Разработка месторождения полезного ископаемого открытым способом
3.7 Выбор основных параметров системы разработки
Основными параметрами систем открытой разработки являются: рабочие уступы, заходки, рабочие площадки, транспортные и предохранительные бермы, разрезные траншеи, отвалы.
Основными параметрами систем разработки являются: высота уступа и угол рабочих уступов, ширина заходок, ширина рабочих площадок, транспортных и предохранительных берм, угол откоса рабочего борта, длина фронта работ, численность рабочих уступов и размеры отвалов.
Высота уступа непосредственно влияет на ряд общекарьерных показателей: качество добытого полезного ископаемого, скорость подвигания горных работ, темп углубления горных работ, срок строительства карьера, объем горно-капитальных работ, общую протяженность фронта работ, внутрикарьерных путей и дорог, угол откоса рабочих и нерабочих бортов. Безопасность ведения горных работ является основным требованием.
При разработке горизонтальных и пологих залежей мощность залежей и покрывающих пород обычно предопределяет высоту и число уступов. На данном месторождении мощность залежи полезного ископаемого составляет в среднем 21,78 м. Мощность вскрыши 9,84 м, поэтому разработку ведем одним вскрышным уступом и тремя добычными, высота которых:H=9,84, НуI = 6,8 м, НуII = 8,7 м. НуIII = 6,28м.
На вскрышном уступе принимаем экскаватор канатный с верхним копанием, (прямая лопата Э - 2503), наибольшая высота копания которого Нвк = 10 м. На первом и третьем добычном уступе принимаем драглайн(Э - 2503), а на втором - принимаем экскаватор канатный с верхним копанием, (прямая лопата Э - 2503).
Устойчивость откосов в мягких породах часто имеет решающее значение. В таких породах высота уступа не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора.
Так как мягкие связные породы имеют предел прочности 10 - 50кгс/см2 (при одноосном сжатии в образце), угол внутреннего трения 13 -230, сцепление 0,5 - 10кгс/см2, легко разрабатываются всеми видами выемочных машин без предварительного рыхления и способны сохранять угол откоса до 50 -600 при высоте уступов до 7 -15м, то принимаем угол первого рабочего уступа = 500, второго = 550, третьего = 550
В нормальных заходках выемка породы производится при постоянном положении оси движения выемочных машин по длине заходки и максимальном использовании их рабочих параметров.
Ширина “нормальной” заходки в торцовом забое для мехлопат
Анэ=(1,51,7) ? Rч.у м,
Ширина заходки для экскаватора работающего на вскрыше (Э - 2503):
где Rч.у - радиус черпания на уровне стояния экскаватора, Rч.у = 7,2м.
Анв= 1,6 ?7,2 = 11,52м.
Ширина заходки для экскаватора работающего на 2-ом добычном уступе (Э - 2503)
где Rч.у - радиус черпания на уровне стояния экскаватора, Rч.у = 7,2м.
Анд1= 1,6 ?7,2 = 11,52м.
Ширина “нормальной” заходки в торцовом забое для драглайна:
Анд= Rч(sin+sin),м
где Rч - радиус черпания,
, - углы разворота экскаватора от его оси, при черпании, принимаем =00, = 450 /3, с.215/.
Ширина заходки для драглайна работающего на 1-ом и 3-ем добычных уступе(ЭО - 5111Б):
Анд= 11,1 ? (sin00 + sin450) = 7,8м.
Рабочая площадка - горизонтальная поверхность уступа, ограничивающая его по высоте (снизу и сверху) и служащая для размещения выемочно-погрузочного, и транспортного оборудования, необходимого для разработки уступа.
Ширина рабочих площадок должна обеспечить производительную работу оборудования при безопасном размещении основных горных машин и транспортных коммуникаций, силовых и осветительных линий, вспомогательного транспорта и оборудования. В период строительства и реконструкции карьера для сокращения объема горно-капитальных работ принимают рабочие площадки минимальной ширины.
Минимальная ширина рабочей площадки при разработке мягких пород с использованием мехлопат
Шр.п.min.э= Аэ + П + С1
где Аэ - ширина “экскаваторной” заходки, Аэ= 8м,
П - ширина транспортной полосы, П= 2Rп, где Rп - минимальный радиус поворота автосамосвала МАЗ-5516-030, Rп=11м; П= 2 х 11 =22м. Принимаем П=24м.
С1 - расстояние от транспортной полосы до нижней бровки уступа, С1=3м.
Шр.п.min.э= 8 + 24 + 3 = 35м.
Минимальная ширина рабочей площадки драглайна
Шр.п.min.д= Ад + П + С2 + Б,м,
где Ад - ширина заходки драглайна, Ад=7,8м.
С2 - расстояние от транспортной полосы до бермы безопасности, С2= 3м,
Б - полоса (берма) безопасности,
Б= НуII(ctg- ctg),м,
где НуI - высота второго (рабочего) уступа, НуI=6,8м,
- угол устойчивого откоса уступа, = ,
- угол откоса второго рабочего уступа, = 410,
Б= 6,8*(ctg400 - ctg410) = 2,5м,
Шр.п.min.д= 7,8+ 24 + 3 + 2,5= 37,3м.
В период эксплуатации рабочую площадку расширяют в целях формирования вскрышных работ и увеличения подготовленных к разработке запасов горной массы.
Уступы нерабочего борта карьера разделяются площадками (бермами) транспортными и предохранительными. Минимальная ширина берм (с учетом их назначения) позволяет уменьшить общий объем вскрышных работ в карьере. Транспортные (соединительные) бермы соединяют капитальные траншеи с рабочими горизонтами на соответствующих уступах.