CC BY
75
УДК 622.271.45 © С.В. Бурцев, А.В. Матвеев, В.И. Супрун, С.А. Радченко, Я.В. Левченко, 2018
МИСиС
УГОЛЬ
Национальный исследовательский технологический университет
Определение параметров и зон использования капитальных траншей, закладываемых со стороны рабочих бортов карьеров
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-3-43-49
В статье рассматривается использование капитальных траншей, закладываемых со стороны/ рабочих бортов карьеров. Посредством данных траншей вы/полняется перераспределение части вскры/шны/х грузопотоков в отвалы,, размещаемые в контуре месторождения (на участках, не пригодных для отработки открытым способом) или прибортовыхзонах карьерных полей. Последнее позволяет сократить затраты/ на транспортирование вскры/шны/х пород, не размещаемых во внутренних отвалах. Рассмотрены/ принципы/ выбора места примы/кания капитальных траншей к рабочим бортам карьеров. Отражен опыт использования данных траншей на крупных угольных и рудных карьерах. Вы/полнена оптимизация глубиныI заложения и конструкции капитальных траншей. Определена рациональная зона использования рассматриваемых траншей. Приведены/ данные по изменению средних расстояний транспортирования вскры/шны/х пород применительно к условиям разреза АО «Черниговец» при корректировке существующей схемы вскрытия посредством ввода в эксплуатацию капитальной траншеи со стороны/ рабочего борта и двух насы/пны/х транспортных перемы/чек. Ключевые слова: схема вскрытия, капитальная траншея, рабочий борт,уголь, комплекс циклично-поточной технологии, брахисинклиналь, отвал, вскрышной грузопоток, вскрышная порода.
ВВЕДЕНИЕ
Значительный вклад в развитие теории и практики вскрытия карьерных полей внесли Е.Ф. Шешко, В.В. Ржевский, А.И. Арсентьев, В.В. Истомин, К.Н. Трубецкой, Ю.И. Анистратов, Б.П. Юматов, М.Г. Новожилов, В.С. Хохряков, Д.П. Мелехов, П.И. Томаков, В.Г. Евсин и многие другие горные инженеры [1, 2, 3, 4, 5].
Вскрытие как процесс и схема вскрытия, формируемая в ходе данного процесса (как синтез данного процесса), должны обеспечить рациональный порядок развития рабочей зоны карьера для реализации проектной мощности по полезному ископаемому. Вскрытие рабочих горизонтов карьера является инструментом формирования карьерных грузопотоков.
Особенностью геологической структуры угольных месторождений, пригодных для открытого способа отра-
БУРЦЕВ Сергей Викторович
Канд. экон. наук, первый заместитель генерального директора -технический директор АО ХК «СДС-Уголь», 650066, г. Кемерово, Россия, e-mail: s.burtsev@sds-ugol.ru
МАТВЕЕВ Андрей Владимирович
Канд. экон. наук, заместитель технического директора АО «Черниговец»(АО ХК «СДС-Уголь»), 650066, г. Кемерово, Россия, e-mail: a.v.matveev@chernigovets.ru
СУПРУН Валерий Иванович
Доктор техн. наук, профессор, директор Проектно-экспертного центра в составе Горного института НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: labstone@mail.ru
РАДЧЕНКО Сергей Александрович
Канд. техн. наук, доцент Горного института НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: mggu_to@mail.ru
ЛЕВЧЕНКО Ярослав Викторович
Канд. техн. наук, старший преподаватель Горного института НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: levchenko.mggu@mail.ru
ботки, является то, что большинство из них представлено брахисинклинальными структурами (короткими складками). Наиболее крупными угольными месторождениями, представленными брахисинклиналями, являются Экибастузское, Березовское, Абанское, Итатское, Бородинское, Изыхское, Ерковецкое, Назаровское, Кедровско-Крохалевское, Бикинское и Талдинское.
