CC BY
28
© А. О. Игнатов, 2006
УДК 622.271 А. О. Игнатов
УПРАВЛЕНИЕ ОРГАНИЗАЦИЕЙ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА РОССИИ
сследование режима горных работ является одной из многочисленных задач такого крупного научного направления в области разработки месторождений твердых полезных ископаемых как управление развитием горных работ, нашедшее отражение в трудах академиков Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, К.Н. Трубецкого, чл.-корр. РАН А.А. Пешкова, профессоров Е.Ф. Шешко, А.И. Арсентьева, В.В. Булычева, Н.А. Малышевой, В.В. Истомина, В. С. Хохрякова и др.
Исследование режима и определение рационального варианта развития для различных типов месторождений и видов карьерных полей осуществляют по единой методике, включающей проведение горногеометрического анализа месторождения, построение календарного графика разработки, регулирование календарного и обоснование рационального графиков.
Регулирование графиков режимов горных работ производится после построения календарного графика V = ДТ) полученного при трансформации графиков горногеометрического анализа V = ДН) и V = 1"(Ь). Полученные календарные графики вскрышных работ однозначно определяются производительностью карьера по полезному ископаемому и поэтапно извлекаемыми объемами вскрышных пород и полезного ископаемого.
Такие календарные графики, как правило, отражают существенные колебания объемов вскрышных работ по периодам разработки, поэтому не могут быть приня-
ты в качестве окончательного варианта. Их следует рассматривать как исходный материал для направленного формирования рационального, по каким-либо критериям, календарного графика.
При регулировании и, в последствии, обосновании рационального графика режима горных работ возникает проблема потери мест производства работ на горизонтах, определенная в результате горногеометрического анализа. Также задача обоснования рационального графика режима при отработке месторождения вплотную связана с вопросом возможности физической его реализацией, т.е. проверкой технологических возможностей, обоснованного в процессе проектирования, количества основного карьерного оборудования.
Известно, что ступенчато-убываю-щий график режима горных работ, определяющий сокращение срока окупаемости инвестиций, осуществляется интенсификацией горных работ в процессе формирования карьера первой очереди и затем корректируется управлением порядка ввода и функционирования основного карьерного оборудования. Вследствие чего, целью данного исследования является обоснование управления организацией ведения горных работ на кимберлитовых трубках Архангельской области при определенных горно-технологических условиях [1] и принятой технологии, сопутствующих формированию определяющего сокращение срока окупаемости ступенча-
а / / \
/ / 0+1)
]-2 И ) )+1 (1+2)
б >
/ / (1+1)
И } j+l (1+2)
Рис. 1. Варианты положения выемочного оборудования на смежных горизонтах при интенсификации горных работ в период строительства карьера
то-убывающего графика режима горных работ.
В работе [1] предложен метод представления карьерного пространства в виде блочной модели, состоящей из приращений объемов форм кольца в плане и высотой равной высоте отрабатываемого уступа, характеризующей этапы разноса горизонта до параметров позволяющих углубиться на нижележащий.
Для каждого _|-го этапа на первом от поверхности горизонте определяется возможное количество работающих экскаваторов - лимитирующее количества экскаваторов на всех нижележащих горизонтах.
При анализе модельных исследований интенсификации горных работ в период строительства карьера были получены данные о величине опережения горных работ во времени и пространстве между двумя смежными горизонтами. Было определено, что величина опережения Уопер имеет тенденцию увеличения по линейной функции с продвижением отработки месторождения, однако сама эта величина состоит из слагаемых, количество которых определяется местоположением выемочного оборудования и номером этапа ведения выемочных работ на верхнем горизонте из двух рассматриваемых смежных.
На рис. 1 представлены два основных варианта расположения оборудования на смежных горизонтах:
для варианта а) полная величина опережения есть
Чпер = ЧГЩ + Ч(]+1) + ЧмХМ), м3;
для варианта б): Чпер = Ч0вЩ + V,™ + V™, м3.
