CC BY
13
УДК 622.271.3
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СПЛОШНОЙ-УГЛУБОЧНОЙ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ с землесбережением
Н.М. Качурин, Е.В. Курехин
Обоснование параметров систем открытой разработки с продольным фронтом горных работ в условиях сложноструктурных угольных месторождений позволяет повысить эффективность открытого способа. В этой связи проанализированы параметры систем разработки, их влияние на объемы вскрышных пород, запасы угля. Разработана сплошная углубочная продольная система разработки угольных месторождений с землесбережением, обеспечивающая рациональный режим горных работ и восстановление нарушенных земельные ресурсы в процессе эксплуатации месторождения.
Ключевые слова: система разработки, режим горных работ, сложнострук-турные угольные месторождения, землесбережение.
Введение
Добыча угля открытым способом в Росси ежегодно увеличивается на 6...8 % и в 2021 г составила 325,4 т. [1]. Предприятиями угольной промышленности ежегодно нарушается порядка 2,0.2,5 тыс. га земель [2]. Наибольший рост нарушений приходится на Кузбасс, что обусловлено особенностями применения способов и систем разработки.
Продольная система открытой разработки позволяет иметь устойчивый фронт добычных работ, что позволяет эффективнее извлекать запасы нижних горизонтов. При этом большая часть вскрышных пород направлена на внешние отвалы, что приводит к значительным нарушениям земельных отводов. Данные недостатки можно свести к минимуму, если изменить порядок отработки карьерных полей разрезов, применить на крутопадающих и наклонных месторождениях продольную блоковую систему разработки, с размещением вскрышных пород в пространстве предыдущего отработанного блока [3]. При этом значительно сократится площадь поверхности, занимаемая внешними отвалами.
Обоснование системы разработки предусматривает установление количественных зависимостей между основными размерами залежи, карьерного поля, параметрами элементов системы разработки, параметрами и расстановкой оборудования и производственной мощности карьера по добычным, вскрышным и горно-подготовительным работам [4].
Равномерный режим горных работ предлагали В. В. Ржевский [5, 6] и К. Н. Трубецкой [7]. В. С. Хохряков предложил для достижения рационального режима горных работ использовать коэффициента вскрыши [8,
Равномерное распределение объемов вскрышных пород достигается за счет переноса «пиковых» объемов вскрышных работ на более ранний период эксплуатации карьера [10] или на более поздний [11 - 14].
В зарубежной практике также используют рациональный режим на разрезах [15, 16].
Угледобывающим предприятиям свойственно высокое потребление как производственных и экономических ресурсов, так и природных земельных ресурсов, что ведет к относительно большой землеемкости угледобычи. Применяемые на разрезах технологии с внешним отвалообразова-нием не позволяют коренным образом решить эту проблему. Требуется внедрение новых, известных науке технологий открытой угледобычи, основанных на современных принципах ведения горных работ и позволяющих, с одной стороны, снизить себестоимость добычи угля и повысить конкурентноспособность угля, а с другой - максимально сократить потребность в земельных ресурсах, сократить разрыв во времени между нарушением и восстановлением нарушенных земель, обеспечить высококачественное воспроизводство земельных ресурсов в процессе эксплуатации месторождения.
Одним из направлений решения проблемы ресурсосбережения и экологизации открытой угледобычи в целом является преобразование в структуре потребления ресурсов за счет вовлечения в производственный процесс техногенного ресурса - выработанного пространства - взамен земельного (природного).
Исходя из сказанного решения проблемы ресурсосбережения и охраны окружающей среды при открытой угледобычи является актуальным и имеет большое народно-хозяйственное значение для страны.
Основная часть
Основой повышения эффективности и расширения области применения технологии горных работ с внешним отвалообразоанием при эксплуатации неглубоких залежей угольных месторождений ограниченной длины является адаптация существующих систем разработки с внешним отвалообразованием и, или применение смешанных систем разработки с формированием порядка отработки рабочей зоны карьера и размещением вскрышных пород в карьерной выемке отработанного участка. Это позволит реализовать технологические преимущества, свойственные группам систем разработки.
