Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние горных работ на разрезах южного Кузбасса и постановка задач исследования 10
1.1. Горно-геологические условия ведения горных работ на месторождениях южного Кузбасса 10
1.2. Параметры и показатели разработки карьерных полей 18
1.3. Анализ и обобщение проектных и применяемых бестранспортных схем экскавации на разрезах южного Кузбасса 28
1.4. Обзор публикаций по разработке свит пологих пластов бестранспортной технологией 31
1.5. Цель, задачи и методы исследования 48
Выводы 49
2. Исследование вместимости внутреннего многоярусного отвала 52
2.1. Виды схем отсыпки внутренних многоярусных отвалов и метод расчета их параметров 52
2.2. Особенности расчета вместимости трех- и четырехъярусных отвалов с подготовкой дополнительной емкости в отвальных ярусах 62
2.3. Анализ вместимости внутренних многоярусных отвалов 68
2.4. Оценка возможной высоты слоя прирезки на геологических участках Томусинского района 73
Выводы 73
3. Обоснование структур схем экскавации для разработки свит из трех по логих угольных пластов 76
3.1. Основные положения моделирования разработки свит из трех пологих пластов 76
3.2. Расчет параметров развалов вскрышных уступов при разработке свиты из трех пологих пластов различными схемами 81
3.3. Типовые структуры схем экскавации 89
Выводы 106
4. Технико-экономическая оценка структур схем экскавации 107
4.1. Показатели технико-экономической оценки схем экскавации 107
4.2. Оценка структур схем экскавации по величине профильного коэффициента переэкскавации 110
4.2.1. Методика расчета профильного коэффициента переэкскавации на забойной стороне 110
4.2.2. Расчет коэффициента переэкскавации на отвальной стороне 113
4.2.3. Оценка структур схем экскавации по величине профильного коэффициента переэкскавации 118
4.3. Метод расчета организационных показателей схем экскавации... 129
4.4. Технико-экономическая оценка структур схем экскавации 144
Выводы 153
Заключение 155
Список литературы
- Параметры и показатели разработки карьерных полей
- Особенности расчета вместимости трех- и четырехъярусных отвалов с подготовкой дополнительной емкости в отвальных ярусах
- Расчет параметров развалов вскрышных уступов при разработке свиты из трех пологих пластов различными схемами
- Оценка структур схем экскавации по величине профильного коэффициента переэкскавации
Введение к работе
Актуальность работы. Основным направлением повышения конкурентоспособности кузнецких углей, добываемых открытым способом, является снижение затрат на вскрышные работы. На разрезах южного Кузбасса разрабатываются свиты пологих пластов с использованием бестранспортной технологии на вскрышных работах. Карьерные поля разрабатываются комбинированно: нижняя часть на высоту 32-44 м отрабатываются по низкозатратной бестранспортной технологии (себестоимость 1 м3 вскрыши составляет 22-24 руб.), верхняя часть - по высокозатратной транспортной технологии (себестоимость 1 м3 вскрыши на автотранспорт составляет 35-44 руб.) с применением мехлопат ЭКГ-10, ЭКГ-12,5, ЭКГ-20 и карьерных автосамосвалов грузоподъемностью 80-180 т.
Увеличение объемов породы, переваливаемых во внутренний отвал, улучшит экономические показатели добычи угля. Кроме того, из-за пологого залегания пластов постоянно увеличивается высота породной толщи, отрабатываемой по транспортной технологии. В настоящее время это привело к уменьшению скорости подвигания фронта работ транспортной зоны и, как следствие, к торможению развития бестранспортной. Перераспределение объемов вскрыши между зонами в сторону увеличения объемов по бестранспортной технологии, увеличит скорость подвигания транспортной зоны (при сохранении в ней того же комплекса горно-транспортного оборудования).
Таким образом, увеличение объемов породы, переваливаемой во внутренний отвал, на этих месторождениях способствует улучшению показателей разработки залежей, а решение этого вопроса является актуальной задачей.
Объектом исследования являются свиты пологих угольных пластов, залегающих в скальных породах.
Предметом исследования являются структуры и параметры бестранспортных технологических схем для разработки свиты из трех пологих пластов.
