Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Общие сведения о барите и геологическая характеристика баритовых месторождений ДРА . 13
1.1. Общие сведения о барите и его значение в промышленности 13
1.2. Краткие сведения о месторождениях бари та на территории ДРА 16
1.2.1. Геологическая характеристика Франд-жальского месторождения 16
1.2.2. Геологическая характеристика баритового месторождения "Сангилан" 19
Глава II. Анализ литературных источников и проектных проработок по разработке весьма маломощных крутошдащих залежей открытым способом 35
2.1. Анализ литературных источников по теме исследования 35
2.2. Анализ проектных проработок по теме исследования 42
2.3. Выводы по материалам анализа литературных источников и проектных проработок. 48
Глава III. Обоснование технико-эконошческих крите риев разработки баритового месторождения "саншан" 52
3.1. Особенности и современное состояние горнодобывающей промышленности в ДРА 52
3.2. Обоснование принципов определения величины граничного коэффициента вскрыши 56
3.2.1. Анализ существующих принципов опреде ления величины граничного коэффициента вскрыши 56
3.2.2 Рекомендуемый метод определения граничного коэффициента вскрыши 57
3.3. Обоснование метода определения конечной глубины карьера 61
3.3.1. Анализ существующих методов определе ния конечной глубины карьера 61
3.3.2. Рекомендуемый метод определения конечной глубины карьера в условии баритового месторождения "Сангилан" ДРА. 71
Глава IV. Определение величины конечной глубины карьеров при разработке отдельных жил баритового месторождения "сакшлан" 72
4.1. Принцип типизации жил 72
4.2. Вывод аналитических формул определения конечной глубины карьера для каждого типа жил 73
4.3. Анализ результатов расчета конечной глу бины карьера по предлагаемым формулам 103
Глава V. Обоснование технологии, механизации и организащй горных работ при разработке весьма. маломощных крутопадающих залежей 114
5.1. Выбор структуры комплексной механизации разработки весьма маломощных залежей 114
5.2. Технико-экономический анализ вариантов комплексов оборудования при разработке жил баритового месторождения "Сангилан". 119
5.2.1. Выбор возможных вариантов комплексов оборудования 119
5.2.2. Методика и технико-экономический анализ возможных комплексов оборудования с
учетом специфики ДРА 123
5.3. Методика расчета технико-экономических показателей разработки баритовых жил месторождения "Сангилан" (для рекомендуе мого варианта) и определение полных удельных затрат на вскрышные и добычные работы 156
5.3.1. Расчет затрат на добычные работы по основным производственным работам 156
5.3.2. Расчет удельных затрат на вскрышные работы по основным производственным процессам 165
5.4. Общие принципы проектирования технологии горных работ при разработке группы весьма маломощных крутопадающих залежей БМС 173
5.4.1. Режим горных работ 173
5.4.2. Способ вскрытия карьерных полей баритового месторождения "Сангилан" 176
5.4.3. Система разработки 178
5.4.4. Ожидаемая технико-экономическая эффективность реализации результатов исследований 184
Заключение 188
Список литературы 190
Приложение
- Краткие сведения о месторождениях бари та на территории ДРА
- Анализ проектных проработок по теме исследования
- Обоснование метода определения конечной глубины карьера
- Вывод аналитических формул определения конечной глубины карьера для каждого типа жил
Введение к работе
Как только на земле появился мыслящий человек, для сохранения своей жизни и продолжения рода он пытался сознательно организовать свою деятельность. Несмотря на примитивность орудий труда, мозг человека всегда искал наилучшее орудие и оптимальный метод работы с ним.
В процессе работы как сознательной деятельности человек воздействовал на природу, то, чего не было в природе в готовом виде, но было необходимо человеку, он создавал сам.
С тех пор, всю историю человеческого рода, человек видоизменял природу, подчинял ее себе, использовал на свои нужды.
Стремление к покорению природы являлось той силой, которая двигала человечество по пути прогресса.
С течением времени примитивные орудия и средства труда сменились более сложными, и так вплоть до современных электронных машин.
Вместе с развитием производительных сил производственные отношения также развивались.
От первобытно-общинного строя, пройдя различные стадии эксплуататорского общества, в которых были антогонистические производственные отношения, на части земного шара устанавливалось развитое социалистическое общество, с общественной формой собственности на средства производства.
