Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния вопроса и задачи исследований 9
1.1. Горнотехнические особенности и состояние рекон -струкции карьеров кимберлитовых трубок 9
1.2. Аналитический обзор выполненных исследований по рациональному ведению горных работ при реконструкции рудных карьеров 14
1.3. Цели, задачи и методы исследований 35
2. Исследование влияния технологии раскошервации и основ ных факторов на эффективность реконструкции карьеров кимберлитовых трубок 39
2.1. Влияние схем расконсервации временных бортов на интенсивность реконструкции и режим горных работ 39
2.2. Влияние глубины разработок и производительности горнотранспортного оборудования на технико-экономические показатели горных работ 59
2.3. Исследование технологических, организационных и климатических факторов, влияющих на эффектив -ность использования горнотранспортного оборудования при реконструкции 64
3. Разработка технологии расконсервации временных бортов карьеров кимберлитовых трубок 75
3.1. Разработка технологии расконсервации временного борта карьера с целиками 75
3.2. Методика расчета технологических параметров и показателей развития горных работ при реконструкции 87
3.3, Разработка методики режима и календарного пла нирования горных работ при реконструкции 102
4. Разработка методжи ведения горных работ при рекон струкции карьеров кимберлитовых трубок 122
4.1. Методика обоснования текущих объемов горных работ при реконструкции 122
4.2. Выбор технологии развития и организации ведения горных работ на горизонтах карьера 128
4.3. Методика планирования работы горнотранспортного оборудования
5. Экономическая эффективность от совершенствовани технологии расконсервации временных бортов и рацио нального ведения горных работ при реконструкции карьеров 155
5.1. Экономическая эффективность от внедрения реко мендаций по рациональному ведению горных работ при реконструкции карьеров объединения Якуталмаз 155
5.2. Экономическая эффективность от совершенствования технологии расконсервации временных бортов карьеров 158
5.3. Выводы 161
Заключение 162
Спжок использованных источников 165
Приложения 176
- Аналитический обзор выполненных исследований по рациональному ведению горных работ при реконструкции рудных карьеров
- Влияние глубины разработок и производительности горнотранспортного оборудования на технико-экономические показатели горных работ
- Разработка методики режима и календарного пла нирования горных работ при реконструкции
- Выбор технологии развития и организации ведения горных работ на горизонтах карьера
Введение к работе
ВВЕДЕНИЕ Решениями ХХУІ съезда КПСС в области развития промышленности СССР предусмотрено: "Значительно расширять масштабы технического перевооружения и реконструкции действующих предприятий, переоснащать их новой высокоэффективной техникой, внедрять прогрессивную технологию, научную организацию труда и производства". В свете решений ХХУІ съезда КПСС рост добычи полезных ископаемых в XI пятилетке должен обеспечиваться не только за счет освоения новых месторождений, но и в результате коренной реконструкции действующих горнодобывающих пред -приятии.
.Академик Н.В.Мельников подчеркивал, что увеличение объемов товарной продукции за счет наращивания производственных мощностей действующих рудников обеспечивает снижение удельных капитальных вложений примерно в 1,5 раза по сравнению с вводом мощностей на вновь строящихся предприятиях.
Карьеры кимберлитовых трубок характеризуются специфическими горнотехническими условиями, затрудняющими проведение их реконструкции:
- малой шириной зоны разноса /60-12Ом/;
- отсутствием рабочих и транспортных площадок на участках разносимого борта при крутом залегании кимберлитовых трубок и конической конфигурации карьерных полей, что обусловливает постоянное сокращение фронта горных работ с увеличением глубины карьеров;
-преимущественным развитием фронта горных работ по всему периметру круглых карьеров.
В этих условиях резко осложняемся организация работы горно-транспортного оборудования (производительность экскаваторов снижается на 25ь35$), что приводит к удорожанию горных работ и снижению производственной мощности по добыче полезного ископаемого. Поэтому разработка эффективной технологии рас консервации временных бортов и совершенствование технологии и организации ведения горных работ , обеспечивающие выемку дополнительных объемов руды, производительное использование горно-транспортного оборудования и др. является актуальной зада -чей.
Актуальность вопросов реконструкции карьеров кимберлитовых трубок в настоящее время также объясняется отсутствием совершенных способов возобновления и технологических схем рас консервации , позволяющих выполнять работы по реконструкции с высокой интенсивностью в особо сложных горнотехнических условиях. Существующие решения базируются на интенсификации работ за счет значительных дополнительных капитальных вложений, а схемы рас консервации нашли применение при разносе одного из бортов карьеров значительных размеров в плане. Поэтому возникла необходимость проведения исследований разработки кимберлитовых трубок и на их основе выдачи конкретных научно-обоснованных рекомендаций по совершенствованию горных работ и рациональному использованию горно-транспортного оборудования при разработке данных месторождений в суровых природных условиях Крайнего Севера.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности реконструкции карьеров кимберлитовых трубок на основе совершенствования технологии рас консервации временных нерабочих бортов, осуществляемой по всему периметру карьеров и. рационального ведения горных работ в этот период.
Основная идея работы заключается в том, что для повышения интенсивности разноса и улучшения режима горных работ при поэтапной отработке месторождений со сложными горнотехническими условиями рас консервацию нерабочих бортов следует производить с использованием временных целиков, которые последовательно формируются и отрабатываются в процессе разноса борта по высоте его рабочей зоны.
Объектом исследования являются глубокие карьеры место -рождений кимберлитовых трубок, разрабатываемые с применением автомобильного транспорта.
Научные положения, защищаемые в работе:
- для обоснования интенсивности и режима горных работ при рас консервации бортов карьеров с целиками необходимо учитывать закономерности их формирования в рабочей зоне, объемы и сроки отработки целиков, обеспечивающих достижения наилучших показателей по реконструкции;
- параметры целиков, определяемые особенностями горно -технических условий карьеров, следует устанавливать в зависимости от глубины ведения горных работ с учетом конфигурации и размеров временных бортов, высоты уступов, размеров и уклонов транспортных и предохранительных берм;
- в особо сложных, специфических условиях реконструкции, характеризующихся стесненностью рабочей зоны, малой шириной полосы разноса по всему периметру карьеров и сурового климата работу горнотранспортного оборудования следует планировать с учетом данных факторов, позволяющих создать рациональные условия их эксплуатации.
Достоверность научных результатов обоснована технико-экономическими расчетами путем сопоставления полученных результатов с фактическими показателями, а также подтверждена сходимостью установленных закономерностей для реальных моделируемых процессов с помощью современных вероятностно-статистических методов.
Научная новизна работы:
- теоретически обоснована новая технология рас консервации нерабочих бортов с использованием временных целиков, обеспечивающая высокую эффективность горных работ при реконструкции карьеров;
- разработана методика расчета параметров целиков, а также технологических показателей и параметров ведения горных работ при данной технологии рас консервации;
- создана методика обоснования режима и календарных планов горных работ при рас консервации бортов карьера с временными целиками.
Практическая ценность работы состоит в том, что внедрение разработанных рекомендаций по совершенствованию технологии ведения горных работ на действующих карьерах позволит:
- сократить сроки реконструкции карьеров за счет совершенствования схемы рас консервации временных бортов;
- улучшить показатели работы горно-транспортного оборудования карьера в период разноса временных бортов благодаря созданию нормальных условий эксплуатации;
- повысить качество принимаемых решений при планировании за счет выполнения обоснованных технико-экономических расчетов вероятностно-статистическими методами.
Реализация результатов работы. Основные научные выводы и рекомендации апробированы на карьерах производственного объединения Якуталмаз. В результате получен фактический экономический эффект в сумме 204,8 тыс.руб.в год. Кроме того, рекомендации по совершенствованию технологии рас консервации временных бортов с оставлением целиков приняты и включены в план внедрения важнейших мероприятий по ускорению возобновления добычных работ на одном из карьеров объединения.