Работа выполнялась в рамках научно-технической программы министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным
5 направлениям науки и техники» по разделу 206.04 «Повышение эффективности
технологии добычи, переработки угля и сопутствующих энергоресурсов» подпрограммы 206 «Топливо и энергетика» по теме «Обоснование ресурсосберегающей бестранспортной открытой разработки крутонаклонных свитовых месторождений угля» (код проекта 206.04.01.043), хоздоговорных тем КузГТУ №122-2004 «Разработка научно-технических рекомендаций по отработке в особых условиях открытым способом законсервированных запасов по пласту VI на горном отводе ОАО «Разрез Томусинский»» и №121-2004 «Оптимизация работ по бестранспортной вскрыше на ОАО «Разрез Сибиргинский»».
Цель работы - обосновать структуры бестранспортных схем экскавации для разработки свит из трех пологих угольных пластов, обеспечивающих увеличение объемов вскрыши переваливаемой во внутренние отвалы.
Идея работы заключается в том, что структуры схем экскавации определяются с учетом порядка разработки трех вскрышных уступов по междупласть-ям свиты, схемами отсыпки четырехъярусного отвала и взаимосвязью между величиной объема породы, поступающего от каждого вскрышного уступа, и текущей вместимостью ярусов, принимающих эту породу.
Задачи исследования.
Систематизировать схемы отсыпки внутренних четырехъярусных отвалов, методику расчета их параметров и установить зависимость их вместимости от основных влияющих факторов.
Обосновать структуру и определить параметры бестранспортных схем экскавации в профиле горных работ для разработки свиты из трех пологих пластов и установить зависимость профильного коэффициента переэкскавации от взаимного положения пластов в свите и вида схемы отвалообразования.
Исследовать организацию выполнения основных технологических процессов по схемам экскавации; разработать метод расчета времени отработки за-ходки и дать технико-экономическую оценку структурам схем экскавации.
Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий:
системный анализ фактических данных, научно-технической литературы для выявления актуальности научной задачи;
метод статистического анализа для изучения параметров геотехнологических структур;
аналитический и графо-аналитический методы для расчета и построения схем отвалообразования и экскавации;
метод технико-экономического анализа для установления эффективности бестранспортных схем экскавации.
Научные положения, выносимые на защиту:
высота уступа прирезки над третьим (верхним) пластом свиты при отсыпке четырехъярусных отвалов зависит от схемы отвалообразования, суммарной высоты нижних междупластий, угла залегания пластов и не зависит от ширины заходки, отношение которой к радиусу разгрузки является постоянным; при этом высота прирезки для драглайнов с длиной стрелы 90-120 м составляет 24,7-26,9 м для схем отсыпки отвалов без подготовки емкости и 20,7-22,8 м для схем отвалообразования с подготовкой емкости;
структуры схем экскавации для разработки свиты из трех пологих пластов разделяются на два вида, различающиеся количеством этапов (элементов) и организацией работы горного оборудования, а критерием отнесения к видам является соотношение объема породы верхнего и среднего уступов (с учетом коэффициента разрыхления породы) и вместимости первого и второго ярусов;
применение схем отвалообразования с подготовкой емкости при работе комплекта из двух экскаваторов позволяет совмещать работу вскрышного и отвального драглайнов во времени, что сокращает время отработки заходки и обеспечивает для всех условий залегания пластов в свите увеличение годовой скорости подвигания фронта работ на 12-15 % и снижение удельных затрат на вскрышу на 7-10 %.
Научная новизна состоит: в установлении зависимости высоты породного уступа прирезки над третьим (верхним) пластом свиты от схемы отвалообразования, что позволяет определить вид структуры схемы экскавации;
в выделении двух видов схем экскавации, что дает возможность целенаправленно и достоверно осуществлять расчет их параметров для различных горно-геологических условий при проектировании и эксплуатации угольных разрезов;
в разработке алгоритма расчета времени отработки заходки, позволяющего без построения планограммы работ определить технико-экономические показатели бестранспортной технологии.
Обоснованность и достоверность научных исследований, выводов и рекомендаций подтверждается: применением методов математической статистики для анализа параметров залегания пластов в угольных свитах; анализом многолетней практики применения бестранспортной технологии при разработке свит пологих пластов на месторождениях Томусинского района; применением графо-аналитического и аналитического расчетных методов; расчетом параметров и построением достаточного количества схем экскавации; внедрением рекомендаций работ на производстве.
Личный вклад автора состоит:
в анализе параметров залегания пластов в угольных свитах на месторождениях южного Кузбасса;
в анализе и обобщении многолетней практики применения бестранспортной технологии для разработки свит из двух угольных пластов, осуществленном по материалам технических отделов разрезов южного Кузбасса;
в систематизации схем отсыпки внутренних многоярусных отвалов и разработке аналитического метода расчета их параметров, позволяющего определять технически допустимую высоту разработки породной толщи;
в разработке графо-аналитической модели структур схем экскавации для бестранспортной отработки свиты из трех пологих пластов с отсыпкой четырехъярусных отвалов;
в совершенствовании метода расчета профильного коэффициента переэкскавации для сложных бестранспортных схем экскавации;
в разработке аналитического метода расчета времени отработки забойной стороны для условий многопроходной (из 7-8 рабочих ходов экскаваторов) организации работы основного вскрышного оборудования.
Научное значение работы заключается в разработке метода обоснования структуры параметров и организации работ схем экскавации для отработки свиты из трех пологих угольных пластов, учитывающего порядок выемки породных уступов на забойной стороне и схему отсыпки четырехъярусного отвала.
Практическое значение работы заключается: в обосновании эффективных структур схем экскавации для разработки свиты из трех пологих пластов с различными параметрами залегания, позволяющих отрабатывать уступ прирезки над третьим (верхним) пластом свиты; в выделении двух видов схем экскавации для разработки свиты из трех пластов, что позволяет целенаправленно осуществлять проектирование бестранспортной технологии в различных горногеологических условиях; в разработке аналитического метода определения времени отработки заходки без построения планограмм работы оборудования, что позволяет оперативно производить расчет технико-экономических показателей; в возможности использования рекомендаций при обосновании технического перевооружения разрезов южного Кузбасса.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при составлении проекта разработки законсервированных запасов по пл. VI на ОАО «Разрез Томусинский»; а также на ОАО «Разрез Сибиргин-ский» при обосновании структуры и параметров бестранспортной технологической схемы разработки междупластья пл. III и IV-V с прирезкой породы над пл. III с целью увеличения объемов вскрыши, переваливаемой во внутренний отвал. Материалы диссертации используются в учебном процессе при дипломном проектировании по специальности 090500 «Открытые горные работы».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международных научно-практических конференциях «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности» (Кемерово, 2003, 2004 г.г), на научно-технических конфе-
ренциях преподавателей, аспирантов и студентов КузГТУ (г. Кемерово, 2003,
2004 г.г); на конференции «Неделя горняка» в Московском государственном горном университете (г. Москва, 2006 г.).
Параметры и показатели разработки карьерных полей
Как отмечалось выше, отработка карьерных полей разрезов Томусинско-го района производится с применением двух технологий: бестранспортной — для разработки нижней части, включающей два, реже один пласт; транспортной - для разработки верхней части, включающей два-три пласта.
Схемы экскавации, предложенные институтом Сибгипрошахт (СГШ) и фактически применяемые на разрезах, приведены в приложениях III, IV, V. Следует отметить некоторые расхождения параметров залегания пластов для одного и того же участка в схемах СГШ и применяемых на практике. В СГШ для геологического участка проектируется схема экскавации в общем виде (типовая) по средним параметрам залегания пластов, полученным по материалам геологической разведки. На практике же в техотделах разрезов рассчитывается несколько схем экскавации, поскольку параметры залегания пластов изменяются как по простиранию, так и по падению залежи (табл. 1.1.2).
По представленным схемам экскавации произведен анализ параметров и показателей, результаты которого представлены в табл. 1.2.1, 1.2.2, 1.2.3, 1.2.4, 1.2.5.
В табл. 1.2.1 показаны параметры схем экскавации для разработки карьерных полей по бестранспортной технологии, в табл. 1.2.2 - параметры сетки скважин (axb, м) и удельный расход ВВ (q, кг/м ), в табл. 1.2.3 - параметры развития горных работ карьерного поля по транспортной и бестранспортной технологиям; в табл. 1.2.4 - производительность оборудования и экономические показатели транспортной технологии; в табл. 1.2.5 - производительность оборудования и экономические показатели бестранспортной технологии. Схема оценки развития горных работ приведена на рис. 1.2.1. Анализ параметров схем экскавации (табл. 1.2.1) показывает, что на участках по бестранспортной технологии разрабатывается свита из двух пластов, реже ведется разработка одного пласта.
