборудования, а их варианты — моделями и параметрами горного и транспортного оборудования, а также вариантами с технологической расстановки оборудования. При одинаковом оборудовании технологический комплекс может быть организован различным взаимным положением оборудования в плане и по высоте рабочей зоны карьера. При этом изменяются только технологические параметры вскрышных и добычных работ. Такие варианты технологических комплексов называются схемами э к с к а в а ц и и.

5.2. Элементы системы разработки и их параметры

К элементам системы разработки относятся уступы, фронт работ уступа, фронт работ карьера, рабочая зона карьера, рабочие площадки, транспортные и предохранительные бермы.

Уступы. Главным параметром уступа является его высота h_y, которая оказывает непосредственное влияние на производительность оборудования, качество добытого полезного ископаемого, угол откоса бортов карьера, длину фронта работ, протяженность транспортных коммуникаций, объем горно-капитальных работ и т.д. Высота уступа устанавливается с учетом комплексного влияния указанных выше факторов. Основным требованием при установлении высота уступа является безопасное ведение горных работ при использовании горного оборудования определенного типоразмера. При разработке горизонтальных и пологих месторождений высота уступа часто предопределяется мощностью залежи и покрывающих пород. Для наклонных и крутых месторождений высота уступа устанавливается исходя из параметров горного оборудования и требований к качеству полезного ископаемого. В случае разработки однородных вскрышных пород и мощных залежей простого строения высота уступа принимается максимальной исходя из параметров горного оборудования, так как при этом уменьшаются затраты на подготовку скальных пород к выемке и на их транспортирование. При этом в соответствии с Правилами технической эксплуатации при разработке скальных и полускальных пород высота уступа не должна превышать максимальную высоту черпания экскаватора более чем в 1,5 раза при условии, что высота развала не будет превышать максимальную высоту черпания экскаватора при однорядном и двухрядном вгрызании. В случае многорядного взрывания высота развала может быть в 1,5 раза больше максимальной высоты черпания экскаватора, однако при экскавации пород в этом случае необходимо принимать меры, исключающие образование и произвольное обрушение козырьков и нависей. При верхней погрузке экскаваторами с удлиненным рабочим оборудованием высота уступа определяется параметрами экскаваторов. При разработке сложно-структурных залежей потерн и разубоживание увеличиваются с увеличением высоты уступов. В этом случае высота уступа не должна превышать высоты черпания экскаватора. Иногда с целью уменьшения потерь при разработке уступ разделяется на два подуступа.

Опыт разработки месторождений простого строения показывает, что рациональная высота уступа находится в пределах 11— 14 и 16—19 м соответственно для экскаваторов с ковшом вместимостью 3—5 и 8—12,5 м 3 . В конкретных условиях высота уступа определяется с учетом перечисленных выше факторов и может отклоняться от указанных выше значений.

Угол а откоса уступа зависит от физико-технических свойств горных пород, применяемого оборудования и продолжительности стояния уступов.

Рабочая площадка уступов. Минимально допустимая ширина рабочих площадок уступов зависит в основном от размеров выемочно-погрузочных машин, вида карьерного транспорта, схемы движения транспортных средств, высота уступов, крепости пород. Минимальная ширина В_р.п рабочей площадки при разработке скальных пород с использованием мехлопат и колесного транспорта складывается из ширины х развала взорванной породы, безопасного расстояния С от нижней бровки развала до транспортной полосы, ширины Т транспортной полосы, ширины П_в промплощадки для вспомогательного оборудования и ширины z бермы безопасности (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Схема к определению ширины рабочей площадки уступа

При разработке мягких пород вместо ширины развала принимается ширина А заходки по целику. Ширина х развала зависит от свойств пород, методов взрывания, величины и типа зарядов ВВ, расположения зарядов па уступе, высоты уступа, порядка взрывания скважин. Для ориентировочных расчетов можно принимать следующую ширину развала: в легковзрываемых породах

x= 1,2h_y,, в средневзрываемых x=2,3h_y и в трудновзрываемых x=3h_y. Ширина транспортной полосы зависит от типа транспортных средств и схемы их движения. Величина П_в принимается равной 2,5—3,5 м. Ширина бермы безопасности определяется шириной призмы возможного обрушения.

При использовании мехлопат ЭКГ-5 и ЭКГ-8 и железнодорожного транспорта минимальная ширина рабочей площадки составляет соответственно 26—31 и 29—33 м в мягких породах, 39— 52 и 45—60 м в скальных. В случае использования автотранспорта ширина рабочей площадки составляет 23—30 и 37—52 м соответственно в мягких и скальных породах.