Содержание диссертационной работы и отдельные ее положения докладывались на Всесоюзной конференции "Организация и управление горным производством" (Москва,1978г.), на юбилей -ной научно-практической конференции Удачнинского ГОКа (Якут -екая АССР, п.Надежный, 1982г.), на расширенном семинаре лаборатории открытых горных работ института "Унипромедь" (Свердловск, 1983г.), на заседании кафедры "Разработка месторожде -ний открытым способом" Свердловского горного института им.В.В. Вахрушева (Свердловск, 1983г.,1984г.), на научно-техническом совете Иркутского государственного научно-исследовательского института редких и цветных металлов "Иргпредмет" ( Иркутск, 1984г.), на научно-техническом совете института "Якутнипроалмаз" (Якутская АССР, Мирный, 1982г., 1984г.).
По результатам выполненных исследований опубликовано б статей и получено 3 авторских свидетельства.
Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 195страницах машинописного текста , включая Збри-сунк.ов,20 таблиц, 7 приложений, список использованных источников из 108 наименований.
Аналитический обзор выполненных исследований по рациональному ведению горных работ при реконструкции рудных карьеров
Решение проблемы реконструкции карьероЕ становится одним из основных и современных направлений в науке и практике открытых разработок. Технический прогресс в области открытой разработки месторождений полезных ископаемых позволяет в ряде случаев пересматривать принятые ранее решения и вовлекать в открытую добычу новые запасы, так как затраты быстро окупаются за счет преимущества открытого способа перед подземным.
Применительно к рудным карьерам под реконструкцией понимается комплекс работ, выполнение которых расширяет границы карьеров, увеличивает их производительность, сроки службы и улучшает технико-экономические показатели /I/.
Разработкой методов проектирования реконструкции карье -ров, совершенствованием технологии и организации работ при этом занимались в ряде ведущих институтов и лабораторий Со -ветского Союза: МГИ, ЛТИ, ИГД им.Скочинского, МГРИ, СГЙ им. Вахрушева, ИГД МЧМ СССР, КГРИ и многих других.
Научные основы реконструкции карьеров заложены в трудах крупных советских ученых: академиков Н.В. Мельникова, В.В.Вкев-ского, докторов технических наук А.И.Арсентьева, В.С.Хохрякова, Б.П.Боголюбова, Б.П.Кматова, М.Г.Новожилова, Й.В.Ва -сильева и других /I; б; 7; 8; 9; 10; II; 12; 14; 15; 16; 17 20; 22; 24; 25; 26; 27; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 37; 38; 41 ;
Новые технологические схемы, методы организации строи -тельства и способы возобновления горных работ при реконструкции карьеров применительно к конкретным горнотехническим ус -ловиям исследовали канд.техняаук Ж.З.Бунин, С.С.Аршинов,Б.К# Оводенко, П.С.Поклонский, И.И.Пляскин, С.П.Решетняк, П.Т. Це-ренщиков, В.Г.Селянин, Г.Д.Пчелкин, А.Ф.Ткачев и др. /19; 24; 25; 38; 43; 44; 45; 46; 47; 48; 49; 50; 51; 52; 53; 54; 5У.
Большой вклад в практику реконструкции горных предприя -тий внесли ведущие проектные институты страны: Гипроруда,Гип-роцветмет, Унипромедь, Кривбасспроект, ііжгипроруда, Сибцвет -метниипроект, Уралгипрошахт и др. Благодаря усилиям исследо -вателей, проектировщиков и производственников достигнуты зна чительные успехи как в создании новых высокоэффективных тех -нологических схем и процессов , так и в разработке методов выбора направления развития, рациональной организации горно -транспортных работ при реконструкции карьеров.
Академик Н.В.Мельников считал /в; 7; II; 56; б(У,что как строительство новых крупных карьеров, так и расширение действующих возможно только на базе новой техники. Наряду с техническим перевооружением большое значение он придавал совершенствованию способов вскрытия, режима горных работ, строитель -ству карьеров по этапам и улучшению технико-экономических показателей карьеров за счет совершенствования методов органи -зации и планирования горных работ. Освещая основные направления в развитии открытого способа разработки, он подчеркивал экономическую целесобразность и технологическую необходимость этапов, обоснованную практикой работы уральских карьеров /56/, "Возможность разработки месторождений отдельными этапами,-отмечал Н.В.Мельников,- имеет принципиальное значение, так как уменьшает объем горнокапитальных работ, обеспечивает равно -мерное распределение объемов горных работ в каждом периоде и позволяет отнести выполнение необходимых объемов по вскрыше на наиболее благоприятные периоды существования предприятий на базе новой техники". В более поздних работах он указывает на необходимость и экономическую целесобразность разработки крупных карьеров этапами /б; II/.
