CC BY
46
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 98»
МОСКВА, МГГУ, 2.02.98 - 6.02.98 СЕМИНАР 2 «ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ РАБОТЫ В СЛОЖНЫХ ГОРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ»
О.В. Цыганова, студентка
Московский государственный горный университет
РАЗРАБОТКА ОБВОПНЕННЫХ ЗАПАСОВ ПЕСЧАНОГРАВИЙНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Выбор эффективной технологии разработки обводненных запасов месторождений полезных ископаемых является задачей до конца не решенной во многих отраслях горнодобывающей промышленности. В настоящее время отсутствуют данные об объемах обводненных запасов песчано-гравийной смеси, поскольку в большинстве случаев геолого-разведочные работы при разведке месторождений проводились до уровня грунтовых вод. Проведенные расчеты показывают, что только по Митьковскому участку Вяземского ГОКа, мощность обводненных запасов песчаногравийной смеси составляет в среднем 5 м., а объемы их достигают 7 млн. м3 ( 40 % от всех запасов участка ). Из общего количества песчано-гравийных месторождений 2/3 содержат обводненные запасы [1].
Так как запасы полезных ископаемых в традиционных районах добычи нерудных строительных материалов истощаются, разработка обводненных запасов месторождений приобретает актуальность. Отработка обводненных запасов создает благоприятные условия в экологическом отношении, позволяет: сократить площади земель, отводимых под разработку; снизить средний коэффициент вскрыши; умень- -шить среднее расстояние транспортирования полезного ископаемого; увеличить срок службы предприятия.
Организация добычных работ на обводненных месторождениях осложняется невозможностью понизить в короткие сроки уровень грунтовых вод, недостаточностью линейных размеров добычного
оборудования, неравномерностью залегания обводненных пород.
Анализ технологических схем разработки эксплуатируемых обводненных пес-чано-гравийных месторождений позволяет сделать выводы о том, что при разработке обводненных пород могут применяться следующие способы их отработки:
а) разработка без осушения с использованием различного вида машин, способных разрабатывать забой под водой: плавучих (землесосные, грейферные и многоковшовые снаряды, краны, драги), размещенных на сухой рабочей площадке уступа (драглайны, башенные и многоковшовые экскаваторы);
б) разработка с полным осушением обводненных запасов для создания условий, позволяющих вести разработку обычным способом;
в) разработка с частичным осушением (водопонижением), которое осуществляется с помощью дренажных траншей при движении воды самотеком.
Система разработки песчано-гравийных месторождений - сплошная, продольная или поперечная, однобортовая с внутренним отвалообразованием. Поэтому- радиус разгрузки вскрышного экскаватора является лимитирующим фактором при определении параметров разработки обводненной толщи полезного ископаемого. Наибольшая эффективность технологической схемы разработки обводненного месторождения (рис. 1) достигается при максимальном использовании рабочих параметров вскрышного экскаватора,
Рис.1. Технологическая схема разработки месторождения с выемкой обводненных запасов песчано-гравийной смеси с внутренним отвалообразованием
Рис.2. Схема разработки обводненного уступа драглайном
Рис.З. График зависимости ширины заходки на обводненном уступе от его высоты
Рис.4. График изменения высоты навала породы от мощности обводненных пород
73
в основном радиуса разгрузки. При этом радиус разгрузки вскрышного экскаватора Rp определяется выражением:
Rp = 0,5-Сх + h-ctga + а + 2Б + Т + А обе. Mo6e.-tga +E+H0 ctgß, м. (1)
Откуда А 0бв. = RP - 0,5-Сх - h-ctga - а -2-Б-Т - Мобв. ctga -Б -Но -ctgß\ м, (2)
где Н0 = Н-Кр + 0,25-А ■tgß, м, (3)
где Н0 - высота вскрышного уступа, м;
А - ширина заходки вскрышного экскаватора, м;
Кр - коэффициент разрыхления породы;
h- высота добычного уступа (сухого), м; Сх - ширина хода экскаватора, м;
Б - ширина бермы безопасности, м;
Т - ширина транспортной полосы, м; ß - угол откоса отвала, град;
Мобв -мощность обводненных пород, м; Аобв. - ширина заходки на обводненном уступе, м.
Выемка обводненных пород производится драглайном нижним черпанием с разгрузкой в насыпь (навал) на кровле уступа (рис. 2) . При этом должно соблюдаться условие:
Rp- об«. ^'А0бв. - 0,5-Сх + Lo+ Б, м, (4) где Б - безопасное расстояние от нижней бровки навала породы до верхней бровки разрабатываемого обводненного уступа, м;
Lo - заложение откоса породы на кровле уступа, м;
Lo Ao6e.’^fo6e.'Kp'Ctgßo, м, )
h0 = L0-tgß0, m, (6)
где h0 - высота навала породы, м; ßo - угол откоса навала породы, град. Используя расчетные выражения (2), (5), (6), нами были построены графики, приведенные на рис. 3 и 4.
График зависимости (рис. 3) показывает, что с увеличением мощности обвод-
ненных запасов песчано-гравийной смеси Мобв уменьшается ширина заходки на обводненном уступе Аобв.. При этом радиус разгрузки вскрышного экскаватора Rp не изменяется.
На рис. 4 представлена зависимость изменения высоты навала породы на кровле уступа от мощности разрабатываемых обводненных пород. Анализ этого графика показывает, что увеличение мощности разрабатываемой обводненной песчаногравийной смеси не всегда приводит к увеличению объемов ее добычи, а применение данной технологической схемы наиболее эффективно при высоте обводненного уступа 4 - 6 м. При дальнейшем увеличении мощности разрабатываемых обводненных пород объем их добычи падает из-за уменьшения ширины обводненной заходки. Для эффективной разработки на большую глубину, необходимо увеличить ширину обводненной заходки за счет увеличения радиуса разгрузки вскрышного экскаватора, применяя экскаватор с большими линейными размерами или изменяя организацию вскрышных и добычных работ.
Рассматривая возможные способы отработки обводненных запасов песчаногравийной смеси, с учетом техникоэкономических показателей можно выбрать рациональный.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лшпыан А.А., Терехов Д.И., Шапенко}
Ф.Ф. Обезвоживание нерудных строительных мате- \ риалов. - М.: Стройиздат, 1975. f
2. Буянов Ю.Д. Разработка гравийно-песча- ?
ных месторождений. - М: -Недра, 1988. ;
3. Ржевский В.В. Открытые горные работы. \
Ч. 1,2. -М.: Недра, 1985. :
© О.В. Цыганова;