В основу создания смешанной системы разработки заложено изменение порядка формирования карьерного пространства. Достоинствами этой системы: возможность снижения «пиковых» объемов вскрыши, значительное сокращение землеемкости извлечения угля, снижение дальности транспортирования породы и следовательно снижение затрат на разработку угольного месторождения.
Так, например, применение сплошной углубочной продольной системы разработки с размещением вскрышных пород в карьерной выемке отработанного участка.
Классификация систем открытой разработки угольных месторождений с землесбережением представлена в табл. 1.
Порядок отработки карьерного поля по сплошной углубочной продольной двухбортовой системе разработки сложноструктурного угольного месторождения заключается в следующем (рис. 1).
Верхняя зона карьера отрабатывается по сплошной системе разработки, нижняя по продольной углубочной системе разработки.
Первоначально производят вскрытие угольного месторождения, представленного крутопадающей залежью сложного строения, относительно небольшой мощности и имеющими ограниченные размеры по простиранию, так и в крест простирания.
Первым этапом отработка вскрышных пород и угля, расположенных в верхней части карьера на высоту рабочей зоны, осуществляется по сплошной продольной системе разработки, нижняя часть карьера по углу-бочной продольной системе разработки (рис. 1).
Вскрытие первого горизонта осуществляется разрезной траншеей, пройденной в центре карьерного поля со стороны висячего бока (рис. 1). Вскрышную породу от проходки разрезной траншеи перемещают с применением автомобильного транспорта во внешний отвал или в карьерную выемку, оставшуюся от разработки предыдущего участка. Далее осуществляют разработку угольного пласта I (рис. 1), расположенного в центральной части карьера с применением гидравлического экскаватора «обратная лопата» и автомобильного транспорта.
Вскрышную породу отрабатывают сплошным продольным фронтом горных работ до угольного пласта I (рис. 1, 1-3; 1'-3'). Для связи верхних горизонтов карьера с нижележащими проходят съезды (рис. 1, С).
Вторым этапом отработка вскрышных пород в траншейном забое и угольного пласта II, со стороны лежачего и висячего бока (рис. 1, 4-5; 4'-7'; 6-12; 8'-11'), расположенных в средней и нижней части карьера осуществляется по продольной углубочной системе разработки. С углублением горных работ до формирования дна карьера, под углом (Р), обеспечивающим устойчивость бортов карьера.
Таблица 1
Классификация систем открытой разработки угольных месторождений с землесбережением
Система разработки Подгруппа Условия залегания угольных пластов Характеристика схемы Общий вид системы разработки и схема отвалообразования вскрышных пород в карьерной выемке
Углубочная Углубочная продольная однобортовая Наклонное Вскрышные породы размещаются в карьерной выемке, оставшейся от разработки наклонной залежи '......... 'ч-т^
Смешанная Сплошная-углубочная продольная однобортовая Вскрышные породы размещаются в карьерной выемке, оставшейся от разработки крутой залежи
Углубочная Углубочная продольная двухбортовая Крутое Вскрышные породы размещаются в карьерной выемке, оставшейся от разработки наклонной залежи
Смешанная Сплошная-углубочная продольная двухбортовая Вскрышные породы размещаются в карьерной выемке, оставшейся от разработки крутой залежи \ Л--г \г
Примечание. направление перемещения рабочей зоны; / * направление перемещения вскрышных пород.
Рис. 1. Сплошная углубочная продольная двухбортовая система разработки сложноструктурного угольного месторождения
В результате анализа систематизированы продольные системы открытой разработки угольных месторождений с управлением параметрами рабочей зоны карьера, которые представлены в табл. 2.
Углубочная продольная двухбортовая система разработки характеризуется углублением фронта горных работ с постоянной высотой уступа 10 м (табл. 2, схема 2).
