 |
7. Разработка месторождений открытым способом
|
|
|
|
7. РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ
Открытыми работами в нашей стране добывают около трех четвертей всех руд, в том числе 86 % железной руды. Широкое распространение и непрерывное расширение области их применения объясняются целым рядом достоинств, присущих открытому способу разработки по сравнению с подземным.
Достоинства открытых работ: большая безопасность и лучшие санитарно-гигиенические условия труда; широкое применение высокопроизводительных машин и механизмов и вследствие этого более высокая производительность труда, что обеспечивает меньшие затраты на добычу полезного ископаемого; меньшие потери руды и большие возможности селективной выемки; более простая организация работ.
Недостатки открытых работ: некоторая зависимость от климатических условий; значительные капитальные затраты в случае необходимости предварительного удаления большого объема покрывающих пород; большие расходы на восстановление (рекультивацию) поверхности после окончания разработки.
7. 1. Коэффициенты вскрыши и размеры элементов карьера
При открытых горных работах из карьера выдают руду и пустую породу. В общем виде коэффициент вскрыши показывает отношение объема перемещаемых пустых пород к объему или массе добываемого полезного ископаемого (м3/м3 или м3/т). В числе прочих различают следующие коэффициенты вскрыши (рис. 7. 1):
с р е д н и й nср — отношение общего объема пустых пород в конечных контурах карьера или его части (1—5—13) к запасам полезного ископаемого в тех же границах (5—6—14—13);
т е к у щ и й пт — отношение объемов вскрыши и полезного ископаемого, добытых за определенный отрезок времени (соответственно контуры 3—5—9 и 5—6—10—9 или 2—5—11 и 5—6—12—11);
|
|
|
к о н т у р н ы й ( п о г о р и з о н т н ы й ) nк — отношение объема пустых пород, которые необходимо удалить для добычи руды на том или ином горизонте (контур 3—4—7—9) к запасам руды на этом горизонте (контур 7—8—10—9).
С увеличением глубины разработки величина контурного коэффициента вскрыши возрастает.
Контурный коэффициент вскрыши для расчетного предельного горизонта карьера называется г р а н и ч н ы м ( п р е д е л ь н ы м ) nпр. Практически он равен отношению объема пустых пород (контур 1—2—11—13) к объему полезного ископаемого (контур 11—12—14—13). При правильных элементах залегания залежи nпр = 2nср,
Открытым способом месторождение разрабатывают до такой глубины, на которой полная себестоимость 1 т полезного ископаемого (с учетом вскрышных работ) будет равна расчетной себестоимости 1 т руды при подземной добыче. Исходя из этого условия, предельный коэффициент вскрыши (м3/м3) определяют по формуле
nпр
= a - b c
где а — себестоимость добычи 1 м3 руды подземным способом; b, с—соответственно затраты на добычу 1 м3 руды и вскрышу 1 м3 пустых пород.
Рис. 7. 1. Схема к понятию о коэффициенте вскрышки
Различные методы определения предельной глубины карьера (графический, аналитический и графоаналитический) состоят в отыскании горизонта, для которого погоризонтный коэффициент вскрыши равен предельному, найденному по указанной формуле. Если месторождение имеет правильную форму, то глубину карьера Н (м) находят по формуле
Н = n m
пр ctgþ + ctgm
где m — мощность залежи, м; b и g — углы погашения бортов карьера соответственно по висячему и лежачему бокам месторождения.
Иногда, учитывая достоинства и недостатки открытых работ, глубину карьера принимают больше или меньше расчетной. Так, при подземной разработке серноколчеданных месторождений нередко возникают эндогенные пожары. В этом случае целесообразно увеличение глубины карьера по сравнению с расчетной. В условиях селективной выемки или при добыче ценных руд открытые работы также предпочтительнее и могут вестись ниже границы, установленной расчетом. В районах с суровым климатом и значительными осадками в виде снега, напротив, может быть целесообразно уменьшение глубины карьера.
|
|
|
Глубина современных карьеров достигает 300—400 м, а проектная глубина — 600—700 м.
Высота уступа зависит от параметров добычного оборудования, физико-механических свойств пород и принятого способа его отработки. В мягких породах, извлекаемых без буровзрывных работ, высота уступа не должна превышать максимальной высоты копания экскаватора. В скальных породах при многорядном расположении скважин высоту уступа принимают такой, чтобы после взрывания высота развала горной массы не превышала полутораной высоты копания экскаватора.
Угол откоса рабочего уступа определяется устойчивостью горных пород и составляет 60— 80°, а для нерабочих уступов — 50—60°;
Минимальная ширина рабочей площадки, на которой размещается оборудование (буровые станки, экскаваторы и др. ), равняется 30—70 м.
При доработке рабочих уступов до предельных контуров карьера оставляют п р е д о х р а н и т е л ь н ы е п ло щ а д ки, которые служат для задержки обрушающихся с откосов уступов кусков породы. Ширина площадок безопасности должна быть не менее трети расстояния по вертикали между смежными площадками.
Транспортные площадки служат для размещения железнодорожных путей и автодорог, связывающих горизонты карьера с поверхностью. Их ширина 10—25 м.
|
|
|
