Анализ развития горной промышленности в России

       На  выбор способа вскрытия влияют многие факторы: условия залегания месторождения, рельеф местности, а также место  расположения приемных устройств (обогатительной фабрики, отвалов, станций и т.д.) и других поверхностных сооружений; виды горного и транспортного оборудования, принятого для разработки месторождения; система разработки месторождения; производительность карьера (годовые объемы вскрышных работ и распределение объема вскрыши по годам разработки).

       На  выбор способа вскрытия значительно влияют принятые для эксплуатации система разработки и вид транспорта, так как от него зависят уклоны капитальных траншей, их длина и форма трассы.

       Способ  вскрытия – это комплекс вскрывающих  горных выработок и сооружений на карьере, характеризуемый их структурой, конструкцией, количеством, пространственным положением, динамичностью. 

       2.1. Выбор и обоснование  способа вскрытия  месторождения 

       Так как месторождение горизонтальное, размеры карьерного поля по простиранию  пласта 4800×1650 м×м, выбираем вскрытие месторождения внешними парными траншеями.

        Внешними считают  траншеи расположенные за контурами  карьера. Внешними траншеями вскрывают  горизонтальные и пологие месторождения, расположенные на относительно небольшой  глубине, верхние горизонты наклонных и крутых пластов полезного ископаемого, а также месторождения на косогоре.

       

       Вскрытие  двумя самостоятельными фланговыми траншеями, создающими тупиковый фронт и возвратное движение, обычно применяется в следующих случаях:

• при большой длине карьерного поля, когда для уменьшения дальности транспортирования его необходимо разделить на два крыла. Каждое крыло вскрывается самостоятельными траншеями, когда целесообразно рассредоточить грузопотоки вскрыши и полезного ископаемого по разным направлениям: пустую породу направить через траншею, расположенную вблизи от отвала, а полезное ископаемое через другую траншею;
• когда траншеи находятся в эксплуатации попеременно, что вызывается, например, требованиями безопасности при бестранспортной системе разработки и при вывозе полезного ископаемого в автосамосвалах.

 

       2.2. Расчет трассы  капитальных траншей 

       Трассой траншей называют линию, определяющую положение оси пути в пространстве. Трасса траншеи характеризуется  продольным профилем трассы и планом трассы.

       Продольный  профиль трассы – проекция трассы на вертикальную плоскость.

       План  трассы – проекция трассы на горизонтальную плоскость. Его строят одновременно с установлением продольного  профиля трассы в соответствии с  размерами карьерного поля, глубиной карьера и элементами профиля.

       Проведение  траншеи начинают на поверхности  или на предыдущем, ранее вскрытом горизонте и заканчивают на почве вскрываемого уступа. Примыкание капитальных траншей с рабочим горизонтом карьера может быть на руководящем, смягченном подъеме или горизонтальных площадках.

        Примыкание  капитальной траншеи на площадке встречается в неглубоких карьерах. Площадки можно использовать для  устройства разъездов. Такое примыкание путей упрощает проведение траншей, но удлиняет трассу, что при глубоких карьерах значительно увеличивает объем строительных работ.

       

       Величина  руководящего подъема оказывает  значительное влияние на использование  горного и транспортного оборудования.

       Трасса  в профиле состоит из элементов: подъемов (уклонов), горизонтальных участков, радиусов сопряжения, наклонных и горизонтальных участков, пунктов примыкания транспортных коммуникаций с рабочими горизонтами карьера; в плане – из прямых участков пути на поверхности от середины станции до устья капитальной траншеи, длины капитальной траншеи и участка пути от траншеи до забоя.

       Теоретическая длина трассы выражается формулой: 

         

       где  H – глубина карьера, м;

             i_p – руководящий подъем, ‰ 

         

       Действительная  длина системы наклонных капитальных  траншей определяется: 

         

       где  k_уд = 1,1 – коэффициент удлинения трассы траншеи 

         

       По  заданию предусмотрена проходка капитальной траншеи по вскрыше. 

       

       

       Определяем длину капитальной траншеи по вскрыше: 

         

       где  Н_т – глубина траншеи, принимаем по мощности наносов 20 метров. 

         

       2.3. Выбор способа проходки капитальных или разрезных траншей 

       Капитальные траншеи предназначены для создания транспортной связи между уступами карьера и поверхностью. Они имеют  значительный уклон и обычно служат в течение всего срока существования  карьера. В этих траншеях размещают железнодорожные пути, автомобильные дороги или стационарные транспортные установки.