Но все-таки борьба человека с природой для овладения бесконечными природными богатствами, в том числе и полезными ископаемыми, не только не затихла, а принимает все более драматичный характер: человек создает новую технику и разрабатывает новую технологию для освоения природных богатств, в результате че 6
го значение этой борьбы стало гораздо важнее. Б течение всей истории человечества человек стремился наиболее рационально и оптимально использовать природные богатства с целью экономического, социального и культурного уровня жизни. Правильно, что прогресс зависит от существующих производственных отношений, но человек в процессе производства не всегда остается в рамках старых производственных отношений, он идет дальше по пути прогресса.
С установлением справедливых и прогрессивных производственных отношений становится возможным рациональное освоение пригодных богатств с применением новейшей техники и технологии, на основе чего общество может достичь высоких экономических успехов и победить нищету, голод, болезнь, войну и тысячу других бед.
Народ древнего Афганистана в борьбе за счастливую и свободную жизнь не отстал от других народов, несмотря на господство средневековой монархии и набеги иноземных войск: Александра Македонского, арабов, Чингиза и Тимура, которые в разное время топтали страну и уничтожали миллионы свободолюбивых афганцев, все же не покорявшихся силе оружия и не подчинявшихся поработителям.
Справедливая борьба афганского народа не прекращалась на протяжении веков.
В течение полутора веков английский империализм прямо или порой через своих пособников проводил в Афганистане колониальную и неоколониальную политику. Англичане хотели взять в свои руки судьбу народа, богатейшие природные ресурсы страны, - уничтожив право на свободу и самоопределение страны богатырей и патриотов. Они либо развязывали прямую войну или пытались взять в свои руки страну с помощью ставленников, продажной верхушки, обмана. Ничем не гнушались они, использовали для своих целей религиозные распри, проводя в жизнь принцип: "Разделяй и властву".
Все это мешало объединению афганского народа и было преградой для развития науки, техники в Афганистане, в результате чего в Афганистане сохранились феодальные и полуфеодальные отношения, не развивалась промышленность, большинство населения оставалось неграмотным. Это привело к тому, что природные богатства страны, в том числе полезные ископаемые, которые могли стать базой для развития народного хозяйства и всестороннего повышения уровня жизни, остались нетронутыми. Народ даже не знал, какие богатства хранит афганская земля. А в тех случаях, когда антинародный режим был вынужден заниматься разработкой природных ресурсов, это делалось примитивными способами, без использования техники и передовой технологии.
В течение долгих лет господства феодальных, полуфеодальных антинародных аристократических режимов в стране почти все эти огромные запасы полезных ископаемых оставались неприкосновенными как под землей, так и на поверхности, исключая некоторые месторождения по добыче соли, угля и строительных материалов.
Конечно, при существовании таких реакционных режимов не могло быть и речи об экономическом, социальном и культурном развитии страны. Поэтому никто и не интересовался развитием промышленности, в том числе горнодобывающей.
После победы в 1978 г. апрельской революции в Афганистане, страна стала Демократической Республикой. Народная Демократическая партия Афганистана и правительство ДТА уделяют большое внимание создании отечественной промышленности в рамках государственного сектора. Поскольку перспективы развития промышленности неразрывно связаны с ростом и развитием горнодобывающей промышленности, то развитие и механизация ее в стране являются главными задачами, стоящими перед Министерством горных дел и промышленности правительства ДРА.
Необходимо отметить, что технология и механизация разработки месторождений открытым и подземным способами в стране еще не развита. Б основном добыча пока ведется кустарным и примитивным способами, при которых иногда даже отсутствует механизация тяжелого ручного труда.
Геологоразведочные работы, проведенные на территории Демократической Республики Афганистан,показывают, что страна богата разными рудными, нерудными, полудрагоценными и другими видами полезных ископаемых.
На основании анализа геологических условий известных месторождений страны можно сделать вывод, что (учитывая особенности Афганистана и преимущества открытого способа разработки) наиболее целесообразна отработка многих из них открытым способом.
