§10. Расчёт основного оборудования для производства добычных и вскрышных работ

После усреднения объёмов вскрышных работ в календарном графике производится выбор и расчет количества основного экскавационного оборудования для выполнения добычных и вскрышных работ.

Вид оборудования должен соответствовать природным условиям месторождения и обеспечивать эффективную и безопасную работу на карьере в конкретных условиях.

Количество добычного оборудования определяется делением производительности карьера по полезному ископаемому на эксплуатационную производительность выемочно-погрузочного оборудования. При этом для обеспечения надёжного выполнения производительности принимается резерв производительности оборудования до 50 %.

Для вскрышных работ резерв производительности, а следовательно количество единиц оборудования принимается меньше, в пределах 10 %.

Результаты расчётов для каждого этапа записываются в таблицу под календарным графиком вскрышных и добычных работ на карьере (рис. 38).

В зависимости от вида выемочно-погрузочного оборудования и его параметров согласно теории формирования технологических потоков на карьере принимается и рассчитывается количество бурового, зарядного, транспортного, отвалообразующего и вспомогательного оборудования.

§11. Определение объёма горно-строительных работ и времени строительства карьера

В объём горно-строительных работ входят капитальная (наклонная) и разрезная траншеи (рис. 4). Параметры капитальной траншеи определяются параметрами транспорта и решениями по вскрытию карьерного поля. Параметры разрезной траншеи на горизонтальных и пологих пластообразных месторождениях определяются параметрами принятой системы разработки. На наклонных и крутых месторождениях - параметрами элементов систем разработки и количеством вскрываемых горизонтов. Длина разрезной траншеи определяется количеством добычного оборудования, необходимого для выполнения производительности карьера по полезному ископаемому. При этом учитывается требование правил технической эксплуатации - при круглогодовой работе на карьере должно быть вскрытых запасов на три месяца, а при сезонной - на шесть месяцев.

Время выполнения горно-строительных работ для сдачи карьера в эксплуатацию зависит от организации строительства, технологии и технических средств. Обычно горно-строительные работы выполняются эксплуатационным оборудованием. В этом случае при расчете времени выполнения работ учитываются графики монтажа основного оборудования на монтажной площадке и времени перегона экскаваторов от неё в забой.

§12. Разделение эксплуатационного пространства карьера на этапы

Анализ опыта эксплуатации открытым способом известных в мире месторождений показывает, что элементы контура карьеров, а именно глубина и углы откосов бортов карьера при погашении, в связи с совершенствованием технологии, техники и способов управления устойчивостью бортов карьера много раз пересматривались в сторону увеличения. Следовательно, задачи оконтуривания запасов для открытой разработки месторождения и проектирования контуров карьера для эффективной его эксплуатации можно рассматривать отдельно.

Используя этот опыт, целесообразно разделить установленные для открытой разработки запасы месторождения по глубине на этапы с отстройкой промежуточных бортов этапа под углами, равными углу погашения или близкими к нему. Это позволяет уменьшить объемы вскрышных работ в первые периоды эксплуатации карьера и перенести их на более поздние периоды.

В этом случае при отстройке промежуточных контуров под углами погашения борта карьера горные работы вглубь развиваются сначала с возрастающими коэффициентами вскрыши (рис. 40 а), а затем их значения падают до нуля на близкой к конечной глубине этапа. При этом достигается большая экономия в объемах вскрышных работ (заштрихованная площадь на рис. 40 а) по сравнению с контуром без разделения на этапы.

Переход к разработке следующего этапа происходит в результате реконструкции, во время которой выполняются некоторые объемы вскрышных работ (площади 1 - 2 - 3 - 4 и 5 - 6 - 7 - 8), а потребитель обеспечивается сырьем с накопленного во время эксплуатации этапа склада или с другого месторождения. Характер изменения и величина текущих коэффициентов вскрыши при отработке второго этапа после реконструкции будут аналогичны показателям при отработке первого этапа. Технология перехода от второго этапа к третьему аналогична переходу от первого ко второму с выполнением определенного объема вскрышных работ (площади 1 - 9 - 10 - 11 и 6 - 12 - 13 - 14).

При отстройке промежуточных контуров этапов под углами, близкими к углу погашения горные работы, как по полезному ископаемому, так и по вскрыше выполняются непрерывно. Текущий коэффициент вскрыши внутри этапа сначала возрастает, затем уменьшается, но от этапа к этапу его величина растет. В этом случае отдельно процесс реконструкции при переходе от этапа к этапу отсутствует, а наибольшие объемы вскрышных работ переносятся при разработке эксплуатационного пространства карьера без разделения на этапы на более поздний период.

Таким образом, разделение оконтуренных запасов на этапы позволяет запасы первых периодов отрабатывать с меньшими затратами за счет переноса части объемов вскрышных работ на более поздние периоды отработки месторождения, что дает возможность отрабатывать их с большей эффективностью вследствие совершенствования со временем техники и технологии.

С учетом эффективности открытой разработки месторождений этапами задача проектирования карьеров на наклонных и крутопадающих месторождениях должна решаться последовательно. На момент оценки месторождения - установление максимальных границ открытой разработки месторождения с использованием критерия . На момент проектирования карьера - определение параметров этапов с учетом:

• вида используемого транспорта для отработки этапа (например, на первом этапе - автомобильного, при котором рациональная глубина составляет 200 - 250 м, на втором - комбинированного автомобильно-конвейерного, для которого рациональная глубина составляет 250 - 450 м, на третьем этапе - комбинированного транспорта со вскрытием глубоких горизонтов этого этапа подземными горными выработками, которые будут использованы при отработке месторождения на большую глубину подземным способом);

• рационального времени отработки этапа 15 - 20 лет, что при скорости углубления горных работ 10 -15 м/год соответствует глубине 150 - 300 м;

• возможного объема капитальных вложений в строительство на первом этапе и реконструкцию на последующих.

Рисунок 40 Разделение эксплуатационного пространства карьера на лапы: а - с углами откосов бортов карьера промежуточных этапов, равными углам погашении; б - с углами откосов карьера промежуточных этапов, близкими к углу погашения; I, II, III - графики изменения соответственно без разделения на этапы, с разделением на этапы и отстройкой контуров карьера под максимальными углами наклона его бортов, с разделением на этапы и отстройкой контуров карьера под углами наклона его бортов, близкими к углу погашения