Фронт работ уступа — часть уступа по длине, подготовленная к производству горных работ. Подготовка фронта работ уступа заключается в’ создании на уступе рабочей площадки необходимой ширины и в подводе транспортных и энергетических коммуникаций для обеспечения работы горного и транспортного оборудования. Суммарная протяженность фронтов работ отдельных уступов составляет фронт работ карьера, который подразделяется на вскрытие измеряемый длиной фронтов, работ вскрышных уступов, и добычной, измеряемый длиной фронтов работ добычных уступов.

Создание первоначального фронта работ уступа и его перемещение в процессе работ не могут осуществляться произвольно. Нарезку уступов (путем

проведения разрезных траншей) и перемещение фронта работ производят таким образом, чтобы в процессе разработки обеспечить заданное число вскрышных и добычных забоев.

Первоначальный фронт горных работ может быть расположен вдоль длинной и короткой осей карьерного поля, а также концентрически.

Расположение фронта работ вдоль длинной оси карьерного ноля создает благоприятные условия для интенсивной разработки месторождения и создания больших объемов вскрытых запасов. Однако такое расположение фронта требует выполнения большого объема горно-капитальных работ при строительстве карьера и большой длины транспортных коммуникаций. Его целесообразно применять при малой мощности вскрышных пород. При расположении фронта работ вдоль короткой оси объемы горно-капитальных работ и длина транспортных коммуникаций относительно небольшие. Но при этом резервы увеличения производительности карьера и создания вскрытых запасов полезного ископаемого ограничены. Усложняются вскрытие уступов и эксплуатация транспортных коммуникаций из-за часто их переустройства. Так располагать фронт целесообразно при большой мощности вскрыши. В этом случае, как правило, используются мобильные виды транспорта. Концентричное расположение фронта вызывает необходимость изменения его протяженности в процессе работы карьера. Такое расположение фронта обеспечивает минимальные объемы горно-капитальных работ и высокий темп углубки.

Фронт работ уступа может перемещаться параллельно длинной или короткой оси карьерного поля от одной его границы к другoй (однобортовая выемка), параллельно длинной или короткой карьерного поля от промежуточного положения к границам (двухбортовая выемка), радиально от центра выемочного слоя к его границам или от периферийных участков к центру, по вееру с поворотным пунктом, расположенным на границе карьерного ноля или вблизи нее. Длина фронта работ уступа L_ф.у и скорость его подвигания v_ф должны обеспечивать работу экскаваторов с заданной годовой эксплуатационной производительностью, определяемой по формуле

где N_э.— количествоэкскаваторов, работающих на данном уступе.

Число экскаваторов на уступе может быть различным при использовании мощного оборудования желательно на уступе один экскаватор, производительность которого равняется запланированному объему работ. Это позволяет улучшить организацию работ на уступе и способствует повышению производительности оборудования.

При малой длине фронта работ и небольшой скорости его подвигания возникает необходимость отработки группы уступов одним экскаватором, что связано с периодической перестройкой транспортных коммуникаций. Перегон экскаваторов (особенно мощных) с уступа на уступ связан со снижением их производительности и нежелателен по техническим причинам.

При работе на уступе двух экскаваторов и более фронт работ уступа делится на отдельные экскаваторные блоки, длина которых для экскаваторов ЭКГ-5 и ЭКГ-8 составляет 500—600 и 1000— 1400 м соответственно при использовании автомобильного и железнодорожного транспорта.

Скорость подвигания фронта работ зависит от мощности оборудования, мощности залежи, производительности карьера и других факторов и изменяется в пределах 30—250 м в год. Обычно годовая скорость подвигания фронта работ изменяется в пределах 70—140 м.

Рабочая зона карьера — это зона, в которой осуществляются вскрышные и добычные работы. Она характеризуется совокупностью вскрышных и добычных уступов, одновременно находящихся в работе. Положение рабочей зоны определяется высотными отметками рабочих уступов и длиной их фронта работ. Рабочая зона представляет собой перемещающуюся и изменяющуюся во времени поверхность, в пределах которой осуществляются работы по подготовке и выемке горной массы. Она может охватывать один, два или все борта карьера. При строительстве карьера рабочая зона, как правило, включает только вскрышные уступы, а к окончанию горно-капитальных работ и добычные. Число вскрышных, добычных и горно-подготовительных забоев в рабочей зоне не может устанавливаться произвольно, так как от этого зависит выполнение планов по отдельным видам работ. В рабочей зоне карьера каждый экскаватор в процессе работы занимает определенную горизонтальную площадь S_б, которая характеризуется шириной рабочей площадки Ш_р.п и длиной L_б экскаваторного блока. Обычно S_б= 20—40 тыс. м 2 при железнодорожном транспорте и S_б= 5—20 тыс. м 3 при автомобильном транспорте.

