схемы проведения разрезной траншеи.

Рис.40 Панельная схема отработки горизонтов: а 1 –ряд контурных скважин, 2 – заряды на рыхления массива горных пород с направлением развала вдоль фронта работ, в – обычная схема отработки горизонтов с направлением развала горой массы взрывом вкрест простиранию фронта работ.

Использование в данной схеме изложенного выше способа увеличения угла рабочего борта карьера за счет контурного взрывания увеличивает ее эффективность. Затраты на контурное взрывание при этой схеме отработки горизонтов уменьшается обратно пропорционально увеличению ширины заходки по сравнению с общей.

Дальнейшее сокращение рабочей площадки до величины предохранительной бермы приводит к схеме отработки горизонтов с тупиковым движением транспорта забойной части технологического потока (рис. 41).

Рис.41. Изменение угла наклона рабочего борта карьера при сокращении ширины рабочей площадки в направлении разноса бортов карьера: а — при существующей технике и технологии отработки горизонтов; б — при направлении развала горной массы при взрыве в торец заходки и расположение вдоль фронта работ; в — при направлении развала горной массы в торец заходки и при тупиковой подаче транспортных средств в забой; г — при панельной схеме отработки горизонтов с расположением рабочей площадки по простиранию фронта работ.

Высота уступа является функцией рабочих параметров выемочных машин. Но известно, что с увеличением высоты уступа увеличивается и угол рабочего борта карьеров.

В то же время увеличение высоты уступа приводит к необходимости иметь большую рабочую площадку для размещения развала горной массы.

В этом случае панельная технология отработки горизонтов, при которой развал горной массы направлен в торец уступа, позволяет совместить стремление увеличить высоту уступа, иметь достаточное пространство для размещения развала и сократить ширину рабочей площадки вкрест фронта работ.

С другой стороны, исследование способов подготовки горных пород к выемке показывает, что надежное получение качественной горной массы возможно при скважинах малого диаметра. Средством для ее получения является комбайн или буро-зарядный агрегат.

Как показало исследование, высокопроизводительная работа комплектов с комбайном или бурозарядным агрегатом обеспечивается при высоте уступа 5—8 м. Для существующих типов выемочно-погрузочных машин, как показывают моделирование и исследования за рубежом, что высота забоя в развале горной массы в пределах 1,8—4 м. обеспечивает минимальные затраты рабочего времени на заполнение ковша.

При подготовке горных пород к выемке рыхлителем или фрезерным органом комбайна разработка ведется слоями глубиной 0,20—0,40 м. Поэтому, учитывая увеличения угла рабочего борта карьера и рассмотрев возможные пути его увеличения, необходимо на основании вышеизложенного сделать вывод эффективности технологии разработки уступами любой технологически принятой высоты (Рис.42).

Рис.42 Технология разработки горных пород комбайнами уступами малой высоты: а – фрезерным комбайном с погрузкой в автотранспорт, б – комбайном слоями на высоком уступе с погрузкой в штабель.

2.7 Технология отработки месторождений полезных ископаемых этапами под углами бортов этапа, равных углу погашения горных работ или близким к нему

Геологические условия месторождений со скальными породами в большинстве своем представляют собой наклонные и крутопадающие залежи рудных тел. Основные формы рудных тел — штокообразная или жильная и пластообразная.

В настоящее время для разработки месторождений применяются технологии, предусматривающие развитие горных работ под рабочими углами бортов карьера. Коэффициент вскрыши при этом по мере развития горных работ растет и, достигая предельной величины (при kт = kгр т.е. максимальном разносе бортов карьера) а следовательно энергозатрат, начинает уменьшаться при углублении в отстроенных бортах карьера под углами погашения. Особенно ощутим рост коэффициентов вскрыши в первый период эксплуатации карьера.

Стремление уменьшить текущий коэффициент вскрыши выражается сокращением ширины рабочей площадки, сдваиванием горизонтов для увеличения высоты уступа, применением панельной схемы отработки горизонтов с направлением развала внутри широкой заходки.

Однако все эти мероприятия, улучшая энергетические и экономические показатели, сохраняют в целом порядок разработки месторождений, а следовательно, в принципе и характер изменения коэффициента вскрыши.

Исследования показывают большую эффективность разработки месторождений этапами, которые позволяют снизить величину текущего коэффициента вскрыши в период отработки этапа (заштрихованная площадь рис. 44), а, следовательно, энергозатраты.

Глубина первого этапа определяется эффективностью работы одного вида транспорта (200-250 м), второго – комбинацией автомобильного в качестве сборочного транспорта и конвейерного магистрального по борту карьера, третьего – комбинацией автомобильного в качестве сборочного транспорта и конвейерного или грузоподъёмного магистрального в подземных вскрывающих выработках.

Время отработки каждого этапа в 15 – 20 лет соразмерно сроку модернизации оборудования и необходимостью перехода на новую технологию и вследствие этого реконструкцию карьера (Рис. 43).

Рис 43 Эффективность отработки крутопадающего месторождения этапами по глубине.

Оставленный объём вскрыши в первом этапе попадает в контуры второго этапа, но в тоже время часть вскрыши второго этапа переносится на период отработки третьего этапа. Учитывая время отработки этапа 15-20 лет вследствие совершенствования техники и технологии за это время переносимые объёмы вскрыши в следующие этапы, будут отработаны большой эффективностью.

Угол рабочего борта карьера в пределах этапа принимается из условия сохранения принятых элементов систем разработки. Угол откоса контура этапа могут быть равными углу погашения отработки месторождения (βmax) или, чтобы не останавливать работу по добыче полезного ископаемого в период перехода от одного этапа к другому, равному промежуточной величине между углом рабочего борта и погашения (Рис.44).

Рис.44 Углы откосов бортов карьера промежуточных этапов отработки: а – равными углу погашения в конце отработки месторождения, б – равными промежуточной величине между углом рабочего борта и погашения

В контуре каждого этапа вытянутого пластообразного месторождения направление фронта работ может совпадать с направлением простирания (Рис.45), для округлого в плане штокообразного крутопадающего месторождения - по периметру или по спирали (Рис.46 а, б).

Рис. 45. Разрез и план при технологии разработки этапами на вытянутом пластообразном месторождении

а

б.

Рис. 46. Разрез и план при технологии разработки этапами на крутопадающем штокообразном месторождении: а – с направление фронта работ по периметру, б - по спирали.

Этап может отрабатываться уступами любой высоты, начиная от нескольких десятков сантиметров, при отработке горных пород комбайнами, до любой технически возможной.

Ширина этапа на горизонте определяется высотой этапа и углом наклона залежи и бортов карьера (рис.45)

где П – производительность карьера по полезному ископаемому;

n – число добычных экскаваторов на каждом горизонте;

Q – эксплуатационная производительность добычного экскаватора;