Вскрытие месторождения

 

Вскрытие месторождения -вскрытие горных выработок (траншей, шахтных стволов, буровых скважин и др.), открывающих доступ с поверхности к залежам полезных ископаемых в недрах. В зависимости от принимаемого способа разработки различают карьерное, шахтное и скважинное вскрытие месторождения.

Карьерное вскрытие месторождения осуществляется с помощью капитальных траншей и полутраншей (наклонных и крутых) и разрезных траншей (горизонтальных), реже подземными горными выработками (рудоспусками, штольнями, стволами и наклонными тоннелями). В отдельных случаях производят бестраншейное вскрытие месторождения (с помощью башенных экскаваторов и кабельных кранов, а также землесосных снарядов). Траншеи используются для вскрытия месторождений в равнинной местности, полутраншеи — в холмистой. В зависимости от расположения вскрывающей выработки относительно контура карьерного поля, числа обслуживаемых горизонтов, назначения и стационарности вскрытие производят капитальными траншеями (полутраншеями) внешнего или внутреннего заложения, отдельными, групповыми или общими, одинарными или парными, стационарными или скользящими.

Вскрытие месторождения внешними траншеями и полутраншеями, располагаемыми за контуром карьерного поля, ограничивается двумя-тремя горизонтами, т.к. объём горно-строительных работ по их проведению добавляется к объёму горных работ, выполняемых внутри карьерного поля. Работы по проведению внутренних траншей (рис. 1, б), которые располагаются внутри карьерного поля, составляют часть общего объёма горных работ; затраты на горно-строительные работы сокращаются. Однако их использование усложняет трассу, ведёт к некоторому увеличению расходов на транспортирование горной массы в процессе эксплуатации карьера.

Вскрытие месторождения отдельными траншеями, когда каждый уступ вскрывается независимой траншеей, применяется при большой производственной мощности карьера, как правило, на горизонтальных и пологих залежах полезных ископаемых. Такое вскрытие упрощает транспортные подступы, рассредоточивает грузопотоки и способствует уменьшению расходов на транспортирование горной породы. Недостаток этого способа вскрытия месторождения — значительный объём горнокапитальных работ. При вскрытии месторождения общими траншеями или полутраншеями грузотранспортная связь всех забоев с пунктами приёма горной массы на поверхности осуществляется через одну траншею. Основное достоинство этого вида вскрытия месторождения — относительно небольшой объём работы по проведению вскрывающей выработки (по сравнению с вскрытием месторождения отдельными траншеями), особенно при большой глубине вскрываемой зоны и значительном числе вскрываемых горизонтов; недостаток — усложнение схемы транспортных коммуникаций и связанное с этим увеличение эксплуатационных расходов на транспорт.

Вскрытие месторождения групповыми траншеями производится при необходимости разделения грузопотоков. В этом случае каждая траншея обслуживает группу горизонтов. Вскрытие месторождения этим способом наиболее эффективно при наличии различных по природным свойствам зон карьерного поля; по достоинствам и недостаткам занимает промежуточное место между вскрытием месторождения отдельными и общими траншеями. При вскрытии месторождения парными траншеями для создания поточного движения транспорта один, группа или все уступы вскрывают двумя (в отличие от вскрытия месторождения одинарными траншеями, в которых движение транспорта осуществляется в обоих направлениях) траншеями внешнего или внутреннего заложения. При этом порожний и гружёный транспорт разделяются по направлениям, производится его поточная подача под погрузку.

К стационарным относят траншеи, располагаемые за контуром или на нерабочем борту карьера. Скользящие траншеи, часто применяемые при вскрытии месторождения крутых залежей, располагаются в рабочей зоне карьера и по мере развития горных работ перемещаются в сторону предельного контура карьера. Здесь они, при отработке соответствующего горизонта, переходят в продолжение стационарной траншеи. Вскрытие горизонтов скользящими траншеями наиболее распространено при автомобильном транспорте; осуществляется с минимальными затратами времени.

В зависимости от конфигурации карьерного поля в плане, его глубины, производственной мощности и вида используемого транспорта трасса, вскрывающая карьерное поле горных выработок, может быть простой (на борту карьера не меняет своего направления) и сложной — тупиковой (перемена направления движения транспорта осуществляется на тупиковых площадках), петлевой (изменение направления движения в основном автомобильного транспорта осуществляется путём петлевых разворотов на площадках), спиральной (проходит по всем бортам карьера в виде спирали, огибающей контур залежи) или комбинированной (сочетание спиральной трассы с тупиковой или петлевой). Трасса вскрывающих выработок в профиле состоит из наклонных участков, соединяющих горизонты; пунктов примыкания рабочих горизонтов к трассе; сопрягающих кривых. В плане элементы трассы — закругления, тупики, станции и разминовки. Уклон наклонных участков трассы определяется параметрами используемого транспорта, необходимой пропускной способностью траншеи, режимом и организацией движения транспортных единиц и др.

Примыкание рабочих горизонтов к трассе вскрывающей выработки осуществляется на горизонтальных, а также с руководящим или смягчённым (меньше руководящего) подъёмами площадках. Пунктами примыкания вся трасса обычно разбивается на перегоны. Параметры (количество путей или полос движения, уклон, конструкция основания) наиболее грузонапряжённого перегона (т.н. ограничивающего) принимаются за исходные для определения параметров капитальной траншеи.

