Технология и техника разработки карьера (стр. 2 из 15)
Для категории А:
Vпи = 
м3
Для категории В:
Vпи = 119,7 . 28=3347 м3
Для категории С1:
Vпи = 288,4 . 20=5778 м3
Объем вскрышных пород, который будет необходимо переместить в отвалы в пределах границ контура, составит:
Vв= Sк .Hв м3, (2)
где Нв – средняя мощность вскрышных пород, м
Sk– площадь карьерного поля, м2
Vв= 586120 . 19,9=11663788 м3
Объём почвенно-растительного слоя отдельно составит:
Vпрс= Sп .Hпрс м3 (3)
где Hпрс – средняя мощность почвенно-растительного слоя, м
Vпрс = 586120 . 0,43= 252031,6 м3
По полученным данным определяем геологический коэффициент вскрыши
Кв.г.= Vв / Vпи (4)
Кв.г= 
Таблица 1.Объёмы полезного ископаемого и вскрышных пород.
| Категории запасов | Площадь блока, тыс м2 | Средняя подсчётная мощность, м | Запасы, тыс м3 |
| А | 177,8 | 8,7 | 1944 |
| В | 119,7 | 28,0 | 3347 |
| С1 | 288,4 | 20,0 | 5778 |
| Вскрышные породы | 586,1 | 19,9 | 11663 |
| ПРС | 586,1 | 0,43 | 252 |
| Итого вскрышных пород | 586,1 | 20,33 | 11915 |
2.1 Обоснование главных параметров карьера
Главными параметрами карьера являются объем горной массы, конечная глубина, размеры по подошве, углы откосов бортов, запасы полезного ископаемого, объем вскрыши и полезного ископаемого, высоты уступов, размеры на уровне дневной поверхности.
Углы откосов бортов карьера на момент погашения горных работ определяются конструкцией бортов и условиями устойчивого равновесия слагающих его пород. В конструктивном отношении борта карьера могут включать откосы уступов, предохранительные и транспортные бермы, основания капитальных траншей.
Запасами полезного ископаемого определяются возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические показатели разработки. Запасы полезного ископаемого, разведенные в контурах месторождения, называются геологическими. Геологические запасы полезного ископаемого по их народнохозяйственному значению разделяются на балансовые и забалансовые. Балансовыми называются запасы, удовлетворяющие требованиям кондиций. Их разработка в данное время экономически целесообразна. Забалансовыми называются запасы, разработка которых в данное время экономически нецелесообразна вследствие малого количества, малой мощности залежи, сложных условий эксплуатации и др.
Промышленные запасы - это часть балансовых запасов, подлежавшая извлечению из недр за время существования карьера. Промышленные запасы карьера определяются путем исключения проектных потерь из балансовых запасов. Проектные потери - это часть балансовых запасов, проектируемая к безвозвратному оставлению в недрах. Часть промышленных запасов, извлеченная из недр в период строительства карьера, называется попутной добычей, а разность между промышленными запасами и попутной добычей - эксплуатационными запасами.
Измерение площади контура подсчёта запасов производилось в программе «САПР» AutoCAD. Измерение площади производилось на топографическом плане масштаба 1:2000.
Запасы полезного ископаемого в установленных контурах при заданной мощности и размерах контура подсчёта запасов составляют:
Vпи = Sп * Hпи , м3, (5)
где Sп – площадь контура, м2;
Нпи – средняя мощность полезного ископаемого, м.
Vпи = 665902,78 * 18,2 = 12119430,7 м3.
Объем вскрышных пород (в целом), который будет необходимо переместить в отвалы в пределах границ контура, составит[23]:
Vвп= Sп * Hв м3, (6)
где Нв – средняя мощность вскрышных пород, м
Vвп=665902,78 * 20,33 = 13537803,52 м3.
По полученным данным определяем геологический коэффициент вскрыши[23]:
Кв.г.= Vвп / Vпи ,(7)
Кв.г = 13537803,52/12119430,7 = 1,12 м3/м3.
Объём почвенно-растительного слоя отдельно составит[23]:
Vпрс= Sп * Hпрс м3 , (8)
где Hпрс – средняя мощность почвенно-растительного слоя, м
Vпрс = 665902,78* 0,43 = 286338,19 м3
Результаты расчетов основных параметров карьера представлены в таблице 2.
