Интенсивность горных работ на карьерах

Интенсивность горных работ на карьерах

Интенсивность горных работ на карьерах.

Цель занятий: Ознакомить студентов интенсивностью развития горных работ и отработки карьера, скоростью и время подготовки новых горизонтов при различных видах транспорта и способах вскрытия, ознакомить приемами усреднения коэффициента вскрыши за счет интенсивности углубки и разноса бортов карьера.

При разработке наклонных и крутопадающих месторождений фронт работ карьер непрерывно перемещается к его предельному положению как в плане, так и по глубине. Фронт работ в плане перемещается отработкой уступа параллельными заходками с постоянной шириной по всей длине. Постоянная ширина заходки значительно упрощает буровзрывные, экскаваторные и путевые работы.

Скорость подвигания фронта работ в единицу времени характеризует интенсивность отработки месторождения и зависит от мощности пласта полезного ископаемого, вида погрузочного и транспортного оборудования, а также производственной мощности карьера.

Рис 1 схема развития и углубки карьера при крутопадающих месторождениях.

Большое значение при этом имеет интенсивность подготовки новых горизонтов. Подготовка нижележащих горизонтов может быть начата только после производства определенного объема горных работ на вышележащем уступе. Минимальный объем этих работ включает объем разрезной траншеи P₁ и объем горных пород, извлекаемых при создании рабочей площадки требуемой ширины V₁ (рис12). Разрезные траншеи на смежных горизонтах в процессе углубки располагают таким образом, что, соединив их нижние бровки одной линией OD, получают линию углубки карьера с углом наклона β.

Между скоростями горизонтального подвигания уступа l_р и углубки карьера h_г существует зависимость.

Максимально возможное подвигание фронта работ на рабочем уступе достигается при минимальной протяженности экскаваторного блока и определяется по формуле

Для обеспечения необходимой углубки карьера следует соблюдать условие

где Q - производительность экскаватора, м³/год;

h - высота уступа, м;

L_б - минимальная длина экскаваторного блока, м.

Возможная скорость углубки карьера а этом случае определяется по формуле

где L_o - длина экскаваторного блока на рабочем уступе, м.

Таким образом, скорость углубки карьера и скорость перемещения фронта работ зависит от применяемого горнотранспортного оборудования и физико-механических свойств горных пород. Интенсивность горных работ на ряде железорудных карьеров приведена в табл.

Таблица Интенсивность горных работ на железорудных карьерах (2)

Скорость углубки карьеров по рыхлым и полускальным породам может достигать 30-35 м/год (Сарбайский и Михайловский карьеры), а по весьма крепким скальным породам - 25 - 35 м/год (ЦГОК).

Практика работы карьеров показывает, что если при железнодорожном транспорте максимальная скорость углубки составляет 7-15 м/год, то при автомобильном она увеличивается до 19 м/год, достигая в некоторых случаях 35 м/год (ЦГОК).

Время подготовки горизонтов зависит от объема наклонной и разрезной траншей, необходимого объема горных работ на вышерасположенном горизонте, который позволяет начать проходку наклонной траншеи, а также от общей организации работ. В зависимости от необходимости подготовки нового горизонта на проходке наклонной и разрезной траншей может работать один или несколько экскаваторов. Общее число экскаваторов при этом зависит от вида транспорта. Применение железнодорожного транспорта предопределяет проходку выездной и разрезной траншей путиковым забоем, что объясняется простотой организации работ и небольшими объемами работ по разносу вышерасположенного горизонта. При этом не требуется опережения буровых работ и увеличения числа горного оборудования. Обычно длину взрываемого блока принимают из условия обеспечения экскаватора месячным запасом взорванной горной массы.

Ширину площадки, достаточную для проходки траншей на нижерасположенном уступе, можно определить по формуле

B’=x+c+KT+L,м,

горный карьер горизонт вскрытие

где К - число транспортных полос;

Т - ширина транспортной полосы, м;

Обычно ширину площадки принимают равной 40-45 м.

В зависимости от способа вскрытия нижнего горизонта - поступательными или тупиковыми траншеями (рис13) - время подготовки горизонта бывает различным. Его величину при вскрытии горизонта поступательными траншеями можно определить (2) из выражения

 месяцев.