Для отработки крупных угольных месторождений с применением экскаваторов большой единичной мощности применение этой системы разработки обусловлено сдвоенными уступами (табл. 2, схема 3).
Для этой системы разработки, возможно, отрабатывать вскрышные породы сдвоенными уступами (табл. 2, схема 4), расположенными в верхней зоне карьера на глубину Явз=(1/4)Як или до глубины карьера Явз=(1/2)Як (табл. 2, схема 5).
Продольные системы разработки с переменной рабочей зоной (сдвоенными уступами) с отработкой их в нижней части карьера (Янз>(1/2)Як), что позволит увеличить годовые объемы вскрышных работ (табл. 2, схема 6).
Смешанная система разработки - сплошная с постоянной высотой уступа, применяется в верхней зоне карьера Явз=(1/3)Як, а в нижней -углубочная система разработки сдвоенными уступами, что позволит обеспечить рациональный режим горных работ с постоянным годовым объемом вскрышных пород (табл. 2, схема 7). Ширина верхней рабочей зоны карьера составляет половине от ширины карьера в плане (а=0,5Вк).
В табл. 2 приняты обозначения; 5рз - площадь рабочей зоны карьера, м2; п - количество уступов; Як - глубина карьера, м; а - ширина рабочей зоны карьера, м; И - высота уступа, м.
В зависимости от порядка развития фронта работ и выбранных параметров системы разработки графики режима горных работ будет разные и, следовательно, изменяется и текущий коэффициент вскрыши. При выборе режима горных работ чаще всего применяются регулируемые параметры системы разработки: длину фронта горных работ, ширину рабочих площадок, высоту уступа, количество уступов.
Одним из наиболее эффективных способов регулирования режима горных работ на крутопадающих месторождениях является изменение угла откоса рабочего борта [17]. Изменение ширины рабочей площадки позволяет варьировать угол рабочего борта, что в свою очередь позволяет подойти к методу управления эксплуатационным коэффициентом вскрыши.
При минимальной ширине рабочей площадки значение угла откоса рабочего борта карьера достигает своего максимального значения, а при максимальном значении ширины рабочей площадки значение угла откоса рабочего борта карьера уменьшается. Поэтому можно выделять ряд зависимостей, которые совершенствуют исследование данного показателя.
Таблица 2
Систематизация продольных систем открытой разработки угольных месторождений с управлением параметрами рабочей зоны карьера
№
Общий вид системы разработки
Характеристика системы разработки
Сплошная продольная двухбортовая (с постоянной рабочей зоной)
Постоянная высота уступа (И)
Sрз = Ё ah,м 2
i= 1
Углубочная продольная двухбортовая (с переменой рабочей зоной)
2
Постоянная высота уступа (И)
^рз = Ё ah, м2
i=1
3
Сдвоенные уступы (И=2М)
^рз = Ё a2h, м2
i=1
Углубочная продольная двухбортовая (с переменной рабочей зоной)
4
Сдвоенные уступы (И=2И) и постоянная высота уступа (И)
и=1/4Нк и>1/4Нк
^рз = X а 2Н + X аН, м2
i=1
i=1
Сдвоенные уступы в верхней зоне карьера (И=2М), постоянная высота уступа в нижней зоне карьера (И).
и =1/ 2 Н к и >1/2 Н к
^рз = X а 2Н + X аН, м2
i=1
i=1
6
Постоянная высота уступа (И) в верхней зоне карьера, сдвоенные уступы в нижней зоне карьера (И=2М).
и=1/2 Н к и >1/2 Н к
^рз = X аН + X а 2Н, м 2
г=1 г=1
Сплошная-углубочная продольная двухбортовая _(с переменной рабочей зоной)_
7
Постоянная высота уступа (И) в верхней зоне карьера, сдвоенные уступы в нижней зоне карьера (И=2М).