Актуальность работы. Перспективы развития промышленности каждой страны, в том числе и Демократической Республики Афганистан (ДРА), неразрывно связаны с ростом и развитием горнодобывающей промышленности. Поэтому Народная Демократическая Партия Афганистана (НДГТА) и правительство ДРА, понимая большое значение роли горнодобывающей промышленности на данном этапе развития экономики страны с целью построения нового общества, твердо уверены в том, что создание сырьевой базы в рамках государственного экономического сектора является неизбежной необходимостью, без которой воплощение в жизнь исторических идеалов афганского народа, закрепленных программой партии, нельзя представить.
Большое значение для развития нефтедобывающей и газовой промышленности, являющихся основными источниками национального дохода страны, имеет разработка баритового месторождения "Сан-гилан", расположенного в провинции "Герат" в северо-западном районе ДРА.
Механизированная эксплуатация баритового месторождения "Сангилан", представленного группой весьма маломощных крутопадающих залежей, обеспечивает не только потребности Афганистана, но и будет являться одним из основных источников поступления необходимой для страны валюты. Планами первой и второй пятилеток экономического развития ДРА предусмотрено до конца второй пятилетки, т.е. до 1987 года, производительность карьеров по добыче барита в районе месторождения "Сангилан" довести до 50 тыс. тонн в год.
Поэтому введение в эксплуатацию баритовых месторождений ДРА (в первую очередь месторождения "Сангилан") требует обоснования параметров карьеров и механизации горных работ на весьма маломощных крутопадающих залежах открытым способом с учетом горно-геологических, экономических и социальных особенностей ДРА, что является актуальной задачей.
Целью работы является разработка и обоснование параметров карьеров и средств механизации горных работ при разработке весьма маломощных крутопадающих баритовых залежей с учетом специфики ДРА, обеспечивающих максимальное вовлечение в разработку открытым способом запасов полезного ископаемого и получение максимального экономического эффекта.
Идея работы заключается в необходимости учета социально-экономических особенностей ДРА и горно-геологических условий месторождений при обосновании параметров карьеров и средств механизации горных работ.
Научные положения, разработанные лично соискателем и новизна:
- между величиной граничного коэффициента вскрыши и величиной отпускной цены на добытое полезное ископаемое в регионе и процентом прибыли существует зависимость, учет которой позволяет более полно учитывать экономические особенности ДРА;
- между величиной конечной глубины карьеров и рельефом поверхности, величиной угла косогора и направлением падения залежи при разработке весьма маломощных крутопадающих залежей существуют зависимости, учет которых позволяет повысить надежность расчетов основных параметров карьеров в различных горно-геологических условиях;
- методика технико-экономической оценки вариантов структур комплексной механизации горных работ в условиях ДРА, в отличие от существующих, должна базироваться на основных технико-экономических показателях, расчет которых производится с учетом социальных и экономических особенностей страны.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: анализом литературных источников и проектных проработок по теме диссертации; применением аналитических методов исследований; математического моделирования; использованием метода технико-экономического анализа вариантов; использованием опыта проектирования горных предприятий в СССР с учетом технических и экономических норм, установленных законодательством и практикой ДРА.
Значение работы
Научное значение работы заключается в установлении зависимости определения величины граничного коэффициента вскрыши и конечной глубины карьера, а также разработки методики технико-экономической оценки вариантов комплексов оборудования с учетом горно-геологических условий месторождений и экономических особенностей ДРА, позволяющих обосновать параметры карьеров при разработке весьма маломощных крутопадагощих залежей баритовых месторождений ДРА.
Практическое значение работы заключается в обосновании параметров карьеров и механизации горных работ при разработке весьма маломощных крутопадающих залежей баритового месторождения "Сангилан" ДРА, позволяющих повысить эффективность его разработки открытым способом.
Предложения по использованию результатов, выводов работы
Параметры карьеров и механизация разработки весьма маломощных крутопадающих залежей, обоснованные в работе, могут быть рекомендованы институту "ІЬсгорхимпроект" и другим организациям, ведущим проектирование разработок открытым способом весьма маломощных крутопадагощих залежей, и департаменту по разработке твердых полезных ископаемых при Министерстве горных дел ДРА при проектировании разработки баритового месторождения "Сангилан" и аналогичных месторождений.
Апробация работы. Основное содержание работы и ее отдельные положения докладывались на научных семинарах и заседаниях кафедры "Технология, механизация и организация открытых горных работ" в І98І-І984 годах. Объем работы. Диссертационная работа изложена на 205 страницах машинописного текста, который состоит из введения, пяти глав, заключения, содержит 20 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 59 наименований и 2 приложения.