На большинстве таких месторождений с определенного этапа их отработки возникает недостаток приемной способности выработанного карьерного пространства для размещения внутренних отвалов. Данное обстоятельство предопределяет прогрессивное возрастание работы транспорта и затрат на перемещение вскрышных пород с верхней группы рабочих горизонтов карьеров (вскрышные породы с нижней и средних зон, как правило, размещаются во внутренних отвалах), что ограничивает область и масштабы применения открытого способа производства горных работ. В этой связи необходимо изыскание технических решений, позволяющих снизить длину транспортирования вскрышных пород и затраты на их перемещение. Одним из таких решений является вскрытие верхней группы горизонтов карьеров капитальными траншеями со стороны рабочих бортов. Использование данных траншей обеспечивает создание независимых грузопотоков вскрышных пород, «замыкаемых» в отвальные поля, располагаемых во внутренних контурах крупных угольных месторождений [6].
ВЫБОР МЕСТА ПРИМЫКАНИЯ
КАПИТАЛЬНЫХ ТРАНШЕЙ
К РАБОЧИМ БОРТАМ КАРЬЕРОВ
Базовыми точками, к которым могут быть «привязаны» пункты примыкания капитальных траншей, сооружаемых со стороны рабочих бортов, должны быть зоны, имеющие минимальную интенсивность развития горных работ.
Характерным примером такого плана решений является схема вскрытия рабочих горизонтов разреза «Богатырь» (Эки-бастузский угольный бассейн, Казахстан). Причиной использования глубокой траншеи со стороны рабочего борта стала прирезка нового карьерного поля № 9 к действующему разрезу. Прирезка новых карьерных полей является важнейшим элементом отработки угольных месторождений. Она приводит к изменению схемы вскрытия, так как в ходе прирезки ликвидируется «транспортный торец» карьера с расположенными на нем вскрывающими выработками (рис. 1).
Стабилизация расстояния транспортирования вскрышных пород для верхней и средней групп рабочих горизонтов разреза «Богатырь» в таких условиях была обеспечена посредством капитальной траншеи 1, примыкающей к участку рабочего борта, имеющего минимальную скорость подвигания фронта горных работ (см. рис. 7) [7].
На завершающих этапах отработки месторождения использование траншей со стороны рабочих бортов обеспечивает возможность транспортирования вскрышных пород на прибортовые отвалы, что
способствует резкому сокращению расстояний перемещения вскрышных пород автомобильным транспортом (в сравнении с внутренними отвалами). Такая схема вскрытия реализована на разрезе «Тугнуйский» (рис. 2).
На крупных рудных карьерах, отрабатывающих несколько залежей полезных ископаемых, строительство карьера пускового комплекса обычно выполняется на залежи, эксплуатация которой обеспечивает наиболее благоприятный режим горных работ. Освоение других залежей, входящих в контур одного карьерного поля, осуществляется через 5-10 лет после начала эксплуатации первой. Вышесказанное обстоятельство и значитель-
Рис. 1. Временная капитальная траншея 1, расположенная со стороны рабочего борта карьера, обусловленная ликвидацией его транспортного торца 3 при прирезке карьерного поля № 9 (разрез «Богатырь», Экибастузскоеместорождение, Казахстан, https://www.google.ru/maps/): 2 - карьерные железнодорожные станции, расположенные в контуре открытых горных работ; 4 - карьерное поле № 9; стрелками обозначены направления подвигания рабочих бортов карьеров
Рис. 2. Размещение прибортовыхотвалов №№ 6,8 и 9 со стороны южного борта разреза «Тугнуйский»: 1,2,3 - капитальные траншеи, создаваемые со стороны рабочего борта разреза (реализованное техническое решение)
му внутренних траншей, располагаемых на стационарных бортах карьеров. Примерами здесь могут служить схемы вскрытия рабочих горизонтов Соколовского [8], Сарбай-ского и Качарского [9, 10] железорудных карьеров (рис. 3).
Локальные (полустационарные) участки рабочего борта карьера, используемые для примыкания капитальных траншей, могут быть сформированы не только на базе элементов геологической структуры месторождений. Фактором, предопределяющим возможность консервации рабочего борта, может быть снижение спроса на минеральное сырье, что обусловливает формирование избыточного ресурса рабочей зоны для обеспечения требуемого объема добычи полезного ископаемого [7].
Эффективным примером формирования зоны консервации рабочего борта из-за снижения спроса на уголь может быть разрез «Северный» (Казахстан). Снижение потребления углей привело к тому, что фактическая потребность в углях разреза «Северный» могла быть реализована на фронте порядка 5,5-6 км при фактической его длине ~10 км. Для оценки порядка развития горных работ были определены значения средних коэффициентов вскрыши для 12-летнего эксплуатационного этапа отработки разреза (рис. 4).