и=1/3Нк «=(1/3—1/2)/ Нк и>(1/2)/Нк
^рз = X аН + X аН + X а2Н, м2
г=1 г=1 г=1
И
1
5
Площадь рабочей зоны карьера зависит от системы разработки, высоты рабочей зоны карьера, параметров фронта работ, рабочих параметров экскаватора, ширина рабочей площадки, высота и количества уступов.
В качестве целевой функции следует воспользоваться показателями горного производства: объем вскрышных пород, запасы угля и текущий коэффициент вскрыши.
Математическая модель задачи выглядит следующим образом:
минимизировать
n
V =m;n > 1 (1)
i=1
при условии
V,, ^ const. (2)
а рб ^ max; (3)
Шрп ^ min. (4)
Для формализации и решения задачи математической модели приняты следующие исходные данные: V - суммарный объем вскрышных пород в карьере, м3; Vi - объем вскрышных пород на i-м горизонте, м3; Vв -годовой объем вскрышных пород, м3; Шрп - ширина рабочей площадки по коренным породам, м.
Физический смысл модели:
(1) - целевая функция, имеющая следующее содержание: объем вскрышных пород должен быть минимальным;
(2) - годовой объем вскрыши стремиться к постоянному значению;
(3) - угол откоса рабочего борта карьера стремиться к максимуму;
(4) - ширина рабочей площадки стремится к минимизации.
Из приведенных уравнений видно, что, объем вскрышных пород в карьере может быть получен в результате оптимальной взаимосвязи следующих параметров:
n
ZV = /(арб,Si,Ц,Qi,Нк), (5)
i=1
где Si - площадь рабочей зоны карьера i-го горизонта, м2; Li - длина i-го горизонта, м; Qi - промышленные запасы угля на i-м горизонте, т; Як - глубина карьера, м;
Угол откоса рабочего борта карьера в данном случае описывает функция, которая имеет общий вид:
арб = /(h, n, ШрП), (6)
где h - высота уступа, м; n - количество уступов; Шрп - ширина рабочей площадки по коренным породам, м.
Анализ проектов разработки угольных месторождений показал, что ширина рабочей площадки по коренным породам с применением гидравлических экскаваторов Komatsu PC, Volvo EC, Hitachi ZX, Liebherr изменяется в диапазоне от 37 до 57 м.
Схема к определению угла наклона рабочего борта карьера (арб) показана на рис. 2.
Рис. 2. Схема к определению угла наклона рабочего борта карьера
Для определения площади сечения рабочей зоны карьера (Б, м2) необходимо провести расчет по выражению
S
У
h
0tga рб
h
dy
\-^dy = 1 h2ctgaрб -1 h 2ctga
г» tga 2 2
1
1
(7)
где И - высота уступа, м; а - угол откоса рабочего уступа, град.
Из выражения (7) находим площадь сечения рабочей зоны (Б, м2)
Б = 0,5(С£фН2 - Н2^а). (8)
Площадь полезного ископаемого в рабочей зоне карьера (Бпи, м2) определяется по формуле
П П т
Б™ = У тН =У-—Н, (9)
-пи = Z тгh = Z-i=1 i=1sm Ф
где тг - горизонтальная мощность полезного ископаемого, м; т - нормальная мощность полезного ископаемого, м; ф - уголь падения угольного пласта, град.
Зависимость угла откоса рабочего борта от ширины рабочей площадки является детерминированной и может быть представлена графической зависимостью при минимальных и максимальных значениях (рис. 3).
По результатам исследований, установлена степенная зависимость угла откоса рабочего борта карьера (арб, град.) от высоты уступа, количества уступов и ширины рабочей площадки по коренным породам, которая определяется по формуле
(10)
а = (50,43h + 220,38)n -0,4296 Ш-а852
рп
где И - высота уступа, м; п - количество уступов, ед.; Шрп - ширина рабочей площадки по коренным породам, м. Величина достоверности аппроксимации выражения (11) составляет И2=0,96 %.