Краткие сведения о месторождениях бари та на территории ДРА
Проводимые до сих пор геологоразведочные работы на территории Демократической Республики Афганистан дают сведения о том, что в стране встречаются разные баритоносные зоны, из которых самыми главными, имеющими промышленное значение, являются "Фаранджальское" месторождение, находящееся на так называемой "Горбандской долине" провинции Парвана и месторождение "Сангилан", расположенное в северной части провинции "Герат".
Фаренджальское месторождение расположено на северной части хребта Гинду-Кош на расстоянии 145 км от города Кабула, рядом с дорогой, соединяющей города Кабул и Баман. В зоне месторождения включаются 16 массивных руд с общими запасами до глубины Юм 55,0 тыс. тонн со средним содержанием duSO, - 83,71$ / 55 /. Эксплуатация месторождения Фаренджала началась в 1977г. Для определения перспективы месторождения требуются дальнейшие геологоразведочные работы. Это необходимо потому, что после глубины 10 м сведения о продолжении рудных тел отсутствуют, но на практике, в результате отработки некоторых рудных тел, видно, что рудные тела продолжаются в глубину. Изучая геологическое строение Фаренджальского месторождения, геологи предполагают, что продолжение некоторых рудных тел возможно до 60-70 м. До окончания разведочных работ, промышленная разработка месторождения производиться не будет.
Экономическое значение Фаренджальского месторождения для страны в настоящее время состоит в том, что оно по сравнению с Сангиланским месторождением находится ближе к северному району страны, там, где требуется барит для разведочных работ нефтегазовых запасов.
В настоящее время разработка этого месторождения не требует механизированного способа. Потому, что после второй экономической пятилетки развития страны разработка этого месторождения не предусматривается, а наоборот, если северная дорога, соединяющая провинцию Герат с северным районом ДРА до конца П пятилетки будет построена, то в 1988 г. эксплуатация этого месторождения прекращается, так как разработка месторождения "Сангилан" с современной и новой механизацией будет обеспечивать потребности страны по бариту.
Общее представление о запасах месторождения можно получить, посмотрев табл. 1.2 / 55 /. Надо отметить, что из-за отсутствия необходимых данных об этом месторождении оно не может быть предметом нашего исследования в настоящей диссертационной работе.
Месторождение барита "Сангилан" расположено в северо-западной части Демократической Республики Афганистан на водораздельной части хребта Сафидкох (белая гора). Б административном отношении оно входит в провинвдю Герат и находится в 45 кіл к северу от города Герата.
Рельеф района гористый и значительно расчленен.Іидросеть района весьма бедная. Почти все реки имеют временно действующий характер и приурочиваются к бассейну рек Кушки и Герайруд.
Климат района сухой, резко континентальный. Здесь почти постоянно дуют северные ветры; с мая по сентябрь из Кара-Кумов дует сильный, так называемый "ветер 120 дней", иногда ураганной силы..
Осадки выпадают преимущественно в виде снега (ноябрь-март), а весной идут ливневые дожди. За год выпадает 200-220 мм осадков.Температура зимой от -20 до -25С, в среднем -18С. Лето жаркое, сухое (июнь - сентябрь). Наиболее высокая температура приходится на июль +35С.
Транспортные условия района благоприятны. Основным видом путей сообщения служат шоссейные и грунтовые дороги. Б 16 км к востоку от месторождения проходит бетонная автотрасса Гургуни-Ге рат-Кандагар, которая является частью основной дорожной артерии страны. С этой дорогой месторождение связано грунтовой автодорогой, протяженностью 15 км, пригодной для проезда автомобильного транспорта.
Расстояние от месторождения "Сангилан" до пос. Тургунди (Кушка в СССР) - 83 юл, из них 67 км по бетонированной дороге.
В городе Герат расположен аэропорт. Район месторождения, в основном, сельскохозяйственный. Ведущие отрасли - скотоводство и земледелие. Лес для строительства и крепежный материал практически отсутствуют.
