CC BY
33
гозатрат, то есть тот вариант, для которого энергозатраты минимальны.
Данные вычисления повторяются для нижележащих горизонтов, но осуществляется поиск рационального варианта расположения вскрывающих выработок (участков съездов) уже не относительно пунктов приема горной массы (отвалах), а относительно начала участков съездов на вышележащем горизонте.
После расчета по всем вскрышным транспортным уступам имеется вскрытие карьера для текущего периода (этапа) развития горных работ.
2. Помня о том факте, что параметры трассы влияют на дополнительный объем вскрышных работ, которые необходимо провести для создания пространства, предназначенного для размещения участков съездов (вскрывающих выработок), и которые не учитываются при построении (расчете) промежуточных положений горных работ. После определения местоположения и параметров съездов проводится корректировка объемов горной массы, извлекаемых на каждом из периодов (этапов) подвигания фронта горных работ.
Дополнительные объемы горных работ зависят от параметров создаваемых участков съездов (длины съезда, длины участка площадки примыкания, ширины участка съезда, равной ширине транспортной бермы), а также от возможности вскрытия рабочих горизонтов без разноса вышележащих уступов, что зависит непосредственно от ширины рабочих площадок, присутствующих на карьерах (разрезах).
При достаточной ширине площадок в рабочей зоне разрезов (карьеров), то есть такой ширине, которая больше ширины рабо-
чей площадки (сумма минимальной рабочей площадки и ширины заходки выемочного оборудования или ширины взрываемого блока) на ширину транспортной бермы, вскрытие рабочих горизонтов возможно осуществлять без подвигания вышележащих. В данном случае объем дополнительных горных работ, проводимых для создания участков съездов, будут минимальны и равны сумме объемов горных работ, проводимых для создания каждого съезда на рабочем горизонте в отдельности. Приблизительно данная величина будет равна половине суммы произведений длин участков съездов, ширины транспортной бермы, высоты подъема горной массе каждого создаваемого участка съезда (объем работ на создание участков съездов).
В противном случае, если необходим разнос вышележащих горизонтов, объем дополнительных горных работ будет складываться из объема работ, проводимого непосредственно на создание участков съездов, и дополнительного разноса бортов карьера (разреза) для обеспечения возможности создания (проведения) участков съездов.
Дополнительный объем работ на обеспечение возможности проведения участков съездов складывается из суммы произведений длин участков съездов на среднюю высоту массива горной массы, располагающейся над уступом, где осуществляется создание новой вскрывающей выработки, каждого из создаваемых участков съездов.
Окончательный выбор местоположения и параметров съездов должен определяться не только по затратам транспортирования, а в целом по процессам открытых горных работ.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------
Хныкин И.А. - Московский государственный горный университет.
© и.и.
УДК 622.271
В.О. Василевский
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ВРЕМЕННО НЕРАБОЧЕГО БОРТА РАЗРЕЗА “НЕРЮНГРИНСКИЙ”
Семинар № 12
7 Возможные технологические схе-
• мы ведения горных работ, при формировании временно нерабочего борта разреза
Горные работы по формированию временно нерабочего борта (ВНБ) являются специфическими. Спецификой данного вида работ являются дополнительные ограничения параметров технологических схем разработки уступов, продиктованные особенностью ведения горных работ на ВНБ (порядок формирования ВНБ, и т.д.). Для определения параметров технологических схем ведения горных работ при формировании ВНБ необходимо учитывать все возможные ограничения, накладываемые как необходимостью обеспечения условиями для эффективной и безопасной работы оборудования, так и принятой схемой формирования ВНБ как на весь срок формирования, так и на отдельных периодах.
При традиционной технологии ведения горных работ с оставлением на каждом уступе рабочих площадок нормальной ширины невозможно ведение работ с увеличением крутизны рабочего борта. Сле-
довательно, формирование ВНБ будет вестись по схеме с наклонными слоями, неэффективность которой доказана выше. Рациональная комбинированная схема формирования ВНБ требует увеличе-ния угла откоса рабочего борта по периодам его отстройки. Следовательно, для реализации этой схемы требуются другие, нетрадиционные технологические схемы ведения горных работ.
