Недропользования. Закон О недрах. Требования к охране недр
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
5.1. Технология проведения лекционного занятия
5.2. Технологическая карта проведения лекционного занятия на тему “Ведущие принципы регулирования отношений недропользования зарубежного законодательства и международного права”
1. Определение глубины карьера. Глубина карьера – расстояние по вертикали между господствующим уровнем поверхности и дном карьера или между его верхним и нижним контурами. Различают проектную, конечную и предельную глубину карьера. Проектная глубина карьера – максимальная расчетная глубина, которая устанавливается утвержденным проектом карьера и соответствует определенному уровню развития техники. Конечная глубина карьера соответствует фактически достигнутой глубине горных работ к моменту погашения карьера. Предельная глубина карьера определяется условиями экономической целесообразности применения открытых горных работ. При проектировании разработки относительно однородных пластообразных месторождений полезных ископаемых открытым способом, когда земная поверхность представляет собой равнину, задача определения конечной глубины карьера решается аналитическим методом. Для крутых залежей полезных ископаемых конечная глубина карьера рассчитывается по формуле проф. Б.П. Боголюбова:  (1.6.1) где: тг - горизонтальная мощность залежи полезного ископаемого, м;  - граничный коэффициент вскрыши, м3/м3;βв - угол откоса нерабочего борта карьера со стороны висячего бока залежи полезного ископаемого, градус; βл - угол откоса нерабочего борта карьера со стороны лежачего бока залежи полезного ископаемого, градус;  - коэффициент извлечения полезного ископаемого из недр, доли единицы.kиз= 1 - kп (1.6.2) где kп - коэффициент потерь полезного ископаемого, доли единицы. В формуле (1.6.1) граничный коэффициент вскрыши представляет собой отношение объема вскрышных пород к объему полезного ископаемого. Его определение является сложной технико-экономической задачей, предусматривающий расчет нескольких вариантов карьера с разной глубиной. В то же время на стадии предварительной оценки граничный коэффициент вскрыши может быть определен по формуле:  , м3/м3 (1.6.3)где  - цена товарной руды (применяется по биржевым данным), сум/т; - себестоимость вскрышных работ (принимается по аналогичным или примерным расчетам), сум/м3; - объемный вес полезного ископаемого в плотном теле (массиве), т/м3.Цена товарной руды и себестоимость вскрыши принимается по аналогии с карьерами на месторождениях с близкими горно-геологическими условиями, по результатам технико-экономических расчетов или по биржевым данным. Физический смысл некоторых величин, входящих в формулу (1.6.1), поясняется на рис. 1.6.1.  Рис. 1.6.1. Схема к определению конечной глубины карьера: α – угол падения залежи Углы откосов нерабочих бортов карьера для крутых залежей полезного ископаемого принимаются одинаковыми и определяются по таблице 1.6.1. В расчетах по формуле (1.6.1) значение угла откоса нерабочего борта карьера со стороны лежачего бока принимается по табл.1.6.1 при βл ≤ α и βл = α при βл > α. Таблица 1.6.1 Ориентировочные значения углов откоса нерабочего борта карьера
При расчете конечной глубины карьера для наклонных залежей полезного ископаемого формула (1.6.1) имеет вид:  (1.6.4)где α - угол падения залежи, градус. Для горизонтальных и пологих залежей полезных ископаемых конечная глубина карьера определена природой. Вопрос состоит в том, каким способом разрабатывать месторождение - открытым или подземным. Для этого вычисляется линейный коэффициент вскрыши (kвл), который равен:  (1.6.5)где  - мощность вскрышных пород, м; - мощность полезного ископаемого, м; - мощность наносов, м (на рис. 1.6.1 граница наноса показана пунктиром).