Анализируя полученные данные, сделан вывод о рациональности концентрации горных работ в блоках А, В, С и консервации участка рабочей зоны карьера в блоках й и Е [7].
Заложение внешней траншеи 4 со стороны рабочего борта разреза «Северный» рекомендовано в пределах блока й, подвергаемого длительной консервации. Данная траншея предназначается для обслуживания верхней группы рабочих горизонтов в блоках В и С.
КОНСТРУКЦИЯ И ПАРАМЕТРЫ
КАПИТАЛЬНЫХ ТРАНШЕЙ, ЗАКЛАДЫВАЕМЫХ
СО СТОРОНЫ РАБОЧИХ БОРТОВ
В тех случаях, когда невозможно выделить зоны с малой скоростью подвигания (или зоны консервации) фронта горных работ, необходимо принимать иные технологи-
Рис. 4. Схема, иллюстрирующая возможность заложения внешней траншеи со стороны рабочего борта разреза «Северный» в связи с временной консервацией блоков й и Е: 1 - текущий контур разреза; 2 - перспективный контур разреза; 3 - зоны временной консервации рабочего борта (блоки й и Е); 4 - внешняя траншея со стороны рабочего борта разреза (данная траншея обслуживает верхнюю группу рабочих горизонтов в пределах блоков В и С); 5 - насыпная транспортная перемычка, заложенная на стыке блоков С и й; 6 - стационарные внешние траншеи; 7 - предельный контур открытых горных работ
Рис. 3. Начальная схема вскрытия рабочих горизонтов Качарского карьера с использованием капитальной траншеи 3, заложенной со стороны его рабочего борта: 1 - предельный контур карьера; 2 - карьер пускового комплекса; 3 - восточная капитальная траншея, заложенная со стороны рабочего борта карьера пускового комплекса; 4 - конвейерный подъемник; 5 - стационарная западная капитальная траншея, предназначенная для формирования грузопотоков руды и скальной вскрыши
ные размеры карьерных полей позволяют использовать капитальные траншеи, закладываемые со стороны рабочих бортов для вскрытия рабочих горизонтов карьеров пускового комплекса.
Местоположение и условия примыкания траншей к рабочему борту карьера пускового комплекса также осуществляются исходя из условий обеспечения их длительной стационарности и последующей перестройки в систе-
Конвейерный отвал
1 Чь 1 7 , ф / If /в 2 1
VI f V / IV III II h
А / X Lr
Рис. 5. Конструкция внешней капитальной траншеи с горизонтальными вставками, закладываемой со стороны рабочего борта карьера, при расположении в ней конвейерной линии: 1 - наклонный участок траншеи; 2 - горизонтальный участок траншеи; 3 - магистральный конвейер, располагаемый в траншее; 4 - рабочий борт карьера; 5 - конечный контур карьера;Нтр - глубина траншеи; ¡е - участок погашения горизонтальной вставки; иф - скорость подвигания фронта горных работ; Ьг - длина горизонтальной вставки;Ьн - длина наклонного участка траншеи; а - угол наклона траншеи; ¡-VI - этапы погашения горизонтальной вставки
1950 1900 1850 1800 1750 1700 1650 1600
ческие решения для создания вскрышных грузопотоков со стороны рабочего борта карьера. При использовании конвейерного транспорта одним из таких решений может быть применение внешних траншей с горизонтальными вставками.
Капитальная траншея в данном случае представляет собой вскрывающую выработку, состоящую из двух участков: наклонного 1 и горизонтального 2 (рис. 5).
Горизонтальная часть траншеи в процессе развития горных работ постепенно погашается, обеспечивая стационарность транспортных коммуникаций, расположенных на уклоне. Длина горизонтальной части, соотнесенная со скоростью подвигания фронта горных работ, предопределяет срок эксплуатации наклонного участка траншеи [7].
Основными параметрами внешних траншей, закладываемых со стороны рабочих бортов карьеров, являются их глубина и размеры горизонтальной вставки. Для угольных месторождений с пологим залеганием пластов глубина заложения данных траншей должна близко соответствовать отметкам горизонтов карьера, обладающих максимальными значениями транспортной работы (обычно она укладывается в интервал от 40 до 60 м) [11].