Рис. 3. Зависимость угла откоса рабочего борта карьера (арб) от ширины рабочей площадки по коренным породам (Шрп), высоты уступа (к), количества уступов (п)
На основе полученных графиков (рис. 4) установлена зависимость скорости перемещения рабочего уступа (Уф) от ширины экскаваторной за-
ходки (Аэ) и вместимости ковша экскаватора (Е, м3).
5 10 15 20 25 30Аэ, м 5 10 15 20 25 ЗОЛ э, ы Рис. 4. Зависимость скорости перемещения рабочего уступа от ширины экскаваторной заходки
С учетом времени работы экскаватора скорость перемещения рабочего уступа (м/см) определяется по выражению
и = 58,56Еисм / НАэ, (11)
где псм - количество смен в сутках.
Для расчетов показателей карьерного поля при наклонном и крутом падении залежей, использовался линейный метод горно-геометрического анализа карьерных полей на поперечных геологических сечениях, разработанный проф. В.С. Хохряковым [17, 18]. В моделировании приняты следующие исходными данные: нормальная мощность угольных пластов (т) от 2 до 10 м, угол падения свиты угольных пластов (ф, град.) от 27 до 56°. Углы откосов бортов карьера со стороны висячего и лежачего бока соответственно 26 и 45°. Расчет параметров и показателей карьерного поля вы-
полнен в Microsoft Office Excel, а графическое построение в программном комплексе и AutoCAD Civil 3D.
В результате математического моделирования установлена зависимость длины карьерного поля на каждом горизонте от глубины карьера:
L =-2,8789Як +1013,4, (12)
где Нк - глубина карьера по коренным породам, м.
В качестве критерия для сравнения показателей систем открытой разработки приняты следующие показатели: объем вскрышных пород (V, м3); промышленные запасы угля (Q, млн.т); текущий коэффициент вскрыши (Кт, м3/т), которые представлены в табл. 4 (схемы 1-7).
Математическое моделирование процесса оптимизации режима горных работ по выбранным критериям представлено в графическом виде на рис. 5.
а) Vв, млн.м3 y = -0,79x4 + 170,38xî - 12314,67x2 + 298875,90x + 177378,06
3000000 2500000 2000000 1500000 1000000 500000 0
R- = 0,94
3 000 000 2 500 000 2 000 000 1 500 000 1 000 000 500 000 0
-R2 = 0,9
ï
y > Sk
y r \
--1 ✓ \ >
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 й,м
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 й,м
в) V в, млн.м
3 000 000 2 500 000 2 000 000 1 500 000 1 000 000 500 000 0
y = -1,53x4 + 215,54x3 - 10752,94x2 + 223111,05x - 2095,97
R-
= 0,9
10 20 30 40 50 60 70 h, м
Рис. 5. Зависимость объемов вскрышных пород от глубины карьерного поля: а - сплошной (С); б -углубочной (У); в - сплошной-углубочной (СУ) продольной двухбортовой системы разработки
На основе полученных графиков (рис. 4) установлены математические уравнения зависимости объемов вскрышных пород (V, млн м3) от глубины карьерного поля (Нк, м), которые представлены в табл. 3.
