Классификация систем открытых горных работ Исполнитель

План:

1. Общие понятия.
2. Классификация систем разработки по В.В.Ржевскому.
3. Классификации систем разработки по направлению перемещения и способу производства вскрышных работ
4. Классификация систем разработки по Н.В.Мельникову.

Цель занятия: изучение применяемых систем разработок при добыче полезных ископаемых открытым способом.

{spoiler=Продолжать Читать}

Классификация систем разработки

Под системой открытой разработки месторождения понима­ется порядок и последовательность выполнения открытых гор­ных работ в пределах карьерного поля или его участка. Си­стема должна обеспечить безопасную, планомерную и эконо­мичную комплексную разработку всех полезных ископаемых, требуемую производственную мощность предприятия, полное извлечение запасов, охрану недр и окружающей среды.

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

При добыче малоценных полезных ископаемых, выходящих непосредственно на поверхность, вскрышные работы могут от­сутствовать или неиметь существенного значения. В таких случаях системой разработки является порядок и последова­тельность выполнения добычных работ и работ по вскрытию и подготовке горизонтов в пределах карьерного поля.

Иногда при разработке горизонтальных месторождений после окончания горно-строительных работ нет необходимости во вскрытии новых горизонтов; в таких случаях система раз­работки характеризуется только порядком и последователь­ностью выполнения вскрышных и добычных работ.

Естественно, что система разработки связана с применяе­мыми комплексами оборудования на карьере. Если система разработки определяет порядок и последовательность выполне­ния горных работ, то комплексы оборудования определяют виды, мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего производство горных работ в установленном объеме и порядке. Ниже их классификации рассматриваются раздельно, так как в системах разработки, независимо от средств механизации горных работ, существует своя последовательность и законо­мерность производства вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ.

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 горно­подготовительными 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.

При разработке горизонтальных или пологих залежей по окончании горно-подготовительных работ создается первичный фронт вскрышных и добычных работ карьера; возобновление горно-подготовительных работ возможно при реконструкции карьера. Таким образом, системы разработки горизонтальных и пологих залежей в период эксплуатации характеризуются только порядком и последовательностью ведения вскрышных и добычных работ и изменением длины фронта работ или высоты отдельных уступов и размеров рабочих площадок. Такие си­стемы разработки называются сплошными.

При разработке наклонных и крутых залежей горно-подготовительные работы ведутся как в период строительства, так и при эксплуатации карьера для создания фронта добычных и вскрышных работ. В состав горно-подготовительных работ в эксплуатационный период входят вскрытие и нарезка новых рабочих горизонтов. Таким образом, системы разработки при наклонных и крутых залежах характеризуются порядком вы­полнения вскрышных, добычных и регулярных горно-подготови­тельных работ. Такие системы могут быть названы углубочными.

При разработке месторождений нагорного типа применяют системы первой группы. При крутых склонах и крутом наклон­ном падении залежей применяются системы второй группы. При разработке сложных по топографическим и горно-геологическим условиям месторождений в пределах одного карьерного поля могут одновременно применяться системы из обеих групп.

По направлению подвигания фронта горных работ в плане различают системы разработки:

продольные, при которых однобортовой или двухбортовой фронт вскрышных и добычных работ перемещается парал­лельно длинной оси карьерного поля;

поперечные, при которых однобортовой или двухбортовой фронт вскрышных и добычных работ перемещается парал­лельно короткой оси карьерного поля;

веерные, при которых фронт вскрышных и добычных работ перемещается по вееру с центральным (общим) или рассредо­точенными (два и более) поворотными пунктами;

кольцевые, при которых рабочая зона охватывает все борта по периметру карьера и разработка производится кольцевыми полосами от центра к границам карьерного поля или от границ к центру.

При всех вариантах систем разработки основное значение имеет место расположения отвалов (внешние, внутренние или смешанные отвалы), определяющие направление перемещения вскрышных пород.

Классификация систем разработки в соответствии с указан­ными основными признаками приведена в табл. 14.1, а графи­ческая— показана на рис. 14.1.

Указанная классификация, в основу которой положены горно-геологические и геометрические предпосылки, характеризует сущность технологии открытых горных работ и облегчает по­следующий расчет систем разработок.

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.

Технологическая классификация систем открытой разработки.

Таблица 14.1

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 комплек­сах оборудования.

