Классификация систем открытых горных работ Исполнитель
![Классификация систем открытых горных работ.docx](/templates/VKmusic/images/file/docx.png)
- Скачано: 38
- Размер: 246.05 Kb
План:
- Общие понятия.
- Классификация систем разработки по В.В.Ржевскому.
- Классификации систем разработки по направлению перемещения и способу производства вскрышных работ
- Классификация систем разработки по Н.В.Мельникову.
Цель занятия: изучение применяемых систем разработок при добыче полезных ископаемых открытым способом.
{spoiler=Продолжать Читать}
Классификация систем разработки
Под системой открытой разработки месторождения понимается порядок и последовательность выполнения открытых горных работ в пределах карьерного поля или его участка. Система должна обеспечить безопасную, планомерную и экономичную комплексную разработку всех полезных ископаемых, требуемую производственную мощность предприятия, полное извлечение запасов, охрану недр и окружающей среды.
В общем случае горные работы включают добычные, вскрышные и горно-подготовительные работы.
При добыче малоценных полезных ископаемых, выходящих непосредственно на поверхность, вскрышные работы могут отсутствовать или неиметь существенного значения. В таких случаях системой разработки является порядок и последовательность выполнения добычных работ и работ по вскрытию и подготовке горизонтов в пределах карьерного поля.
Иногда при разработке горизонтальных месторождений после окончания горно-строительных работ нет необходимости во вскрытии новых горизонтов; в таких случаях система разработки характеризуется только порядком и последовательностью выполнения вскрышных и добычных работ.
Естественно, что система разработки связана с применяемыми комплексами оборудования на карьере. Если система разработки определяет порядок и последовательность выполнения горных работ, то комплексы оборудования определяют виды, мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего производство горных работ в установленном объеме и порядке. Ниже их классификации рассматриваются раздельно, так как в системах разработки, независимо от средств механизации горных работ, существует своя последовательность и закономерность производства вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ.
По степени взаимной зависимости вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ различают системы разработки:
зависимые (жестко зависимые), при которых существует жесткая зависимость между вскрышными, добычными и горноподготовительными работами в отношении последовательности их выполнения во времени и пространстве; при этом плановые вскрытые запасы полезного ископаемого весьма ограниченны (обычно на срок не более 15—45 дней) и порядок ведения горных работ строго регламентируется календарным планом;
полузависимые, при которых вскрышные, добычные и горно-подготовительные работы выполняются без жесткой взаимной увязки во времени; плановые вскрытые запасы могут быть значительными (на период до 3—6 мес); порядок ведения работ регулируется годовым календарным планом, предусматривающим существенные резервы времени между указанными видами работ, что позволяет выполнять их с различной интенсивностью;
независимые, при которых вскрышные, добычные и горно-подготовительные работы выполняются практически независимо друг от друга; при этом вскрытые запасы полезного ископаемого почти не ограничиваются организацией работ и резервы времени в их проведении весьма значительны.
При разработке горизонтальных или пологих залежей по окончании горно-подготовительных работ создается первичный фронт вскрышных и добычных работ карьера; возобновление горно-подготовительных работ возможно при реконструкции карьера. Таким образом, системы разработки горизонтальных и пологих залежей в период эксплуатации характеризуются только порядком и последовательностью ведения вскрышных и добычных работ и изменением длины фронта работ или высоты отдельных уступов и размеров рабочих площадок. Такие системы разработки называются сплошными.
При разработке наклонных и крутых залежей горно-подготовительные работы ведутся как в период строительства, так и при эксплуатации карьера для создания фронта добычных и вскрышных работ. В состав горно-подготовительных работ в эксплуатационный период входят вскрытие и нарезка новых рабочих горизонтов. Таким образом, системы разработки при наклонных и крутых залежах характеризуются порядком выполнения вскрышных, добычных и регулярных горно-подготовительных работ. Такие системы могут быть названы углубочными.
При разработке месторождений нагорного типа применяют системы первой группы. При крутых склонах и крутом наклонном падении залежей применяются системы второй группы. При разработке сложных по топографическим и горно-геологическим условиям месторождений в пределах одного карьерного поля могут одновременно применяться системы из обеих групп.