Таблица 3
Уравнения, описывающие объем вскрышных пород в карьере
б) Vв, млн.м3 y = -0,01x4 - 17,01x3 + 1786,49x2 - 11604,35x - 51412,22
0
Система разработки Уравнение R2, %
Сплошная Ув = -0,79H4 + 170,38H3 - 12314,67H2 + 298875,9H + 177378,06 0,94
Углубочная ¥в = -0,01H 4 - 17,01H3 + 1786,49H 2 - 11604,35H - 51412,22 0,99
Сплошная-углубочная Ув = -1,53H4 + 215,54H3 - 10752,94H 2 + 223111,05H - 2095,97 0,98
Таблица 4
Показатели продольных систем открытой разработки угольного месторождения
Объем вскрышных
3
пород, млн м3
Промышленные запасы _угля, т_
Текущий коэффициент вскрыши, м3/т
4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
Q, млн.т 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Н к, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Н к, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Н к, м
5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
Q, млн.т
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Н к, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Нк, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80
V, млн.мЗ
5,0 -4,0 -3,0 -2,0 -1,0 -0,0 -
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Нк, м
Q, млн.т 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Нк, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80
V, млн.м3 5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
1,2 -
1,0 -
0,8 -
0,6 -
0,4 -
0,2 -
0,0 -
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Нк, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Q, млн.т 1,0 л
0,8--
0,6--
0,4--
0,2--
0,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Нк, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 10 20 30 40 50 60 70 80
О, млн.т
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
Кт, м^/т 10 8 6 4 2 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Нк, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80
V, млн.м3 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
г - - N
<, млн.т 2,0
—> ■—
0 10 20 30 40 50 60 70 80 #к, м
0 10 20 30 40 50 60 70 80 м
0 10 20 30 40 50 60 70 80 #к, м
схема 1
Схема 1
V, млн.мЗ
Схема 2
Схема 2
Схема 2
12^ -Г т
Схема 3
Схема 3
о, млн.т
Схема 4
Схема 4
Кт, м3/т
Схема 5
Схема 6
Схема 6
Схема 7
Схема 7
Схема 7
К,, м7т
В процессе исследований показателей продольных двухбортовых систем открытой разработки угольных месторождений установлено, что применение сплошной системы разработки обеспечивает резкое увеличение объемов вскрышных пород в начальный период эксплуатации карьера и характеризуется двумя пиковыми значениями промышленных запасов угля и коэффициента вскрыши (табл. 4, схема 1).
Углубочная продольная система разработки обеспечивает увеличение объемов вскрышных пород в конечный период эксплуатации карьера и характеризуется одним или двумя пиковыми значениями промышленных запасов угля и коэффициентом вскрыши (табл. 4, схема 2-5).
Смешанная сплошная-углубочная продольная система разработки позволяет установить рациональный режим горных работ и стабилизировать объем вскрышных пород и одним пиковым значением промышленных запасов угля и коэффициента вскрыши (табл. 4, схема 7).
Заключение
Разработана классификация продольных систем открытой разработки угольных месторождений, отличающаяся тем, что в ней представлены углубочные, сплошные и смешанные системы разработки с землесбе-режением, которая позволит использовать ее при блочной отработке угольных месторождений ограниченной длины, когда вскрышные породы планируется размещать в карьерной выемке предыдущего участка, что обеспечит снижение изъятия земельных ресурсов для внешнего отвалооб-разования и восстановить нарушенных земельные ресурсы в процессе эксплуатации месторождения.
Доказано, что сплошная-углубочная продольная двухбортовая система разработки в условиях сложноструктурных угольных месторождений наклонного и крутого падения, с формированием порядка и направлением фронта горных работ позволяет снизить объемы вскрышных пород.
Разработана математическая модель, которая показывает взаимосвязь параметров карьерного поля с параметрами смешанной системы открытой разработки угольного месторождения.
Установлена степенная зависимость угла откоса рабочего борта карьера от высоты уступа, количества уступов и ширины рабочей площадки по коренным породам.
Установлены зависимости объема вскрышных пород от глубины карьерного поля для сплошной, углубочной, сплошной-углубочной продольной систем открытой разработки угольных месторождений.
Благоприятный (стабильный или рациональный) режим горных работ в карьере достигается при использовании сплошной-углубочной продольной системы разработки, которая позволяет снизить максимальные «пиковые» значения объемов вскрышных пород на 31 и 21 % в сравнении со сплошной и углубочной продольной системой разработки.
Список литературы
1. Петренко И. Е. Итоги работы угольной промышленности России за 2021 год // Уголь. 2022. № 3. С. 9-23.
2. Коваленко В. С., Артемьев В. Б., Опанасенко П. И. Землесбере-гающие и землевоспроизводящие технологии на угольных разрезах. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2013. 440 с.
