книги / Открытые горные работы

Таблица 2.1 Граничный коэффициент вскрыши в проектах угольных карьеров

Рис. 2.1. Схема к определению конечной глубины карьера: α – угол падения полезного ископаемого; βв – угол откоса нерабочего борта карьера со стороны висячего бока залежи; βл – то же со стороны лежачего бока залежи полезного ископаемого; Hк – конечная глубина карьера

Таблица 2.2 Угол откоса нерабочего борта карьера

11

Для наклонных залежей при расчете конечной глубины карьера (м) формула (2.1) примет вид:

где α – угол падения полезного ископаемого, град.

Для горизонтальных залежей полезных ископаемых конеч-

ная глубина карьера определена природой. В этом случае решается вопрос, каким способом разрабатывать месторождение – открытым или подземным. Для этого вычисляется линейный коэффициент вскрыши:

kв.л mв hн , mп.и

где mв – мощность вскрышных пород, м; mп.и – мощность полезного ископаемого, м; hн – мощность наносов, м (на рис. 2.1 наносы показаны пунктиром).

При kгр kв.л месторождение следует разрабатывать открытым способом, а при kгр kв.л – подземным.

Для простых по форме крутых залежей полезных ископаемых параметры карьера определяются следующим образом:

–длинакарьерапоповерхности(попростираниюзалежи)(м)

где Lд – длина дна карьера, м;

– ширина карьера по поверхности (в крест простирания залежи) (м)

12

ср в 2 л .

Для простых по форме наклонных залежей полезных ископаемых параметры карьера определяются следующим образом:

–длина карьера по поверхности вычисляется по форму-

ле (2.3);

–ширина карьера по поверхности (м)

Для простых по форме горизонтальных залежей полезных ископаемых параметры карьера определяются следующим образом:

–длина карьера по поверхности вычисляется по форму-

ле (2.3);

–ширина карьера по поверхности (м) рассчитывается по формуле:

2.2.Практическая часть

Всоответствии с условиями индивидуального задания необходимо:

1) рассчитать главные параметры карьера (конечную глубину и максимальные размеры);

2) на данном этапе работы изобразить только внешний контур карьера и предполагаемые границы карьера в вертикальных проекциях в масштабе 1:5000;

3) отобразить отрабатываемую крутонаклонную рудную залежь, для разработки которой проектируется карьер

(рис. 2.2).

13

3. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ВСКРЫШИ

3.1. Теоретическая часть

Цель данной работы состоит в том, чтобы наряду с освоением сути самого понятия «коэффициент вскрыши» научиться определять его численные значения при различных условиях залегания полезных ископаемых и оценить динамику изменения контурного и текущего коэффициентов вскрыши с увеличением глубины карьера.

Коэффициент вскрыши kв – это количество вскрышных пород, приходящееся на единицу полезного ископаемого.

Коэффициент вскрыши может быть весовым, если количество породы и полезного ископаемого измеряется в тоннах (т/т), объемным, если и то и другое измеряется в кубических метрах (м3/м3), и смешанным, если объем породы измеряется в м3, а количество полезного ископаемого – в тоннах (м3/т). Последний вид kв используется наиболее часто.

В практике открытых горных работ и при проектировании карьеров используют несколько видов коэффициентов вскрыши: средний (средний геологический, средний промышленный, средний эксплуатационный), текущий, контурный, граничный и др.

Средний геологический коэффициент вскрыши kсрг –

отношение объема вскрышных пород в конечных контурах карьера к геологическим запасам полезного ископаемого в этих же контурах.

Средний промышленный коэффициент вскрыши kсрпр –

отношение объема вскрышных пород в конечных контурах карьера к промышленным запасам полезного ископаемого в этих же контурах. При расчетах геологические запасы полезного ископаемого умножаются на коэффициент извлечения

15

полезного ископаемого при разработке месторождений, который учитывает его потери в процессе производства горных работ и величина которого всегда меньше единицы ( < 1).