Академик В.В.Вкевский в своих исследованиях /8; 9;Ю; 12; і\2/ дал глубокий анализ и теоретически обосновал возможности регулирования режима горных работ за счет отработки месторождений этапами. При этапной отработке, сопровождающейся реконструкцией карьеров и, следовательно, дополнительными затратами, эффективность обеспечивается установлением рационального режима работы карьера во времени. Эта методика легла в основу дальнейших теоретических исследований данного направления и нашла дальнейшее развитие при проектировании современных крупных карьеров с учетом конкретных горногеологических и горнотехнических условий.
Значительный вклад в развитие рационального ведения горных работ при реконструкции карьеров, вызванной этапностью разработки и сопровождающейся расширением его границ, внесли советские ученые: проф.докт.техн.наук А.И.Арсентьев, В.С.Хохряков, Б.П.Боголюбов и Б.П.Юматов.
Проф.А. И.Арсентьев /IV рассмотрел схему разработки крупного месторождения по этапам как один из способов усред -нения эксплуатационного коэффициента вскрыши. Сущность пред -латаемого метода заключается в том, что внутри конечного контура карьера намечается промежуточная граница, на которой оставляются транспортные бермы. Когда объемы вскрышных работ в промежуточных контурах начинают снижаться, начинается разнос временного нерабочего борта до конечных контуров карьера,Причем понижение горных работ при разносе этого борта должно быть более интенсивным, чтобы обеспечить бесперебойную работу карьера по добыче руды и своевременный выход горных работ на конечные контуры карьера. А.И.Арсентьев исследовал /13; If/ закономерности разноса временных бортов карьеров, разработал способы ведения горных работ, обеспечивающие интенсивную отработку нерабочих бортов и сокращение сроков реконструкции (рисі.і). Полученные результаты свидетельствуют о достижении достаточно высоких (до 45t 80 м) темпов понижения горных работ выбором схемы развития горных работ на временном борту. Исследованиями выявлены также рациональные области применения различных технологических схем в зависимости от размеров вре менных бортов, используемого оборудования по критерию- максимальная скорость развития горных работ на временном борту. Теоретические предпосылки разработанных способов и методик послужили базой для проектирования реконструкции многих рудных карьеров Советского Союза.
Проф.В.С.Хохряков на основе изучения динамики технико -экономических показателей карьеров рассмотрел основные вопроси технологии разработки месторождений этапами. Он исследовал экономическую целесообразность отработки месторождений этапами с точки зрения регулирования календарных объемов горных работ и сформулировал основные принципы рационального календарного плана вскрышных и добычных работ /16; 17; 18; 19; 20;21; 57/.
При этапной разработке создаются две рабочие зоны по глубине карьера , отличающиеся главным образом различной интенсивностью ведения горных работ - зона текущего контура и зона по разносу временно законсервированного борта карьера. Понижение горных работ при разносе временного борта должно быть достаточно интенсивным, чтобы обеспечить бесперобойную работу карьера по добыче полезного ископаемого и своевременное развитие горных работ до конечных контуров карьера.- B.C. Хохряков методически обосновал параметры этапов, объемы кон -сервации на временных бортах с учетом интенсивности понижения горных работ по расконсервации бортов карьера и перехода к отработке последующих этапов месторождения. Он установил рациональные конструкции временных бортов карьеров с оставлением по высоте рабочей зоны площадок, обеспечивающих при возобновлении работ достаточную интенсивность расконсервации бор -тов карьера (рис.1,2). При этом основными факторами, ограни -чивающими скорость понижения горных работ на борту карьера, являются производительность экскаватора, ширина развала и оп
Влияние глубины разработок и производительности горнотранспортного оборудования на технико-экономические показатели горных работ
При этапной разработке в качестве критерия экономически целесообразного варианта режіша горных работ используют минимальные затраты за весь период отработки месторождения с учетом реконструкции /I/. Поэтому возникает необходимость изучения закономерностей изменения затрат на горные работы в динамике развития карьерного пространства и изменения производительности горнотранспортного оборудования. .