При изучении динамики роста полной величины опережения и по слагаемым было замечено, что увеличение всей суммы по годам отработки месторождения зависит только от общего объема предыдущего этапа на верхнем горизонте из двух смежных. Сумма же отработанного объема начатого этапа на верхнем и, остатка объема завершаемого этапа на нижнем горизонтах - величина постоянная. Следовательно, независимо от количества слагаемых, величина полного опережения состоит из двух частей - динамической и постоянной - дополнительной:
динамическая величина это общий объем этапа предыдущей очереди отработки на верхнем горизонте;
постоянная величина, на период ввода в работу новых экскаваторов, сумма объе-
Рис. 2. График зависимости величины дополнительного опережения от общего числа экскаваторов на карьере в 1-й год
ма начатого этапа верхнего и завершаемого этапа нижнего горизонтов:
Vдоп _ Vнач + V кон _ Vнач + V опер ¡0+1) (1+1)0-1) ¡0+1) '
£
0+10
16
15
.д
е 14
и
о 13
р
о
т
а 12
и
а
«
с
« 11
т
10
для вариантов а) и б) соответственно.
Минимальная величина дополнительного опережения на период ввода оборудования в эквиваленте времени составляет 2,5-3 месяца. Это объясняется резервом для проведения годового ремонта экскаватора, предопределяющего временную остановку забоя, и для переноса скользящего съезда.
В течение времени введения экскаваторной техники величина дополнительного опережения во времени и пространстве минимальна и постоянна между каждыми смежными рабочими горизонтами, но после введения последней п-ной единицы оборудования, скорее всего ее придется увеличивать.
Задачи исследования заключаются в определении средневзвешенного количества оборудования на горизонтах в течение календарных лет работы карьера и, как следствие, объемов производимых работ, и в определении местоположения выемочного оборудования.
Методическая последовательность проведения исследования:
определяем отработанный объем известным количеством экскаваторов в 1-й год на первом от поверхности горизонте;
определяем отработанный объем на нижележащем горизонте с учетом полного опережения в 1-й год, где величину дополнительного опережения принимаем минимальной;
2,0 2,3 2,5 2,8 3,0 3,3 3,5 3,8 4,0 Величина дополнительного опережения, мес.
определяем количество вовлеченных в работу нижних горизонтов и средневзвешенные количества экскаваторов на них;
определяем общее количество экскаваторной техники по карьеру в 1-й год;
если общее количество оборудования превышает реальное - увеличиваем величину дополнительного опережения и производим расчет изначально;
производим построение графика зависимости общего количества экскаваторов от величины дополнительного опережения в 1-й год методом итерации (рис. 2.);
по графику определяем соответствующее п-му количеству экскаваторов значение дополнительного опережения.
Данным методом возможно отследить работу экскаваторов в карьере на протяжении всего срока отработки запасов месторождения, однако абсолютно логично падение темпа углубления горных работ при выходе на конечные контура, и вообще его календарная неравномерность.
В работе [2] автор предлагает маневрировать коэффициентом вскрыши, учитывая роль фактора потребности мирового рынка в разрабатываемом минеральном сырье, за счет переноса вскрышного оборудования на добычу, обосновывая тем самым наличие запасов маневрирования. Маневр определяется внешними условиями, но в нашем случае я предлагаю использовать запасы маневрирования для урегулирования темпа углубления и обеспечения фабрики постоянной производст-
тм
гор.
венной мощностью на протяжении первой ступени графика режима горных работ.
Достигнуть постоянной производственной мощности возможно при управлении организацией ведения горных работ с использованием графика зависимости величины дополнительного опережения во времени и пространстве между смежными горизонтами от текущей глубины карьера или номера горизонта.
На рис. 3 представлены варианты графического управления организацией ведения горных работ:
линия 1 характеризует постоянное подвигание борта карьера на всех рабочих
ДОП. Рис. 3. Графическое управление Опер организацией ведения горных работ
горизонтах (угол откоса борта карьера постоянный на всех его локальных участках);
линия 2 предопределяет повышение объемов добычных работ за счет снижения производительности по вскрыше (выпуклый борт карьера);
линия 3 дает возможность увеличения производительности карьера по вскрышным работам и придержание мощностей по руде (вогнутый борт карьера);
линия 4 - сложные формы управления организацией на локальных участках рабочего борта.
Учет величины дополнительного опережения в процессе исследований режима горных работ дает возможность проверки технологических возможностей основного карьерного оборудования и управления организацией ведения горных работ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Игнатов А. О. Обоснование ступенчато-убывающего графика режима добычных работ при открытой разработке кимберлитовых трубок с мощной толщей покрывающих пород. - ГИАБ №4. - М.: Издательство МГГУ, 2005. -С.64-67.
2. Кононыхин М.А. Разработка мето-
дов управления интенсивностью эксплуатации месторождений открытым способом в условиях изменения потребности в добываемом сырье: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.: ИПКОН РАН, -2002. - 160 с.
— Коротко об авторах
Игнатов А.О. - аспирант, Московский государственный горный университет.