При разработке месторождения наем рабочей силы можно производить на месте.0бщие\и геологические данные сформированы на основе отче-та работы Ї972-І973 гг. по разведке месторождения барита "Сан-гилан" Дусарской партии департамента по поискам и разведке твердых полезных ископаемых министерства горных дел и промышленности ДРА с технической помощью техноэкспорт СССР по контрактам & 507282 - 1968 г. \\ Геологическое строение месторождения В геологическом строении месторождения "Сангилан" принимают участие эффузивные и террегенные отложения среднего палеогена, верхнего палеогена - нижнего неогена, верхнего неогена, а также четвертичные образования.
Эффузивные отложения, представленные туфоконгломератами, туфобрекчиями, туфопесчаниками, андизитовыми и диацитовыми лавами, андизитовыми шрфиритами, характеризуются моноклинальным залеганием с падением на юго-запад, азимут? 190-220, под углом
Анализ проектных проработок по теме исследования
Геологоразведочные работы по баритовому месторождению "Сан-гилан" были осуществлены в 1972 году совместными группами афганских и советских специалистов, работающих в рамках геолого-разведочного департамента при министерстве горных дел и промышленности Афганистана. Но поскольку потребность в баритовом сырье как внутри страны, так и для импорта, была очень огромна, министерство горных дел и промышленности Афганистана поручило департаменту по разработке твердых полезных ископаемых начать эксплуатацию этого месторождения с 1974 г. без всяких проектов и технико-экономических решений / 17 /. Б течение нескольких лет в период до апрельской революции в 1978 году эксплуатационная работа продолжалась.
После победы апрельской революции в стране был заключен контракт по составлению технико-экономического проекта по эксплуатации и обогащению месторождения "Сангилан", между департаментом по разработке твердых полезных ископаемых при министерстве горных дел и промышленности ДРА с техно-экспортом СССР. На основе этого контракта, который был подписан представителями обеих стран в 1978 г. институтом Госгорхимпроект, находящимся в г.Москве, были разработаны и представлены предпроектные рекомендации на базе баритового месторождения "Сангилан" / 35 /.
Б 1979 г. на совместном заседании представителей департамента разработки твердых полезных ископаемых ДРА и Госгорхимпроекта, которое было проведено по просьбе афганской стороны, были рассмотрены предпроектные рекомендации. На этом заседании (при участии автора) были высказаны ряд замечаний и предложений.
Институт Госгорхимпроект, учитывая требования заказчика,в 1981 году приготовил новые предпроектные рекомендации / 34 / по разработке этого месторождения, которые еще не переданы заказчику. По этим предложениям в течение первых семи лет (включая два года строительства) месторождение отрабатывается открытым способом при производительности 50 тыс.т руды в год. В течение последующих 13 лет месторождение отрабатывается подземным способом при той же производительности.
Результаты экономических расчетов предпроектных рекомендаций показывают, что предприятие в период эксплуатации месторождения барита открытым способом может получать максимальную прибыль, а при отработке месторождения подземным способом работа предприятия, оставаясь рентабельным, в последние пять лет будет убыточной.
По отношению параметров, технологии и механизации разработки баритового месторождения "Сангилан" открытым способом проектировщиками Госгорхимпроекта предложены следующие решения:- С учетом геологических характеристик рудных тел баритового месторождения "Сангилан" из 27 баритовых жил, находящихся в районе месторождения открытым способом будет отработано только 15 жил (I, 2, 4, 5, 5а, 7, 9, 12, 14, 15, 20, 21, 22, 23, 26). Необходимо отметить, что обоснование глубины карьеров производится по граничному коэффициенту вскрыши, определенному по формуле профессора Городецкого путем сопоставления его с величиной контурного коэффициента вскрыши / 13 /.
Причем величина граничного коэффициента вскрыши /С составляет:где С - себестоимость добычи одной тонны руды подземным способом, афг/т; С - себестоимость добычи одной тонны руды открытым способом, афг/т; С а - удельные затраты на I м3 вскрыши, афг/м3. По расчетам института Госгорхимпроект значения, входящих в формулу (2.1) величин, составляют: Таким образом,величина граничного коэффициента вскрыш- Углы откосов бортов карьеров и уступов на момент погашенияприняты с учетом норм технологического проектирования и физико-механических свойств пород и соответственно равны 65-70 и 70.