Научные исследования /13, 15, 17, 92, 93, 94, 95, 96/ свидетельствуют о том, что показатели себестоимости разработки I м3 горных пород меняются под влиянием технического прогресса и других, объективных и случайных факторов по определенным закономерностям. Данные закономерности лучше всего описывать математическими уравнениями, характеризующими изменение экономического показателя в динамике развития горного производства.
Профессор Л.И.Арсентьев приводит эмпирические формулы для обоснования показателей себестоимости горной массы по рудным карьерам в соответствии с их годовой производительностью /13, 15/. Профессор В.С.Хохряков /17/ предлагает учитывать ежегодное снижение затрат на горные работы по фактору времени. По данным методикам прогнозируются показатели себестоимости, которые в дальнейшем используются при обосновании календарных планов отработки месторождений.
Исследование и правильный учет закономерностей послужит основой планирования календарных объемов горных работ, корректировки плановых решений с учетом экономического фактора, а также повышения точности расчетов при прогнозировании затрат на горные работы в изменяющихся горнотехнических условиях эксплуатации .карьеров.
Предварительный анализ работы карьеров, объединения Якуталмаз показал, что затраты на горные работы определяются глубиной карьеров и достигнутой производительностью горнотранспортного оборудования. Кроме того, наблюдается тенденция влияния на динамику изменения себестоимости разработки I м3 горных пород интенсивности понижения горных работ, так как нарастающе темпы углубки карьеров резко ухудшают показатели использования горнотранспортного оборудования. Такая тенденция характерна при реконструкции карьеров, ибо она выполняется с высокой интенсивностью.
Изучение закономерностей изменения показателей себестоимости горных работ базируется на анализе многолетних данных работы различных карьеров путем сопоставления их технико-экономических показателей и обобщения полученных результатові Е соответствии с поставленной целью. Для этого использована обширная статистическая информация за 1970-1980 гг., работы карьеров объединения Якуталмаз (приложение I).
Статистические данные о себестоимости I м3 вскрышных пород в зависимости от достигнутой производительности карьеров при соответствующих глубинах ведения горных работ обработаны на ЭВМ с использованием программы факторного анализа.
Уравнения регрессии соответственно для карьеров Ш и Ш имеют следующий вид: пород соответственно по карьеру №1 и №2, руб/м ;QK- годовая производительность карьера по вскрышным работам, тыс.м ; Н - средневзвешенная глубина ведения горных работ, м; Коэффициенты множественной корреляции для уравнений (2,,5) и (2«-8) соответственно составили 0,84; 0,97.
Для парных уравнений коэффициенты частной и взаимной корреляций равны:В скобках указаны коэффициенты взаимных корреляций.Анализ тесноты связи по коэффициентам корреляций под -тверкдает, что на карьере №1 факторы "производительность" и "глубина" ведения горных работ равнозначно влияют на величину себестоимости, в то время как на карьере №2 производитель -ность не оказывает существенного влияния ла изменение себе -стоимости, а определяющим фактором является глубина ведения горных работ.
Условия ведения горных работ на данных карьерах характеризуются тем, что на карьере II при одновременном развитии в промежуточном и реконструируемом контурах средние темпы понижения горных работ гораздо ниже Сне более 25 м/год), чем на карьере №2, где при незначительных размерах карьерных полей с максимальной интенсивностью (более 25 30 м/год) расширяются границы карьера при частичном и полном прекращении работ в промежуточном контуре. Высокие темпы углубки резко изменяют условия эксплуатации горнотранспортного оборудования, следствием чего является значительное удорожание горных работ. В результате математической обработки получено уравнениерегрессии, которое имеет следующий вид:где дУ - интенсивность углубки карьера по вскрышным поро -дам, м/год.