Применяем способ вскрытия петлевыми внутренними съездами с изменением направления движения на горизонтальных площадках шириной 30 – 35 м.

Этот способ является наиболее распространенным при разработке наклонных и крутых месторождений с большой глубиной залегания.

Формой трассы является сложной, так как она имеет несколько изменений направления в движении. Карьер вскрывается съездами с уклоном 80 ‰ в южном направлении съездами длиной 187 м. вскрываются горизонты до отметки на этой отметке происходит смена направления трассы, последующие горизонты вскрываются съездами. Между каждым съездам располагается площадка примыкания длинной 30 м. служащая для разгона автомобиля.

 

Проведение траншей

 

Одним из основных факторов, определяющим развитие горных работ в карьере является проведение капитальных и разрезных траншей. От скорости проведения траншей зависит развитие фронта горных работ в карьере, а следовательно производственная мощность карьера. Поэтому необходимо выбрать такой способ проведения траншей, который обеспечит заданную производственную мощность карьера и экономичность горных работ.

Проведение траншей в скальных породах производится с применение буровзрывных работ с использование железнодорожного транспорта.

 В качестве проходческого оборудования в траншее используется экскаватор ЭКГ-8И, в качестве транспортного средства вагон ВС-145, тяговый агрегат ПЭ-2М.

Ширина траншеи по низу определяется в зависимости от вида транспорта, числа полос движения, параметров проходческого оборудования и способа проведения траншей с учетом устойчивости бортов. Ширина траншеи по низу при послойном проведении траншей определяется графическим путем:

Ширина траншеи по низу:

B_тр^низ= 2  (Ra+0,5 а + с)                                                             (19)                                                                                           

Где,

R_a – минимальный радиус поворота автосамосвала, м

а – ширина авто свмосвала,м;

e – зазор между автосамосвалом и бортом траншеи, м

В_тр^низ=2 ∙ (10 + 0,5 5,240 + 1,5) =28 м

 

Ширина траншеи по верху

                                                 (20)            

где,

Н_тр­ - высота траншеи (15 м)

­ - угол откоса борта траншеи (75^о)

 

Длина капитальной траншеи:

                                                                                 (21)                        

где,

­ - руководящий уклон

 

Объем капитальной траншеи

                                                       (22)                    

Объем разрезной траншеи

                                                  (23)                 

Длина разрезной траншеи:

                                                          (24)                 

 

Срок проведения капитальной траншеи:

                                                                      (25)                     

где,

­ - суточная производительность экскаватора

­ - коэффициент снижения производительности экскаватора в траншеи

 

Срок проведения разрезной траншеи;

                                                                         (26)                   

 

 

Скорость проведения разрезной траншеи:

                                                                                 (27)                

Скорость проведения капитальной траншеи:

                                                                                 (28)                  

 

 

Система разработки

 

Рациональная система открытой разработки должна обеспечить добычу полезного ископаемого в объеме соответствующем плану, по качеству, отвечающему нормативным требованиям, максимальное извлечение полезного ископаемого из недр, высокую производительность труда и экономичность при максимальной безопасности работ. Следовательно, правильно выбранная и примененная в конкретных условиях система разработки обеспечивает наивысшую эффективность эксплуатации месторождения и использование природных ресурсов.

Принятая система разработки предопределяет тип горно-транспортного оборудования, глобальные параметры карьера и его основные элементы, а так же технико-экономические показатели работ карьера в целом.

На данном проектируемом карьере принята следующая система открытой разработки: способ вскрытия петлевыми внутренними траншеями с изменением направления движения на горизонтальных площадках шириной 30 – 35 м., вскрышу перемещают на внешние отвалы авто транспортом.

При размещении вскрыши на внешних отвалах определение вскрышных работ значительно, погрузка совместно с  отвалообразованием и транспортированием производится оборудование различных типов.
        1.7.1 Обоснование высоты уступа

 При выборе высоты уступа руководствуются условиями безопасности ведения горных работ, физико-механическими свойствами пород, типом погрузочного оборудования и его рациональным использованием. Высота уступа должна обеспечивать необходимую производительность и эффективность работ в карьере.

Увеличение высоты уступа позволяет: сократить число горизонтов в карьере, благодаря чему, решается суммарная длина авто дорог, а следовательно, снижается и стоимость строительства и их содержания,  повышается производительность экскаватора, появляется возможность применить наиболее мощное и высокопроизводительное горно-транспортное оборудование. Улучшить технико-экономические показатели буровых работ за счет увеличения чистого времени на бурение скважины, одновременно с этим большая  высота уступа приводит к увеличению ширины рабочих площадок за счет большой ширины развала, а так же вероятность возникновения обрушения верхней части уступа и ведение безопасных горных работ, снижение интенсивности углубки карьера. При установлении высоты уступа учитывают способ выемки горных работ. При валовой выемки, высоту уступа устанавливают максимально допустимой по параметрам погрузочного оборудования и по правилам техники безопасности.

Селективная выемка предопределяет уменьшенную высоту уступа и выделения горизонта с различных качественных характеристикой горных пород. Это позволяет уменьшить потери и разубоживание полезного ископаемого.

На данном проектируемом карьере применена валовая выемка пород, следовательно, высота уступа учитывается исходя из этого способа.

На основании выше изложенного в данном проекте при принятом погрузочном оборудовании ЭКГ-8И высота уступа принята 15 метров.