Схемы поэтапной разработки карьера

Планирование лекция 2

При открытой разработке крутых месторождений вложение средств на вскрышные работы обычно опережает добычу полезного ископаемого на несколько лет. Это снижает экономическую эффективность открытых работ и приводит к замораживанию значительных государственных средств. Существенное уменьшение сроков и замораживаемых средств, т. е. повышение эффективности открытой разработки, может быть достигнуто путем разработки месторождений этапами. Поэтапную разработку можно применять в следующих случаях:

при однородной залежи (путем выделения промежуточных контуров карьера и оставления временно законсервированного участка рабочего борта);

при неоднородной залежи (путем выделения участков с более высоким качеством полезного ископаемого и небольшим коэффициентом вскрыши для первоочередной разработки);

при сближенных залежах (путем применения оптимальной очередности отработки залежей, а при одновременной разработке залежей путем применения оптимальной интенсивности их отработки).

Поэтапная отработка позволяет уменьшить в первый период коэффициент вскрыши, уменьшить объем горно-капитальных работ, отнести выемку части пустых пород на более поздний период разработки, т. е. улучшить календарный график вскрышных работ и получить значительный экономический эффект. Суммарные приведенные затраты на разработку месторождения могут быть уменьшены на 10—20%.

При разработке крутого месторождения без разделения на этапы горные работы развиваются в конечных контурах карьера от лежачего бока к висячему (рис. 7.13). В этом случае годовые объемы вскрыши вначале возрастают до максимума, а затем уменьшаются (рис. 7.14, линия 1). В случае разработки месторождения с разделением на этапы промежуточный контур А—Е—D—С разделяет карьер на этапы (см. рис. 7.13). При отработке первого этапа горные работы развиваются так же, как в первом случае, но вскрышные уступы, достигнув линии А—Е _,останавливаются, создавая временный борт с углом наклона γ_в = 25 - 30°. Вследствие этого часть вскрыши в контурах карьера (на рис. 7.13, б заштриховано) объемом А₁—А—Е—Е₁ будет вынута при отработке второго этапа. Поэтому календарный график вскрышных работ во втором случае будет экономичнее, так как часть затрат на вскрышные работы будет отнесена на несколько лет позднее (см. рис. 7.14, линия 2). После того как горные работы достигнут контура А—Е—D— С, начинается отработка второго этапа в контуре С—D — Е—А— —А₁—F— K (см. рис. 7.13). Горные работы на временно законсер-вированном борту, т. е. на участке А—Е будут производиться параллельно с основными работами по добыче полезного ископаемого и выемке вскрыши на участке ниже участка С — D—Е. При этом скорость понижения горных работ на временном борту должна быть больше, чем на основном участке, чтобы к тому времени, когда будут отработаны резервные запасы Z_В, рабочий борт карьера достиг линии М — L— Р. За одно и то же время t горные работы на основном участке должны опуститься на глубину H ₀, а на временном борту — на глубину H_в. Так как высота временного борта H_в обычно значительно больше, чем глубина Н₀ переходной зоны, то скорость понижения горных работ по временному борту должна быть большее, чем в основной рабочей зоне, т. е.

Ув > Уо

Приравняв время понижения горных работ на основном участке и на временном борту карьера, т. е.

,

получим зависимость между интенсивностью разработки и разме-рами временного борта и основной зоны карьера

 

 

Таким образом, высота временного борта и интенсивность его отработки, определяющие объем и срок консервации вскрыши, устанавливаются не произвольно, а в зависимости от глубины переходной добычной зоны и необходимой скорости понижения добычных работ. Практика проектирования и опыт работы карьеров показывают, что в одних случаях временный нерабочий борт карьера может занимать значительную или большую часть периметра карьера, а в других случаях возможно выделение очереди лишь в одном торце карьера или вдоль одного из бортов по простиранию залежи. Целесообразность расположения временного борта в торце карьера или по простиранию залежи (рис. 7.15) определяется соотношением между длиной и шириной карьерного поля. Расположение временного борта в торце карьера рационально в карьерах большой длины (в основном при автомобильном тран-спорте). При этом параметры этапа, соответствующие наибольшим объему и сроку консервации вскрыши, изменяются в следующих пределах: высота временного борта равна (0,4 - 0,5) Н_к, ширина этапа, т. е. расстояние между промежуточными и конечными контурами карьера — (0,45 - 0,65) Н_к, объем породного целика — (0,25 -0,3) Н²_кВ_к (Н_к, В _к — соответственно конечная глубина и средняя ширина карьера).

При глубине карьера 250—300 м и его ширине 800—1000 м средние параметры этапа в торце карьера составляют: высота временного борта 110—130 м, ширина этапа 140—170 м; объем породного целика 15—20 млн. м³.

Чтобы увеличить объем консервации вскрыши при незначительных размерах карьера в плане и средней годовой скорости его углубки около 10 м, целесообразно располагать временные борта по большей части периметра карьера (см. рис. 7.15). Такая схема нашла применение на карьерах округлой формы в плане.

Схема переменной консервации и разноса обоих бортов карьера характеризуется тем, что на временном борту устраивают главные съезды, а на рабочем борту — передвижные погрузочные пути. Через 7—8 лет горные работы на рабочем борту приостанавливают и на него переносят главные съезды. Затем осуществляют разнос временного борта. Такая схема ведения горных работ с расположением главных вскрывающих выработок на промежуточных контурах карьера стала обычной в практике Баженовских асбестовых карьеров.

В определенных условиях целесообразно вести горные работы последовательно отдельными участками. В этом случае в начальный период разработки часто возникает необходимость выборах участка для первоочередной разработки. В некоторых случая в начальный период месторождение целесообразно разрабатывать одновременно несколькими самостоятельными карьерами, которые в будущем объединяются в один карьер.

Рисунок 7.14

 

 

Рис. 7.15. Схемы разделения карьера на этапы (/, //, ///, /V) разработки с расположением временных бортов в торце карьера (а), по простиранию залежи (6), по периметру рабочей зоны (с), с переменными рабочими бортами (d), с последовательной разработкой отдельными участками (е), с одновременной разра-боткой несколькими участками (f): /, 2, 3, 4 — последовательные положения временного борта карьера; 5 — конечный контур карьера