Число экскаваторных блоков (панелей), которое может разместиться в рабочей зоне карьера, определяется по формуле:

где S_р.з — площадь горизонтальной проекции рабочей зоны, м 2 k_о=0,85-0,93—коэффициент, учитывающий наличие откосов уступов в рабочей зоне; f = 0,7—0,8 — коэффициент, учитывающий наличие резервных (нерабочих) блоков, k_н —. коэффициент использования площади рабочей зоны.

В процессе разработки месторождения изменение рабочей зоны происходит различно. В период строительства карьера и освоения проектной мощности рабочая зона увеличивается в плане и по высоте при разработке месторождений любых типов. В период освоения проектной мощности карьера рабочая зона достигает максимального значения. При разработке горизонтальных и пологих месторождений высотное положение рабочей зоны изменяется незначительно (в основном вследствие изменения рельефа поверхности или погружения полезного ископаемого) и ее размеры в плане изменяются лишь частично за счет изменения конфигурации карьерного поля.

Горно-подготовительные работы в период эксплуатации таких месторождений отсутствуют. Рабочая зона при разработке горизонтальных и пологих залежей обычно непрерывна как по вскрышным, так и по добычным работам и сравнительно постоянна по размерам. Поэтому она называется сплошной. В условиях наклонных и крутых месторождений рабочая зона постепенно понижается вместе с углубкой горных работ. За счет нарезки новых уступов она увеличивается до тех пор, пока верхние горизонты не достигнут конечных или промежуточных (этапных) границ карьера на поверхности.

После достижения границ карьера на поверхности горные работы на верхних горизонтах прекращаются и рабочая зона смещается но вертикали (углубляется) и уменьшаются ее размеры. Поэтому при разработке наклонных и крутых залежей рабочая зона называется углубляющейся.

Основные показатели системы разработки: скорость подвигания уступов, скорость углубки карьера, производительность с единицы рудного и породного фронтов работ, производительность с 1 м 2 рабочей зоны (вскрышной, добычной).

5.3. Классификации систем разработки

Правильный выбор системы разработки обеспечивает экономичную и безопасную разработку при рациональном использовании запасов месторождения и охрану окружающей среды.

Существует несколько классификаций систем открытой разработки. Наиболее распространенными являются классификации (табл. 5.1—5.3) проф. Е.Ф. Шешко — по направлению перемещения вскрышных пород в отвалы; акад. Н.В. Мельникова — по способу транспортирования вскрышных пород на отвалы; акад. В.В. Ржевского — по направлению подвигания фронта горных работ.

В основу классификации, предложенной проф. Е. Ф. Шешко (табл. 5.1 и рис. 5.2), положен признак перемещения вскрышных пород в отвалы. Эта классификация включает следующие группы систем:

Группа А включает системы с поперечным перемещением вскрыши в отвалы без применения транспортных средств (бестранспортные системы).

Группа Б включает системы с продольным (вдоль фронта) перемещением вскрыши в отвалы с применением транспортных средств (транспортные системы).

Группа В включает комбинированные системы с поперечным и продольным перемещением вскрыши в отвалы. Эти системы являются комбинацией транспортных и бестранспортных систем.

Системы с поперечной перевалкой вскрыши во внутренние отвалы являются технологически наиболее простыми и экономичными. Однако перевалка породы в рабочих органах экскаваторов ограничивает параметры этих систем и область их применения. Здесь жестко взаимоувязаны вскрышные и добычные работы, а объем вскрытых запасов строго ограничен.

Системы с продольной перевозкой вскрыши на отвалы более сложны и менее экономичны. Однако у них нет такой жесткой взаимоувязки вскрышных и добычных работ, а вскрытые запасы могут быть созданы в большом объеме. Область применения этих систем более широкая.

Классификация систем открытой разработки по Е.Ф. Шешко

Все системы открытой разработки по этому признаку разделены на бестранспортные, транспортные и комбинированные.

Бестранспортные системы разработки характеризуются тем, что вскрышные породы перемещаются экскаваторами или отвалообразователями во внутренние отвалы. При системе разработки с непосредственной экскаваторной перевалкой вскрыши (рис. 5.2, А-1) перемещение породы из забоя до отвала производится вскрышными экскаваторами, обычно механическими лопатами и драглайнами, которые одновременно являются также отвальными экскаваторами.

