геомеханика. Если угол откоса косогора не пре вышает величину 35 0
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
12 азработка нагорных месторож- дений открытым способом, рас- положенных на косогорах, от- личается от разработки равнинных месторождений. До начала эксплуата- ционных работ при последовательном и равномерном развитии всех уступов необходимо отрабатывать большой объем вскрышных пород. Это связано с тем, что горные работы по вскры- тию нагорного месторождения обыч- но начинают в верхней части карьер- ного поля, что определяется необхо- димостью ведения горных работ только сверху вниз. Борт карьера при этом имеет сплошную форму, а саму разработку предложено назвать тра- диционной (рис. 1). Однако при сплошной форме рабочего борта имеются существенные недостатки в развитии горных работ при отработке нагорных месторождений. Они про- являются при косогоре свыше 20 0 , при повышенных плановых показате- лях по добыче руды, при недостаточ- ном уровне вскрышных работ и др. Ведение горных работ со сплошной формой рабочих бортов обуславлива- ет большой срок ввода нагорного карьера в эксплуатацию при значи- тельных объемах удаляемой вскры- ши. Если угол откоса косогора не пре- вышает величину 35 0 , то возможно применение поэтапной разработки (рис. 2). С этой целью по склону горы проходятся промежуточные врезки в косогор, от которых начинаются ра- боты по вскрытию месторождения. В этом случае удается приблизить вскрывающие выработки (разрезные полутраншеи) к рудной зоне. Это да- ет возможность значительно сокра- тить как объемы выемки вскрышных пород до начала эксплуатации нагор- ного карьера, так и уменьшить сроки начала добычных работ. Основной признак поэтапной отработки нагор- ных месторождений – чередование в вертикальной плоскости пологих и крутых участков одного общего ра- бочего борта. На пологих участках борта концентрируется выемочно- погрузочное оборудование по выемке вскрыши как до начала эксплуатации карьера, так и в эксплуатационный период. Существенным недостатком по- этапной отработки нагорных место- рождений является хроническая не- хватка вскрытых запасов руды, что обусловлено жесткостью этой систе- мы. Несоблюдение соразмерного раз- вития горных работ, несогласован- ность скоростей разноса крутых уча- стков борта приводит к периодиче- ским колебаниям уровня добычи руды вплоть до полных приостановок вы- емочных работ. Для предотвращения резких колебаний уровня добычи ру- ды и сокращения размеров рудной зо- ны требуется специальная синхрони- зация горных работ по формированию и разносу породных крутых участков борта карьера. Для этого над каждым крутым участком необходимо откры- вать дополнительный фронт горных работ. Чем выше по высоте врезка в косогор, тем большая скорость разно- са крутого участка требуется для слияния пологих и крутых участков на кровле рудного тела. При наличии не- скольких крутых участков в ступенча- том борту карьера скорость разноса каждого вышележащего участка будет пропорционально возрастать по мере удаления от рудной зоны. Исходя из этого, наибольшая скорость разноса будет иметь место при отработке са- мого верхнего крутого участка. В со- ответствии с этим свойством поэтап- ной отработки нагорных месторожде- ний уровень добычи руды будет тем ниже, чем больше число крутых уча- стков борта карьера. Следовательно, в начале эксплуатации карьера будет самый низкий темп добычи руды, который будет затем постепенно воз- растать при срабатывании крутых участков борта. Для улучшения и регулирования режима горных работ нагорного карь- ера нами была предложена каскадная отработка нагорных месторождений, которая является альтернативой тра- диционной и поэтапной разработкам [1,2] (рис. 3). Она предусматривает придание управляемого смещения крутым участкам борта в дополнение к их разносу и формированию. Это позволяет обеспечивать более ста- бильный уровень добычи руды по сравнению с поэтапной разработкой, уменьшать объем горно-капитальных СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ © В.Р. Рахимов, А.Л. Аввакумов, Х.Х. Абдурахманов, 2000 УДК 622.271.3 В.Р. Рахимов, А.Л. Аввакумов, Х.Х. Абдурахманов ОСОБЕННОСТИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ НАГОРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Р Рис. 1. Традиционная отработка нагорного месторождения Рис. 2. Поэтапная отработка нагорного месторождения работ и сокращать срок ввода нагор- ного карьера в эксплуатацию. Для исследования параметров по- рядка отработки месторождений вы- сотного типа в настоящее время нами разработана компьютерная модель развития рабочей зоны нагорного карьера с учетом закономерностей традиционной, поэтапной и каскадной разработок [3]. Первая версия про- граммы имеет рабочее название «По- рядок отработки месторождений» и предназначена для работы в операци- онной системе Microsoft Windows’ 95/98 и NT. В компьютерной модели нашли ряд усовершенствований, направлен- ных на создание более мощных алго- ритмов и учета трех возможных вари- антов порядка отработки месторожде- ний. Так были получены процедуры расчета площадей произвольной фор- мы, расчета слоевых объемов в пре- делах фигур со сложными