Таблица 2. Главные параметры карьера
| Параметры | Значение |
Объем горной массы, м  | 25657234,22 |
| Глубина карьера (средняя), м | 38,5 |
| Угол откоса вскрышного уступа, град. | 55 |
| Угол откоса добычного уступа, град. | 80 |
| Средняя мощность вскрышных пород, м | 20,4 |
| Средняя мощность полезного ископаемого, м | 18,2 |
| Объем вскрышных пород, м | 13537803,52 |
| Объем полезного ископаемого, м | 12119430,7 |
| Промышленный коэффициент вскрыши, м3/м3 | 1,12 |
2.2 Производственная мощность, срок службы, режим работы карьера
Режим работы карьера принимается следующий:
· на снятии почвенно-растительного слоя
число рабочих дней в году – по расчету;
число рабочих дней в неделю – 5;
количество смен в сутки – 1;
продолжительность смены –8;
· вскрышные работы
число рабочих дней в году – 260;
число рабочих дней в неделю – 5;
количество смен в сутки – 1;
продолжительность смены –8 час;
· на добычных работах
число рабочих дней в году – 260;
число рабочих дней в неделю – 5;
количество смен в сутки – 1;
продолжительность смены –8 час.
К разработке принимается весь разведанный участок в пределах контуров подсчёта запасов. Нижняя граница карьера совпадает контуром подсчёта запасов, что позволяет сократить потери в бортах до нуля.
Производительность карьера по полезному ископаемому составляет 800000 м3 в год в плотном теле. Средняя производительность карьера по вскрыше 907 000 м3/год. Срок эксплуатации карьера 16 лет.
2.3 Горно-геометрический анализ карьерного поля
Горно – геометрический анализ карьерных полей – это совокупность методов изучения месторождения полезных ископаемых или его участка, предназначенного для разработки открытым способом, с помощью которых устанавливают закономерности изменения горно – геометрических показателей разработки по мере развития горных работ.
В процессе горно – геометрического анализа прежде всего исследуют зависимость поэтапно извлекаемых объемов вскрышных пород и полезных ископаемых от положения горных работ в карьере на отдельных этапах.
Для каждого выбранного варианта развития работ строят график зависимости извлекаемых объемов от положения горных работ. На этом графике по одной оси откладывают положение горных работ, а по другой – соответствующие ему объемы горной массы, полезного ископаемого и вскрышных пород.
Для выбора направления ведения горных работ принимаем два расчётных направления «с юга на север» и «с северо-запада на юго-восток».
Вариант№1 (с юга на север)
| № сечения | Объем вскрыши | Объем полезного ископаемого | Коэффициент вскрыши К | Длина фронта работ Lф , м |
| 1 | - | - | - | - |
| 2 | 7282,8 | 10577,4 | 0,69 | 578 |
| 3 | 10057 | 21182 | 0,47 | 890 |
| 4 | 12437,9 | 22352,2 | 0,55 | 901,3 |
| 5 | 21736,4 | 25625,3 | 0,85 | 1025,3 |
| 6 | 17960,1 | 16246,4 | 1,1 | 685,5 |
| 7 | 11762,8 | 7855,2 | 1,5 | 398,74 |
| 8 | 4806,2 | 2264 | 2,1 | 154,54 |
Вариант№2 (с северо-запада на юго-восток)
| № сечения | Объем вскрыши | Объем полезного ископаемого | Коэффициент вскрыши К | Длина фронта работ Lф , м |
| 1 | 1339,2 | 4312,9 | 0,31 | 196,94 |
| 2 | 8004,3 | 12217,1 | 0,65 | 526,6 |
| 3 | 17044,8 | 18985,5 | 0,9 | 843,8 |
| 4 | 16309,5 | 18085,8 | 0,9 | 807,4 |
| 5 | 16107 | 17794,4 | 0,9 | 767 |
| 6 | 14492 | 17390,4 | 0,83 | 724,6 |
| 7 | 13036 | 15838,7 | 0,82 | 651,8 |
| 8 | 12334,3 | 11990,6 | 1,01 | 572,8 |
| 9 | 1036 | 754,8 | 1,4 | 37 |
Вывод: проанализировав все графики, приходим к выводу, что наиболее рациональным направлением развития фронта горных работ будет с северо-запада на юго-восток, так как на этом направлении колебания коэффициента вскрыши меньше не только по всему участку, но и имеет наименьшие значение в начале работ. По сравнению с другими направлениями небольшой и плавный рост коэффициента вскрыши благоприятно сказывается на работе выемочно-погрузочного оборудования (работа без резких нагрузок между этапами, реже выход из строя) и карьера в целом (себестоимость продукции сравнительно постоянна). Малое колебание коэффициента вскрыши между этапами позволяет повысить срок службы выемочно-погрузочного оборудования.
2.4 Календарный план ведения вскрышных и добычных работ
Календарный график горных работ строят следующим образом:
1. На оси абсцисс в удобном масштабе откладываются равные отрезки (соответствующие годам работы карьера), а на другой оси (параллельной оси абсцисс) - сроки отработки запасов полезного ископаемого в границах каждого этапа (t1,t2,…ti),
, (9)