Рис. 14.1.  Системы открытой  разработки  месторождений полезных ископаемых:

а – сплошные; б – углубочные; о, д, ц, п и р – направление выемки в плане соответственно  однобортовое,  двухбортовое,   центральное,  периферийное  и  рассредоточенное.

Классификации систем разработки по направлению перемещения и способу производства вскрышных работ

В 1947 г. проф. Е. Ф. Шешко предложил классификацию си­стем разработки по направлению перемещения вскрышных по­род в отвалы. По этому признаку выделяются  Табл.3.5. (рис. 16.2):

1. Системы с поперечным перемещением породы в отвалы без применения транспортных средств; эти системы разработки могут быть названы также бестранспортными.

Б. Системы с продольным (фронтальным) перемещением породы в отвалы с применением транспортных средств; эти си­стемы могут быть названы также транспортными.

1. Комбинированные системы с поперечным и продольным
   перемещением породы в отвалы; эти системы разработки имеют одновременно  признаки  бестранспортных  и  транспортных  си­стем.

Далее в основу разделения указанных групп (А, Б, В) на самостоятельные системы разработки положены способы произ­водства и степень трудности выполнения транспортных и от­вальных работ.

ГруппаАпо способу производства транспортных и отваль­ных работ разделена на системы А-1, А-2 и А-3. Отдельно вы­деляется система Л-0 при незначительном объеме вскрышных работ. ГруппаБпо относительной сложности транспортирова­ния пород разделена на системы Б-4, Б-5 и Б-6.

К группеВотносятся две системы разработки — по одной из бестранспортной и транспортной групп. Эта группа разделя­ется на системы В-7 и В-8 по признаку относительного преоб­ладания бестранспортного или транспортного перемещения вскрышных пород.

Рис. 16.2. Системы открытой разработки месторождений (по Е. Ф. Шешко)

Классификация систем разработки по способу производства вскрышных работ

В 1952 г. акад. Н. В. Мельниковым была предложена классификация систем разработки по способу производства вскрыш­ных работ. По этой классификации все системы разработки разделены на пять групп. Табл.3.6.

При бестранспортной системе разработки перемещение породы из забоя во внутренний отвал производится вскрышными экскаваторами (мехлопатами или драглайнами).

В группу транспортно-отвальных включены системы разра­ботки, при которых вскрышные породы перемещаются на внут­ренние отвалы посредством транспортно-отвальных мостов и консольных отвалообразователей.

Таблица3.6Классификация систем открытой разработки месторождений по способу производства вскрышных работ (по акад. Н. В. Мельникову)

Продолжение   табл.    3.6-

В группу специальных включены системы разработки, при которых вскрышные породы удаляются башенными экскава­торами, колесными скреперами, гидромеханизированным спо­собом или кабель-кранами. К ним можно отнести также разра­ботку вскрышных пород бульдозерами, канатными скреперами и другим специальным оборудованием.

К транспортнымотнесены системы разработки, при которых вскрышные породы перемещаются на отвалы средствами транс­порта. Эти системы более сложны и менее экономичны по срав­нению с бестранспортными, но они могут применяться при любых условиях залегания месторождения и поэтому являются наиболее распространенными.

Комбинированные системы могут применяться при разра­ботке горизонтальных и пологих залежей с мощной толщей покрывающих пород.

Опорные слова: порядок, последовательность, зависимые, полузависимые, независимые, сплошные, углубочные, продольные, поперечные, веерные, кольцевые, положения, направление перемещения вскрышных пород в отвалы, способ производства вскрышных работ.

Контрольные вопросы:

1. Что Вы понимаете под системой разработки?

2. Какие системы называются сплошными?

3. Какие системы разработки называются углубочными?

4.Охарактеризуйте классификацию систем разработки по направлению перемещения вскрышных пород в отвалы.

5. Охарактеризуйте классификацию систем разработки по способу производства вскрышных работ.

Литература:

1. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. М., «Недра», 1982.

2. Открытые горные работы. Справочник. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., Виницкий К.Е. и др./М., Горное бюро, 1994, 590 с.

3. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М., «Недра», 1980, 631 с.

4. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Технология и комплексная механизация. М., «НЕДРА», 1985.

5. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. Изд. 2. М., «НЕДРА», 1975.

6. Симкин Б.А. Технология и процессы открытых горных работ. М., Недра, 1970.

7. Теория и практика открытых разработок. Изд. 2. Под общей ред. Н.В. Мельникова. М., Недра , 1979. 

{/spoilers}