Разработка свиты производится как одновременным, так и последовательным способом в зависимости от условий залегания пластов в свите. Ширина заходки на всех участках принята равной 40 м, что соответствует рекомендациям «Типовых технологических схем...» [75]. Мощность породной толщи, разрабатываемой по бестранспортной технологии, при разработке двух пластов составляет преимущественно 49-52 м, реже до 59 м. При разработке одного пласта высота породного уступа составляет 33-40 м. Коэффициент взрывного сброса зависит от способа разработки свиты, условий залегания пластов в свите, удельного расхода ВВ и составляет от 15% до 30%.
Коэффициент переэкскавации в профиле технологической схемы составляет от 0,75 до 1,5 в зависимости от способа разработки свиты. Общий коэффициент переэкскавации, учитывающий создание трасс подъема и спуска драглайна на отвальные ярусы, составляет 1,7-2,3. Ярусов внутреннего отвала может быть два, три или четыре в зависимости от высоты разрабатываемой породной толщи. В настоящее время высота внутренних отвалов - 70-90 м, что меньше допустимой по условиям устойчивости (110-150 м по данным ИГД им. А.А. Скочинского и УкрНИИпроект) [10].
По бестранспортной технологии затраты на 1 м вскрыши составляют 20-5-24 руб., как единичный случай - 40 руб. (р-з «Сибиргинский»). В целом затраты на транспортную вскрышу в 1,5-5-1,8 раза больше, чем на бестранспортную. Из этого можно заключить, что целесообразно увеличивать объёмы вскрыши, разрабатываемой по бестранспортной технологии, и снизить объёмы транспортной вскрыши. Кроме того, анализ табл. 1.2.3 показывает, что годовая скорость подвигания фронта работ по транспортной технологии ниже, чем по бестранспортной, что приводит к сдерживанию развития последней.
Как пример, на участке «Сибиргинский 1-3» (р-з «Сибиргинский») замедляется развитие бестранспортной зоны из-за недостаточной скорости подвигания транспортной зоны (угол а-ф = 35). На разрезе рассматривается вопрос о консервации одного из двух работающих драглайнов ЭШ 15.90.
На основе собранных статистических данных получены модели затрат на один час работы экскаваторов: - для драглайнов, в зависимости от их массы (Сч.д, руб/ч): Сч.д. = 0,966-G - 146,85 при R2 = 0,87, (1.2.1) где G - масса драглайна, т. - для мехлопат, в зависимости от вместимости ковша (Сч.м, руб/ч): Сч.м = 48,347-Е - 17,493 при R2 = 0,9249 (1.2.2) На основе полученных данных определен предельно допустимый коэффициент переэкскавации по условию экономической эффективности (Кго.прЄд). Расчет произведен по формуле, предложенной В.В. Ржевским [66, 79]: С, з -Сб _ 1м лр ( . пэ.пред р » Vі- J) где С] „з.тр - затраты на 1 м3 вскрыши по транспортной технологии, руб., Сб -затраты на 1 м3 вскрыши по простой перевалке породы в отвал (затраты только на буровзрывные работы и экскавацию породы), руб., Спэ - затраты на переэкскавацию 1 м3 породы, руб.
Особенности расчета вместимости трех- и четырехъярусных отвалов с подготовкой дополнительной емкости в отвальных ярусах
Схемы отсыпки отвалов, отличающихся подготовкой дополнительной емкости для какого-либо отвального яруса, имеют меньшую вместимость, чем схемы без подготовки емкости. Это положение объясняется следующим.
Ширина буровзрывных заходок, минимальное значение которых определяется условием разворота углевозов в добычных забоях (35-40 м), не позволяет полностью использовать при отсыпке отвальных ярусов радиус разгрузки применяемых в настоящее время драглайнов. Так, на рис. 2.2.1 показана схема заполнения яруса, для увеличения вместимости которого подготовлена дополнительная емкость.
При подготовке емкости из массива постоянного отвала вынимается слой прирезки шириной /Пр (фиг. 1-2-3-4 на рис. 2.2.1).
Радиус разгрузки применяемых драглайнов (с длиной стрелы 85-90 м) позволяет отсыпать ярус при ширине его верхней площадки по линии 6-7. При формировании навала под углом естественного откоса oto (ао = 37) подготовт ленная емкость заполняется не полностью (фиг. 8-9-3-4 на рис. 2.2.1). При применении, например, длинностреловых драглайнов разгрузку породы можно было бы произвести в т. 7 , что существенно увеличивает объем породы, размещаемый в подготовленной емкости (фиг. 8 -7 -3-4 на рис. 2.2.1). При существующих параметрах применяемых драглайнов (ЭШ 15.90, ЭШ 20.90) отсыпать емкость («пазуху») (фиг. 7-7 -9 на рис. 2.2.1) можно только следующим образом: поднять отвальный драглайн на рабочую площадку яруса (линия 6-7 на рис. 2.2.1) и осуществить дополнительный рабочий ход экскаватора. Подрезая этим ходом откос яруса, можно отсыпать «пазуху».
Такой способ заложен при разработке схем отвалообразования с индексом 02 и 04 для отсыпки второго яруса, поскольку именно на него приходятся основные объемы породы, поступающей на отвал.
Следовательно, в схемах отсыпки отвалов без подготовки емкости вместимость вышележащего яруса (j + 1) используется полностью для приема породы из забойной стороны. В схеме с подготовкой емкости для приема породы ИСПОЛЬЗуеТСЯ ТОЛЬКО ЧаСТЬ ПОДГОТОВЛеННОЙ еМКОСТИ - AEj E(j + \у В связи с этим и объем породы, размещаемый в отвалах с подготовкой емкости, меньше, чем в отвалах без подготовки емкости.
При равенстве объема выемки при подготовке емкости Sj (фиг. 2-10-11-12-13-14-15-16-7 на рис. 2.2.1), т.е. Sj = Eg + и при ширине прирезки /пр = Аг достигается максимальное увеличение объема породы, размещаемого в подготовленной емкости: AEj = max.
Управлять объемом AEj можно только в сторону его уменьшения, для чего следует уменьшить или /пр, или глубину черпания Нч (рис. 2.2.1). Управление объемом AEj в сторону его уменьшения используется в данном исследовании при разработке структур и параметров схем экскавации.
На величину объема AEj оказывает влияние угол падения пластов, с увеличением которого уменьшается параметр Аг и увеличивается параметр пф (рис. 2.2.1). Их совместное влияние уменьшает вместимость вышележащего яруса E(j +1) и, следовательно, величину Sj и AEj.
Для количественной оценки эффективности подготовки дополнительной емкости предлагается оценочный показатель КиДЕ - коэффициент использования подготовленной емкости, равный отношению объема породы, размещаемого в этой емкости, ко всему объему переваливаемой породы при создании емкости.
Поскольку графические изображения схемы отвалообразования, построенные для драглайнов с различной длиной стрелы, представляют собой геометрически подобные фигуры (параметр «А», увязывающий радиус разгрузки и контур отвального яруса, зависит только от ширины заходки, как показано на схемах рис. 2.1.2-а, б, в, г), то значение коэффициента КИ.ДЕ имеет одинаковое значение для всех моделей драглайнов.
Как пример, в табл. 2.2.1 приведены значения К„,дЕ для драглайнов ЭШ 20.90, ЭШ 20.100, ЭШ 30.110, ЭШ 25.120, рассчитанные для схемы отвалообразования 02 при угле залегания пластов 10.
Как видно из табл. 2.2.1, при прямом расчете КИ.ДЕ ПО формулам, приведенным в таблицах 2.1.2 и 2.1.3, для драглайнов различных моделей, отклонение коэффициентов КИ.ДЕ не превышает ±1,5%, что обеспечивает достаточную точность и надежность расчетов по среднему значению этого коэффициента. Для трехъярусного отвала с подготовкой емкости во втором ярусе (рис. 2.1.1-в) формула расчета коэффициента КИ.ДЕ и средние его значения приведены в табл. 2.2.2.
Расчет параметров развалов вскрышных уступов при разработке свиты из трех пологих пластов различными схемами
При разработке структур схем экскавации обязательным условием является учет параметров развалов вскрышных уступов, что обусловлено следующим.
На сформированной после взрыва уступа поверхности развала, имеющей в профиле сложное строение, устанавливается драглайн. Для этого экска-вационным способом создается рабочая трасса по всей длине фронта работ. По мере прохода экскаватора трасса переэкскавируется. Следовательно, чем точнее отстроена поверхность развала, тем точнее будет рассчитан объем трассы и достовернее показатели.
В рассматриваемых условиях в каждом конкретном случае взорванная порода формируется в выработанном пространстве сугубо индивидуальной конфигурации и параметров, что осложняет расчет и построение профиля развала.
