CC BY
26
--© С.О. Миллер, Г.А. Холодняков, 2015
УЛК 622.34
С.О. Миллер, Г.А. Холодняков
МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ НА КАРЬЕРАХ КУЗБАССА
Задача правильного установления производственной мощности карьера является важнейшей и наиболее сложной при проектировании открытых горных работ. Для условий месторождений Кузбасса с пологим залеганием угольных пластов в статье предлагается метод построения графика V = { (Р) на основе комбинированного применения погоризонтных планов и поперечных разрезов. Метод должен быть пригодным для любого порядка и интенсивности отработки угольных пластов, а также для любой конфигурации и интенсивности подвига-ния фронта вскрышных работ.
Ключевые слова: календарное планирование, производительность карьера, производственная мощность, коэффициент вскрыши, режим горных работ, угольное месторождение, пологое падение пластов.
Л ля месторождений крутого падения и сложного рельефа поверхности нашел практическое применение известный метод определения производительности карьера по горным возможностям [1]. С помощью этого метода находят возможную производительность карьера для каждого варианта вскрытия и развития горных работ. При чем, наиболее точные и надежные результаты в условиях месторождений сложной формы и поверхности могут быть получены при использовании в качестве основы погоризонтных планов.
Однако использование только погоризонтных планов в качестве основы для определения возможной производительности разрезов Кузбасса, где отработка пологих пластов ведется при помощи наклонных уступов, представляется затруднительным и малоэффективным.
В таких условиях свиту угольных пластов, отличающуюся выдержанной мощностью угля и прослоев пустых пород, а также довольно спокойным залеганием, целесообразнее представлять на разрезах. Покрывающие же верхний угольный пласт пустые породы удобнее представлять на погоризонтных планах.
Смешанная графическая основа затрудняет использование известной методики в чистом виде. Поэтому возникла необходимость в усовершенствовании метода для условий месторождений Кузбасса с пологим залеганием пластов.
Наиболее удобным инструментом для решения задач определения и усреднения эксплуатационного коэффициента вскрыши, разбивки времени работ карьера на периоды, определения объемов вскрышных работ по различным видам пород, установление наиболее рационального направления развития горных работ в пределах карьерного поля и т.д. является график V =( (Р) изменения по мере углубки объемов пород в зависимости от объемов добываемого угля [1—4].
Для условий месторождений Кузбасса с пологим залеганием угольных пластов предлагается метод построения графика V =( (Р) на основе комбинированного применения погори-зонтных планов и поперечных разрезов.
Применительно к крутопадающим месторождениям необходимо строить на графике две линии V =( (Р) - для углов откосов рабочего борта фтах и ф0—0 [5-6]. В данном случае, при разработке пологопадающих угольных пластов линия V =( (Р) для ф0—>0 пойдет почти горизонтально и значительно выше линии для фтах. Поэтому нет необходимости ее строить.
Обработка погоризонтных планов и поперечных разрезов заключается в следующем.
На основании имеющихся геологических погоризонтных планов и плана карьера в отработанном виде составляются рабочие погоризонтные планы. Для получения необходимых данных на планах должен быть отражен порядок отработки карьерного поля. Так как на погоризонтных планах отражаются работы по основной вскрыше, то построения производятся только со стороны висячего бока верхнего пласта угля (рис. 1).
На геологическом погоризонтном плане по контакту кровли верхнего угольного пласта наносится первоначальная линия фронта работ по вскрышным породам на данном горизонте. Эта линия показывает положение фронта вскрышных работ на данном горизонте на момент подготовки горизонта. Точки линии фронта работ переносятся на поперечные разрезы (рис. 2).
31 р.л. 32 р.Л. 33 р.Л. 34 р.л. 35 р.л. Рис. 1. План карьера на границе «коренные породы-наносы» горизонт + 275 м (абс.)
На поперечных разрезах от нанесенных точек по породам основной вскрыши отстраивается борт карьера с минимальными рабочими площадками В и необходимыми углами откоса уступа:
В0 = В + И ■ с^а (1)
где В - расчетная ширина рабочей площадки, м; И - высота уступа, м; а - угол откоса рабочего уступа, град.
На всех погоризонтных планах, начиная с нижних и до верхних, наносятся теоретические линии фронтов работ по этапам углубки карьера.
Таким образом, проводится линия фронта работ, обеспечивающая возможность подготовки нижнего горизонта. Затем берется следующий верхний горизонт и снова строятся линии фронтов и т.д. Аналогичным образом наносятся все линии фронта, положение которых обеспечивает возможность вскрытия и подготовки нижележащих уступов при сохранении расчетных рабочих площадок В.
Геологи*чесш розрез по разведочной г,инои 33
<:"' 4~:* 49} ::
гч» жк нах гж»
Рис. 2. Поперечный разрез по 33 разведочной линии
Положение горных работ в зоне свиты угольных пластов целесообразно представить только на поперечных разрезах (рис. 2).
Ширина рабочей зоны всех угольных пластов и пропласт-ков пустой породы по принятой на карьере технологии с минимально возможными рабочими площадками представляет собой узел с одним характерным параметром Ь, который является суммой всех минимальных рабочих площадок (В1, В2, В3, и т.д.) и заложений откосов уступов.
После обработки погоризонтных планов и поперечных разрезов необходимо приступить к подсчету площадей.
На погоризонтных планах замеряются площадки между линиями фронта работ, а на поперечных разрезах - площади между характерными положениям рабочего борта карьера. В результате составляются сводные таблицы [1]. В таблицах учитываются нарастающие итоги, и по ним строится график V (Р) (рис. 3).
При выборе производственной мощности и установления режима горных работ наибольший интерес представляет варьирование порядком и интенсивностью отработки угольных пластов, а также конфигурацией линии фронта вскрышных работ в плане и интенсивностью отработки пустых пород.
Варианты развития горных работ в угольной свите могут характеризоваться интенсивностью отработки угольных пластов. Это представляет интерес в связи с различной мощностью угольных пластов и междупластий пустых пород, различными способами разработки междупластий и, следовательно, различной себестоимостью выемки 1 м3 пустой породы из них.
Рис. 3. График V =/ (Р)
В качестве основного варианта может быть принято развитие горных работ с минимальными расчетными рабочими площадками на всех зонах карьера. Другие варианты могут заключаться в более интенсивной разработке верхних пластов и в торможении разработки нижележащих пластов.
Для каждого из вариантов легко подсчитываются по этапам углубки вынимаемые объемы угля и пустых пород. Затем строятся и анализируются графики V =( (Р) и на их основе анализ предлагается наиболее рациональный вариант развития горных работ [7].
Так как выемка различных участков пустых пород неравноценна экономически, целесообразно при сравнении вариантов развития горных работ строить совмещенный для всех вариантов график V =( (Р), в котором откладываются не физические, а приведенные объемы пустых пород. Приведение нужно осуществлять в соответствии с себестоимостью вскрышных работ.
На графике V =( (Р) самому лучшему в экономическом отношении варианту будет соответствовать самое низкое положение линии V =( (Р) для ф=фтах.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Арсентьев А.И. Определение производительности и границ карьеров - М.: Госгортехиздат, 1961 - 245 с.
2. Арсентьев А.И. Определение производительности и границ карьеров. М., Недра, 1970 - 319 с.
3. Арсентьев А.И. Конечные границы карьеров. СПб, Горный институт, 1995 - 68 с.
4. Арсентьев А.И. Производительность карьеров. СПб, Горный институт, 2002 - 85 с.
5. Арсентьев А.И., Холодняков Г.А. Проектирование горных работ при открытой разработке месторождений. М., Недра, 1994 - 336 с.
6. Холодняков Г.А. Определение основных параметров открытой разработки комплексных месторождений. Л., Изд. ЛГУ, 1988 - 160 с.
7. Хохряков B.C. Проектирование карьеров. М., Недра, 1992 - 383 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Миллер С. О. - аспирант, [email protected],
Холодняков Г.А. - доктор технических наук, профессор, [email protected], Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».
UDC 622.34
METHODS JUSTIFICATION OF SCHEDULING FOR QUARRIES OF KUZBASS
Miller S.O., postgraduate student of the Mining Engineering Department, National Mineral Resources University «University of Mines», Russia, Holodniakov H.A., doctor of technical science, professor of the Mining Engineering Department, National Mineral Resources University «University of Mines», Russia.
The task of correct establishing of quarry production capacity is the most important and complicated the open cast mine design. In the article suggests method of graph construction V =f (P) for conditions Kuzbass fields with gently dipping coal beds. The method of graph construction based on the combined use of horizon-oriented plans and cross sections. The method should be useful for any order and the intensity of mining coal beds, and for any configuration and intensity of overburden pushback.
Key words: scheduling, production capacity, quarry production capacity, stripping ratio, schedule of operations, coal deposits, flat pitch.
REFERENCES
1. Arsent'ev A.I. Opredelenie proizvoditelnosti i granic kar'erov (Determination of performance and ultimate pits). Moscow: Gosgortehizdat, 1961, 245 p.
2. Arsent'ev A.I. Opredelenie proizvoditelnosti i granic kar'erov (Determination of performance and ultimate pits ). Moscow, Nedra, 1970, 319 p.
3. Arsent'ev A.I. Konechnye granicy kar'erov (End edges of the pits). SPb, Gornyj institut, 1995, 68 p.
4. Arsent'ev A.I. Proizvoditel'nost' kar'erov (Performance quarries). SPb, Gornyj institut, 2002, 85 p.
5. Arsent'ev A.I., Holodnjakov G.A. Proektirovanie gornyh rabot pri otkrytoj raz-rabotke mestorozhdenij (Designing of mining operations in open pit mines). Moscow, Nedra, 1994, 336 p.
6. Holodnjakov G.A. Opredelenie osnovnyh parametrov otkrytoj razrabotki kom-pleksnyh mestorozhdenij (Determination of main parameters of open development of complex deposits). Leningrad, Izd. LGU, 1988, 160 p.
7. Hohrjakov B.C. Proektirovanie kar'erov (Design of the pits). Moscow, Nedra, 1992, 383 p.
