Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Краткие сведения о системах открытой разработки месторождений и структурах комплексной механизации

30.10.2018

Понятие «система» (от греческого systema — целое, составленное из частей) — множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Разнообразие горно-геологических условий, сочетаний горных и транспортных машин в комплексной механизации горных работ, технологий и их совершенствование определило большое число классификаций систем разработки В процессе развития открытых горных работ и горной науки в основу классификации систем открытой разработки закладывались направление по двигания забоев и взаимное расположение капитальных и разрезных траншей, направление подвигания забоев с учетом способа механизации работ, способы механизации работ, транспорта горной механизации и отвалообразования, порядок образования выработанного пространства в карьере в зависимости от способа механизации вскрышных и добычных работ применительно к конкретным условиям залегания полезных ископаемых. Из всего многообразия классификаций систем разработки можно выделить два основных типа, основными классификационными признаками которых являются направления подвигания забоев и конструкции фронта работ; способ производства вскрышных работ и механизация выемки и доставки пород (Е.Ф. Шешко, H.B. Мельников, П.Э. Зурков и др.). Однако ни одна классификация не может охватить всего разнообразия условий залегания месторождений, возможных конструкций фронта и направлений его перемещения. Поэтому возникает необходимость описания сущности применяемой системы разработки, используя ком-бинации основных признаков (например, трехбортовая система разработки для карьеров блочного камня).

В 1947 г. проф. Е.Ф. Шешко предложил классификацию систем открытой разработки по направлению перемещения вскрышных пород в отвалы. По этому признаку выделяются следующие системы (рис. 2.8):

А. Системы с поперечным перемещением вскрышных пород в отвалы без применения транспортных средств (бестранспортные). Эта группа систем по способу производства транспортных и отвальных работ разделена на системы A-1 (непосредственная перевалка вскрышных пород мощными прямыми механическими лопатами или драглайнами в выработанное пространство карьера), А-2 (кратная перевалка вскрышных пород в отвалы), А-3 (перемещение вскрышных пород во внутренние отвалы посредством отвалообразователей и транспортно-отвальных мостов).

Б. Системы с продольным перемещением вскрышных пород в отвалы с применением транспортных средств (транспортные). Эта группа разделена на системы Б-4 (транспортирование вскрышных пород на внутренние отвалы), Б-5 (перемещение вскрышных пород на внешние отвалы), Б-6 (транспортирование пород на внешние и внутренние отвалы).

В, Комбинированные системы с поперечным и продольным перемещением вскрышных пород в отвалы. Эта группа разделяется на системы В-7 (с частичной перевозкой пород в отвалы), В-8 (с частичной перевалкой пород в отвалы).

О. Система, в которой затраты на перемещение вскрышных пород не имеют существенного значения из-за их незначительной мощности.

В 1952 г. акад H.B. Мельников предложил классификацию систем разработки, в основу которой положен способ производства вскрышных работ. По этой классификации выделяются следующие системы разработки

1. Бестранспортная, в которой перемещение вскрышных пород из забоев во внутренний отвал осуществляется непосредственно вскрышными экскаваторами (мехлопатами или драглайнами). Возможна переэкскавация породна отвалах.

2. Система экскаватор—карьер, при которой вскрышные и добычные работы осуществляются одним экскаватором — драглайном. Вскрышные породы перемещаются драглайном в выработанное пространство карьера (внутренний отвал), а полезное ископаемое грузится в передвижной бункер, установленный на поверхности, для последующей загрузки транспортных средств

3. Транспортно-отвальная, при которой вскрышные породы перемещаются на внутренние отвалы посредством транспортно-отвальных мостов или консольных отвалообразователей.

4. Специальная, при которой вскрышные породы удаляются башенными экскаваторами, колесными скреперами, гидромеханизированным способом или кабель-кранами. К этой системе можно отнести также разработку вскрышных пород канатными скреперами, бульдозерами и другим специальным оборудованием.

5. Транспортная, при которой вскрышные породы перемещаются на внутренние или внешние отвалы средствами транспорта Эта система более сложна и менее экономична по сравнению с бестранспортной, но она может применяться при любых горно-геологических условиях залегания месторождений и поэтому является наиболее распространенной.

6. Комбинированная, при которой вскрышные породы могут перемещаться на внутренние или внешние отвалы с применением двух или нескольких комбинаций систем 1—5. Комбинированная система может применяться при разработке горизонтальных и пологих залежей с значительной мощностью вскрышных пород.

Классификации систем открытой разработки, предложенные проф. Е.Ф. Шешко и акад. Н.В. Мельниковым, получили признание и имели важное значение в развитии открытых горных работ и их механизации. Общим признаком этих классификаций является то, что они основаны на порядке перемещения и способе производства вскрышных работ, включая, естественно, и экономичность открытых горных работ. Основные производственные черты этих систем открытой разработки определяются способами ведения вскрышных работ, когда преобладающая роль обычно принадлежит перемещению пустых пород, что имеет место при разработке угольных и рудных месторождений, для которых характерны значительные объемы вскрышных пород в общем карьерном грузопотоке. Однако имеется значительная группа карьеров, для которых технологическое и экономическое влияние вскрышных работ не имеет существенного значения. К этой группе относятся карьеры с относительно небольшим объемом вскрышных пород. К их числу относится большое количество карьеров, разрабатывающих строительные горные породы (несколько тысяч).


