Горно-геометрический анализ карьерных полей

Горно-геометрический анализ карьерных полей — это совокупность методов изучения месторождения полезных ископаемых или его участка, предназначенного для разработки открытым способом, с помощью которых устанавливают закономерности изменения горно-геометрических показателей разработки по мере развития горных работ.

В процессе горно-геометрического анализа прежде всего исследуют зависимость поэтапно извлекаемых объемов вскрышных пород и полезных ископаемых от положения горных работ в карьере на отдельных этапах. Для этого устанавливают границы карьера, эскизно намечают технологию разработки месторождения и ряд возможных вариантов начального положения горных выработок (разрезной траншеи) и направлений развития работ.

Для каждого выбранного варианта развития работ строят график зависимости извлекаемых объемов от положения горных работ [для крутопадающих месторождений — V=f(H); для горизонтальных — V =f(L)]. На этом графике по одной оси откладывают положение горных работ, а подругой — соответствующие ему объемы горной массы, по­лезного ископаемого и вскрышных пород.

Построенные для карьера графики V=f(H)и V =f(L)являются основой для получения исходных календарных графиков V =f(T) и разработки их улучшенных вариантов.

Исходным материалом для горно-геометрического анализа в зависимости от типа и сложности месторождения служат поперечные геологические сечения, погоризонтные планы или топографические планы с нанесенными изомошностями или изолиниями поверхностей пород и полезного ископаемого, выполненные в масштабе 1:2000, 1:1000 или 1:500.

Порядок проведения горно-геометрического анализа следующий:

1. Эскизно намечают основные технологические решения открытой разработки месторождения (вскрытие, система разработки, технология, механизация работ и т.д.).

2. Ориентировочно устанавливают углы откосов бортов карьера: рабочего, нерабочего и на момент погашения. На стадии горно-геометрического анализа значения этих углов можно принимать в следующих диапазонах:

– угол откоса рабочего борта карьера — 5—20⁰ (в большинстве случаев 10-12°);

– угол откоса нерабочего борта карьера — 23—27⁰;

– угол откоса бортов карьера на момент погашения горных работ — 25—55⁰ в зависимости от физико-механических свойств пород, принятой технологии разработки и механизации работ.

Точные значения углов устанавливают графически после принятия ос­новных технологических решений.

3. Определяют глубину и контуры карьера [проектом может предусматриваться отработка карьера этапами (участками, зонами) по глубине или по простиранию с изменением по мере отработки этапов вариантов вскрытия, систем разработки, технологии и механизации работ; в этом случае углы откосов бортов можно устанавливать для каждого этапа отдельно].

4. Намечают начальные положения и возможные направления развития работ, а также определяют ширину дна разрезной траншеи.

Для каждого рассматриваемого варианта развития работ на исходных геологических разрезах (планах) наносят границы карьера, один из вариантов начального положения горных работ (дна разрезной траншеи) и ряд промежуточных положений (этапов) горных работ, соответствующих одному из возможных направлений их развития. Для этого от нижних бровок разрезных траншей на каждом горизонте наносят линии откоса рабочих бортов.

5. Определяют этапные объемы (объемы между смежными положениями границ этапа) горной массы, полезного ископаемого и вскрышных пород, по которым по каждому геологическому профилю (плану) строят график зависимости извлекаемых объемов от положения горных работ V - f (H) (для крутопадающих и наклонных месторождений) и V = f(L) (для горизонтальных и пологопадаюших месторождений). На этом графике по одной из осей откладывают положения (этапы) работ, а по другой — соответствующие им объемы.

6. Определяют суммарные этапные объемы горной массы, вскрыши и полезного ископаемого по всему месторождению путем раздельного сложения этих показателей для соответствующих этапов, найденных по отдельным геологическим разрезам (планам). По значениям суммарных объемов строят график, выражающий зависимость поэтапно извлекае­мых объемов горной массы, вскрыши и полезного ископаемого для всего карьера.

Аналогично строят графики и исследуют соответствующие зависимости и для других вариантов начального положения горных работ и направлении их развития.

7. Определяют годовую производительность карьера по полезному ископаемому на весь срок существования карьера.

8. Строят исходные календарные графики V =f(Т) выражающие зависимость извлекаемых объемов горной массы, вскрыши и полезного ископаемого от времени разработки при принятом месте начала и направлении развития горных работ путем преобразования графиков.

9. Проводят преобразование — улучшение исходных графиков V =f(Т), т.е. приведение их к некоторому желательному (рациональному) виду.

10. Сравнивают календарные графики, полученные для различных направлений развития работ по некоторому принятому критерию и обосновывают выбор одного из них в качестве рационального.

При исследовании режима горных работ необходимо рассматривать не только различные варианты направления развития работ для какой-либо одной эскизно принятой технологии разработки месторождения и выполнения работ, но и варианты, отличающиеся друг от друга самими технологиями.