По направлению подвигания фронта горных работ в плане различают системы разработки:
продольные, при которых однобортовой или двухбортовой фронт вскрышных и добычных работ перемещается параллельно длинной оси карьерного поля;
поперечные, при которых однобортовой или двухбортовой фронт вскрышных и добычных работ перемещается параллельно короткой оси карьерного поля;
веерные, при которых фронт вскрышных и добычных работ перемещается по вееру с центральным (общим) или рассредоточенными (два и более) поворотными пунктами;
кольцевые, при которых рабочая зона охватывает все борта по периметру карьера и разработка производится кольцевыми полосами от центра к границам карьерного поля или от границ к центру.
При всех вариантах систем разработки основное значение имеет место расположения отвалов (внешние, внутренние или смешанные отвалы), определяющие направление перемещения вскрышных пород.
Классификация систем разработки в соответствии с указанными основными признаками приведена в табл. 14.1, а графическая— показана на рис. 14.1.
Указанная классификация, в основу которой положены горно-геологические и геометрические предпосылки, характеризует сущность технологии открытых горных работ и облегчает последующий расчет систем разработок.
Обоснование систем разработки предусматривает установление количественных зависимостей между основными размерами залежи, карьерного поля, параметрами элементов системы разработки, параметрами и расстановкой оборудования и производственной мощностью карьера по добычным, вскрышным и горно-подготовительным работам.
Выбор систем разработки основан на следующих положениях:
- Установление для конкретных условий максимально возможной по природным и техническим условиям производственной мощности карьера по полезному ископаемому. Максимальная мощность карьера зависит от характера комплексной механизации горных работ, закладываемой в основу расчетов системы разработки. Такие расчеты производятся при проектировании новых и реконструкции действующих карьеров.
- Обеспечение заданной плановой производственной мощности действующего карьера по полезному ископаемому. При расчетах также задаются возможными к применению комплексами оборудования. Задачи этого направления решаются при проектировании карьеров и при техническом обосновании планов добычных и вскрышных работ на действующих предприятиях.
Технологическая классификация систем открытой разработки.
Таблица 14.1
Индекс систе-мы |
Наименование систем разработки в зависимости от |
Условия применения систем разработки |
|||
Способа переме-щения вскрыши |
Разви-тия рабочей зоны |
Расположе-ния фронта работ в плане |
Направления перемещения фронта работ |
||
А |
Бестранс-портная |
Сплош-ная |
Продольная |
Одно- или двухбортовая |
Горизонтальные и пологие залежи и пласты относительно небольшой мощности (до 20-30 м) и вскрыша небольшой мощности (до 20-45 м) |
Веерная |
Центральная или рассредаточенная |
||||
Кольцевая |
Центральная или перифирийная |
||||
Б |
Транспор-тная |
Сплош-ная |
Продольная Поперечная |
Одно- или двухбортовая |
Горизонтальные и пологие залежи и пласты большой мощности |
Веерная |
Центральная или рассредоточенная |
||||
Кольцевая |
Центральная Периферийная |
||||
В |
Комбини-рованная |
Сплош-ная и углубоч-ная |
Те же в различных сочетаниях |
Горизонтальные и пологие залежи большой мощности вскрыши, с применением углом падения |
- Сведение затрат на вскрышные и добычные работы к минимуму (при известных комплексах оборудования и производственной мощности по полезному ископаемому). Такой расчет может быть произведен для нескольких вариантов мощности и комплексов оборудования.
Интенсификация и концентрация горных работ способствует наиболее полному использованию горного и транспортного оборудования. Поэтому реализация максимально возможной по горным условиям производственной мощности карьера связана в большинстве случаев с достижением оптимальных технико-экономических результатов разработки.
Исходными данными для обоснования и исследования системы разработки служат отправные сведения о месторождении и о карьерном поле, о применяемых режиме горных работ, способах вскрытия и возможных для использования комплексах оборудования.
Рис. 14.1. Системы открытой разработки месторождений полезных ископаемых:
а – сплошные; б – углубочные; о, д, ц, п и р – направление выемки в плане соответственно однобортовое, двухбортовое, центральное, периферийное и рассредоточенное.