Средний эксплуатационный коэффициент вскрыши kср –

отношение общего объема вскрышных пород в конечных контурах карьера V (м3) к промышленным запасам полезного ископаемого Q (т) в контурах карьера при данной глубине разработ-

ки Нк (рис. 3.1, а):

Рис. 3.1. Схемы к определению коэффициентов вскрыши

Контурный коэффициент вскрыши kк – отношение объ-

ема вскрышных пород Vк, вынимаемого за счет расширения контуров карьера, к извлекаемым при этом запасам полезного ископаемого Qк (рис. 3.1, б):

Текущий коэффициент вскрыши kтек – отношение объе-

ма вскрышных пород Vт, перемещаемых из карьера в отвалы за определенный промежуток времени (месяц, квартал, год), к количеству добытого за это время полезного ископаемого Qт.з

(рис. 3.1, в):

16

Объем горной массы и запасов полезного ископаемого (м3) в конечных контурах карьера при разработке наклонных и крутых залежей со сложной непостоянной конфигурацией в плане и сечении определяется по следующим формулам соответственно:

где Si, …, Sn – площадь всей горной массы в параллельных поперечных (горизонтальных) сечениях, м2 (при определении объема полезного ископаемого принимается равной площади залежи полезного ископаемого); h1–2, …, hi–n – расстояние между соседними сечениями, м (для удобства расчетов принимается равным 25 м).

Объем горной массы или полезного ископаемого, заключенный между двумя параллельными поперечными (горизонтальными) сечениями:

где L11 и L12 – длины, снятые с вертикального разреза А–А по граничному контуру карьера, м; L21 и L22 – длины, снятые с вертикального разреза В–В по граничному контуру карьера, м.

Измерение длин по разрезам в формуле (3.6) производится с точностью до 0,5 мм.

Результаты измерений и расчета по формулам (3.4)–(3.6) для удобства приводятся в таблице, оформленной согласно табл. 3.1.

17

Таблица 3.1

Расчет объемов массы породы и полезного ископаемого

где γв и γп.и – объемная масса (плотность) пород вскрыши и полезного ископаемого соответственно, т/м3.

3.2. Практическая часть

По построенному ранее предполагаемому контуру карьера необходимо определить объем горной массы и объем полезного ископаемого, используя формулы (3.4)–(3.6). Результаты измерений и расчетов необходимо свести в табл. 3.1.

На чертеже, получившемся в данный момент времени (см. рис. 2.2), следует произвести углубление карьера на 50 м и определить контурный коэффициент вскрыши. Сделать выводы о рациональности углубления карьера.

18

3.3.Контрольные вопросы

1.Что такое коэффициент вскрыши?

2.Дайте определение среднему геологическому коэффициенту вскрыши.

3.Дайте определение среднему промышленному коэффициенту вскрыши.

4.В чем заключается отличие среднего геологического коэффициента вскрыши от среднего промышленного?

5.Дайте определение среднему эксплуатационному коэффициенту вскрыши. Приведите схему к расчету.

6.Как перевести величину коэффициента вскрыши, выраженную в м3/м3, в величину, выраженную в т/т?

7.Дайте определение контурному коэффициенту вскрыши. Приведите схему к расчету.

8.Дайте определение текущему коэффициенту вскрыши. Приведите схему к расчету.

19

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАБОЕВ ПРИ ВЫЕМКЕ ГОРНЫХ ПОРОД КАРЬЕРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ С ПОГРУЗКОЙ В СРЕДСТВА ТРАНСПОРТА

4.1. Теоретическая часть

Целью данной работы является изучение подходов к определению основных параметров забоев карьерных экскаваторов (высоты уступов, ширины заходки, углов откоса уступа и параметров места расположения экскаватора) в соответствии с технологическими свойствами пород и параметрами экскаваторов, а также освоение методики расчета производительности экскаваторов.

Часть толщи горных пород в карьере, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая самостоятельными средствами выемки, погрузки и транспорта, называется уступом. Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производится выемка пустых пород или добыча полезного ископаемого.

Уступ имеет нижнюю и верхнюю площадки, откос и бровки (рис. 4.1). Откосом уступа 3 называется наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства. Линии пересечения откоса уступа с его верхней

инижней площадками называются соответственно верхней 4

инижней 5 бровками.

Высота уступа Ну устанавливается с учетом безопасной работы и зависит от размера экскаваторов и физико-технических свойств пород.

Горизонтальные поверхности рабочего уступа, ограничивающие его по высоте, называют верхней 1 и нижней 2 площад-

20