контурами, экономического сравнения вариантов порядка отработки. Это дает возмож- ность проводить расчеты календарно- го распределения горной массы в привязке к реальным контурам на- стоящего карьера с учетом влияния экономических показателей на эф- фективность ведения горных работ. Полученная компью- терная модель позво- ляет в наглядной фор- ме проследить связь между поэтапной и каскадной разработка- ми путем придания ог- раниченной скорости подвигания крутым участкам бортов, ос- тающихся при поэтап- ной разработке непод- вижными. В компью- терной модели стало возможным анализи- ровать погодовое раз- витие горных работ реального карьера за определенный период времени с получением значе- ний подвигания горных работ по всем горизонтам карьера, измерять углы откоса бортов, подсчитывать объемы и требуемое число экскаваторов по отработке отдельных горизонтов. Необходимо отметить, что разра- ботанная компьютерная модель имеет большое значение при разработке ме- сторождений открытым способом. С ее помощью можно выявлять эффек- тивность того или иного варианта раз- работки месторождений по величине горно-капитальной вскрыши, сроку строительства карьера, степени ста- бильности добычи полезных ископае- мых, величине прибыли от эксплуата- ции месторождения. Первая версия программы «Поря- док отработки месторождений» по- зволяет выполнять следующие опера- ции: 1. Проводить гор- но-геометри-ческий анализ работы карьера и экономическое срав- нение вариантов. 2. Анализировать развитие горных работ реального карьера за определенный период с получением: значений скоростей подвигания фронта горных работ по всем гори- зонтам, углов откосов бортов карьера, подсчетом объемов и числа экскава- торов по отдельным горизонтам. 3. Рассчитывать площади любой формы и конфигурации. 4. Вводить исходные данные в удобном для пользователя интерак- тивном режиме. 5. Получать графики по резуль- татам исследования горно- геометрического анализа с выводом их на печатающее устройство. 6. Получать компьютерную мо- дель карьера на профиле месторожде- ния. 7. Исследовать и обосновывать порядок отработки месторождений нагорных и равнинных месторожде- ний. 8. Проводить качественные ис- следования и давать рекомендации по дальнейшему развитию карьера при его реконструкции, а также при нали- чии в рабочей зоне неблагоприятных факторов развития горных работ. Для анализа изменения во времени объемов горной массы и экономической эффективности на компьютерной модели было выбрано положение карьера при отработке нагорных месторождений при косогоре 27 0 (рис. 1, 2 и 3). При сравнении этих вариантов по календарному распределению объе- мов руды и вскрыши можно отметить, что традиционной отработке нагорно- го месторождения характерны боль- шой срок ввода карьера в эксплуата- цию и значительные объемы горно- капитальных работ. Поэтапной разра- ботке характерно уменьшение как срока ввода карьера в эксплуатацию, так и сокращение объема горно- капитальных работ. При каскадной отработке месторождений также на- блюдается их уменьшение (рис. 4). Можно отметить, что с уменьшением угла косогора при традиционной раз- работке величина горно-капитальных работ уменьшается незначительно. При поэтапной и каскадной разработ- ках этот параметр уменьшается более Рис. 3. Каскадная отработка нагорного месторождения Рис. 4. Календарное распределение объемов вскрыши и руды при традиционной (1), поэтапной (2) и каскадной (3) отработ- ках нагорного месторождения Рис. 5. Экономическая эффективность вариантов отработки нагорного месторождения 14 чем вдвое. Разница в объемах горно- капитальных работ между традици- онной с одной стороны и поэтапной и каскадной разработках с другой - ко- леблется от 2 до 7 раз. Анализ экономической эффективно- сти показывает, что при каскадной разработке обеспечивается больше прибыли (рис. 5) по сравнению с тра- диционной и поэтапной разработка- ми. С уменьшением угла откоса косо- гора разница в прибыли между этими вариантами возрастает в пользу кас- кадной отработки нагорных месторо- ждений. Таким образом, при данных условиях каскадная разработка более выгодна по сравнению с традицион- ной и поэтапной разработками. С П И С О К ЛИТЕРАТУРЫ 1. Аввакумов А.Л. Исследование и обоснование порядка отработ- ки месторождений высотного типа с крутым склоном и несогласным залеганием рудных тел. Канд. дисс. М., МГИ, 1990 г. 2. Рахимов В.Р., Аввакумов А.Л.. Области применения каскадной разработки месторождений открытым способом. Тезисы междуна- родной научно-технической конференции. Ташкент. 1999 г. 3. Аввакумов А.Л., Абдурахманов Х.Х., Татаринцев С.В. Компь- ютерная модель развития рабочей зоны нагорного карьера при кас- кадной разработке месторождения. Тезисы международной научно- технической конференции. Ташкент. 1999 г. Рахимов Вахаб Рахимович – чл.-корр. Академии наук Республики Узбекистан, доктор технических наук, профессор, Ташкентский государственный технический университет. Аввакумов Александр Леонидович – кандидат технических наук, Ташкентский госу- дарственный технический университет. Абдурахманов Хусалиддин Хусаиддинович – магистр, Ташкентский государствен- ный технический университет. |