3. Рутковский Б. Т. Блоковый способ отработки разрезов Кузбасса // Уголь. 1991 № 1. С. 44-45.
4. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч.2. Технология и комплексная механизация. М.: Недра, 1985. 552 с.
5. Ржевский В.В. Открытые горные работы: учеб. для вузов / В.В. Ржевский. 4-е изд., перераб. и доп. Часть 1. Производственные процессы. М.: Недра, 1985. 509 с.
6. Ржевский, В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М.: Недра, 1980. 631 с.
7. Проектирование карьеров / К.Н. Трубецкой, Г.Л. Краснянский, В.В. Хронин, В.С. Коваленко. М.: Высшая школа, 2009. 694 с.
8. Хохряков B.C. Оценка эффективности инвестиционных проектов открытых горных разработок. Екатеринбург: Изд-во УГГА, 1996. 180 с.
9. Хохряков B.C. Проектирование карьеров: учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1992. 383 с.
10. Истомин В.В. Исследование развития горных работ на рудных карьерах: дис. ... д-ра техн. наук. М., 1991. 485 с.
11. Арсентьев А.И. Разработка месторождений твердых полезных ископаемых открытым способом. СПб.: Изд-во СПГГУ, 2010. 115 с.
12. Арсентьев А.И. Современные принципы теории проектирования карьеров. Л.: Наука, 1987. 256 с.
13. Арсентьев А.И. Конечные границы карьеров. СПб.: Изд-во СПБГГИ, 1995. 68 с.
14. Определение главных параметров карьеров / А.И. Арсентьев, О.В. Шпанский, В.А. Бложе, Г.П. Константинов. М.: Недра, 1976. 213 с.
15. Thompson RJ. Mine Haul Road Design, Construction & Maintenance Management Littleton // CO., USA. 136 p.
16. William A., Hustrulid Mark Kuchta, Randall K. Martin. Plain-ning&Design. 2013 by CRC Press. 1308 p.
17. Трубецкой К. Н., Краснянский Г. Л., Хронин В. В. Проектирование карьеров: учеб. для вузов: в 2 т. М.: Изд-во Академии горных наук, 2001. Т. I. 519 с.
18. Development of a unified model of geoinformation system for city planning and integration / V.B. Zaalishvili [and others] // International Journal of GEOMATE. 2018. Vol. 15. No. 51. Р. 160-166.
Качурин Николай Михайлович, д-р техн. наук, проф. [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Курехин Евгений Владимирович, канд. техн. наук, доц., kev.ormpiakuzstu.ru, Россия, Кемерово, Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева,
PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF A CONTINUOUS-DEEPENING SYSTEM FOR THE DEVELOPMENT OF COMPLEX-STRUCTURED COAL DEPOSITS
WITH LAND SAVINGS
N.M. Kachurin, E.V. Kurekhin
Substantiation of the parameters of open-pit mining systems with a longitudinal front of mining operations in the conditions of complex-structured coal deposits, allows to increase the efficiency of the open-pit method. In this regard, the parameters of development systems, their impact on the volumes of overburden rocks, coal reserves are analyzed. A continuous-deepening longitudinal system for the development of coal deposits with earth conservation has been developed, which ensures a rational mining regime and the restoration of disturbed land resources during the operation of the deposit.
Key words: development system, mining mode, complex-structured coal deposits, earth conservation.
Kachurin Nikolay Mikhailovich, doctor of technical sciences, professor, ecolo-gy_tsu_tula@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kurekhin Evgeny Vladimirovich, candidate of engineering sciences, associate professor, [email protected] Russia, Kemerovo, Kuzbass State Technical University named after T. F. Gorbachev
Reference
1. Petrenko I. E. The results of the work of the coal industry of Russia for 2021 // Coal. 2022. No. 3. pp. 9-23.
2. Kovalenko V. S., Artemyev V. B., Opanasenko P. I. Earth-saving and land-reproducing technologies at coal mines. Moscow: Publishing house "Mining" LLC "Kimmer-iysky Center", 2013. 440 p.