По данным ГипроНИИнеруда 45 % карьеров, разрабатывающих скальные породы, имеют мощность вскрыши до 3 м и 25 % карьеров — от 3 до 6 м. На большинстве (58 %) разрабатываемых месторождений со скальными породами коэффициент вскрыши не превышает 0,2 м3/м3. Незначительная часть месторождений (18 %) характеризуется коэффициентом вскрыши 0,2—0,4 и только для сравнительно небольшой части месторождений (6 %) значения коэффициента вскрыши около 1 м3/м3.

Из-за низких коэффициентов вскрыши на карьерах строительных горных пород преобладающее значение имеют затраты на добычные работы. Эти затраты еще более увеличиваются при необходимости применения на карьерах способов раздельной выемки полезного ископаемого, которая усложняет производство добычных работ, приводит к некоторому перераспределению объемов вскрышных пород и полезного ископаемого, оказывает значительное влияние на технологию разработки месторождения В этих условиях оценка систем разработки по традиционным признакам, основанным на технологическом и экономическом преобладании вскрышных работ, для карьеров строительных горных пород неприемлема. Наиболее полно условиям разработки строительных горных пород соответствует классификация акад. В.В. Ржевского, в основу которой положено направление выемки в пределах всей рабочей зоны карьера (рис. 2.9 и табл 2.22). По определению акад В.В. Ржевского «под системой открытых горных разработок понимается определенный порядок выполнения подготовительных, вскрышных и добычных работ, обеспечивающий для данного месторождения безопасную, экономичную и полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого».

При разработке горизонтальных и пологих месторождений строительных горных пород с незначительной мощностью вскрыши и полезного ископаемого подготовительные работы обычно завершаются в период горно-капитальных работ, когда создается первичный фронт вскрышных и добычных работ на карьере посредством проходки разрезных траншей. Система разработки таких месторождений относится к группе сплошных систем (с постоянным положением рабочей зоны), так как практически зона по глубине за весь период эксплуатации месторождения остается неизменной.

При разработке наклонных и крутых залежей в период эксплуатации ведутся вскрытие и нарезка новых рабочих горизонтов. В этом случае положение рабочей зоны постоянно меняется, поэтому системы разработки таких месторождений относятся к группе углубочных систем — с переменным положением рабочей зоны.

Системы разработки нагорных месторождений могут относиться как к группе сплошных, так и к группе углубочных систем (в зависимости от характера залегания и крутизны склона горы). На сложных по топографическим и горно-геологическим условиям месторождениях могут применяться смешанные — углубочно-сплошные системы разработки

Основными отличительными признаками классификации систем разработки акад В.В. Ржевского являются направление выемки в плане и профиле, а также место расположения отвалов. Направления выемки в плане разделяются на продольное, поперечное, веерное и кольцевое. Продольное и веерное направления выемки характерны для карьеров с большой производственной мощностью. Поперечное и кольцевое направление выемки применяются в основном на небольших и средних по производственной мощности карьерах. Они позволяют провести нарезку необходимого фронта добычных работ с минимальными затратами. Целесообразное направление выемки в плане зависит также от конфигурации карьерного поля и характера залегания полезного ископаемого. При продольном и поперечном направлениях выемки возможны однобортовая или двухбортовая системы разработки. На карьерах строительных горных пород двухбортовую систему разработки целесообразно применять при необходимости интенсификации работ на карьерных полях небольшой протяженности, усреднения полезного ископаемого в забое, а также при применении селективной (раздельной) выемки и разработке крутых залежей.

Выбор места расположения отвалов определяется объемами вскрышных пород, их пространственным положением и характером изменения рабочей зоны. При постоянной рабочей зоне и значительном объеме вскрышных пород следует применять внутреннее отвалообразование.

При разработке месторождений строительных горных пород возможна отработка уступов мощными или тонкими слоями при продольных и поперечных заходках. При валовой выемке наиболее характерна разработка мощными слоями. Менее распространена при валовой выемке разработка тонкими слоями (рис. 2.10).

Разработка тонкими горизонтальными, наклонными и крутыми слоями при продольных и поперечных заходках наиболее характерна для селективной выемки. Поперечные заходки наиболее целесообразно применять при разработке тонкими наклонными слоями с целью увеличения угла откоса борта карьера и сокращения объема горно-капитальных работ.

Для каждого конкретного карьера система разработки органически связана со структурой его комплексной механизации. Если система разработки определяет требуемые объемы и порядок выполнения горных работ, то структура комплексной механизации определяет мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего производство горных работ в установленном объеме и порядке. В структуру комплексной механизации горных работ входят комплексы горного, транспортного, дробильно-сортировочного и вспомогательного оборудования, обеспечивающего планомерную выемку и перемещение вскрышных пород в отвалы, а полезного ископаемого — к складам и потребителю. В табл. 2.23 приведена классификация структур комплексной механизации на карьерах, разработанная акад. В.В. Ржевским.

Комплексы с применением выемочно-погрузочного оборудования непрерывного действия называются выемочными, а комплексы с применением выемочно-погрузочного оборудования цикличного действия — экскаваторными. Комплексы для вскрышных работ включают средства механизации отвальных работ, а комплексы для добычных работ — средства механизации разгрузочных работ.

Структуры комплексной механизации на карьерах строительных горных пород имеют некоторые отличительные особенности. Для карьеров, конечной продукцией которых является щебень для строительных работ, при валовой выемке важное значение имеет стационарность дробильно-сортировочных установок и место их расположения. В зависимости от этих условий выделяются четыре схемы комплексной механизации (рис. 2.11). На выбор структуры комплексной механизации вскрышных и добычных работ на карьерах влияют.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: