Файл: Хохряков, В. С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых учебник.pdf

При разработке наклонных и крутых месторождений (в отличие от горизонтальных и пологих) горные работы развиваются не только в плане, но и на глубину, и высота рабочей зоны, т. е. число одно­ временно разрабатываемых уступов, в процессе эксплуатации изме­ няется. Горно-подготовительные работы ведутся в течение всего срока существования карьера, их относительный объем на каждом нижележащем горизонте увеличивается. С понижением горных работ длина уступов сокращается, а расстояние транспортирования внутри карьера увеличивается, что приводит к увеличению транспортных расходов, достигающих 60—70% общей себестоимости добычи по­ лезного ископаемого на этих месторождениях.

Наклонные и крутые месторождения разрабатывают в основном с параллельным развитием фронта работ, а при вскрытии спираль­ ными съездами — с веерным перемещением.

Наибольшее распространение получили следующие системы раз­ работки (по классификации В. В. Ржевского): продольная одно­ бортовая; продольная двухбортовая; поперечная однобортовая; по­ перечная двухбортовая; веерная рассредоточенная.

В конкретных условиях выбор наиболее эффективной системы разработки производят на основе сравнения объемов горно-капи­ тальных и подготовительных работ, внутрикарьерного расстояния откатки, протяженности фронта работ карьера и вида применяемого транспорта.

§ 2. Характеристика элементов систем разработки

Основные элементы систем разработки — высота уступа, ширина рабочей площадки, длина фронта работ и экскаваторных блоков, интенсивность горных работ.

Высота уступа зависит от типа погрузочного оборудования

ирациональности его использования, физико-механических свойств разрабатываемых пород. Высота уступа должна определяться таким образом, чтобы обеспечивались минимальные затраты на вскрышные

идобычные работы и, что самое главное, безопасность горных работ.

При выборе высоты уступа учитывают способ выемки горной массы. При валовой выемке высоту уступа принимают максимально допустимой по высоте черпания погрузочного оборудования и но ПТЭ. При разработке мягких связных пород, не требующих рыхле­ ния буровзрывным способом, высота уступа принимается равной высоте черпания экскаватора, а при разработке разрыхленных скальных пород высота уступа не должна превышать высоты чер­ пания более чем в 1,5 раза.

При раздельной выемке ценного полезного ископаемого высоту уступа уменьшают. Это позволяет снизить потери и разубоживаниё полезного ископаемого. Однако желательно, чтобы она была не мень­ ше 2/3 высоты расположения напорного вала экскаватора, так. как при меньшей высоте уступа снижается производительность экска­ ватора вследствие неполного заполнения ковша при черпании.

203

I

При железнодорожном транспорте ширину призмы обрушения принимают равной (0,4 -f- 0,5)hy и располагают на ней опоры кон­ тактной сети.

При определении ширины рабочей площадки с учетом указанных выше факторов предусматривают ее увеличение на 5—6 м для размещения дополнительного оборудования и проезда вспомога­ тельного транспорта. Ширина рабочих площадок на карьерах со­ ставляет 60—100 м, в некоторых случаях она снижается до 40—

45м.

Длина фронта работ карьера, представляющая собой суммар­

ную протяженность фронтов работ отдельных уступов, зависит от

Рис. 105. Схема к определению минимальной ширины рабочей площадки

Обычно на уступах в зависимости от их длины и вида приме­ няемого транспорта располагают несколько экскаваторов. Число блоков (экскаваторных забоев) на одном уступе при железнодорож­ ном транспорте по условиям транспортно-обменных операций не превышает трех, при автомобильном оно может достигать пяти­ шести. Минимальная длина экскаваторного блока при железнодо­ рожном транспорте 400—500 м, при автотранспорте 150—250 м.

Число одновременно разрабатываемых уступов в карьере

Подготовленные для разработки блоки составляют суммарный фронт работ уступа, неподготовленные — являются резервной частью фронта работ. Подготовленность фронта работ определяется нали­ чием транспортных и энергетических коммуникаций, необходимых для нормальной работы горнотранспортного оборудования.

При разработке крутых месторождений в различные периоды эксплуатации карьера протяженность фронта работ может изме­ няться в широких пределах и достигать значительной величины

205

(например, по ЮГОКу она составляет свыше 13 км, из них по руде — около 6 км).

Интенсивность горных работ в карьере при разработке наклон­ ных и крутых месторождений определяется прежде всего скоростью понижения работ.

Максимально возможная производственная мощность карьера по полезному ископаемому зависит от годового понижения работ. Требуемая скорость углубки карьера ѵуг по условию его произ­ водственной мощности должна обеспечиваться необходимой ско­ ростью горизонтального подвигания фронта работ уф, между ко­ торыми существует зависпмость:

при однобортовой системе разработки

yi = yyr(ctgß + ctgcr), м/год;

при двухбортовой системе разработки

yj = 2yyrctg(p,

где р, ф — соответственно угол откоса нерабочего (30-(-45о) и ра­ бочего (14 18°) бортов карьера.

Взяв отношение

находим, что при указанных значениях углов ß и ф А = 1,4 -г 1,5, т. е. скорость подвигания фронта работ по горизонтали при двух­ бортовой системе должна быть на 40—50% выше, чем при однобор­ товой.

Максимально возможная скорость подвигания фронта на рабочем уступе достигается при минимальной длине экскаваторного блока.

Скорость углубки карьера составляет в среднем при железно­ дорожном транспорте 6—15 м/год, при автомобильном 10—20 м/год. В период строительства карьеров скорость углубки по рыхлым и полускальным породам можёт достигать 30—35 м и более (Сарбайский и Михайловский карьеры).

В результате горно-капитальных работ при строительстве карьера создаются вскрытые и готовые к выемке запасы полезного иско­ паемого. По мере их выемки они воссоздаются в результате вскрыш­ ных и подготовительных работ.

Вскрытыми называются запасы, освобожденные от покрывающих пород и находящиеся на горизонтах, к которым обеспечен доступ транспорта. Вскрытые запасы подразделяются на подготовленные

кзачистке, готовые к выемке и запасы во временных целиках. Запасы, подготовленные к зачистке, находятся на подготовлен­

ном горизонте, они свободны от транспортных коммуникаций и доступны для зачистки. Подготовленным считается горизонт, на котором проведена разрезная траншея и проведены транспортные коммуникации, ЛЭП и созданы все условия для безопасной работы. Для выемки подготовленных запасов не требуется проведение раз­

206