8 Подсчет потерь полезного ископаемого

Для экономичного обоснования оптимальных размеров эксплутационных потерь угля в недрах настоящим проектом в соответствии с требованиями «Отраслевой инструкции по учету балансовых, расчету промышленных запасов, определению, нормированию, учету и экономической оценке потерь угля при добыче» рассмотрено три варианта технологических схем отработки пластов угля:

а) Селективная выемка

При которой отработка пласта ведется с минимально - возможным засорением внешней породой потерями, обусловленными при этом параметрами оборудования.

Эксплутационные потери угля слагают:

- слой угля, теряемый при зачистке кровли пласта экскаватора;

- слой угля, недобираемый в почве;

- слой угля, теряемый при зачистке пласта на выше лежащем рабочем уступе;

- треугольник угля в основании откоса добычного забоя недобираемый в почве пласта – рисунок 17;

Рисунок 17. Расчет потерь угля

- потери при буровзрывных работах и транспортировке.

Засорение угля пород кровли и почвы слагаются из следующего:

- треугольники недобора породы в основании откоса вскрышного забоя;

- слой от недобора породы в кровле пласта (с целью уменьшения потерь);

- недобор породы в верхней части вскрышного забоя;

- присечка породы в почве пласта, обусловленная траекторией черпания экскаватора:

б) Селективно - послойная выемка

Засорение угля по этому варианту аналогично первому, но центральная часть мощных пластов вынимается отдельно, а слой углей у почвы и кровли засоряется внешней породой и отправляется на обогатительную фабрику раздельно. Это изменит условия и стоимость обогащения и изменяет выход и качество товарной продукции.

9 Маркшейдерские наблюдения за устойчивостью бортов карьера

Изучение состояния бортов разреза осуществлялась в процессе геологической доразведки. При этом детально изучалось состояние пород, их трещиноватость и физико-механические свойства, а так же проводилось описание основных типов деформации бортов разреза и определение причин их образования.

Маркшейдерские наблюдательные станции, состоящие из профильных линий реперов, закладывают в том случае, когда необходимо получить абсолютные величины смещений и де­формаций прибортового массива для установления типа оползня или обрушения и прогноза его развития с учетом вре­мени. Перед закладкой наблюдательных станций необходимо провести анализ участков карьера с точки зрения инженерно-геологических условий. Профильные линии создаются в местах с косвенными признаками оползневых явлений или обрушений. Такими признаками являются:

а) подрезка горными работами слабых контактов, филь­трующихся пород, поверхностей тектонических трещин и на­рушений, имеющих наклон в сторону выработанного простран­ства и простирание, приблизительно параллельное фронту борта;

б) вскрытие карьера слабых пластичных, обводненных по­род основания борта, а также укладка пород отвала на на­клонное основание или на слабые, обводненные породы;

в) при размещении на бортах и уступах карьера не пре­дусмотренных проектными расчетами отвалов пустых пород, тяжелого горнотранспортного оборудования, при производстве в карьере массовых взрывов большей чем по проекту единич­ной мощности;

г) при несоблюдении установленных проектными расчетами геометрических параметров уступов, бортов и отвалов карьера.

Перед закладкой наблюдательной станции маркшейдер раз­рабатывает ее проект, в котором обосновываются и устанавливаются: расположение и конструкции профильных линий, мето­дика и объем наблюдений. Наблюдательная станция, проекти­руемая на потенциально опасном участке, должна состоять из двух или более профильных линий, располагаемых посередине этого участка перпендикулярно фронту борта карьера или от­вала.

На каждой профильной линии закладывают опорные и ра­бочие реперы.

При расположении профильной линии на борту карьера (рис. 17) опорные реперы располагают на верхней и нижней площадках борта парами на расстоянии друг от друга не ме­нее 20 м. Расстояние от опорного репера до верхней бровки откоса борта принимают равным 2Н, где Н—высота борта, а от нижней бровки откоса до опорного репера на нижней пло­щадке—0,3 Н. На нижней площадке, а также на. верхней в пределах ширины призмы возможного обрушения а, равной 0,8 Н, расстояние между рабочими реперами принимают рав­ным 5—15 м, а за пределами призмы это расстояние увеличи­вают до 30 м. На каждом уступе откоса борта закладывают не менее двух рабочих реперов.

Рисунок 18 - Профильная линия реперов на борту карьера и на отвалах

1— потенциальная поверхность скольже­ния;

2 — рабочий репер;

3 — опорный ре­пер

При закладке профильной линии на отвалах (рис. 18) опорные реперы на верхней площадке располагают на расстоя­нии от верхней бровки не менее высоты отвала, а в его основании—в 100 метрах от нижней бровки. Расстояние между рабочими реперами принимают равным не более половины ширины одной заходки отсыпки отвала А.

По конструкции опорные и рабочие реперы, как правило, не различаются. При сроке службы наблюдательной станции более одного года, в районах с сезонным промерзанием грунта бетонный якорь репера должен быть заложен на 0,4—0,5 м ниже глубины промерзания грунта. Для уменьшения сцепления металлического стержня репера с грунтом его поверхность смазывают вязкими маслами и заворачивают в полиэтиленовую пленку. В грунтах, не подверженных сезонным колебаниям, а также при сроке службы наблюдательной станции менее года используют забивные реперы. В насыпных грунтах отвалов длину забивных реперов увеличивают до 2—2,5 м. В скальных породах реперы бетонируют в специально пробуренных шпурах. Конструкция реперов на рабочих площадках уступов и отвалов должна обеспечивать их сохранность при работе горно-транспортного оборудования.

Перед вынесением в натуру проекта наблюдательной станции от пунктов маркшейдерской опорной сети в данном районе выносят исходные реперы, которые должны находиться от опорных в пределах прямой видимости и за пределами ожидаемых сдвижений земной поверхности. Координаты исходных реперов определяются проложением теодолитных ходов, засечками, высоты—техническим нивелированием. От исходных реперов полярным способом выносят в натуру крайний опорный репер, а от него производят разбивку всех остальных. Высотную отметку опорного репера определяют нивелированием III класса. На каждой профильной линии для определения смещения реперов производят нивелирование и измерение расстояний между ними. После закладки реперов до начала процесса сдвижения выполняют две серии наблюдений, позволяющие получить исходное их положение. Определяется периодичность последующих наблюдений. В начальный период необходимо произвести оценку скорости деформирования прибортового массива. Для этого раз в месяц делают 3—4 наблюдения. В дальнейшем, если скорость смещения оползня меньше 1 мм в сутки и продолжает уменьшаться, то наблюдения можно производить два раза в год. Если же скорость смещения 1 мм в сутки, то рекомендуется проводить наблюдения ежемесячно. Для определения критических скоростей смещений, предшествующих обрушению или сползанию оползня, период наблюдений увеличивается до недель и даже дней. При скорости более 10 мм в сутки, наблюдения производятся ежедневно. Учитывая трудоемкость измерений и довольно большую их частоту, наблюдения можно выполнять по сокращенной программе (нивелированием реперов, расположенных в пределах вероятной призмы обрушения). Высотные отметки реперов определяют геометрическим или тригонометрическим нивелированием, причем геометрическое нивелирование применяют при выдержанных склонах с наклоном до 25—30°.

Нивелирование рабочих реперов, контроль положения опорных реперов, который должен выполняться в каждой серии наблюдений с помощью измерения превышений между ними, выполняются по методике нивелирования III класса. При геометрическом нивелировании все рабочие реперы используются в качестве связующих. Тригонометрическое нивелирование применяют для определения смещений реперов, расположенных на соседних уступах. Измерение расстояний между реперами выполняют стальными компарированными рулетками по методике полигонометрии 1 разряда, а также светодальномерами типа МСД1М, СТ5 «Блеск» и др.

Камеральная обработка включает проверку и соответствующую обработку полевых журналов, вычисление горизонтальных расстояний между реперами.

Полный объем обработки результатов наблюдений по профильной линии включает вычисление горизонтальных и вертикальных смещений, построение векторов полных смещений, вычисление горизонтальных деформаций и относительного сдвига.