На разрезе “Нерюнгринский” с успехом используется технология горных работ с совместной разработкой смежных уступов при групповой расстановке экскаваторов [1, 3]. Сущность данной технологии заключается в следующем: определенную группу смежных уступов отрабатывает комплекс экскаваторов, установленных обычно на одном уступе. Уступы в группе отрабатывают последовательно в нисходящем порядке. На данном уступе создается рабочая площадка необходимых размеров, а на остальных уступах в группе оставляется только транспортная берма (рис. 1). Данная технология обеспечивает концентрацию горного оборудования, интенсивное ведение горных работ при значительной крутизне рабочего борта
Рис. 1. Горные работы с совместной разработкой смежных уступов при групповой расстановке экскаваторов
ы
0\
О
*^777777777777?
карьера. Такие схемы могут быть применены и при формировании крутого ВНБ. Не исключается и использование в отдельных зонах традиционных схем с одиночной односторонней и двухсторонней установкой экскаваторов на уступе. Для увеличения угла откоса рабочего борта при формировании ВНБ возможно применение маятникового движения транспорта на отрабатываемых уступах, так как в этих случаях ширина рабочей площадки существенно снижается за счет отсутствия транспортной полосы.
С учетом выше изложенного возможны следующие варианты ведения горных работ на группе совместно отрабатываемых уступов:
• Технологическая схема разработки группы смежных уступов одним экскаватором при маятниковом движении автосамосвалов (схема №1) (рис. 2, а);
• Технологическая схема разработки группы смежных уступов при спаренной работе двух экскаваторов и маятниковом движении автосамосвалов (схема №2) (рис. 2, б);
• Технологическая схема разработки группы смежных уступов при двухсторонней установке экскаваторов и маятниковом движении автосамосвалов (схема №3) (рис. 2, в);
• Технологическая схема разработки группы смежных уступов при двухсторонней установке трех экскаваторов (два с одной стороны и один с другой) и маятниковом движении автосамосвалов (схема №4) (рис. 2, г);
• Технологическая схема разработки группы смежных уступов при двухсторонней спаренной установке экскаваторов и маятниковом движении автосамосвалов (схема №5) (рис. 2, д).
Безопасное и эффективное функционирование каждой из предложенных схем возможно только при соблюдении параметров технологической схемы. Основными из этих параметров при принятой высоте уступа являются:
• ширина рабочей площадки на разрабатываемом уступе;
• ширина и длина взрываемого блока;
• ширина транспортных берм на смежных уступах;
• расстояние между работающими экскаваторами при спаренной их установке и др.
Возможность использования технологической схемы определяется необходимой минимальной длиной фронта горных работ на каждом из группы смежных уступов, находящихся в совместной разработке.
2. Определение необходимой длины фронта горных работ
Эффективная работа комплекса горного и транспортного оборудования в конкретной технологической схеме требует определенной длины фронта горных работ на каждом из совместно разрабатываемых уступов. Минимальная длина фронта горных работ на уступе должна обеспечивать производительную работу оборудования, рациональную расстановку экскаваторов по фронту работ, благоприятные условия работы автотранспорта. Для обеспечения независимости работы бурового и выемочно-погрузочного оборудования минимальная длина фронта горных работ должна учитывать резервную зону. При определении минимальной длины фронта горных работ использованы рекомендации [2, 3]. Расчетная минимальная длина
фронта горных работ ограничивает использование конкретной технологической схемы по этому параметру. Каждая схема может использоваться при большей длине фронта работ.
Ниже приводится вариант определения минимальной длины фронта горных работ на каждом из совместно разрабатываемых уступов для рассматриваемых схем. Расчет произведен при использовании экскаваторов ЭКГ-20 (201М), что соответствует условиям разреза “Нерюнгринский” [1, 3].