Результаты проведенных расчетов основных параметров характеризуются следующими показателями:- ширина карьеров по дну принята 4 + Т (горизонтальная мощность жил);
Запасы руды и количества вскрышных пород в контурах карьеров, средний эксплуатационный коэффициент вскрыши, а также количества потери и разубоживание руды в процессе эксплуатации месторождения приведены в табл. 2.1.
Вскрытие месторождения ведется таким образом, что верхние части рудных жил вскрываются непосредственными заездами на эксплуатационные горизонты и проходкой на них разрезных траншей. В глубинные горизонты вскрываются при помощи съездов, пройденных с уклоном до І50/оо в лежачем боку рудного тела.
С учетом геологических особенностей и горно-технических условий, выбрана транспортная схема разработки месторождения.
Для разработки месторождения предлагается следующая структура механизации горных работ:- буровые работы: перфораторы ПР-ЗОВ и передвижные компресбульдозеры ДЗ-І09ХЛ.Калькуляция себестоимости добычи одной тонны руды характеризуется следующими показателями (см.табл.2.2).
Обоснование метода определения конечной глубины карьера
При разработке месторождения открытым способом конечная глубина карьера либо заранее известна (при горизонтальном залегании залежей полезного ископаемого), либо устанавливается при проектировании (при наклонном и крутом залегании залежей).
Применяемые в настоящее время методы определения конечной глубины карьера при разработке крутых и наклонных залежей основаны на экономической оценке и эффективности открытой разработки и сравнение ее с экономической эффективностью разработки этого же месторождения подземным способом.
В отдельных случаях производится сравнение себестоимости добычи открытым способом с допустимыми затратами на единицу добываемого полезного ископаемого.
Оценку вариантов способа разработки и расчет конечной глубины карьера обычно производят путем непосредственного сопоставления всех затрат на строительство горных предприятий и их эксплуатацию, или, косвенно, путем сопоставления величины граничного коэффициента вскрыши с одним из коэффициентов, характеризующих параметры карьера и принятый способ развития горных работ в его контурах (средний, контурный или текущий коэффициенты вскрыши).
Поскольку непосредственное сравнение вызывает необходимость подсчета затрат и прибыли за все сроки существования предприятия или за длительный период, для которых необходимо затратить большой объем труда и времени, то этот метод применяется сравнительно редко. Наибольшее применение получило косвенное определение конечной глубины путем сравнения коэффициентов вскрыши.
Однако, в последнее время, в связи с высоким применением ЭВМ и развитием методов прогнозирования технико-экономических показателей способ непосредственной экономической оценки вариантов стал получать все большее и большее применение.
Необходимо отметить, что методы определения конечной глубины карьера, которые основаны на косвенной экономической оценке путем сравнения контурного, среднего, текущего коэффициентов вскрыши с граничным коэффициентом вскрыши применяются в основном для приближенных расчетов /2, 13, 37 /.среднему коэффициенту вскрыши
При определении конечной глубины карьера по среднему коэффициенту вскрыши необходимо соблюдать условие равенства среднего коэффициента и граничного коэффициента вскрыши, т.е.
При этом методе затраты при открытой и подземной разработке будут равны по всему месторождению до глубины,разрабатываемой открытым способом.
В общем случае величина среднего коэффициента вскрыши определяется отношением объема вскрыши к объему полезного ископаемого, в конечных контурах карьера.
Для определения величины объемов вскрыши ( Vn ) и полезного ископаемого ( У ) в конечных контурах карьера используются все известные аналитические, графические и графо-аналитические метода (метод поперечных сечений, метод горизонтального сечения и др.).
Выразив величину объемов вскрыши и полезного ископаемого, как функцию глубины карьера ( V =ff (Нк) , nu = f2 (HKV приравнивают их отношения к величине граничного коэффициента вскрыши
Решив полученное уравнение (3.7) относительно конечной глубины карьера можно найти значение конечной глубины карьера.
В простейших горно-геологических условиях, как рекомендуется рядом авторов / 2, 3, 4, 37, 57 /, конечная глубина карьера по среднему коэффициенту вскрыши определяется по известному выражениюгде М - горизонтальная мощность залежи, м;у и Yg - соответственно углы откосов бортов карьера лежачего и висячего бока, град.