Граница по глубине между открытыми и подземными работами определяется по равенству затрат на добычу, что ориентировочно определяется равенством граничного kср и линейного kвл коэффициента вскрыши. При kгр ≥ kвл месторождение следует разрабатывать открытым способом, а при kгр а) крутые залежи - длина карьера по поверхности (по простиранию залежи) равна: Lп = Lд + 2Нк ctg βв, м, (1.6.6) где Lд - длина залежи полезного ископаемого по простиранию, м; - ширина карьера по поверхности (в крест простирания залежи) равна: Шп = Шд + 2Нк ctg β(1)ср (1.6.7) где Шд - ширина дна карьера, м, Шд = 20-30м; β(1)ср – средний угол откоса нерабочих бортов карьера, градус, б) наклонные залежи Длина карьера по поверхности вычисляется по формуле (1.6.6). Ширина карьера равна: Шп = Щд+Hк(ctg βв + ctg α), м, (1.6.8) в) горизонтальные залежи Длина карьера по поверхности также вычисляется по формуле (1.6.6). Ширина карьера равна: Шп = Lш + 2HR ctg βв, м, (1.6.9) где Lш - ширина залежи полезного ископаемого, м. 3. 0бъем горной массы в конечных контурах карьера определяется по формуле академика В.В. Ржевского [7]:  , м3 (1.6.10)Средний геологический (kвг) и средний эксплуатационный (kвп) коэффициенты вскрыши вычисляются по формулам:  ; (1.6.11) . (1.6.12)Текущим коэффициентом вскрыши kт называется отношение объема вскрышных пород Vвт, фактически перемещенных в отвалы за определенный отрезок времени (месяц, квартал, год), к количеству Кпт добытого полезного ископаемого Vит за этот же период:  (1.6.13)Граничный коэффициент вскрыши kгр представляет предельный объем вскрышных пород на единицу полезного ископаемого, который допустим для экономически целесообразной отработки месторождения открытым способом. Плановый коэффициент вскрыши kпл представляет собой отношение объема вскрышных пород на единицу полезного ископаемого, которое используется при планировании горных работ. От соотношения текущих объемов вскрышных и добычных работ зависит производственная мощность карьера. 8. Производственная мощность карьера. Производственную мощность карьера определяют исходя из заданного темпа углубки карьера: - по руде: Мпм= mг·Lд·hг· γп.и ·kиз, т/год (1.6.14) где hг - годовой темп углубки карьера, м/год. - по вскрыше: Vвг = Мпмkвп, м3/год. (1.6.15) Практически темп углубки при погрузке в железнодорожный транспорт составляет 10-12 м/год, при погрузке в автомобильный транспорт – 20 - 30 м/год. Производственная мощность карьера не является величиной постоянной, а изменяется по мере развития карьера во времени и пространстве. Эти изменения обусловлены, главным образом, увеличением объемов вскрышных пород по мере роста глубины разработки и должны учитываться при выборе режима горных работ. Под режимом горных работ понимается установленная проектом последовательность и объемы выполнения вскрышных и добычных работ в границах карьерного поля для обеспечения планомерной, безопасной и экономически эффективной разработки месторождения за весь срок существования карьера. Режим горных работ оценивается по графику (1.6.2), на котором показываются изменения объемов добычных и вскрышных работ во времени. На этом графике выделяются периоды с постоянной производительностью карьера по вскрыше, которая увеличивается или уменьшается при переходе к следующему периоду работы карьера [7].  Рис. 1.6.2. Календарные графики режима горных работ: а – одноэтапный; б – двухэтапный; 1, 2 – объемы добычных и вскрышных пород Периоды работы карьера с относительно постоянным объемом вскрышных работ называют календарными этапами развития карьера. При небольшом сроке существования карьера (до 15-20 лет) стремятся к одноэтапному развитию карьера, а при длительном – переходят к развитию карьера в несколько этапов. В первом случае стремятся работать с постоянным текущим коэффициентом вскрыши, а во втором - вынуждены работать со ступенчато возрастающим или убывающим по этапам текущим коэффициентом вскрыши в соответствии с установленным графиком режима горных работ (рис. 1.6.2). Продолжительность каждого этапа увязывают со сроком службы основного горно-транспортного оборудования. При этом переход от этапа к этапу приурочивают к моменту, когда становится необходимой реконструкция карьера с изменением схемы вскрытия и замена физически и морально устаревшего оборудования, что требует привлечения дополнительных финансовых ресурсов. Календарным этапам на графике режима горных работ соответствуют пространственные этапы развития карьера, на которые разделяется пространство в конечных контурах карьера (рис. 1.6.3). В результате выделения пространственных этапов в карьере появляются промежуточные контуры карьера, отделяющие один этап от другого. 