В публикациях имеются материалы по расчету параметров профиля развала для условий бестранспортной разработки одиночных и свиты пологих пластов [5, 39]. Расчет параметров развала с достаточной степенью точности для относительно простой конфигурации выработанного пространства может быть произведен по методике, приведенной в работе [5]. Метод предназначен для расчета и построения профиля развала, полученного при взрывании вскрышного уступа над пологим угольным пластом (рис. 3.2.1-а).
Главным расчетным параметром является дальность взрывного отброса породы В (рис. 3.2.1-а, б). Параметр В отсчитывается параллельно основанию отвала от положения откольной зоны на откосе уступа (точка К на рис. 3.2.1-а, б) до пересечения траектории движения породы откольной зоны с поверхностью основания отвала (т. N на рис. 3.2.1-а). Если порода встречает на пути движения промежуточную плоскость (точка встречи Т), то дальность отброса составляет АВ (рис. 3.2.1-а).
В основу расчета пространственного положения точек траектории положен метод внешней баллистики, предложенный проф. Покровским Г.И. Проф. Репин Н.Я. внес в метод коррективы для возможности применения его при взрывании вскрышных уступов [5].
В работе [5] приведены формулы для расчета параметров траектории, а также расчета параметров развала: hi, I12,I13, I14 (рис. 3.2.1-а). Для решения задач данного исследования принят метод расчета траекто рии движения породы, а также формула для определения положения поверхно fe сти развала на откосе невзорванного массива (точка R на рис. 3.2.1-а), опреде ляемого параметром hi.
Построение профиля развала производится графоаналитическим мето Ф дом при построении схем экскавации. Используя программное обеспечение, рассчитывается несколько опорных точек траектории и по ним строится линия траектории от точки К до точки N (рис. 3.2.1-в, г). Поскольку в расчетах участ вует параметр М (рис. 3.2.1-а, б) - мощность породной толщи, расположенной ниже взрываемого уступа, то при расчете опорных точек траектории назначает ся несколько произвольных значений Mj (рис. 3.2.1-а, б). Именно параметр М определяет плоскость, на которой располагается точка N. Поэтому серия теку щих значений МІ позволяет получить текущие положения точек траектории. Для этого достаточно назначать параметр М; от минимального значения (3+5 м) и увеличивать его с шагом 5-ь8 м. Примеры расчета траекторий показаны на рис. 3.2.1 -в, г.
При построении схемы экскавации пространственное положение по верхности, с которой встретится движущаяся порода, известно, и поэтому достаточно просто найти точку пересечения этой поверхности с траекторией (точку Т), дальность отброса породы В или АВ (рис. 3.2.1-в, г).
На основе построения схем экскавации для разработки свиты из трех # пологих пластов четырьмя различными способами (рис. 3.1.1, где ЗС-1 - после довательная разработка в нисходящем порядке трех вскрышных заходок; ЗС-2 смещение верхней заходки относительно средней на ширину заходки для возможности производить одновременное вскрытие двух пластов (верхнего и среднего); ЗС-3 - смещение верхнего и среднего вскрышных уступов относительно нижнего на ширину заходки для получения возможности производить одновременное вскрытие среднего и нижнего пластов; ЗС-4 - смещение всех трех заходок относительно друг друга для возможности одновременного вскрытия двух верхних пластов) установлены варианты условий формирования развалов (табл. 3.1.1).
Порядок построения развалов заключается в следующем: сначала в соответствии с методикой работы [5] для взрываемого уступа рассчитываются параметры буровзрывных работ с определением удельного расхода ВВ (расчет параметров БВР приведен в приложении IV). Затем определяется положение откольной зоны на уступе (параметр h0 на рис. 3.2.1-а) и задаются параметры МІ, что позволяет рассчитать траекторию движения породы.
После нахождения точки пересечения траектории движения породы с поверхностью (точка Т), которая ограничивает дальность отброса породы, рассчитывается параметр hb определяющий положение поверхности развала на откосе невзорванного массива (точка R), как показано на рис. 3.2.1 или на схемах 2, 5, 8 в табл. 3.2.1.
Эти две точки являются опорными и определяют ширину развала по поверхности. Между ними и формируется развал. Профиль поверхности развала отстраивается с учетом анализа профилей фактических развалов, полученных на основе маркшейдерских съемок на разрезах «Красногорский», «Сибиргин-ский», «Междуреченский» и «Томусинский».