При системе разработки с кратной экскаваторной перевалкой вскрыши (рис. 5.2, А-2) перемещение породы из забоя до отвала производится вскрышными и отвальными экскаваторами, работающими совместно.

Рис. 5.2. Классификация систем разработки по Е. Ф. Шешко

При системе разработки с перевалкой вскрыши отвалообразователями (рис. 5.2., А-3) перемещение породы из забоя до отвала производится консольными отвалообразователями и транспортно-отвальными мостами.

При всех бестранспортных системах разработки порода перемещается из забоя в отвалы поперек фронта работ, т. е. по кратчайшему расстоянию. Поэтому системы с перевалкой породы во внутренние отвалы являются наиболее простыми и, как правило, наиболее экономичными. Однако они могут применяться только при пологих углах падения и не слишком большой мощности пластов. Кроме того, при этих системах существует жесткая связь между вскрышными и добычными работами, так как количество вскрываемых запасов ограничивается рабочими параметрами и мощностью вскрышных и отвальных машин.

Транспортные системы разработки характеризуются перевозкой вскрышных пород при помощи транспортных средств.

При системе разработки с перевозкой во внутренние отвалы (рис 5.2, Б-4) порода перемещается на сравнительно короткое расстояние по пути с благоприятным профилем, обычно без подъема в грузовом направлении.

Система с перевозкой породы на внешние отвалы (рис. 5.2, Б-5) характеризуется перемещением породы на более значительные расстояния, обычно по пути с подъемом в грузовом направлении.

Система с перевозкой породы частично на внутренние и частично на внешние отвалы (рис. 5.2, Б-6)имеет признаки первых двух систем этой группы.

Транспортные системы разработки сложнее бестранспортных и менее экономичны. Но они могут применяться при любых условиях залегания месторождения и поэтому получили большее распространение. При этих системах зависимость между подвиганием вскрышного и добычного фронта работ менее жесткая, в зависимости от потребности можно вскрыть необходимое количество запасов.

Применяют также комбинированные системы, сочетающие признаки бестранспортных и транспортных систем. По признаку относительного преобладания перевалки или перевозки выделяют систему с частичной перевозкой пустых пород во внутренние или внешние отвалы (рис. 5.2, В-7)и систему с частичной перевалкой пустых пород во внутренние отвалы (рис. 5.2, В-8).

В первом случае благодаря частичной перевозке породы, обычно с верхних уступов, расширяется возможность использования технико-экономических преимуществ бестранспортных систем разработки. Во втором случае частичное применение перевалки породы во внутренние отвалы, обычно с нижних уступов карьера, позволяет улучшить технико-экономические показатели транспортных систем разработки, так как транспортные подступы к нижним горизонтам карьера оказываются обычно более трудными.

Относительная сложность и экономичность комбинированных систем разработки зависят от доли участия перевозки и перевалки. Чем больший объем пород будет разрабатываться по бестранспортной системе, тем экономичнее комбинированная система разработки.

В основу классификации, предложенной акад. Н. В. Мельниковым, положен способ производства вскрышных работ. Классификация включает следующие системы разработки: бестранспортную, экскаватор-карьер, транспортно-отвальную, специальную, транспортную и комбинированную (табл. 5.2).

Специальными названы системы разработки, при которых вскрышные породы удаляются: башенными экскаваторами, колесными скреперами, кабель-кранами или гидромеханизацией.

Классификация систем разработки, в основу которых положены направление перемещения вскрыши в отвалы и способ производства вскрышных работ, в неполной мере отражают порядок разработки месторождения. Эти классификации не характеризуют порядок производства добычных работ, а также порядок развития фронта и рабочей зоны карьера.

Наиболее универсальной является классификация систем разработки, в основу которой положены горно-геологические и геометрические предпосылки, характеризующие порядок производства вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ.

В основу классификации, предложенной акад. В. В. Ржевским (табл. 5.3 и рис. 5.3), положены горно-геологические и горно-геометрические классификационные признаки, определяющие порядок ведения в карьере горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ в пространстве и во времени, а именно: расположение фронта работ в плане, направление выемки пустых

Классификация систем открытой разработки по Н.В. Мельникову

Классификация систем открытой разработки по В.В. Ржевскому

Примечание. К наименованию системы добавляется: «с внешними (или внутренними) отвалами»

Рис. 5.3. Схемы систем открытой разработки месторождений по классификации

а — сплошные системы (с постоянным положением рабочей зоны);

о — однобортовое направление выемки в плане; д – то же, двухбортовое;

ц — то же, центральное; п — то же периферийное; р — то же, рассредоточенное

пород и полезного ископаемого в плане, места расположения отвалов, изменение рабочей зоны по мере отработки месторождения, угол наклона слоя.