Коэффициент корреляции составил 0,92, что свидетельствует о достаточно высокой тесноте связи между себестоимостью разработки и интенсивностью горных работ. Данные закономер -ности наблюдаются при отработке кимберлитовых трубок незначительных размеров. Здесь высокие темпы понижения приводят к резкому увеличению глубины разработок в течение планируемого периода. Следовательно, при отработке малых трубок увеличение производительности карьера не приводит к снижению себестои -мости разработок, так как темпы удорожания себестоимости за счет интенсификации углубки карьера гораздо выше.- На рис. 2.6 представлены графики изменения себестоимости разработок от глубины карьеров и достигнутой производительности, полученные на основе уравнений регрессии (2.5) (2.7).Выполнена аппроксимация зависимостей криволинейными функциями /89; 90/, наилучшим образом описывающими данные законо 3мерности. Показатели себестоимости разработки І м вскрышныхпород в зависимости от глубины карьера Сь = 5(H) » от его глубины и производительности CB=$(H,QK) можно пред -ставить в виде следующих эмпирических формул:
Разработка методики режима и календарного пла нирования горных работ при реконструкции
Режим работы карьера при этапной отработке месторождений во многом зависит от момента возобновления работ по раскон сервации и состояния горных работ в промежуточном контуре карьера. Поэтому выбор рационального режима следует основы -вать на анализе развития горных работ на временном борту во взаимосвязи с их развитием в промежуточном контуре. Йа рис.3.12 представлен поперечный разрез карьера ким берлитовой трубки в период реконструкции. Установление глуби ны ведения горных работ в промежуточном контуре, при достиже нии которой начинается разнос временного нерабочего борта, осуществляется последовательно. В момент , когда горные рабо ты опустятся на глубину И , изображенную линией АВ, начина ется разнос временного борта. Линии СД и EF на поперечном разрезе характеризуют положение борта в момент его разноса». При соответствующих скоростях углубки промежуточного контура hn и контура разносимого борта hP справедливо уравнение где М - понижение горных работ в промежуточном контуре за период разноса временного борта, м . Из формулы (3,22) следует, что в момент совмещения кон -туров горные работы достигают глубины Нк + аН , изображенной линией А1 В1 Величина понижения горных работ дН устанавлива -ется в зависимости от площади рудного тела S и производи -тельности карьера по добыче руды QA :
Следовательно, по зависимостям (3.22), (3.23) можно рассчитывать момент возобновления развития горных работ на вре -менном борту карьера. Данные взаимосвязи развития работ во времени в дальнейшем определяют правильный выбор режима и ка лендарные планы отработки карьеров по годам эксплуатации.
Таким образом, в методическом плане обоснование режима горных работ вначале включает определение времени начала работ по реконструкции, глубины совмещения контуров карьера , а затем ежегодных объемов работ как в цЖ»№ по разносу временных бортов с учетом динамики формирования и отработки целиков.
Разработанная методика отличается тем, что учитывает объемы и время формирования целиков, а также сроки их отработки. Этот учет осуществляется в табличной форме на раз -вертке временного борта на вертикальной плоскости (рис.3.13). Ниже данной развертки помещается таблица, в которой указыва -ются отметки горизонтов, объемы и сроки формирования целиков, продолжительность их стояния и сроки отработки с начала выполнения работ по реконструкции. Основные составляющие, определяющие интенсивность и сроки отработки целиков, рассчитываются по следующим формулам:момента начала реконструкции карьера, мес р Vnl - объемы горноподготовительных работ і - го го -ризонта, м ; "VJni. - объемы работ для создания нормальной рабочей площадки на I - м горизонте длиной, равной длине -сі — LOTі LTL» (3#27) где Tci - продолжительность стояния целика на і - м горизонте, мес. Объемы производства вскрышных работ в X - м году Vt при отработке карьера этапами определятся по следующей форму-ле Yt Vt "bVt - 1 Vlt, C3 28) где Vt - объемы производства вскрышных работ в t - м году 3 по промежуточному контуру, м ; Yt - объемы работ t - го года по разносу временного 3 борта, м ; V-Lt - объем целика на і - м горизонте, формируемый (отрабатываемый) в t-м году, м . В формуле (3.28) знак минус соответствует формируемым целикам t - го года, а знак плюс-отрабатываемым целикам.