Оценка структур схем экскавации по величине профильного коэффициента переэкскавации
Анализ действующих и экспериментально построенных схем экскавации показал, что порядок отсыпки отвальных ярусов определяет величину коэффициента переэкскавации на отвальной стороне.
На рис.4.2.1-а, б, в, г показано, что заполнение первого яруса производится при накоплении породы на забойной стороне в виде промежуточного навала для обеспечения установки на нем драглайна. Всего могут быть четыре варианта отсыпки первого яруса: - в виде трехслойной структуры, состоящей из сброшенной взрывом породы верхнего уступа, навала породы от экскаваторной разработки верхнего уступа и породы отсыпаемой рабочей трассы (рис. 4.2.1-а); - в виде двухслойной структуры, состоящей из сброшенной взрывом породы среднего уступа и навала породы от экскаваторной разработки верхнего и среднего уступов (рис. 4.2.1-6); - в виде однослойной структуры состоящей из навала породы от экскаваторной разработки верхнего и среднего уступов (рис. 4.2.1-в, г).
В любом из этих вариантов порода в контурах первого яруса не подлежит переэкскавации и, следовательно, объем породы не участвует в расчете коэффициента переэкскавации на отвальной стороне.
Второй ярус отсыпается из породы промежуточного навала, а имеющие место при этом объемы переэкскавации учитываются при расчете коэффициента переэкскавации на забойной стороне. В схемах отвалообразования без подготовки емкости во втором ярусе часть породы из него вынимается и переваливается в третий ярус (рис. 4.2.1-а, б, в).
Вынутый объем участвует в расчете Кпэ.0» однако его следует отнести к месту складирования, то есть к третьему ярусу. Тогда объем второго яруса можно считать не участвующим в расчете коэффициента переэкскавации на отвальной стороне.
Следовательно, в схемах четырехъярусного отвалообразования без подготовки емкости порода третьего яруса является однократно переваливаемой; порода четвертого яруса - двукратно переваливаемой.
В схемах отвалообразования с подготовкой емкости в третьем ярусе объем этого яруса является однократно переваливаемым, также как и объем четвертого яруса.
Исходя из этих положений для схем отвалообразования без подготовки емкости во втором ярусе коэффициент переэкскавации на отвальной стороне (Кпэ.о) рассчитывается по формулам: - схема отвалообразования 01 Кпэ.о(01)= [Еяз(оі)+ 2 E„4(oi)] -[A-H oij-Kp l-Kce)] ; (4.2.1) - схема отвалообразования 03 Кпэ.о(03) = [ЕЯЗ(оз)+ Ея4(оз)] [А-Н- озуКр-О-Ксб)]"; (4.2.2) Схемы отвалообразования 02 и 04 В этих схемах ширина подготавливаемой емкости вместе с горизонтальной шириной отвального слоя (АГ2 на рис. 2.1.2) довольно значительная и составляет, например, для драглайнов ЭШ 20.90 и ЭШ 20.100 соответственно 78 м и 82 м.
В этих схемах окончательная отсыпка второго яруса (формирование конечного контура второго яруса, фигура 5-6-8-14 на рис. 4.2.2) производится при доработке вскрыши на забойной стороне (фиг. 1-2-3-4-13), осуществляемой с выполнением операции подрезки откоса первого яруса под углом a0i = 43-45. Как отмечалось выше в п.п. 1.4.2, технически подрезка откоса драглайном может быть осуществлена только с учетом особенности выполнения операции наполнения ковша. Для этого ось хода драглайна смещается в забойную сторону на величину М относительно верхней бровки первого яруса (т. 2 на 4.2.2).
На основе анализа 30 действующих схем работы драглайнов на подрезке откоса яруса, установлено, что величина смещения зависит от параметров забоя и колеблется в пределах 2+15 м. В некоторых случаях, ось хода совмещается с верхней бровкой первого яруса (в 6-ти случаях из 30 наблюдений).
При таком положении оси хода драглайна на момент завершения отсыпки второго яруса, разгрузочного параметра экскаватора не достаточно на величину (Rp-Гр), чтобы отсыпать полный проектный контур (фигура 5-6-8-14 на рис. 4.2.2).
Поэтому для полной отсыпки профиля второго яруса необходим дополнительный ход экскаватора, выполняемый перед последним этапом отсыпки второго яруса, для заполнения емкости фигуры 6-8-9-10-12 на рис. 4.2.2