3. Rutkovsky B. T. Block method of working out sections of Kuzbass // Coal. 1991 No. 1. pp. 44-45.
4. Rzhevsky V.V. Open-pit mining. Part2. Technology and complex mechanization. M.: Nedra, 1985. 552 p.
5. Rzhevsky V.V. Open-pit mining: studies. for universities / V.V. Rzhevsky. 4th ed., reprint. and add. Part 1. Production processes. Moscow: Nedra. 1985. 509 p.
6. Rzhevsky, V.V. Technology and complex mechanization of open-pit mining. M.: Nedra, 1980. 631 p.
7. Designing quarries / K.N. Trubetskoy, G.L. Krasnyansky, V.V. Khronin, V.S. Kovalenko. M.: Higher School, 2009. 694 p.
8. Khokhryakov BC Evaluation of the effectiveness of open-pit mining investment projects. Yekaterinburg: UGGA Publishing House, 1996. 180 p.
9. Khokhryakov B.C. Designing quarries: studies. for universities. 3rd ed., reprint. and additional M.: Nedra, 1992. 383 p.
10. Istomin V.V. Investigation of the development of mining operations at ore pits: dis. ... Doctor of Technical Sciences. M., 1991. 485 p.
11. Arsentiev A.I. Development of deposits of solid minerals by open method. St. Petersburg: publishing house of SPGGU, 2010. 115 p.
12. Arsentiev A.I. Modern principles of the theory of quarry design. L.: Nauka, 1987.
256 p.
13. Arsentiev A.I. Finite boundaries of quarries. St. Petersburg: publishing house of SPBGGI, 1995. 68 p.
14. Determination of the main parameters of quarries / A.I. Arsentiev, O.V. Shpansky, V.A. Bloje, G.P. Konstantinov. M.: Nedra, 1976. 213 p.
15. Thompson R.J. Management of design, construction and maintenance of mine roads Littleton // CO., USA. 136 p.
16. William A., Hastrulid Mark Kuchta, Randall K. Martin. Registration and design. 2013 by CRC Press publishing house. 1308 p .
17. Trubetskoy K. N., Krasniansky G. L., Khronin V. V. Designing quarries: textbook. for universities: in 2 t. m.: Publishing House of the Academy of Mining Sciences, 2001. T. I. 519 p.
18. Development of a unified geoinformation system model for urban planning and integration / V.B. Zaalishvili [et al.] // International Journal GEOMATE. 2018. Volume 15. No. 51. P. 160-166.
УДК 621.311
АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОТДЕЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ
Р.В. Клюев, И.И. Босиков, О.А. Гаврина, Е.П. Зацепин
Для обогатительных фабрик горно-обогатительных фабрик важным и актуальным вопросом является комплексный анализ энергетических характеристик наиболее энергоемкого оборудования. Такой анализ необходим для выявления потенциала энергосбережения и снижения энергозатрат на себестоимость продукции. В представленной работе на основе данных по электропотреблению крупной обогатительной фабрики был проведен анализ энергетических характеристик мельниц самоизмельчения. На основании данных по электропотреблению отделений обогатительной фабрики были получены статистические оценки: среднее (оценка математического ожидания); стандарт (несмещенная оценка среднеквадратического отклонения). Приведен технологический процесс отделения измельчения, показана режимная карта технологического процесса корпуса самоизмельчения. Определены коэффициенты использования по активной мощности, формы графика нагрузки, заполнения графика нагрузки. Приведена динамика изменения величины мощности в часы вечернего максимума энергосистемы по декадам исследуемого месяца. Приведен эмпирический метод расчета мощности приводного электродвигателя мельницы ММС-70х23. Получена зависимость потребляемой мощности двигателя ММС от степени загрузки и насыпного веса руды. Сравнение расчетной мощности приводного двигателя с установленной