Классификации систем разработки по направлению перемещения и способу производства вскрышных работ
В 1947 г. проф. Е. Ф. Шешко предложил классификацию систем разработки по направлению перемещения вскрышных пород в отвалы. По этому признаку выделяются Табл.3.5. (рис. 16.2):
- Системы с поперечным перемещением породы в отвалы без применения транспортных средств; эти системы разработки могут быть названы также бестранспортными.
Б. Системы с продольным (фронтальным) перемещением породы в отвалы с применением транспортных средств; эти системы могут быть названы также транспортными.
- Комбинированные системы с поперечным и продольным
перемещением породы в отвалы; эти системы разработки имеют одновременно признаки бестранспортных и транспортных систем.
Далее в основу разделения указанных групп (А, Б, В) на самостоятельные системы разработки положены способы производства и степень трудности выполнения транспортных и отвальных работ.
ГруппаАпо способу производства транспортных и отвальных работ разделена на системы А-1, А-2 и А-3. Отдельно выделяется система Л-0 при незначительном объеме вскрышных работ. ГруппаБпо относительной сложности транспортирования пород разделена на системы Б-4, Б-5 и Б-6.
К группеВотносятся две системы разработки — по одной из бестранспортной и транспортной групп. Эта группа разделяется на системы В-7 и В-8 по признаку относительного преобладания бестранспортного или транспортного перемещения вскрышных пород.
Классификация систем открытой разработки месторождений по Е. Ф. Шешко) |
|||||
Группа систем А — с поперечным перемещением породы в отвал без транспортных средств |
Группа систем Б — с продольным (фронтальным) перемещением породы в отвалы при помощи транспортных средств |
Группа систем В — комбинированные |
|||
Обозначение системы |
Система разработки |
Обозначение системы |
Система разработки |
Обозначение системы |
Система разработки |
' А-1 |
С непосредственной перевалкой вскрышных пород |
Б-4 |
С транспортированием породы на внутренние отвалы на сравнительно короткие расстояния по путям с благоприятным профилем |
В-7 |
С частичным перемещением вскрышных пород при помощи транспортных средств на внутренние или внешние отвалы |
А-2 |
С кратной экскаваторной перевалкой вскрышных пород |
Б-5 |
С транспортированием породы на внешние отвалы на более значительные расстояния по путям с неблагоприятным профилем |
В-8 |
С частичным бестранспортным перемещением вскрышных пород на внутренние отвалы |
А-3 |
С перемещением вскрышных пород отвалообразо-вателями |
Б-6 |
С транспортированием породы частично на внутренние и частично на внешние отвалы |
|
|
А-0 |
С незначительным объемом вскрышных работ, когда способы перемещения породы в отвал не имеют существенного зна чения |
|
|
|
|
СП . |
|
|
|
|
Рис. 16.2. Системы открытой разработки месторождений (по Е. Ф. Шешко)
Классификация систем разработки по способу производства вскрышных работ
В 1952 г. акад. Н. В. Мельниковым была предложена классификация систем разработки по способу производства вскрышных работ. По этой классификации все системы разработки разделены на пять групп. Табл.3.6.
При бестранспортной системе разработки перемещение породы из забоя во внутренний отвал производится вскрышными экскаваторами (мехлопатами или драглайнами).
В группу транспортно-отвальных включены системы разработки, при которых вскрышные породы перемещаются на внутренние отвалы посредством транспортно-отвальных мостов и консольных отвалообразователей.