• для схемы №1:
При односторонней одиночной установке экскаваторов необходимая минимальная длина фронта горных работ на уступе определяется из выражения:
4, - к + 1б + 1т + 1р, М (1)
где 4 и 1в - длина, соответственно, выемочного и бурового блоков, м. При периодичности взрывания 1 раз в 2 недели она составляет 250-300 м; 1т - длина транспортной зоны, 70-80 м; 1Р - длина резервной зоны, 110-200 м.
Минимальная длина экскаваторного блока составляет:
1э6 = 250 + 250 + 70 + 110 = 680 м.
• для схемы №2:
Из выражения (1) при длинах выемочного и бурового блоков при одинаковых условиях составляющих 400-500 м, минимальная длина экскаваторного блока составит:
£эб = 400 + 400 + 70 + 110 = 980 м.
• для схемы №3:
Из выражения (1) при длинах выемочного и бурового блоков при одинаковых условиях составляющих 250-300 м минимальная длина экскаваторного блока составит:
£эб = 250 • 2 + 250 • 2 + 70 • 2 + 110 = 1250 м.
• для схемы №4:
Длина выемочного и бурового блоков для части уступа со спаренной установкой экскаваторов при Одина-ковых условиях составляет 400-500 м. Для части уступа с одиночной установкой экскаватора длина выемочного и бурового блоков при той же периодичности взрывания составляет меньшие значения из-за одинаковой ширины взрываемого блока на всем уступе. Так для части уступа с одиночной установкой экскаватора ширина взрываемого блока (Швв) составляет 60-65 % от ширины взрываемого блока при спа-ренной установке экскаваторов. Сле-довательно, для части уступа с одиночной установкой экскаватора длина выемочного и бурового блоков должна составлять 250-300 м. Та-
ким образом, общая минимальная длина экскаваторного блока при такой установке составит:
£эб = 400 + 250 + 400 + 250 + 2- 70 +
+110 = 1550 м.
• для схемы №5:
Необходимая минимальная длина фронта горных работ при двухсторонней спаренной установке экскаваторов при длине выемочного и бурового блоков при одинаковых условиях составляет 400-500 м будет равна:
и = 2 4 + 2 4 + 21т + 1р = 2 • 400 +
+2 • 400 + 2 • 70 + 110 = 1850 м.
3. Определение параметров технологических схем ведения горных работ при формировании ВНБ
Обобщающими параметрами технологической схемы ведения горных работ является ширина рабочей площадки на отрабатываемом уступе и ширина берм на других совместно отрабатываемых уступах. Этими параметрами, наряду с количеством совместно разрабатываемых уступов, определяется возможный угол откоса рабочего борта и возможность использования тех или иных схем формирования ВНБ.
Ширина берм на нерабочих уступах принята равной ширине транспортной бермы, которая для всех рассматриваемых технологических схем в условиях разреза “Не-рюнгринский” составляет 32 м [1, 3].
Ширина рабочей площадки связана с другими параметрами технологической схемы (ширина взрываемого блока, ширина развала взорванных пород, ши-рина за-ходки) и принятой организацией работ (расстановка экскаваторов, схемы движения транспорта, отработка смежных уступов). Поэтому рациональная ширина рабочей площадки для каждой технологической схемы должна определяться отдельно. Кроме того, для каждой схемы должны быть установлены ограничения по возможности транспортного обслуживания, наличию необходимой длины фронта ра-
Параметры технологических схем ведения горных работ при формировании ВНБ для условий разреза “Нерюнгринский”
Параметры технологической схемы Условные обозначе- Технологическая схема
ния №1 №2 №3 №4 №5
Высота уступа, м Н 15
Ширина взрываемого блока, м Шеб 23 39 23 39 39
Ширина развала взорванной массы, м в 40 55 40 55 55
Ширина первой заходки, м в1 19* 26 19* 26 26
Ширина второй заходки, м В2 21* 29 21* 29 29
Ширина резервной полосы, м Ь 11 13 11 13 13
Ширина призмы обрушения, м Б 3 3 3 3 3
Ширина транспортной бермы, м Т6 32
Минимальная ширина рабочей площадки, м ш 54 71 54 71 71
Минимальная длина фронта горных работ, м мин 680 980 1250 1550 1850
* - для технологических схем №№ 1 и 3 параметры В1 и В2 условные.