При вскрытии тупиковыми траншеями

 месяцев

где V_рас - объем работ по расширению траншеи, м³;

L_б - длина экскаваторного блока, м;

l_o - допустимое минимальное расстояние между экскаватором, проходящим траншею, и экскаватором, ее расширяющим, м;

L_в - длина выездной траншеи, м;

l_т- площадка примыкания или длина тупика траншеи, м;

К - число экскаваторных блоков при расширении траншей;

Q - производительность экскаватора при фронтальном забое, м³/месяц;

υ - возможная скорость проходки траншеи, м/сек;

υ - скорость расширения траншеи, м/сек.

Рис. 2 положение горных работ при вскрытии горизонта ±0 поступательными (а) и тупиковыми (б) съездами.

В свою очередь

где с - коэффициент снижения производительности экскаватора при проходке траншей (0,75-0,8).

Между скоростью перемещения траншейного забоя нижнего уступа и расширением траншей верхнего горизонта должна соблюдаться зависимость υ≤υ_о.

До начала подготовке нового горизонта при поступательном вскрытии его траншейный забой на верхнем горизонте необходимо продвинуть на расстояние 0,8-1,0 км, т.е.

L_n=L_o+L_в+l_т,

А при тупиковом вскрытии - на значительно меньшую величину, т.е.

L_т=L_o-l_т,

Где L_о - расстояние между тупиковыми забоями смежных горизонтов, м.

При автомобильном транспорте для интенсификации горных работ применяют вскрытие внутренними съездами при бестраншейной подготовке горизонтов. Впервые эти схемы были применены на карьерах Криворожского бассейна при проходке съездов широким забоем по взорванной горной массе на высоту одного или двух уступов.

Последовательность вскрытия горизонта временными автомобильными съездами (рис 14) сводится к созданию на вскрываемом горизонте первоначального котлована, который затем расширяют несколькими экскаваторами. После создания достаточной ширины рабочей площадки начинают проходку выездной траншеи на следующий горизонт и последующую его подготовку с помощью первоначального котлована. Время подготовки горизонта определяют по формуле

 месяцев.

Где q - расстояние по горизонтам между первоначальными котлованами на смежных горизонтах, м;

F - ширина первоначального котлована (обычно 40-50 м), м.

Время подготовке горизонтов составляет в среднем по карьерами от 8 до 25-30 месяцев. Поэтому возможную скорость углубки при железнодорожном транспорте с тупиковыми съездами можно определить из выражения

Рис. 3 схема подготовки горизонтов с использованием временных автосъездов: Ι -ΙΙΙ - последовательность работ.

В случае применения временных автомобильных съездов скорость углубки определяют по формуле

При выборе интенсивности углубки карьера следует иметь в виду, что его производственная мощность находится в прямой зависимости от скорости понижения горных работ

А_р=h_oS_pγ(1+ρ), m/год,

Где h_o - среднегодовое понижение добычных работ, м;

S_р - площадь полезного ископаемого в пределах карьера, м²;

γ - объемный вес полезного ископаемого, m/м³

η- коэффициент извлечения полезного ископаемого;

ρ - коэффициент весового разубоживания.

Интенсивность горных работ на карьерах можно охарактеризовать производственной мощностью на 1 км добычного фронта. На карьерах Криворожского бассейна она составляет: ЮГОК - 1,43, НКГОК - 1,49, ЦГОК - 4,3 и Сев ГОК - 3,6 млн. м³ в год с 1км рудного фронта. Интенсивность использования фронта работ в 2 раза выше в случае применения автомобильного транспорта по сравнению с железнодорожным (3,6 - 4,3 млн. м³ на Сев ГОК и ЦГОК по сравнению с 1,43 - 1,49 млн. м³/год. км на ЮГОК и НКГОК).

Контрольные вопросы

1.      Какова взаимосвязь между скоростями горизонтального подвигания уступа и углубки карьера?

.        От чего зависит скорость углубки карьера?

.        От чего зависит время подготовки нового горизонта?

Список использованной литературы

Арсентьев А. И. Вскрытие и системы разработки карьерных полей. М., Недра, 1981.

Анистратов Ю. И. Технология открытых горных работ. М., Недра, 1984.

Килячков А. П. Технология горного производства. М., Недра, 1992.

Мельников .Н. В. Краткий справочник по открытым горным работам. М., Недра, 1981.

Малышева Н. А., Томаков П. И. и др. Разработка маломощных и сложных угольных пластов открытым способом. М., Недра, 1975.

Новожилов М. Г. Технология открытой разработки месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1971.

Ржевский В. В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М., Недра, 1979.

Ржевский В. В. Открытые горные работы.-Ч. ΙΙ. Технология открытых горных работ. М., Недра, 1985.

Хохряков В.С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1995.