       Основными параметрами капитальной траншеи  являются её продольный уклон, ширина по низу, углы откосов бортов и объем.

       Капитальные траншеи – открытые горные выработки, предназначенные для вскрытия рабочих горизонтов.

       Глубина капитальной траншеи равна разности отметок устья капитальной траншеи (начало траншеи на поверхности) и  вскрываемого рабочего горизонта. При  вскрытии одного уступа глубина капитальной  траншеи равна высоте вскрываемого уступа.

       Ширину  траншеи понизу устанавливают в  зависимости от вида транспорта и  числа путей или полос движения, а также от параметров проходческого  оборудования и способа проходки.

       

        Способы проведения траншеи разнообразны и зависят  главным образом от свойств пород, способа перемещения породы в отвал, типа, параметров проходческого оборудования, формы. Основным признаком, определяющим эффективность принятого способа проведения траншей, является способ перемещения породы в отвал. В соответствии с этим различают следующие способы проведения траншей: бестранспортный, транспортный, комбинированный, специальный.

       Принимаем бестранспортный способ проведения траншей. Его применяют в тех  случаях, когда один или оба борта  траншеи в дальнейшем не будут разрабатываться, достаточно устойчивы и имеется возможность расположить в них породу, вынимаемую экскаваторами при проходке траншей.

       Благодаря высокой производительности экскаваторов, разгружающих породу непосредственно  в отвал, при бестранспортных  способах достигается наиболее высокая скорость проведения траншей и низкая стоимость проходческих работ. Коэффициент использования экскаваторов при этом достигает 0,85 – 0,9.

       Бестранспортные способы проведения траншей различают  по типу экскаваторов, их расположению относительно забоя и способу экскавации. Наиболее часто используют драглайны для проведения траншей в мягких породах, а также плотных глинистых или полускальных породах, разрабатываемых с применением буровзрывных работ.

       В проекте капитальные траншеи глубиной 20 метров будут проходиться бестранспортным способом драглайном с размещением породы на обоих бортах. Эту схему широко применяют в период строительства карьеров при проведении внешних капитальных траншей, расположенных за пределами карьерного поля.

       Размеры поперечного сечения траншеи  при этом способе проходки зависят  от рабочих параметров экскаватора, его расположения относительно оси  траншеи и физико-механических свойств  пород. 

       2.4. Выбор оборудования  для проходки траншей  и определение  формы и размеров поперечного сечения траншей.

       

       

        Основными определяющими  факторами при выборе оборудования являются физико-механические свойства пород, климатические условия, условия  залегания и объем производства. При разработке горизонтальных и  пологих месторождений по бестранспортной системе разработки, обычно принимают шагающие драглайны или вскрышные мехлопаты с большими параметрами.

       Выбираем  экскаватор ЭШ – 20/90 [таблица 2.1]. 

       Таблица 2.1 – Техническая характеристика экскаватора ЭШ – 20/90. 

 

       2.4.1. Определение формы  и размеров поперечного  сечения траншей. 

       

        Рисунок 2.1 –  Схема проведения траншей драглайном с размещением породы на обоих  бортах.

       

       Размеры поперечного сечения траншеи при этом способе проходки зависят от рабочих параметров экскаватора, его расположения относительно оси траншеи и физико-механических свойств пород.

       При прямолинейном ходе экскаватора  по оси траншеи её размеры определяют из условия равенства  объемов породы, вынимаемой из траншеи, и возможных объемов отвалов на бортах. 

          

       где  V_т – объем породы, вынимаемый из траншеи, м³;

             k_р – коэффициент разрыхления породы;

             V_о – объем породы, который можно разместить на одном борту, м³.

       На  один метр траншеи: 

         

       где  b – ширина траншеи по низу, принимаем 30 м;

             Н_т – глубина траншеи, м;

             α – угол откоса борта траншеи, 60˚;

             β – угол откоса отвала, 37˚.

       Объем отвала:

         

       Отсюда  высота отвала: 

       

       

       

       

       

       

       При этом необходимо, чтобы глубина траншеи не превышала глубины черпания экскаватора:

         

       

       Условие соблюдается.

       Расстояние  от оси траншеи до центра не должно превышать радиуса разгрузки  экскаватора: