Готовые к выемке

Лекция 17

НОРМИРОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ВСКРЫТЫХ, ПОДГОТОВЛЕННЫХ И ГОТОВЫХ К ВЫЕМКЕ ЗАПАСОВ

Для того чтобы рудник работал ритмично и выполнялась производственная программа по добыче руды в определенном количестве и качестве, необходим резерв вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов.

По степени подготовленности к выемке запасы обычно делят на три категории:

1) вскрытые;

2) подготовленные;

готовые к выемке.

Вскрытые - это запасы, к которым пройдены все основные вскрывающие выработки (стволы, околоствольные дворы, квершлаги и т.п.), позволяющие начать проведение подготовительно-нарезных выработок (штреков, восстающих, ортов, буровых и транспортных выработок, выработка днища и блока и т.п.).

Подготовленные - это запасы, к которым пройдены все подготовительные выработки (штреки, восстающие, орты) позволяющие начать нарезные работы в блоках (камерах) (буровые и транспортные выработки, выработки днища блоков и т.п.).

Готовые к выемке запасы - это запасы блоков (камер), в которых пройдены все подготовительно-нарезные выработки и выполнены другие работы (разбуривание блоков, установка виброкомплексов, выполнение массовых взрывов, ликвидация их последствий и др.), позволяющие начать в любой момент очистную выемку руды (непосредственно выдачу руды из очистных забоев).

Итак, наименьшая технологическая единица, которой оперируют при определении запасов по степени подготовленности к выемке – эксплуатационный блок.

В литературе можно встретить термин " выемочная единица ". Это - "минимальная часть запасов полезного ископаемого, отрабатываемая одной системой разработки, при выемке которой осуществляется полный цикл отработки.

Далее будем оперирировать и понятием «блок» и понятием «выемочная единица», имея в виду, что это одно и то же.

Блок или выемочная единица характеризуются горно-геологическими, техническими и организационными параметрами, которые используются при определении величины подготовленных запасов.

К горно-геологическим параметрам относятся: геометрические размеры выемочной единицы; элементы залегания рудного тела в границах выемочной единицы; балансовые запасы руды и содержание в ней полезных компонентов; извлекаемые запасы горной массы и содержание в ней полезных компонентов.

К техническим параметрам выемочной единицы относятся: размеры выработок; количество стадий отработки; объемы работ по стадиям выемки; длительность допустимого совмещения отдельных стадий отработки и ограничения на совмещение в пространстве; производительность машин и механизмов, работающих в выемочной единице; скорости проведения подготовительно-нарезных выработок и интенсивность очистной выемки; порядок, направление и очередность отработки выемочной единицы в пределах этажа и шахтного поля по простиранию и падению рудного тела.

К организационным параметрам относятся: режим работы рудника; график отработки выемочной единицы.

Основные требования, которые необходимо учитывать при определении запасов различной степени подготовленности к выемке, могут быть сведены к следующим положениям.

1. Запасы различной степени подготовленности к выемке создаются на базе разведанных запасов месторождения в пределах шахтного поля с целью обеспечения заданной производительности подземного рудника и сосредоточены в эксплуатационных блоках, находящихся одновременно в стадиях подготовки, нарезки и очистной выемки;

2. Соотношение запасов различной степени подготовленности находится в зависимости от длительности периодов полного цикла отработки выемочной единицы, схемы развития горных работ и ограничений, накладываемых существующим порядком отработки шахтного поля;

3. В условиях действующего рудника запасы различной степени подготовленности к выемке должны определяться с учетом влияния осложняющих факторов (изменчивость горно-геологических условий, отказы в работе выемочных единиц), предусматривая целесообразный резерв выемочных единиц.

Из определения, данного выше, следует, что запасы по степени подготовленности к выемке находятся в действующих выемочных единицах, обеспечивающих производительность рудника по проведению подготовительных, нарезных выработок и очистной выемке.

N = N_п+ N_н+ N_о,

где N_п, N_н, N_о - количество выемочных единиц в одновременной работе в периодов подготовки, нарезки, очистной выемки.

Полный цикл отработки блока включает периоды подготовки, нарезки и очистной выемки.

Т = Т_п + Т_н + Т_о,

где Т_п, Т_н, Т_о - продолжительность периодов подготовки, нарезки и очистной выемки.

Количество действующих блоков при заданной производительности рудника А_р определяется, исходя из продолжительности полного цикла отработки T и запасов руды, извлекаемых из блоков в течение этого цикла - q_eN

где q_e - извлекаемые запасы выемочной единицы.

Из приведенной формулы видно, что величина запасов различной степени подготовленности зависит от извлекаемых запасов выемочной единицы, состава, объемов и интенсивности работ, осуществляемых в течение цикла отработки.