Необходимо отметить, что последняя формула характеризует величину среднего коэффициента вскрыши только в границах поперечного сечения. этот метод определения конечной глубины карьера применяется, как правило, при условии, когда рудное тело выходит непосредственно на поверхность и мощность его не изменяется.
Как считает ряд авторов /3, 37, 57 /, возможность применения этого метода характеризуется следующими условиями:определение конечной глубины карьера, путем сопоставления среднего и граничного коэффициентов вскрыши как правило применяют в случаях возможности разработки месторождения либо только открытым, либо только подземным способом, а также в случаях, когда разработка месторождения подземным способом либо невозможна, либо очень затруднена за счет влияния объективных условий, которые значительно осложняют технологию подземной разработки. Например, при разработке руд, склонных к самовозгоранию, и при наличии ряда трудностей, связанных со строительством подземных сооружений (наличие большого притока подземных вод; слабая устойчивость кровли полезного ископаемого и др.).
Кроме этого, определение конечной глубины карьера путем сопоставления среднего и граничного коэффициентов вскрыши целесообразно в том случае, когда полнота извлечения полезного ископаемого имеет решающие значения (при разработке высокоценных полезных ископаемых). В этом случае обеспечение максимальной величины конечной глубины карьера соответствует минимальной величине общих потерь полезного ископаемого.
При определении конечной глубины карьера по этому методу определяется такая глубина карьера, при которой величина контур ного коэффициента вскрыши равна граничному коэффициенту.
При этом методе затраты при открытой и подземной разработке будут равны лишь на конечном контуре.
Принцип определения конечной глубины карьера по контурному коэффициенту вскрыши как правило применяется при разработке месторождения, комбинированным способом (открытым и подземным способами), и обеспечивает минимальные затраты на разработку всего месторождения открытым и подземным способами, то есть:где Зп и 3 - соответственно затраты на разработку месторождения открытым и подземным способами до глубины Нк к . Для простейших горно-геологических условий, конечной глубине карьера ( Нкк ), в этом случае определяется из известного выражения
С целью определения конечной глубины карьера по контурному коэффициенту вскрыши при разработке в более сложных условиях залегания месторождения (с прослойкой пустой породы мощностью внутри залежи) можно пользоваться формулой акад. Б.Б.Ржевскогогде т - мощность прослойки.Б работе / 37 / предлагается определить конечную глубину карьера по контурному коэффициенту вскрыши по следующей расчетной формуле, которая учитывает не только мощность залежей и углы
Вывод аналитических формул определения конечной глубины карьера для каждого типа жил
Большое значение также имеет и рельеф поверхности карьерного поля, который определяет объем горной массы в контурах карьера, объем вскрыши, величину среднего коэффициента вскрыши и, в конечном итоге, конечную глубину карьера.
В зависимости от характеристики рельефа поверхности и размеров карьера его влияние на определение величины конечной глубины карьера может иметь существенное или несущественное значение.
Так, например, при разработке крупного карьера с глубиной порядка нескольких сотен метров и относительно равнинным рельефом поверхности влияние рельефа на величину конечной глубины карьера сводится к минимуму, а при разработке карьеров небольшой глубины с гористым рельефом поверхности, рельеф может оказать существенное влияние на определение величины конечной глубины карьера.
Баритовое месторождение "Сангилан", как уже отмечалось в главе I, расположено в гористой местности. Как показывает анализ геологических материалов по месторождению, рельеф поверхности в районе выхода баритовых жил (пол, наносы) характеризуется большим разнообразием, учесть которые для каждой жилы не представляется возможным.
Б целях упрощения расчета конечной глубины карьера для жил, имеющих различный рельеф поверхности, ниже приводится типизация рельефа поверхности с учетом направления падения залежи. Предлагаются следующие типы (рис. 4.1):Тип "А" - относительно равнинный рельеф поверхности с любым направлением падения залежи (рис. 4.1.а).