бот и возможной организацией взрывных работ на смежных совместно разрабатываемых уступах. Включаемая в ширину рабочей площадки резервная зона является инструментом для регулирования угла откоса рабочего борта при формировании ВНБ на различных периодах.
Рассмотрим параметры предлагаемых технологических схем и ограничения по их использованию. Ширины рабочей площадки для всех схем определяется:
Ш = В + Ьр + Б, м, (2)
где В - ширина развала горной массы, м [2]; В = КеК3-Кр 'Ну+(н -1) Ь, м,
где Ке - коэффициент, характеризующий взрываемость породы, Ке = 2,5^3,5; Кр -коэффициент, учитывающий угол наклона скважин $ к горизонту:
Кв = 1 + 0,5 • эт2(у -Р);
К3 - коэффициент дальности отброса взорванной породы, зависит от величины интервала замедления, К3 = 0,8+1; дп -удельный проектный расход ВВ, г/м3; п -число рядов скважин; Ь - расстояние
между рядами скважин, м; Ьр - ширина резервной зоны, м; Б - ширина призмы обрушения, м.
Ширина резервной зоны не должна быть меньше ширины полосы безопасности (10-13 м) и достаточна для работы оборудования (транспорта) на уступе.
Ширины взрываемого блока определяется:
Ше6 = Ж+(п-1)-Ь, м, (3)
где Ж - ЛНС по подошве, м,
Ширина заходки экскаватора должна быть равна или больше нормальной:
В>А3, м, (4)
где А3 - ширина нормальной заходки экскаватора, м:
А3 = (1,5+1,7)-Ячу, м,
где Кчу - радиус черпания экскаватора на уровне стояния, м
В = В1+В2, м,
где В1 = В2.
Применение любой из вышеприведенных технологических схем ограничивается различными условиями работы оборудования:
• по нормальной работе транспортного оборудования (без стесненных условий) (для всех схем):
Ш-Ьр > — + 4 + Яа +3, м, 2
(5)
В2 + Ьр > + 4 + Ка + 3, М, (ТОЛЬКО ДЛЯ
схем №№ 2, 4 и 5) (5.1)
где Ьа - ширина автосамосвала, м; 4 - длина автосамосвала, м; Ка - радиус разворота автосамосвала, м.
• по наличию необходимого фронта горных работ (для всех схем):
Ьфу> Ьэе, м, (6)
где Ьфу - длина фронта работ на уступе, м; и - минимальная длина фронта работ на уступе для I - той схемы, м;
• по нормальному ведению взрывных работ на смежных уступах (для всех схем):
Швб >В - Швб + Ьп + Б, м, (7)
• по нормальной работе экскаваторов в одной панели (для схем №№ 2, 4 и 5):
М > 50-100 м, (8)
где М - расстояние от оси установки одного экскаватора до оси установки другого, м.
Т. к. заходки В1 и В2 неравноценны по объемах заключенных в них горной массы (В1 ~ 60 %, В2 ~ 40 % от общего объема взорванной массы), то на отработку заходки В2 возможна установка менее производительного экскаватора. Таким образом, варьируя величины В1 и В2, возможно регулирование (сглаживание) объемов горных работ при непосредственной отработке горной массы.
Для условий разреза “Нерюнгринский” приведен расчет параметров технологических схем ведения горных работ, результаты которого представлены в таблице.
1. Дерябин А.А. Разработка технологии вскрышных работ широкими панелями при использовании мощных экскаваторно-автомо-
бильных комплексов. Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. - М.: МГИ, 1985, 22 стр.;
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Ржевский В. В. Процессы открытых горных работ. - М.: Недра, 1978, 544 стр.
3. Томаков П.И., Манкевич В.В. Открытая разработка угольных и рудных месторождений. -М.: МГГУ, 1995, 609 стр.;
— Коротко об авторах
Василевский В. О. - аспирант, кафедра «Технология, механизация и организация открытых горных работ», Московский государственный горный университет.