Для конической формы карьеров ежегодные объемы работ по промежуточному и реконструируемому контурам рассчитываются в зависимости от средних темпов понижения на соответствующих участках ( hn 9 hp ) по аналитическим формулам, а объемы це -ликов - по изложенной в данной работе методике, В качестве примера для апробации методики обоснования режима горных ра 108бот с учетом переходного периода исходные данные условного карьера приняты следующими; глубина карьера 300 м, глубина промежуточного контура 180 м, ширина полосы разноса Шд =100м, угол откоса временного борта = 40, угол откоса предельного борта Т 43, высота рабочего уступа hy = 15 м, уклон спирального съезда ] = в%, ширина рабочей площадки В п =354, ширина съезда 20 м , AL = 40 м.
На рис. 3.13. даны расчетные значения объемов целиков по высоте рабочей зоны карьера, продолжительность формирования и сроки их отработки в динамике разноса временного борта карьера. Объемы работ по годам эксплуатации при различных схемах расконсервации временных бортов приведены в табл.3,6. Из таблицы видно, что с учетом переходного периода реконструкцию карьера целесообразно начать на 6-м году его работы. Тогда совмещение контуров карьера наступает на 9-м году.
На рис.3.14. представлены графики изменения календарных объемов горных работ по годам "V—S(t:) при различных схемах расконсервации бортов карьера, а также графики формирования и отработки целиков. Из графиков следует, что начало формирования целиков соответствует 6-му году работы карьера, а отра -ботка их начинается на 7-м году. Ііри этом сроки стояния целиков Сем.табл.рис.3.13) не превышают 2,53 лет.
На рис.3.15 . 3.16 приведены годовые понижения горных работ при разносе временного борта карьера, где последователь -ность ликвидации целиков по высоте рабочей зоны показана в динамике. Организация ведения горных и горнотранспортных ра -бот по отработке целиков представлена на погоризонтных планах (рис,3,17). Из рис. 3.17 следует, Рис 3.15. Положения горных работ на конец 1-го и 2-го годарасконсервации временного борта карьера»
Выбор технологии развития и организации ведения горных работ на горизонтах карьера
Быстроменяющаяся производственная ситуация при ускорен -ном разносе временных бортов карьеров кимберлитовых трубок значительно усложняет организацию работ. Следствием этого является увеличение простоев оборудования из-за отсутствия фронта работ, приводящее к излишним перегонам и сокращению объемов подготовленной горной массы в забоях. Следовательно , одним из основных факторов, влияющих на эффективность реконструкции карьеров, является выбор направления развития и организации ведения горных работ на горизонтах, обеспечивающих своевременную подготовку фронта работ горнотранспортному оборудованию. В зависимости от организационных факторов производительность экскаваторов при реконструкции колеблется от 30 35%, Нечеткое выполнение организационных требований влияет на темпы ведения горных работ, сроки реконструкции, а следовательно, на ритмичность добычных работ.
Анализ показал, что на объемы подготовленной горной массы в забоях и обеспеченность фронтом работ в стесненных горнотехнических условиях разработки и ускоренной углубке карьера влияют следующие факторы:- направление п ремещения фронта горных работ на горизонтах, обеспечивающее своевременное проведение горноподготовительных работ на нижележащих горизонтах;- увязка момента подготовки фронта работ на нижележащих горизонтах с моментом завершения работ на вышележащих;- своевременное оформление съездов и откосов уступов в предельное положение по мере увеличения глубины открытых разработок.
Учет этих факторов позволит создать достаточный фронт работ экскаваторам и буровым станкам, обеспечит их бесперебойную работу не только в течение планируемого периода, но и в перспективе.
Таким образом, критерием выбора рационального направления развития горных работ на горизонтах служат достижение максимального фронта горнотранспортных работ:при соблюдении условиягде LG I, - длина фронта работ на L -м горизонте, м;1 5 - длина экскаваторного блока, м;ГЦ - количество экскаваторов, размещаемых на L -м горизонте для выполнения планируемых объемов работ, шт.
Основные требования и ограничения алгоритма планирования формируются Б приведенной ниже последовательности.
Развитие горных работ на горизонте (рис.4.2) после проходки спирального съезда осуществляется как по направлению развития спиральной трассы, так и в противоположюм направлении. При этом проходка съезда на нижележащий гор.45 м начинается после того, как фронт работ по направлению поступательного развития спиральной трассы на гор.30 м будет продвинут на расстояние, позволяющее производить нарезку съезда на гор.45 м и равное длине съезда.
Тогда для t -го горизонта минимальные объемы выемкиmlrt. , создающие возможность проведения съезда на нижележащий горизонт, найдутся из условия
В период проведения горноподготовительных работ (проходка съезда, расширение котлована) и создания фронта работ на гор.45 м экскаваторы, находящиеся на гор.30 м,отрабатывают объемы VQ ЗО ПоэтомУ с целью устранения возможных простоев экскаваторов и буровых станков из-за перегонов и отсутствия фронта работ продоллштельность доработіш вышележащего гор.30 м должна соответствовать времени подготовки фронта работ на нижележащем гор.45 м.
Объемы, отрабатываемые экскаваторами на I -м горизонте VQ-L за период проведения горноподготовительных работ на нижележащем горизонте, должны соответствовать следующей математической зависимости:где "VrtLH " ъемы горноподготовительных работ на І-+- 1 -мгоризонте, включая проходку съезда и расшире После отработки объемов Vol экскаваторы переходят на подготовленный фронт 1-Н - го горизонта. При наличии более двух рабочих уступов данные закономерности в организации и развитии горных работ по мере увеличения глубины сохраняются.
Сдним из наиболее существенных моментов организации ра -бот является оформление спиральных съездов и откосов уступов в предельное положение. Этот процесс весьма трудоемок и включает большой объем работ по бурению контурных наклонных скважин на глубину, равную высоте двух-трех уступов, с интервалом 2 3 м и последующее взрывание рассредоточенных зарядов по всей глубине скважины. Несвоевременное выполнение данных ра -бот по мере увеличения глубины разработок также служит причиной простоев оборудования из-за отсутствия фронта работ.
В связи с этим производительность буровых станков, занятых на оформлении уступов, должна соответствовать объемам буровых работ І: - го месяца L y t »где П.с - количество буровых станков, занятых на заоткос-ке уступов в планируемом месяце, шт ; Qfic " месячная производительность бурового станка на заоткоске уступов, м/мес ;
Соблюдение данных (4.9) (4.13) технологических, орга -низационных требований и ограничений позволило установить рациональное направление отработки горизонтов при реконструкции карьеров. Рекомендуемая схема отработки горизонтов для месторождений с такими специфическими горнотехническими условиями реконструкции, обеспечивающая достаточный фронт работ горно -транспортному оборудованию, приведена на рис.4.2. По этой схеме горные работы по периметру промежуточного контура карьера развиваются с опережением с целью создания кольцевой схемы транспортирования горной массы, а приконтурные участки отра -батываются в последнюю очередь.
Значительные сложности при интенсивной углубке карьера вызваны организацией проведения горноподготовительных работ на смежных уступах. Использование графиков L = 5"(Іг) позво -ляет определять скорость углубки карьера при любой его конфигурации.
На рис. 4.3 показан совмещенный план гор.15 и 30 м на момент окончания подготовки гор.30 м. Ход горных работ пред -ставлен на графике L = ("t) (рис.4.4).
Для того чтобы обеспечить возможность проведения въезд -ной траншеи А В1(см.рис.4.3) на гор.ЗО м и создания котло -вана в конце въездной траншеи, необходимо на гор.15 м пройти въездную траншею Ш и отработать данный горизонт до линии A CFEA . Это позволит сохранить минимальную рабочую площадку Bmin Экскаватор №1 проводит въездную траншею на гор.15 м (АВ), подготавливает котлован длиной 40 м и начинает отра -ботку горизонта на фронте длиной 640 м (до Е), создавая мини
