Элементы и параметры системы открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Элементы и параметры системы открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений

План:

1. Типы карьеров, разрабатываемые наклонных и крутопадающих месторождений

2. Основные элементы и параметры системы разработки наклонных и крутопадающих месторождений

3. Выбор величины угла нерабочего бортов карьера и их устойчивости

4. Направления развития и протяженность фронта горных работ

5. Технологические схемы транспортной системы разработки наклонных и крутопадающих месторождений

Цель занятий: ознакомить студентов основными типами разрабатываемых наклонных и крутопадающих месторождений, элементами и параметрами, также основными технологическими схемами транспортных систем разработки углубочных карьеров.

Наклонные и крутопадающие месторождения разрабатывают по транспортной системе с перемещением вскрышных пород на внешние отвалы. Внешние отвалы могут быть расположены на значительных расстояниях от карьера на свободных от полезных ископаемых площадях, непригодных для строительства и сельскохозяйственных работ. При расположении отвалов стремятся использовать благоприятный рельеф местности (балки, овраги). Только в некоторых случаях возможно частичное размещение вскрышных пород во внутренних отвалах.

По расположению относительно уровня земной поверхности, наклонные и крутопадающие месторождения разрабатываются карьерами нагорного, глубинного и смешанного типов (рис.2) .с применением различных видов транспорта (автомобильный, железнодорожный, конвейерный, гидротранспорт и комбинированный).

Основными элементами и параметрами системы разработки является: длина фронта работ; высота уступа; ширина рабочей площадки и транспортной площадки; интенсивность отработки карьера (скорость подвигания фронта работ и углубления карьера).

Длина и ширина карьерного поля влияют на протяженность фронта горных работ, и зависит от конфигурации месторождения. По условиям организации погрузочно- транспортных работ длину карьерного поля при железнодорожном транспорте принимают не более 2,5-3,0 км.

Объемы вскрыши в контурах карьера при автомобильном транспорте на 13-15% меньше, чем при железнодорожном. При этом, коэффициент вскрыши в зависимости от глубины карьера на 0,75-1,8 м3/м3 ниже (рис.3).

Сокращение объемов вскрышных пород в контурах карьера при автомобильном транспорте достигается за счет увеличения угла откоса нерабочего борта карьера, на котором располагаются транспортные коммуникации.

Величина угла нерабочего борта карьера может быть определена по формуле

Рис.3 График изменение объема вскрыши в контурах карьера при вскрытии месторождения со стороны лежачего бока залежи тупиковыми траншеями при железнодорожном 1 (в=450), 3 (в=600) и автомобильном 2 (в=450), 4 (в=600) транспорте в зависимости от глубины карьера

Где, Н- глубина карьера, м;

b- ширина съезда, м;

b/- ширина транспортных берм, м;

b//- ширина берм безопасности, м;

h- Высота уступа, м;

в- угол заложения уступа, град

Величина углов откоса нерабочих бортов карьера в зависимости от слагающих пород составит:

Скальные- 35-450 ; полускальные - 28-350 ; глинистые- 18-250.

Полученные величины углов нерабочего борта карьера необходимо проверить на устойчивость в зависимости от срока службы карьера. Для этой цели воспользуется коэффициентом запаса устойчивости, который определяется по формуле С.И. Попова.

Ку=

где Т - срок сохранения борта карьера, лет;

a и b - коэффициенты, зависящие от прочностных показателей;

n - Показатель, зависящий от породы и механизма выветривания.

Значения коэффициентов а, b и n можно принимать табл. 36.

Рис.4 Варианты подготовки и развития фронта работ при транспортной системе разработки наклонных и крутопадающих залежей

Наклонные и крутопадающие месторождения отрабатывают в основном при параллельном развитии фронта работ. При вскрытии спиральными траншеями месторождения отрабатываются с веерным перемещением фронта работ. При параллельном подвигании фронта работ, в зависимости от способа вскрытия месторождения и направления его перемещения, варианты транспортной системы разработки можно классифицировать следующим образом.

I. С продольной подготовкой и поперечным перемещением фронта работ (рис.4.а);

II. С поперечной подготовкой и продольным перемещением фронта работ (рис.4.б).

III. С поперечной подготовкой и развитием работ от центра карьера к его флангам (рис.4.в).

IV. С продольной подготовкой и развитием работ от центра карьера к его бортам (рис.4.г).

При этом первые два варианта характеризуются стационарным расположением вскрывающих выработок. Наиболее характерными для современных карьеров являются I и III варианты транспортной системы разработки.

Оценку и выбор эффективного (в конкретных условиях) варианта системы разработки производят на основе сравнения объемов горно-строительных работ, величины внутрикарьерного расстояния, объемов работ по подготовке горизонтов, величине рабочей зоны и протяженности фронта работ карьера.

Объемы горно-капитальных работ при рассматриваемых вариантах составляют (рис.5).

VIII=

Где, В2 , L- Ширина и длина разрезной траншеи соответственно при Й и ЙЙЙ вариантах, м;

h- Глубина карьера на момент окончания горно- капитальных работ, м;

L; В- соответственно длина и ширина карьерного поля, м;

б; в- соответственно угол погашения нерабочего борта и угол разгона рабочего борта карьера.

Рис. 5. К определению горно-строительных объемов работ при различных вариантах транспортных систем разработки: 1- с продольной подготовкой и поперечным развитием фронта работ; 2- с поперечной подготовкой и продольным развитием фронта горных работ

Горно-капитальные работы и соответственно, затраты при поперечной подготовке на 35-60% ниже по сравнению продольной подготовки крутопадающих залежей.

Большое влияние на объемы горно- капитальных работ оказывает угол падения залежи, Если угол погашения нерабочего борта совпадает с углом падения залежи, то объемы горно- строительных работ минимальны. Увеличение угла падения залежи приводит к увеличению объемов горно- строительных работ.

Внутрикарьерное расстояние транспортирования соответственно, при продольной и поперечной схемах (рис 7) подготовки определяется по формулам: м,

где, L, b- длина и ширина карьера на соответствующем горизонте, м;

Ктр - коэффициент удлинения внутрикарьерных железнодорожных путей или автодорог.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.7 к расчету внутри карьерного расстояния транспортирования:

А) при продольной подготовке ( Й ); б) при поперечной подготовке (ЙЙ)

Выбранный вариант расположения фронта горных работ на уступах предопределяет способ подготовки новых горизонтов, заключающийся в проведение наклонных съездов и разрезных траншей. Объемы наклонных съездов в обоих вариантах равны, а разрезные траншеи отличается только по

Протяженности, то есть: , где - объемы разрезных траншей, м3. bг , lг- соответственно, ширина и длина карьера, м

Протяженность фронта работ можно определит по формулам:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 8. к определению протяженности фронта работ

А

Где n1, n2 - число одновременно работающих уступов, определяемое в зависимости от ширины B или длины L карьера поверху и ширины рабочей площадки Bр.пл (рис 8).

где б - угол откоса рабочего уступа, град.

в -угол откоса рабочего борта карьера, град.

г -угол откоса нерабочего борта карьера, град.

Протяженность фронта горных работ при I варианте в общем случае больше, чем при III варианте, однако протяженность фронта добычных работ при обоих вариантах практически равна. Величину их можно определить по формуле

где lп.и - длина по простиранию полезного ископаемого в контурах карьера, м;

m - горизонтальная мощность полезного ископаемого, м.

Следовательно, оба варианта могут обеспечить равную производственную мощность карьера, при этом III вариант будет обеспечивать меньшие колебания объемов вскрышных работ по периодам разработки. Наряду с меньшими объемами горноканитальных работ при равной протяженности добычного фронта III вариант по сравнению с I вариантом обеспечивает снижение эксплуатационных расходов вследствие сокрощения транспортирования горной массы внутри карьера.

Недостатком III варианта является необходимость устройства большого числа скользящих съездов. Высокие темпы углубки карьера позволяют рекомендовать этот вариант системы разработки только для применения автомобильного или комбинированного транспорта, когда транспортирование горной массы внутри карьера производится автомобильным транспортом.

Ключевые слова: Расположение отвалов, внешние отвалы, рельеф местности, поверхностные, глубинные, нагорные, нагорной -глубинные, типы карьеров, размеры карьера по дне и по поверхности, глубина карьера, свойства массива, тектонические нарушения и устойчивость массива, угол откоса рабочего и нерабочего борта карьера, бермы, размеры бермы, варианты подготовки и развития фронта работ, продольная и поперечная подготовка, продольная и поперечная перемещения фронта работ, развития от центра, к центру, кольцевые развития фронта работ, объемы горно- строительных работ, угол падения залежи, качества и количественные характеристики добычи, расстояния транспортировки,

карьер месторождение транспортный углубочный

Контрольные вопросы:

1. Перечислите основных видов транспорта при разработке наклонных и крутопадающих месторождений.

2. Назовите по классификации В.В. Ржевского и Н.В. Мельникова, основные системы разработки применяемых при разработке наклонных и крутопадающих месторождений.

3. От чего зависит угол откоса рабочего и нерабочего борта карьера?

4. К чему приводит уменьшение или увеличение углов откосов борта карьера?

5. Каковы экономические влияние оказывает способ подготовки карьера и направления развития горных работ?

Список использованной литературы:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Размещено на Allbest.ru