По классификации В. В. Ржевского (см. рис. 5.3) все системы разделены на сплошные с постоянной рабочей зоной и применяются в основном для крутопадающих и наклонных залежей. Для первой группы характерна постоянная или медленно и мало изменяющаяся рабочая зона, для второй —переменная.

Как сплошные, так и углубочные системы разработки в зависимости от расположения фронта работ в плане подразделяются на продольные — Д, поперечные — П, веерные — В, кольцевые — К системы. В зависимости от направления выемки продольные и поперечные системы могут быть однобортовыми или двухбортовыми, веерные — центральными и сосредоточенными, кольцевые центральными и периферийными.

Кроме того, системы характеризуются местом расположения отвалов (внутренние или внешние) и направлением выемки в профиле (горизонтальными, наклонными или крутыми слоями).

На рис. 5.3 схематично показаны некоторые наиболее распространенные

системы разработки горизонтальных и пологопадающих месторождений и крутопадающих наклонных месторождений. В группе сплошных, выделены следующие системы:

· продольная однобортовая с внутренними отвалами, слабопеременной рабочей зоной, отрабатываемой в верхней части горизонтальными, в нижней —наклонными слоями (см. рис. 5.3, СД);

· поперечная двухбортовая с внешними отвалами, постоянной рабочей зоной, отрабатываемой горизонтальными слоями (см. рис. 5.3, СП);

· веерная центральная с внутренними отвалами, постоянной рабочей зоной, отрабатываемой горизонтальными слоями (см. рис. 5.3, СВ). Веерная рассредоточенная отличается от веерной центральной тем, что поворотный пункт по мере отработки месторождения периодически переносится, вследствие чего карьерное поле разделяется на ряд последовательно отрабатываемых секторов;

· кольцевая периферийная с внутренними отвалами и слабо переменной рабочей зоной, отрабатываемой горизонтальными слоями (рис. 5.3, СК). Здесь горные работы начинаются от границы карьерного поля и перемещаются к его центру, а при кольцевой центральной, наоборот, от центра к границе.

В группе углубочных выделены следующие системы:

· продольная двухбортовая с внешними отвалами и переменной рабочей зоной, отрабатываемой горизонтальными слоями (рис. 5.3, УД);

· поперечная однобортовая с внешними отвалами и переменной рабочей зоной, отрабатываемой горизонтальными слоями (рис. 5.3, УП);

· кольцевая центральная с внешними отвалами и переменной рабочей зоной, отрабатываемой горизонтальными слоями рис. 5.3, УК).

Технологическая классификация систем открытой разработки. Исходя из сложившейся практики применения различных классификаций и потребностей проектирования и планирования горных работ, целесообразно объединить указанные классификации, учтя при этом обе группы классификационных признаков — способ перемещения вскрыши, как важнейший технологический производственный процесс, а также конструкцию рабочей зоны и порядок развития в ней горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ, как важнейший признак технологии открытых горных работ. В предложенной классификации выделены следующие группы на основе классификационных признаков, расположенных по значению в убывающем порядке (табл. 5.4).

В зависимости от способа перемещения вскрыши системы открытой разработки делятся на три класса — бестранспортные транспортные и комбинированные.

В классе транспортных систем выделены два подкласса — сплошные с постоянной высотой рабочей зоны и углубочные — с переменной высотой рабочей зоны.

Технологическая классификация систем открытой разработки

В зависимости от расположения фронта работ в плане и направления его перемещения классы и подклассы разделены соответственно на группы (продольные, поперечные, веерные и кольцевые) и подгруппы (однобортовые, двухбортовые, центральные, рассредоточенные, периферийные).

Классификационные признаки позволяют формировать наименование систем разработки. В зависимости от конкретных горно-геологических условий значение того или иного признака может меняться, что должно находить соответствующее отражение в наименовании системы разработки для данного месторождения.

Таким образом, на основе предлагаемой классификации может быть сформировано наименование системы разработки, наиболее полно характеризующее как способ перемещения вскрыши, так и конструкцию рабочей зоны, ее развитие в конкретных горно-геологических условиях, например:

· бестранспортная продольная однобортовая; транспортная сплошная с веерным однобортовым фронтом и внутренними отвалами;

· транспортная углубочная двухбортовая с поперечным расположением фронта работ и т. д.

Дата добавления: 2017-06-13 ; просмотров: 7607 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник