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

Новые вычислительные методы математического программиро­ вания — динамического, линейного и др. — применяют при решении задач с весьма большим числом вариантов. Например, при выборе оптимального плана распределения добычи четырех карьеров между тремя фабриками, когда число вариантов для технико-экономиче­ ского сравнения составляет 3,6-10°, расчет невозможно осуще­ ствить в практически допустимый срок даже при помощи быстро­ действующей электронно-вычислительной машины. В этих и подоб­ ных им случаях, когда решение задачи обычными методами невоз­ можно или очень трудоемко, используют методы математического программирования.

В практике проектирования и научного исследования открытых горных работ чаще других используется метод линейного програм­ мирования для решения транспортных и распределительных задач, таких,- например, как выбор рационального порядка разработки группы залежей, выбор места.расположения обогатительной фабрики или отвала для группы карьеров, установление рационального распределения добычи нескольких карьеров между несколькими фабриками и др.

§ 3. Методы эколомической оценки вариантов технических решений

Открытая разработка связана с большими затратами средств как на строительство карьеров, так и на приобретение и эксплуата­ цию мощного и дорогостоящего оборудования. Капитальные затраты на строительство мощного горно-обогатительного комбината со­ ставляют десятки и сотни миллионов рублей, а ежегодные эксплуата­ ционные расходы на крупном карьере часто достигают 30—100 млн. руб. в год. В этих условиях применение оптимальных вариантов дает большой экономический эффект. Например, применение наибо­ лее рационального вида транспорта на среднем карьере дает еже­ годную экономию 0,4—1,5 млн. руб. по сравненшо со средними расходами йа транспорт. Оптимальные варианты направления развития горных работ, параметров карьера, режима усреднения руд отличаются по экономической эффективности от среднего уровня на 20—40% и более и позволяют за 10—20-летний период достигнуть экономии 10—30 млн. руб. Особенно большой экономический эффект достигается при оптимальном решении задач, связанных с улучше­ нием и усреднением качества добываемых руд, а также с поэтапной разработкой и с улучшением календарных графиков вскрышных и добычных работ на месторождениях с большими коэффициентами вскрыши.

Основными вопросами методик технико-экономических расчетов являются критерии экономической оценки сравниваемых вариантов, методы расчета этих критериев и сравнения вариантов, выбор средств для проведения вычислительных работ, форма представления ре­ зультатов решений, точность расчетов.

237

ных капитальных. затрат на развитие производственной мощности

иреконструкцию карьера в период эксплуатации, эксплуатационных затрат (без амортизации капитальных вложений) на выемку вскрыши

идобычу полезного ископаемого.

Затраты каждого вида вычисляют как сумму ежегодных затрат в течение оцениваемого периода. Для повышения точности расчета желательно учитывать технический прогресс, возможные изменения параметров горных работ, технологии и геологических условий.

После расчета величины ежегодных затрат, т. е. после распре­ деления затрат по годам, затраты каждого года доляоты быть при­ ведены к одному для всех вариантов моменту оценки.

Будущие затраты любого года приводятся по формуле

где Зт — затраты, которые будут произведены через Т лет (по отношению к моменту оценки); к — коэффициент приведения затрат; Т — отдаленность будущих затрат;

Т — 13 jfn>

t3 — время вложения затрат, т. е. год, в котором произведены затраты; tn — время оценки, т. е. год, к которому приводятся затраты.

Согласно Типовой методике коэффициент приведения затрат к принимается равным 1,08. Для возведения к в степень пользуются

таблицами. При сроке оценки 5 лет -рг составляет 0,682, при сроке

10лет — 0,465.

Для сложных динамических задач с большими сроками оценки,

разновременностью затрат и доходов, несопоставимыми объемом и качеством продукции рекомендуется наиболее общий критерий — приведенная прибыль. Суммарная приведенная прибыль ^ П п опре­

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРАНИЦ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ

§ 1. Контуры и углы откоса бортов карьеров

Разработка месторождений полезных ископаемых может осущсствляться только открытым способом, только подземным способом

икомбинированно.

Впроекте необходимо определить экономически наиболее эф­

фективный способ разработки. Таким образом, при проектировании

239

решается задача выбора способа разработки или определения гра­ ницы между открытыми и подземными работами. При решении обеих задач необходимо установить контуры карьеров на плане п геологических профилях. Различают конечные, перспективные и промежуточные контуры карьера (рис. 116).

Конечными называют контуры, по которым, согласно проекту, должны быть погашены открытые горные работы. Конечные контуры должны быть определены с высокой степенью точности.

ископаемого; ѵп — угол погашения; у — угол временного борта

Перспективными являются контуры, до которых, согласно про­ екту, предполагается, но не обязательно развитие открытых работ. Перспективные контуры, карьера определяются приближенно и в процессе разработки корректируются.

Промежуточными являются контуры, которые, согласно про­ екту, должны быть достигнуты к определенному моменту разработки.

Конечные контуры могут быть, как правило, определены лишь для относительно небольших и хорошо разведанных месторождений или в проекте реконструкции для последнего этапа разработки крупного месторождения, а также для месторождений, срок разра­ ботки которых не превышает 10—12 лет. В остальных случаях определяют не конечные, а перспективные и промежуточные кон­ туры, которые по мере разработки уточняют.

240

Определение контуров карьера имеет важное значение при открытой разработке, так как от них зависит объем промышленных запасов полезного ископаемого и объем вскрышных пород в карьере, его производственная мощность и срок существования. Контуры карьера влияют на выбор способа вскрытия и места заложения траншей, на расположение поверхностных сооружений, транспорт­ ных коммуникаций на поверхности и на многие другие решения. Соответственно контурам устанавливают технические границы карьера.

Углы откоса нерабочих бортов карьера должны прежде всего обеспечивать устойчивость бортов и уступов и допускать размещение на них необходимых площадок (рабочих, транспортных и др.).

Занижение угла откоса борта на 2—3° на момент погашения карьера приводит к значительному увеличению объема вскрышных работ (на 10—30%). При завышенном же’ значении этого угла по сравнению с устойчивым не обеспечивается безопасность работ, так как возникают оползни и обрушения пород.

Задача проектировщика заключается в том, чтобы принять максимальный, но обеспечивающий устойчивость угол откоса борта.

Углы откоса бортов конечных контуров должны быть определены с максимально возможной точностью, а углы откоса бортов пер­ спективного и промежуточных контуров могут быть определены приближенно, так как в последующем они уточняются с учетом опыта эксплуатации.

При проектировании углы устойчивого откоса бортов карьеров в большинстве случаев принимаются ориентировочными на основе опыта поддержания бортов в аналогичных условиях. При рекон­ струкции карьеров они принимаются более точными на основе исследований и опыта работы данного карьера в первый период эксплуатации. ■

Для различных видов пород углы откоса нерабочих бортов карьера' находятся в пределах:

Угол откоса, обеспечивающий размещение площадок (конструк­ тивный), определяется обычно путем графического построения поперечного сечения борта. Величина этого угла зависит от ширины

ичисла площадок, оставляемых на борту, высоты уступов, а также от значений устойчивых углов откосов уступов, которые могут быть различными на разных горизонтах.

Ширина и число площадок определяются в зависимости от спо­ соба вскрытия. Если на борту не будет капитальных съездов или соединительных берм, то должны быть оставлены бермы безопасности

иплощадки очистки. Согласно Правилам технической эксплуатации (§ 28), при погашении уступов должны оставаться предохранитель­ ные бермы шириной не менее 0,2 высоты уступа через каждые 15 м

по вертикали в мягких породах и через 30 м в крепких породах с соблюдением общего угла погашения борта карьера, установлен­

242