Таблица3.6Классификация систем открытой разработки месторождений по способу производства вскрышных работ (по акад. Н. В. Мельникову)
Система разработки |
Основные характеристики системы разработки |
Условия применения |
Характерное забойное и транспортное оборудование |
Бестранспортная: без переэкскавации или с переэкскавацией пород на отвалах |
Вскрышные породы перемещают на внутренние отвалы непосредственно экскаваторами; возможнапереэкскавация пород на отвалах |
Пласты горизонтальные или пологие ограниченной мощности, мощность покрывающих пород ограничена рабочими размерами экскаваторов. Наклонные или крутые пласты при мягких вмещающих породах и глубине карьера, позволяющей производить двойнуюи тройную переэкскавацию пород экскаваторами |
Экскаваторы — мехлопаты и. драглайны с большими рабочими размерами: оборудование для транспортирования вскрыши отсутствует |
Экскаватор—карьер |
Вскрышные и добычные работы производятся одним экскаватором-драглайном попеременно. Вскрыша переваливается в выработанное пространство, полезное ископаемое грузится в передвижной бункер, устанавливаемый на поверхности. Из бункера полезное ископаемое поступает на конвейеры, в автотранспорт или в средства железнодорожного транспорта |
Пласты или залежи горизонтальные либо пологие ограниченной мощности (до 20—25 м), покрывающие породы мощностью до 25—30 м |
Экскаватор-драглайн, передвижной бункер с питателем |
Продолжение табл. 3.6-
Система разработки |
Основные характеристики системы разработки |
Условия применения |
Характерное забойное и транспортное оборудование |
Транспортно-от-вальная |
Вскрышные породы перемещают во внутренние отвалы при помощи передвижных транспортно-отвальных установок (транспортно-отвальных мостов или отвалообразователей) |
Пласты горизонтальные или пологие; рыхлые, мягкие покрывающие породы |
Многочерпаковые цепные или; роторные экскаваторы и мех-лопаты; транспортно-отваль-ные мосты и передвижные консольные отвалообразователи |
Специальная |
Вскрышные породы удаляют башенными экскаваторами, колесными скреперами, гидромеханизированнымспособом или кабель-кранами |
Пласты горизонтальные или пологие; мягкие, рыхлые покрывающие породы. При применении кабель-кранов — крутые пласты в крепких породах |
Башенные экскаваторы, колесные скреперы, транспортное оборудование отсутствует. Гидромониторы и землесосные установки; кабель-краны |
Транспортная |
Вскрышные породы средствами ко-. лесного транспорта перемещают на внутренние или внешние отвалы |
Любая форма месторождения и любая крепость пород |
Экскаваторы любых типов; рельсовый или автомобильный транспорт |
Комбинированная |
Вскрышные породы верхних уступов средствами транспорта вывозят на внешние или внутренние отвалы; породы нижних уступов перемещают на внутренние отвалы экскаваторами или транспортно-отвальными установками; возможны другие сочетания систем |
Пласты горизонтальные или пологие ограниченной мощности; покрывающие породы мягкие, рыхлые или не выше средней крепости |
Экскаваторы любых типов для верхних уступов и экскаваторы с удлиненными рабочими размерами для нижних уступов, рельсовый или автомобильный транспорт,, транспортно-отвальные установки |
В группу специальных включены системы разработки, при которых вскрышные породы удаляются башенными экскаваторами, колесными скреперами, гидромеханизированным способом или кабель-кранами. К ним можно отнести также разработку вскрышных пород бульдозерами, канатными скреперами и другим специальным оборудованием.
К транспортнымотнесены системы разработки, при которых вскрышные породы перемещаются на отвалы средствами транспорта. Эти системы более сложны и менее экономичны по сравнению с бестранспортными, но они могут применяться при любых условиях залегания месторождения и поэтому являются наиболее распространенными.
Комбинированные системы могут применяться при разработке горизонтальных и пологих залежей с мощной толщей покрывающих пород.
Опорные слова: порядок, последовательность, зависимые, полузависимые, независимые, сплошные, углубочные, продольные, поперечные, веерные, кольцевые, положения, направление перемещения вскрышных пород в отвалы, способ производства вскрышных работ.
Контрольные вопросы:
1. Что Вы понимаете под системой разработки?
2. Какие системы называются сплошными?
3. Какие системы разработки называются углубочными?
4.Охарактеризуйте классификацию систем разработки по направлению перемещения вскрышных пород в отвалы.
5. Охарактеризуйте классификацию систем разработки по способу производства вскрышных работ.
Литература:
1. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. М., «Недра», 1982.
2. Открытые горные работы. Справочник. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., Виницкий К.Е. и др./М., Горное бюро, 1994, 590 с.
3. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М., «Недра», 1980, 631 с.
4. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Технология и комплексная механизация. М., «НЕДРА», 1985.
5. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. Изд. 2. М., «НЕДРА», 1975.
6. Симкин Б.А. Технология и процессы открытых горных работ. М., Недра, 1970.
7. Теория и практика открытых разработок. Изд. 2. Под общей ред. Н.В. Мельникова. М., Недра , 1979.
{/spoilers}