2.7 Выбор основных параметров системы разработки.

Основными параметрами систем открытой разработки являются: рабочие уступы, заходки, рабочие площадки, транспортные и предохранительные бермы, разрезные траншеи, отвалы.

Основными параметрами систем разработки являются: высота уступа и угол рабочих уступов, ширина заходок, ширина рабочих площадок, транспортных и предохранительных берм, угол откоса рабочего борта, длина фронта работ, численность рабочих уступов и размеры отвалов.

Высота уступа непосредственно влияет на ряд общекарьерных показателей: качество добытого полезного ископаемого, скорость подвигания горных работ, темп углубления горных работ, срок строительства карьера, объем горно-капитальных работ, общую протяженность фронта работ, внутрикарьерных путей и дорог, угол откоса рабочих и нерабочих бортов. Безопасность ведения горных работ является основным требованием.

При разработке горизонтальных и пологих залежей мощность залежей и покрывающих пород обычно предопределяет высоту и число уступов. На данном месторождении мощность залежи полезного ископаемого составляет в среднем 13.5 м. Мощность вскрыши 4.2 м, поэтому разработку ведем одним вскышным уступом и двумя добычными, высота которых:H =4.2, Н_уI = 6.5 м, Н_уII = 7.0 м. На вскрышном уступе принимаем экскаватор канатный с верхним копанием, (прямая лопата ЭО-5111Б), наибольшая высота копания которого Н_вк = 6.5 м. На первом добычном уступе принимаем экскаватор канатный с верхним копанием, (прямая лопата Э-2503),а на втором - драглайн (Э-2503).

Устойчивость откосов в мягких породах часто имеет решающее значение. В таких породах высота уступа не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора.

Так как мягкие связные породы имеют предел прочности 10 – 50кгс/см² (при одноосном сжатии в образце), угол внутреннего трения 13 –23⁰, сцепление 0,5 – 10кгс/см², легко разрабатываются всеми видами выемочных машин без предварительного рыхления и способны сохранять угол откоса до 50 –60⁰ при высоте уступов до 7 –15м, то принимаем угол первого рабочего уступа = 55⁰, второго = 60⁰.

В нормальных заходках выемка породы производится при постоянном положении оси движения выемочных машин по длине заходки и максимальном использовании их рабочих параметров.

Ширина “нормальной” заходки в торцовом забое для мехлопат

А_нэ=(1,5 1,7) · R_ч.у м,

1. Ширина заходки для экскаватора работающего на вскрыше (ЭО -5111Б):

где R_ч.у – радиус черпания на уровне стояния экскаватора, R_ч.у = 5,0м.

А_нв= 1,6 · 5,0 = 8м.

2. Ширина заходки для экскаватора работающего на 1-ом добычном уступе (Э-2503)

где R_ч.у – радиус черпания на уровне стояния экскаватора, R_ч.у = 6.5м.

А_нд1= 1,6 · 6.5 = 10.4м.

Принимаем А_нд1= 11м

Ширина “нормальной” заходки в торцовом забое для драглайна:

А_нд= R_ч(sin +sin ),м

где R_ч – радиус черпания,

, - углы разворота экскаватора от его оси, при черпании, принимаем =0⁰, = 45⁰ /3, с.215/.

Ширина заходки для драглайна работающего на 2-ом добычном уступе(Э-2503):

А_нд2= 24.3 · (sin0⁰ + sin45⁰) = 17.2м.

Рабочая площадка – горизонтальная поверхность уступа, ограничивающая его по высоте (снизу и сверху) и служащая для размещения выемочно-погрузочного, и транспортного оборудования, необходимого для разработки уступа.

Ширина рабочих площадок должна обеспечить производительную работу оборудования при безопасном размещении основных горных машин и транспортных коммуникаций, силовых и осветительных линий, вспомогательного транспорта и оборудования. В период строительства и реконструкции карьера для сокращения объема горно-капитальных работ принимают рабочие площадки минимальной ширины.

Минимальная ширина рабочей площадки мехлопаты ЭО-5111Б:

Ш_р.п.min.э= А_нe + m +2Ra + m/2

где А_э – ширина “экскаваторной” заходки, А_э= 8м,

Ra – минимальный радиус поворота КрАЗ -256Б, Ra = 11м,

m – расстояние от транспортной полосы до нижней бровки первого уступа и между транспортными полосами, m = 3м,

Ш_р.п.min.э= 8 + 3 + 2 · 11 + 3/2 =37.5м,

Минимальная ширина рабочей площадки мехлопатыЭО-2503:

Ш_р.п.min.э= А_нe + m +2Ra + m/2

где Ra – минимальный радиус поворота БелАЗ-540А, Ra = 8.7м,

Ш_р.п.min.э= 11+ 3 + 2 · 8.7 + 3/2 =32.9м,

.

Минимальная ширина рабочей площадки драглайна:

Ш_р.п.min.д= А_нд2 + 2Ra + 2m + С + Б + m/2,

где А_д – ширина заходки драглайна, А_д=17.2м.

С – ширина предохранительного навала, С= 1.5м,

Б – полоса (берма) безопасности, Б_II= Н_уII(ctg - ctg ),м,

Н_уII – высота второго (рабочего) уступа, Н_уII=6.5м,

- угол устойчивого откоса уступа, = 35⁰ /1, с.53/,

- угол откоса второго рабочего уступа, = 40⁰,

Б= 6.5 · (ctg35⁰ – ctg40⁰) = 1.5м,

Найдем бермы безопасности для остальных условий:

Б_I= Н_уI · (ctg - ctg ) = 4.2 · (ctg 35⁰- ctg 42⁰) =1.3м – для рабочего первого уступа

Ш_р.п.min.д= 17.2 + 2 · 8.7 + 1.5 + 1.5 + 2 · 3 + 3/2 = 45.1м.

В период эксплуатации рабочую площадку расширяют в целях формирования вскрышных работ и увеличения подготовленных к разработке запасов горной массы.

Уступы нерабочего борта карьера разделяются площадками (бермами) транспортными и предохранительными. Минимальная ширина берм (с учетом их назначения) позволяет уменьшить общий объем вскрышных работ в карьере. Транспортные (соединительные) бермы соединяют капитальные траншеи с рабочими горизонтами на соответствующих уступах.