8. Срок службы карьера. Создание любого карьера требует определенной подготовки и опережающего вложения средств. Такая подготовка может включать отвод рек, вырубку леса, удаление и складирование плодородного почвенного слоя, сооружение первичных подъездных путей, создание специальных площадок для монтажа оборудования, проведение специальных работ по осушению карьерного поля и его ограждению от постоянного притока подземных и поверхностных вод. После выполнения подготовительных работ ведутся горно-капитальные работы, к которым относятся первоначальные вскрышные работы, проведение капитальных вскрывающих траншей и котлованов, создание первоначальных отвальных насыпей. Выполнение этих работ обеспечивает доступ к полезному ископаемому и возможность планомерного ведения вскрышных и добычных работ в соответствии с проектными показателями. С этого момента карьер сдается в эксплуатацию, а в карьере начинают вестись эксплуатационные горные работы, к которым относятся вскрышные и добычные работы, а также работы горно-подготовительные работы по вскрытию новых горизонтов карьера, удлинению разрезных траншей, развитию отвалов.  На практике карьер наращивает свою производительность до проектного уровня постепенно. Этот период, в течение которого карьер выходит на проектную производительность, называется периодом освоения проектной мощности карьера То, а после выхода на проектную мощность – периодом работы с проектной мощностью Тп. Заключительной стадией существования карьера, связанной с выработкой запасов месторождения, является период «затухания» горных работ Тз, в течение которого производительность карьера уменьшается с проектного значения до полного прекращения вскрышных и добычных работ. В общем виде срок службы карьера Т определяется по формуле: Т = Тр +Тп +Тз, (1.6.16) где Тр, Тз - соответственно, время развития и затухания карьера (Тр = Тз = 1 - 2 года), лет; Тп - время работы карьера с постоянной производственной мощностью, лет:  – (Тр + Тз) . (1.6.17)Годовая производительность карьера по горной массе определяется по формуле: Vг.м = Vвг +  , м3/год (1.6.18)Пример 1.6.1. Определить конечную глубину карьера при разработке месторождения со следующими параметрами: мощность рудного тела m = 30 м; угол падения рудного тела α = 600; вмещающие породы с коэффициентом крепости f = 10; объемный вес руды γпи = 2,6 т/м3; коэффициент извлечения полезного ископаемого из недр kиз = 0,9. Решение. По аналогии с карьером на месторождении со сходными условиями цена товарной руды составляет Цтр = 50 000 сум/т, а себестоимость вскрыши Свскр = 1 000 сум/м3. Согласно формуле (1.6.3) граничный коэффициент вскрыши составляет:  = 3,8м3/м3По табл. 1.6.1 определяем, что для пород с f =10 ориентировочно угол наклона борта карьера можно принять βв = βл = 400 . Горизонтальная мощность рудного тела определяется по формуле (1.3.1):  = 34,5 м.После подстановки известных значений в формулу (1.6.1) получим конечную глубину карьера:  = 49 м ≈ 50 мКонтрольные вопросы: Какие различия между полезным ископаемым и месторождением? При каких условиях применяют открытый способ добычи полезного ископаемого, а при каких – подземный? Перечислите элементы и параметры залежи. Перечислите базовые характеристики горных пород. Какие части содержит проект карьера? Чем отличаются полезные ископаемые от пустых пород? Объясните последовательность технологических процессов горных работ. По каким параметрам классифицируются месторождения открытой разработки? Назовите физико - механическим свойства горных пород. Перечислите все элементы и параметры карьера. Перечислите очередность технологических процессов. Объясните сущность главной задачи проектирования карьеров. Расскажите об основных этапах проектирования карьера Перечислите разновидности коэффициентов вскрыши? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||