Тип "Б" - рельеф поверхности представлен косогором. Направление падения залежи имеет несогласный характер (рис. 4.1.6).Тип "В" - рельеф поверхности представлен косогором, направление падения залежи имеет согласный характер (рис. 4.1.в).Тип "Г" - рельеф поверхности вогнутый. Направление падения залежи любое (рис. 4.1.г).Тип "Д" - рельеф поверхности випуклый. Направление падения залежи любое (рис. 4.1.а).Б соответствии с предлагаемой типизацией залежей ниже приводится вывод аналитических формул определения конечной глубины карьера для каждого типа.4.2. Вывод аналитических формул определения конечной глубины карьера для каждого типа жил
Вывод аналитических формул определения конечной глубины карьера для всех ыделенных типов залежи осуществляется в два этапа:- на первом этапе выводится формула величины среднего коэф фициента вскрыши, как функции глубины карьера Kcp = f(MK) ;- на втором этапе из равенства среднего и граничного коэффициентов вскрыши ( Krn = К0 ) определяется величина конечнойглубины карьера для данного типа залежи.
При выводе аналитических формул расчета конечной глубины карьера под понятием "конечная глубина" карьера подразумевается вертикальное расстояние от центра мощности залежи на отметке дна карьера по сечению до поверхности. Необходимо отметить, что для удобства вывода формул центр залежи условно принят совпадающим с центром дна карьера. Такое допущение теоретически не влияет на результаты расчетов.Как уже отмечалось, на первом этапе выводится формула опре-ия величины С] Известно, что где 1 , К«- соответственно объем вскрыши и полезного ископаемого в границах карьера, м3; / - объем горной массы в контурах карьера, м3. Величину горной массы в контурах карьера ( У ) при равнинном рельефе поверхности залежи (рис. 4.2) можно достаточно точно определить по известной формуле акад. В.В.Ржевскогогде /77р - горизонтальная мощность залежи, м; La - длина залежи, м;Кц - коэффициент извлечения полезного ископаемого; Н - высота залегания полезного ископаемого, м; Н„,, - Н„ - hu , где А - мощность наноса, м.
При равнинном рельефе поверхности, когда рудное тело выходит непосредственно на поверхность, величина глубины полезного ископаемого и глубины карьера совпадает и, следовательно,//„= А/пм кНа втором этапе из равенства /С = Коп можно получитьср грквадратное уравнение, из которого и определяется конечная глубина карьера ( //,.,)Л.Л Откуда, решив квадратное уравнение ( 4.3 ) относительно конечной глубины карьера, получим: Необходимо отметить, что использование формул , а также и других формул по расчету глубины карьера, выведенных ниже в этом параграфе, возможно только при условии выхода залежей непосредственно на дневную поверхность. Б противном случае в расчетных формулах конкретной глубины карьера необходимо ввести поправку на величину мощности наносов.
П. Вывод формулы определения конечной глубины карьера для жил типа "Б"Расчетная схема для вывода формулы определения конечной глубины карьера для алежей типа "Б" представлена на рис.Так же, как и при выводе формулы определения конечной глубины карьера для залежей типа "А", на первом этапе определяется величина среднего коэффициента вскрыши по формуле, аналогичной выражению (4.1)
При выводе формулы, определяющей объем горной массы в контурах карьера для жил типа "Б",, не учтены объемы, расположенные в торцах карьера ниже и выше линии O.Q , относящиеся к объемам I/ и V„ . Но, учитывая небольшую глубину карьера и практически незначительные объемы в этих торцовых частях, (имеющих к тому же положительную.и отрицательную величину), этими объемами можно пренебречь.
Проведя некоторые преобразования формулы (4.8 ) и приняв V. = V = у , а также исключив в объемах У и V„ равные величины Шп/2 » к имеющие различные знаки и играющие (при конкретных значениях, входящих в формулу величин) незначительную роль при определении указанных объемов получим коэффициента вскрыши ( /С = — _— - ) входит также и величина запасов по Р Vna г I/лезного ископаемого в контурах карьера ( V ), то рассмотримпорядок определения величины этих запасов.Б общем случае объем полезного ископаемого может быть определен из выражениягде S-u - площадь полезного ископаемого в вертикальном сечении, м2; /77г - средняя горизонтальная мощность полезного ископаемого,м; L - длина карьера по дну, м. Из рисунка (4.3) следует:85 2 9
Как уже нами указывалось, для определения конечной глубины карьера необходимо приравнять значение среднего коэффициента вскрыши, величину граничного коэффициента вскрыши и полученное уравнение решить относительно Нк . Найденное значение Н и будет соответствовать конечной глубине карьера ( Н„ „ ), т.е.