Для нахождения рациональной длины горизонтальной вставки необходимо оценить следующие тенденции. С одной стороны, по мере увеличения ее длины возрастают затраты на строительство траншеи, с другой - снижаются эксплуатационные издержки на производство вскрышных работ (за счет длительной стационарности магистральных транспортн ых коммуникаций, расположенных на уклоне).
Большая часть начальных затрат на сооружение траншей с горизонтальными вставками погашается в эксплуата-
ционныи период, так как данные выработки срабатываются в процессе развития горных работ.
При определении размеров горизонтальных вставок необходимо учитывать интенсивность развития рабо-чеи зоны карьера и расстояние до конечного контура карьера. При малых размерах карьерных полеИ длина горизонтальных вста вок может соответствовать расстоянию до конечного контура. При значительном расстоянии до конечного контура отработки строительство траншеи с горизонтальными вставками может осуществляться в несколько этапов. Рациональная длина горизонтальной вставки может быть определена на базе чистого дисконтированного дохода (NPV) и дисконтированного срока окупаемости инвестиций (DPP) [12, 13]. Кривые изменения NPV и DPP при различной длине горизонтальной вставки траншеи и глубине ее заложения приведены на рис. 6,7 [11].
1 Чисть Ш ДИСКО] NPV тгирован млнруб ный дохе ад
Lvm
Lv ац
¿рад
Дли на гориз онтальнс й вставю й!,М
200 300 400 500 гаубина траншеи 30 м
600 700 800 глубина траншеи 45 м
900 1000 1100 1200 ■ глубина траншеи 60 м
Рис. 6. Кривые изменения чистого дисконтированного дохода для варианта, предполагающего использование конвейерного транспорта и траншей с горизонтальными вставками
Дисконтированный срок окупаемости инвестиций DPP, лег
200 300 400 500 —*— глубина траншеи 30 м
Длина горизонтальной вставки Ь, м
\-1-1-Ь
600 700 800 900 1000 1100 1200
гаубина траншеи 45 м ■ гаубина траншеи 60 м
Рис. 7. Кривые изменения дисконтированного срока окупаемости инвестиций для варианта, предполагающего использование конвейерного транспорта и траншей с горизонтальными вставками
ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
КАПИТАЛЬНЫХ ТРАНШЕЙ,
ЗАКЛАДЫВАЕМЫХ СО СТОРОНЫ РАБОЧИХ БОРТОВ,
И НАСЫПНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ ПЕРЕМЫЧЕК
Вскрытие горизонтов угольных карьеров может быть выполнено капитальными траншеями, закладываемыми со стороны рабочих бортов, насыпными транспортными перемычками и системой стационарных и временных траншей (съездов). Для укрупненной оценки зоны использования капитальных траншей, располагаемых со стороны рабочего борта, и транспортных перемычек можно сопоставить объемы горно-строительных работ, выполняемые при их сооружении (рис. 8).
Ввиду того, что проходка траншеи осуществляется от дневной поверхности, а отсыпка перемычки от дна карьера, отсчет их глубины и высоты производится от различных гипсометрических уровней. Уравнивание объемов траншеи и перемычки (для карьера глубиной 210 м) происходит при глубине траншеи ~90 м и высоте перемычки ~120 м. Однако определение зон разграничения временных траншей и насыпных транспортных перемычек только на базе равенства их объемов является неполным (с учетом того, что часть объемов капитальных траншей, расположенных со стороны рабочего борта, является объемами опережающих вскрышных работ), а значительная часть рабочих горизонтов может быть вскрыта внутренними траншеями или комбинацией внутренних траншей со стационарными капитальными траншеями.
210
180
150
120
90
60
80 70 60 S 50
¡40
ЬГ
30 20 10 0
Выс ота перемы1 жи Япер, м
¡г Зона ис1 ользования
Зона испо: ьзованшТ-», пер ;мычек
траш теи -Г дубина тра! пней Дц,, м
В общем случае рабочую зону карьера можно разделить на области использования трех типов вскрывающих выработок. Зона эффективного применения траншей, закладываемых со стороны рабочих бортов, распространяется на группу верхних горизонтов, а транспортных перемычек - на группу нижних и частично средних горизонтов. Связующим звеном верхней и нижней групп рабочих горизонтов являются внутренние капитальные траншеи (съезды). Последний тип выработок используется для вскрытия рабочих горизонтов средней части рабочей зоны карьера (рис. 9). С учетом вышесказанного области использования отдельных типов вскрывающих выработок видоизменяются (рис. 10).
В соответствии с проектом института ООО «СИГД» на разрезе «Черниговский» осуществляются прирезка нового карьерного поля и расширение внешнего железнодорожного отвала «Чесноковский» для складирования в него вскрышных пород, доставляемых автотранспортом. Последнее решение обеспечит возможность замкнуть на отвал «Чесноковский» дополнительный грузопоток вскрышных пород мощностью до 12-15 млн м3 в год, формируемый посредством капитальных траншей, закладываемых со стороны рабочих бортов участков «Новоколбинский» и «Крохалевский-2» (рис. 11).
Среднее расстояние транспортирования вскрышных пород с верхней группы рабочих горизонтов при этом будет сокра щено на 0,5-0,7 км, что обеспеч ит стабил изацию транспортной работы разреза в период с 2019 по 2024 г.
Расстояния транспортирования автотранспортом для условий разреза «Черниговский» по проектному варианту и варианту, предпола-га ющему испол ьзование траншей, закладываемых со стороны рабочего борта карьера и двух насыпных транспортных перемычек, показаны на рис. 12.
зо
30 60 90
траншеи внешнего заложения
120
150 180
насыпные перемычки
210
Рис. 8. Изменение объемов горно-строительных работ при различной глубине траншеи и высоте транспортной перемычки (для карьера глуби ной 210 м)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Глубина заложения траншей со стороны рабочих бортов карьеров, отрабатывающих угольные брахисин-клинали с пологим залеганием пластов, может составлять от 30 до 60 м, а длина их горизонтальных вставок может изменяться в диапазоне от 400 до 1000 м. На базе рассмотренных критериев (NPV и DPP) для глубины заложе-
Рис. 9. Зоны использования различных типов вскрывающих выработок при отработке угольных брахисинклиналей с пологим залеганием пластов: 1 - группа горизонтов, вскрываемая траншеей, закладываемой со стороны рабочего борта (Нтр); 2 - группа горизонтов, вскрываемая скользящими съездами (Н); 3 - группа горизонтов, вскрываемая насыпной перемычкой (Нпер); 4 - внутренний отвал; 5 - отвал, располагаемый со стороны рабочего борта карьера (внутри контура месторождения); 6 - стационарный борт карьера; 7 - угольные пласты; стрелками показаны направления вскрышных грузопотоков; 8 - предельный контур открытых горных работ
ЙО 90
насилии!; пс^минш
ДОП.'млйщмс полы
1К0 21г>
траншем пнсшисго никкксни«
Рис. 10. Области использования траншей, закладываемых со стороны рабочих бортов, насыпных транспортных перемычек и внутренних траншей (съездов): 1 - зона использования траншей внешнего заложения со стороны рабочих бортов; 2 - зона использования стационарных капитальных траншей и скользящих съездов; 3 - зона использования насыпных транспортных перемычек
ния траншей 30 м длина горизонтальной вставки составляет 500-1000 м, для глубины траншей 45 м - 450-850 м, для глубины 60 м - 400-750 м.
Общая компоновка схемы вскрытия рабочих горизонтов при использовании временных траншей, сооружаемых со стороны рабочих бортов разрезов, может быть следующей:
- для вскрытия верхней группы рабочих горизонтов, составляющей ~20-30% от общей текущей глубины карьера, целесообразно использовать капитальные траншеи, закладываемые со стороны рабочих бортов;
- среднюю группу рабочих горизонтов, составляющую ~40-50% от общей текущей глубины карьера, целесообразно вскрывать внутренними траншеями (стационарными и временными), расположенными в пределах торцевых участков карьера и рабочего борта (ярусов внутренних отвалов);
- нижнюю группу рабочих горизонтов, составляющую ~30-40% от общей текущей глубины карьера, целесообразно вскрывать насыпными транспортными перемычками.
Список литературы
1. Арсентьев А.И. Вскрытие и системы разработки карьерных полей. М.: Недра, 1981. 278 с.
2. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Учебник для вузов. В 2-х частях. Ч. 2. Технология и комплексная механизация. М.: Недра, 1985. 549 с.
3. Томаков П.И. Исследование транспортной системы разработки открытым способом свит кру-
Рис. 11. Организация автомобильных выходов на «Чесноковский» отвал посредством капитальных траншей (1,2,3), закладываемых со стороны рабочих бортов участков «Новоколбинский» и «Крохалевский-2» разреза «Черниговский»
Рис. 12. Кривые, иллюстрирующие возможность регулирования расстояний транспортирования вскрышных пород автотранспортом посредством траншей, закладываемых со стороны рабочего борта карьера, и насыпных транспортных перемычек (выполнено для условий разреза «Черниговский»)
2015 2016 2017 201В —•— проектный вдркзнт
2019 2020 20(21 -1прсдлстаснын вариант
2022
тых угольных пластов Кузбасса с размещением вскрыши в выработанном пространстве: Автореф... дис. на канд. техн. наук. М.: МГИ, 1963.
4. Хохряков В.С. Проектирование карьеров. 3-е изд., пе-рераб. и доп. М.: Недра, 1992. 382 с.
5. Шешко Е.Ф. Основы теории вскрытия карьерных полей. М.: Углетехиздат, 1953. 116 с.
6. Закономерности формирования отвальных массивов при отработке крупных угольных месторождений / В.И. Супрун, С.А. Радченко, Я.В. Левченко и др. // Уголь. 2017. № 7. С. 32-38. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/072017.pdf (дата обращения: 15.02.2018).
7. Вскрытие карьерных полей / В.И. Супрун, В.Б. Артемьев, П.И. Опанасенко и др. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2016. 248 с.
8. Пляскин И.И., Сандригайло Н.Ф. Технология и механизация строительства карьеров. М.: Недра, 1967. 298 с.
9. Кумачев К.А., Майминд В.Я. Проектирование железорудных карьеров. М.: Недра, 1981. 464 с.
10. Bukeikhanova S., Kulniyaz S., Lysenko S. Principles of Cyclic-Flow Technology in the Development of Deep Pits. Mine Planning and Equipment Selection. Proceedings of the 22nd MPES Conference, Dresden, Germany, 14th-19th October 2013. Vol. 1. Pр. 65-73.
11. Levchenko Y., Suprun V., Agafonov J. Substantiation of schemes for opening of working levels of pits in mining of large coal brachysynclines. 13th International Symposium Continuous Surface Mining. Proceedings. Belgrade, 11-14 September 2016. Pр. 309-316.
12. Пешкова М.Х. Экономическая оценка горных проектов. М.: Издательство МГГУ, 2003. 422 с.
13. Lieberwirth Н. Economic advantages of belt conveying in open-pit mining, in Mining Latin America. Mineria Latinoamericana, 1 st ed. D.C. Bailey. Springer Netherlands. 1994. Pр. 279-295.
SURFACE MINING
UDC 622.271.45 © S.V. Burtsev, A.V. Matveev, V.I. Suprun, S.A. Radchenko, Ya.V. Levchenko, 2018 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2018, № 3, pp. 43-49
Title
determination of parameters and areas of use of permanent trenches laid on the part of opencast mining flanks
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-3-43-49 Authors
Burtsev S.V.1, Matveev A.V.2, Suprun V.I.3, Radchenko S.A.3, Levchenko Ya.V.3
1 "SBU-Coal" holding company, JSC, Kemerovo, 650066, Russian Federation
2 "Chernigovets", JSC, Kemerovo, 650066, Russian Federation
3 National University of Science and Technology "MISIS" (NUST "MISIS"), Moscow, 119049, Russian Federation
Authors' Information
Burtsev S.V., PhD (Economic), First Deputy General Director, Technical Director, e-mail: s.burtsev@sds-ugol.ru
Matveev A.V., PhD (Economic), Deputy Technical Director, e-mail: a.v.matveev@chernigovets.ru
Suprun V.I., Doctor of Engineering Sciences, Professor, Director of Engineering and Expert Center within Mining Institute, e-mail: labstone@mail.ru Radchenko S.A., PhD (Engineering), Associate Professor Mining Institute, e-mail: mggu_to@mail.ru
Levchenko Ya.V., PhD (Engineering), Senior Lecturer Mining Institute, e-mail: levchenko.mggu@mail.ru
Abstract
The paper considers parameters and areas of use of permanent trenches laid on the part of opencast mining flanks. By means of these tranches, a part of overburden cargo flows is redistributed to the dumps located in the field limit (in the areas which are not suitable for open-pit mining) or in the adjacent areas of quarry fields. The latter allows to reduce the costs of transportation of the overburden which are not placed in the inside dumps. The paper considers the principles of choosing location of permanent trench abutment to opencast mining flanks. It reflects the experience in the use of these trenches in major coal and ore quarries. It gives optimal recommendations for the depth and design of the permanent trenches. It determines the rational area for use of the tranches in question. The paper results the data of change in the average distances of overburden transportation with regard to the conditions of JSC "Chernigovets" open-pit mine when adjusting the existing opening scheme through putting the permanent trench on the part of the mining flank and two conveyor earth-fill coffer-dams into operation.
Keywords
Opening scheme, Permanent trench, Mining flank, Coal, Cycle-Flow technology complex, Centroclinal fold, Dump, Overburden cargo flow, Overburden.
References
1. Arsentyev A.I. Vskrytie i sistemy razrabotki kar'ernykh poley [Opening and development systems of quarry fields]. Moscow, Nedra Publ., 1981, 278 p.
2. Rzhevsky V.V. Otkrytye gornye raboty [Surface mining]. College textbook. In 2 Parts Vol. 2. Technology and integrated mechanization. Moscow, Nedra Publ., 1985, 549 p.
3. Tomakov P.I. Issledovanie transportnoy sistemy razrabotki otkrytym sposobom svitkrutykh ugol'nykh plastovKuzbassa s razmeshcheniem vskryshi v vyrabotannom prostranstve. Avtoreferat diss. kand. tekhn. nauk [Study of the conveyor system for surface mining of Kuzbass steep coal seam suites with overburden disposal in the mined-out space. Ph.D. eng. sci. diss.]. Moscow, MGI, 1963.
4. Khokhryakov V.S. Proektirovanie kar'erov [Designing of quarries']. 3-th updated and revised edition. Moscow, Nedra Publ., 1992, 382 p.
5. Sheshko E.F. Osnovy teorii vskrytiya kar'ernykh poley [Fundamentals of quarry field opening theory]. Moscow, Ugletekhizdat Publ., 1953, 116 p.
6. Suprun V.I., Radchenko S.A., Levchenko Ya.V., Voroshilin K.S., Minibaev R.R. & Morozova T.A. Zakonomernosti formirovaniya otval'nykh massivov pri otrabotke krupnykh ugol'nykh mestorozhdeniy [Logic of dumping masses formation during large coal deposits workings]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2017, No. 7, pp. 32-38. Available at: http://www.ugolinfo.ru/Free/072017.pdf (accessed 15.02.2018).
7. Suprun V.I., Artemiev V.B., Opanasenko P.I., et al. Vskrytie kar'ernykh poley [Opening of open-pit fields mining]. Moscow, "Gornoye Delo" Publ., "Kimmeri-ysky Tsentr', LLC, 2016, 248 p.
8. Plyaskin I.I. & Sandrigailo N.F. Tekhnologiya i mekhanizatsiya stroitel'stva kar'erov [Technology and mechanization of quarry construction]. Moscow, Nedra Publ., 1967, 298 p.
9. Kumachev K.A. & Maimind V.Ya. Proektirovaniezhelezorudnykh kar'erov [Designing of iron ore quarries]. Moscow, Nedra Publ., 1981, 464 p.
10. Bukeikhanova S., Kulniyaz S. & Lysenko S. Principles of Cyclic-Flow Technology in the Development of Deep Pits. Mine Planning and Equipment Selection. Proceedings of the 22nd MPES Conference, Dresden, Germany, 14th-19th October 2013, Vol. 1, pp. 65-73.
11. Levchenko Yu., Suprun V. & Agafonov J. Substantiation of schemes for opening of working levels of pits in mining of large coal brachysynclines. 13th International Symposium Continuous Surface Mining. Proceedings. Belgrade, 11-14 September 2016, pp. 309-316.
12. Peshkova M.Kh. Ekonomicheskaya otsenka gornykh proektov [Economic evaluation of mining projects]. Moscow, MSMU Publ., 2003, 422 p.
13. Lieberwirth H. Economic advantages of belt conveying in open-pit mining, in Mining Latin America. Mineria Latinoamericana, 1st ed. D.C. Bailey. Springer Netherlands, 1994, pp. 279-295.
