Лекция 4 Главные параметры карьера
 Скачать 167 Kb.
|
Лекция 4: «Главные параметры карьера»План лекции 4.1 Определение общего объема горной массы в контурах карьера 4.2 Определение конечной глубины карьера 4.3 Определение размеров дна карьера 4.4 Углы откосов бортов карьера 4.5 Установление объёмов запасов полезных ископаемых в контурах карьера 4.6 Объем вскрыши в контурах карьера 4.7 Размеры карьера на уровне поверхности Главными параметрами карьера являются: объём горной массы; конечная глубина; размеры по подошве; углы откосов; запасы полезного ископаемого; объём вскрыши; размеры на уровне поверхности. 1 Общий объём горной массы в контурах карьера является важнейшим показателем, определяющим производственную мощность предприятия, срок его существования и т.д. Объём горной массы (м3) в контурах карьера, характеризующий масштаб горных работ, определяется по формуле В.В. Ржевского: где S – площадь подошвы уступа, м2; НК – глубина карьера, м; βn – угол откоса n-го участка борта карьера, град.; ℓn – длина n-го участка борта; βср – средний угол откоса борта, град. 4.1 4.2 Если углы откосов всех бортов карьера равны или различаются между собой незначительно, то формула (4.1) примет вид: 4.3 где Р – периметр подошвы карьера. 2 Конечная глубина определяет возможную производственную мощность карьера, размеры его по поверхности, общий объем горной массы (при разработке наклонных и крутых залежей). Конечная глубина карьера при разработке пологих и горизонтальных месторождений определяется отметкой подошвы пласта полезного ископаемого или суммой мощностей вскрыши hВ и полезного ископаемого hИ, т.е. НКК = hВ + hИ НК.К ctg βн НК.К ctg βн ВД βн βн НК.К НК.К βр βр НК.П. ctg βр НК ctg βр ВД Рисунок 4.1 – Схема к определению коечной глубины карьера Экономическая целесообразность разработки горизонтальных и пологих месторождений открытым способом решается путем сравнения среднего и граничного коэффициентов вскрыши. Месторождение целесообразно разрабатывать открытым способом при Кср ≤ Кгр . При разработке крутых залежей конечная глубина карьера определяется из выражения: , где mГ – горизонтальная мощность залежи, м; LД – длина дна карьера, м; βН – угол откоса нерабочего борта карьера, град.; Кгр – граничный коэффициент вскрыши. Аналитический метод расчета конечной глубины карьеров является приближенным, т.к. он не учитывает всех горно-геологических, топографических и других особенностей месторождения. Для более точного решения этого вопроса применяют графический метод и метод вариантов. 3 Размеры дна карьера устанавливаются оконтуриванием разрабатываемой части на отметке конечной глубины карьера. Минимальные размеры дна карьера определяются условиями безопасной выемки и погрузки пород на нижнем уступе. Размеры дна карьера в конечных границах при разработке горизонтальных месторождений определяются контурами залежи в плане на отметке подошвы. При разработке наклонных и крутых месторождений минимальная ширина дна карьера определяется условием безопасного ведения горных работ и составляет 30-40 м. Длина дна карьера принимается равной протяженности залежи по простиранию (при незначительной ее длине). В случае большой протяженности залежи длина дна карьера по техническим соображениям принимается 3-4 км. Минимальная длина дна карьера должна находится в пределах 70-100 м. При разработке наклонных и крутых залежей значительной мощности объем извлекаемого полезного ископаемого в конечных контурах карьера зависит от положения дна карьера относительно боков залежи, что в конечном счете оказывает влияние на показатели открытой разработки. Так при известной длине дна карьера объем запасов полезного ископаемого определяется по формуле: Vn = [mГ НК – (S1 + S2)] LД 4.5 где S1, S2 – соответственно площадь оставляемого со стороны висячего и лежачего бока полезного ископаемого при разработке дна карьера внутри залежи β3 mг x S2 βН ВД S1 Рисунок 4.2 – Схема к выбору положения дна карьера Таким образом, оптимальное положение дна карьера, обеспечивающее извлечение максимального объема полезного ископаемого имеет вид, если S1 + S2 → min где х – расстояние от дна карьера до лежачего бока залежи,м; β3 – угол падения залежи, град. 4.6 4.7 4.8 4 Угол откоса бортов карьера на момент погашения горных работ определяется 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. где НК – глубина карьера, м; hу – высота уступа, м; α – угол откоса уступа, град.; Σhу · ctg α, ΣвТ, Σвn, ΣвКТ – соответственно суммарная ширина горизонтальных заложений откосов уступов предохранительных берм, транспортных берм, оснований капитальных траншей. 4.9 Ширина транспортной бермы определяется по формуле (смотреть рисунок 4.3) ВТ = z + T + K (4.10) z = hy (ctg αе - ctg αp) (4.11) где z – ширина основания призмы возможного обрушения, м; αе – угол естественного откоса уступа, градусы; αp – угол откоса рабочего уступа, градусы; ВТ – ширина транспортной бермы, м; Т = 47,5 м – ширина транспортной полосы; К = 0,50,7 – ширина кювета, м. Величина ВТ зависит от вида и интенсивности движения карьерного транспорта. При автотранспорте она принимается в пределах 5-10 и 8-20 м соответственно для одно- и двуполостного движения. Для железнодорожного транспорта при однопутном движении она равна 8 м, при двухпутном 12-14 м. Ширина основания капитальных траншей при одно и двухпутном движении принимается 7,6 и 11,5 м соответственно. αр αе hy hy Bn K T z ВТ Рисунок 4.3 – Схема к определению ширины транспортной бермы ВТ Вn – ширина предохранительной бермы 5 Запасы полезного ископаемого в контурах карьера – важнейший показатель, определяемый возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки. Запасы в пределах каждого уступа (горизонта) и карьерного поля в целом устанавливаются при разработке месторождения, а затем уточняются и пересчитываются в контурах карьера при проектировании и эксплуатации его в соответствии с установленными и периодически изменяющимися кондициями на полезное ископаемое. Объем запасов полезного ископаемого в контурах карьера определяется по следующим формулам: горизонтальные залежи (4.12) наклонные и крутые залежи (4.13) где hН – мощность наносов, м. 6 Объем вскрыши в контурах карьера определяется из выражения Vв = Vг.м - Vи (4.14) 7 Размеры карьера на поверхности по простиранию и вкрест простирания залежи определяется размерами залежи, дна карьера, глубины и углов откоса его бортов. Они устанавливаются графически или аналитически. Форма карьера в плане обычно близка к овальной. Длина карьера изменяется от сотен метров до 8 км, а ширина в зависимости от типа месторождения до 4 км. Длина карьера LК и ширина Вк для крутопадающих залежей в конечных контурах карьера на уровне дневной поверхности определяются по формулам LK = LД + 2HK · ctgBK (4.15) ВK = ВД + 2HK · ctgBK (4.16) где ВД – ширина дна карьера (30-40 м). |