Непрерывность и ритмичность развития фронта горных работ обеспечивается соотношением выемочных единиц в стадиях подготовки, нарезки и очистной выемки. Математическое выражение этого соотношения следующее

Если очистные работы выполняются в несколько очередей, то количество выемочных единиц, находящихся в одновременной выемке камер и целиков рассчитывается по формулам:

;

где N_ок, N_оц - количество соответственно камер и целиков; T_ок, T_оц - длительность отработки соответственно камер и целиков.

Количество выемочных единиц в одновременной подготовке и нарезке равно:

;

Если после выемки камер предусматривается их закладка, должно соблюдаться соотношение

где N_зк - количество камер в закладке.

Итак, вскрытые запасы сосредоточены в блоках, находящихся в стадиях подготовки, нарезки и очистной выемки. Кроме того, рудник может иметь некоторое количество вскрытых запасов Q_в¹, сосредоточенное на участках, в которых горные работы не ведутся

Q_в=(q_п+q_н+q_о)*N_п +(q_н+q_о)*N_н+q_о*N_о+ Q_в¹_,

Подготовленные запасы сосредоточены в блоках, находящихся в стадиях нарезки и очистной выемки

Q_п=(q_н+q_о)*N_н+q_о*N_о,

Готовые к выемке запасы сосредоточены в блоках, находящихся в стадии очистной выемки

Q_г=q_о*N_о,

В этих формулах запасы по степени подготовленности рассчитаны в единицах массы, т. е. в тоннах.

Кроме этого запасы могут быть преставлены в единицах времени. Например количество готовых к выемке запасов в единицах времени равно

Т_г=q_о*N_о/ А_р,

Где А_р – месячная производительность рудника,т.;

Запасы подготовленные к выемке:

Т_п=((q_н+q_о)*N_н)/ А_р)+ q_о*N_о/ А_р.

То есть, выражение обеспеченности той или иной категорией запасов в единицах времени показывает, на сколько месяцев хватит запасов для обеспечения заданной производительности рудника.

Рассмотрим процесс образования запасов той или иной степени подготовленности на примере запасов, подготовленных к выемке (рис).

Рис. График движения запасов.

При развитии работ на горизонте от центра к флангам в начале количество подготовленных запасов равно запасам блока в стадиях нарезки и очистной выемки. Затем, по мере продвижения нарезных работ подготовленные запасы уменьшаются со скоростью производительности нарезки. При включении следующих блоков в работу количество подготовленных запасов будет расти и достигнет максимума при полном развитии активного фронта горных работ. Колебания запасов будут в пределах величины запасов блока или группы блоков, вводимых одновременно в работу. При других схемах развития горных работ колебательный характер движения запасов также будет иметь место, но период и амплитуда колебаний будут отличаться.

Промежуточные итоги лекции:

Основная часть добычи рудника идет из очистных забоев, число и производительность которых, как правило, определяет производственную мощность рудника. Значительно меньшая часть добычи идет из блоков, находящихся на стадиях подготовки и нарезки. По мере отработки очистных блоков вместо выбывающих очистные работы переходят постепенно в другие блоки, которые к этому моменту должны быть полностью готовыми к выемке. Для бесперебойной работы рудника необходимо обеспечить соответствующие подготовленные и готовые к выемке запасы. В каждый период времени число подготавливаемых к выемке блоков к этому периоду должно быть равно числу блоков, вводимых в очистную выемку. Но, в связи со сложностью горно-геологических условий рудных месторождений, неравномерностью оруденения, часто неподтверждаемостью запасов, а также учитывая неравномерность работ, возможность различного рода срывов, число подготавливаемых к выемке блоков должно быть больше готовых к выемке на число резервных.

Методы определения количества выемочных единиц и величины обеспеченности подготовленными и готовыми к выемке запасов базируются на следующих основных положениях.

1. Обеспечение запланированной производительности рудника.

Планируемый объем добычи полезного ископаемого обеспечивается общим числом блоков, находящихся одновременно в различных стадиях отработки. Аналитически это выражается равенством

где Q_i - количество запасов в i-ой категории готовности к добыче;

j=1; n - номера стадий отработки блока;

T_j - продолжительность j-ой стадии;

i=1; m - номера блоков в одновременной работе;

а_i - производительность i-го блока.

2. Согласованность в производстве подготовительных, нарезных и очистных работ.

Считается, что согласованность в производстве подготовительных, нарезных и очистных работ будет достигаться в случае, когда количество блоков, одновременно находящихся в различных стадиях будет пропорционально продолжительности выполнения этих стадий.

N_п/N_н=Т_п/Т_н;

N_п/N_о=T_п/T_о;

N_н/N_о=Т_н/Т_о,

где N_п, N_н, N_о - количество выемочных единиц в соответствующих стадиях отработки;

Т_п, Т_н, Т_о - продолжительность выполнения стадий.

3. "Средний" блок.

При определении количества блоков по формулам исходные данные (запасы блока, длительность стадий отработки, скорости проведения выработок и т.д.) принимают по "среднему" блоку.