Под режимом горных работ понимают определенный порядок выполнения вскрышных и добычных работ в границах карьерного поля за весь или длительный период эксплуатации карьера.
Рассмотрим три возможных варианта работы одного и того же карьера.
В соответствии с вариантами режима горных работ (I, II, III) при соответствующем направлении углубки карьера имеем три варианта динамики объемов добычи вскрышных пород и полезного ископаемого. Последняя по всем трем вариантам является одинаковой и принята на уровне Ар = 3*106 т/год. Различаются варианты лишь динамикой объемов добычи вскрышных пород. При этом по первому варианту режим добычи вскрышных пород за весь рассматриваемый период равномерный по годам и составляет 7*106 м3/год. Второй вариант характеризуется возрастающими , а третий – убывающими объемами выемки вскрышных пород.
Из трех рассмотренных вариантов лучшим по технико-экономическим показателям является второй II-вариант в сравнении с другими.
Его целесообразность объясняется следующими причинами:
3. Перенос выемки вскрыши на более поздний период позволит в будущем вести их разработку с более лучшими технико-экономическими показателями, так как за время на которое данная вскрыша консервируется произойдет совершенствование техники и технологии.
В теории и практике проектирования существует несколько способов регулирования объемов добычи вскрышных пород:
1. Изменением угла откоса рабочего борта откоса карьера (последний в свою очередь зависит от параметров систеиы разработки: высоты уступа и ширины рабочей площадки).
2. Изменением направления развития горных работ.
коэффициента вскрыши.
При работе с постоянным углом откоса рабочего борта карьера (φ) текущий коэффициент будет являться величиной переменной.
Неравномерность режима горных работ приводит к следующим отрицательным факторам:
1. Непостоянная потребность в горно-транспортном оборудовании.
2. Пики и спады в потреблении электроэнергии , запасных частях, материалах.
3. Непостоянная потребность в трудовых ресурсах.
4. Неравномерный износ основных фондов.
5. Усложняется организация горных работ.
В силу вышеизложенного возникает необходимость в разработке методов усреднения эксплуатационных коэффициентов вскрыши.
Рассмотрим два крайних возможных случая отработки карьера:
1. Добычные и вскрышные работы в карьере производятся на максимально возможном количестве рабочих уступов с сохранением рабочих площадок минимальной ширины. Угол откоса рабочего борта постоянен и равен максимально допустимому jmax.
2. Добычные и вскрышные работы производятся только на одном рабочем уступе до полной его отработки, а затем опускаются на заранее подготовленный нижележащий уступ и т.д. Рабочие площадки в этом случае будут максимальной ширины, а угол откоса рабочего борта j0 близок к нулю.
Горизонт
Площадь,м2
Зона
влия
ния
Объемы выемки, м3
Нарастающие
объемы выем-
ки, м3
V
P
V
P
V
P
+30
+15
±0
-15
-30
-45
-60
На основании данных вариантов разработки подсчитаем объемы руды и пород для этих двух крайних случаев и построим кумулятивный график V=f(P). По оси ординат откладываем нарастающие объемы пород (V), вынимаемых по мере отработки карьера, на оси абсцисс – нарастающие объемы добываемой при этом рады (Р). Для случаев φmax= 15° и для j®0 получаем две кривые. Если при отработке карьера придерживаться любого из намеченных крайних случаев, прийдется работать все время с переменным коэффициентом вскрыши, что нежелательно. На графике V=f(P) коэффициент вскрыши характеризуется тангенсом угла наклона касательной к кривой V=f(P) в данной точке. Значит работа с постоянным коэффициентом вскрыши должна выражаться на графике прямой линией. Для определения величины коэффициента вскрыши на графике V=f(P) не нужно замерять угол наклона касательной, а необходимо определять координаты точек начала и конца периода и вычислять отношение .
Возможные случаи работы с постоянным эксплуатационным коэффициентом вскрыши могут быть выражены прямыми, лежащими в области между кривыми V=f(P) при j=φmax и j=0. При этом нежелательно, чтобы прямые, характеризующие работу с усредненным эксплуатационным коэффициентом вскрыши располагались выше кривой j = j0 = 0и ниже кривой j=φmaх (почему объяснить).
Кривая j=φmax действительна только для одного варианта развития горных работ. Если изменить направление углубления горных работ (способ вскрытия), то нужно строить другую кривую. Кривая же для j=0будет одинаковой для всех возможных вариантов развития горных работ.
Правила усреднения эксплуатационных кумулятивных графиков:
1. Усредняющая линия должна быть прямой.
2. Усредняющая линия должна проходить на графике в области, ограниченной кривыми V=f(P)при j=0 и j=φmaх.
3. Усредняющая прямая должна располагаться как можно ближе к нижней кривой.
Линия характеризующая работу карьера в I-м периоде эксплуатации отсекает на оси ординат отрезок равный объему горно-капитальных работ. Для определения продолжительности периода усреднения под осью абсцисс (Р) необходимо построить шкалу времени (Т).
4. Если участок кривой V=f(P)имеет выпуклостьвниз – объемы вскрышных работ возрастают и данный участок усреднения не требует.
5. Если участок кривой V=f(P)имеет выпуклостьвверх - объемы вскрышных работ уменьшаются, что вызывает необходимость в усреднении, при этом продолжительность периода усреднения должна быть не менее 7 – 8 лет (т.е. равна сроку окупаемости основных фондов).
.