Елементи системи розробки

Основними елементами системи розробки є: висота уступу, ширина робочого майданчику, довжина блоку та фронту робіт, інтенсивність гірничих робіт.

Висоту уступу проектують з урахуванням безпеки ведення гірничих робіт, фізико-механічних властивостей порід, які розробляються, типу гірничого та транспортного обладнання, потрібної виробничої потужності кар’єру та інших факторів.

Оптимальна висота уступу забезпечує мінімальні витрати на розробку родовища при безпечному веденні гірничих робіт.

Висоту уступу у залежності від робочих розмірів екскаватора та характеру вибухових робіт приблизно визначають по формулі М.В.Мельникова:

де – ширина розвалу породи після вибуху, м; та – радіуси черпання та розвантаження екскаватора, м; – кут укосу уступу, градус; – кут укосу розвалу подрібненої вибухом породи, градус; k_p – коефіцієнт розпушення породи; – відношення лінії найменшого опору першого ряду свердловин до висоти уступу (0,55 – 0,70); – відношення відстані між рядами свердловин до лінії найменшого опору (0,75 – 0,85).

Розповсюджена висота уступів на кар’єрах при застосуванні механічних лопат складає 10 - 17 м (ЭКГ-8, ЭКГ-10), драглайнів – 10 - 25, рідше 40 м, багатоковшевих екскаваторів верхнього черпання – 10 - 20, рідше 30 м, нижнього черпання 10 – 30, рідше 40 м.

Ширина робочого майданчику визначає об’єми розкривних порід та корисних копалин, показники буровибухових робіт та інше. З метою зменшення поточних обсягів розкривних порід ширину робочого майданчику намагаються запроектувати якнайменших розмірів.

Мінімальна ширина робочого майданчику, яка забезпечує безпечну працю гірничого обладнання, визначається в основному розмірами прийнятих екскаваторів, видом кар’єрного транспорту та параметрами буровибухових робіт.

При розробці скельних порід з застосуванням залізничного транспорту мінімальна ширина робочого майданчику дорівнює:

Схема до визначення ширини мінімального робочого майданчику.

де Z – ширина смуги безпеки, яка встановлюється згідно розмірів призми обвалення, м; В_доп – ширина площадки для допоміжного обладнання (3-5 м); Т – ширина транспортної смуги, м; С – відстань між бровкою розвалу та транспортною смугою (2,0 – 2,5), м; X – величина розвалу породи після вибуху, м.

Ширина призми обвалення, на якій не можна розташовувати гірничо-транспортне обладнання:

де Н_у – висота уступу, м; _у - кут укосу робочого уступу (60 - 80);  - кут стійкого укосу уступу (35 - 60).

Ширина транспортної смуги при одноколійному рейковому шляху складає 3 м, при двоколійному – 7,5 – 15 м у залежності від ширини між коліями. При використанні автомобільного транспорту ширина транспортної смуги визначається у залежності від кількості та ширини стрічок руху, звичайно вона дорівнює 3-8 м.

Ширина розвалу Х у більшості випадків визначається дослідницьким шляхом; вона залежить від висоті уступу, фізико-механічних властивостей порід, параметрів буровибухових робіт та інш. При висоті уступу 10 – 15 м величина розвалу звичайно складає 20 -25 м.

Мінімальна ширина робочих майданчиків складає в скельних породах 40 – 50 м.

Робота з мінімальною шириною робочого майданчику має ряд недоліків, тому ширина робочих майданчиків на добувних уступах провина бути у середньому нормальною, а на всіх інших уступах – не менше мінімальної. Ширина нормального робочого майданчику добувного уступу повинна забезпечувати заданий резерв запасів готових до виймання і може бути визначена по формулі:

де - нормальна ширина робочого майданчику, м; - мінімальна ширина робочого майданчику, м; - продуктивність кар'єру по відповідним видам порід, м³/рік; - довжина фронту робіт по цих породах, м; - висота уступу, м; - нормативний коефіцієнт готових до виймання запасів гірської маси.

Забезпеченість кар'єру запасами руди й обсягами розкривних порід, готовими до виїмки, виражається в місяцях або частках року, виходячи з планованої продуктивності його в черговому році. При цілодобовому режимі роботи і застосуванні колісних видів транспорту забезпеченість кар'єра повинна складати:

готовими до виїмки запасами руди та скельних розкривних порід – не менш 2,5 місяці ( = 0,21);

готовими до виїмки обсягами пухких розкривних порід – не менше1,8 місяця ( = 0,15).

Нормальна ширина робочих майданчиків скельних уступів при залізничному транспорті складає 60 – 80 м.

Довжина блоку визначається головним чином інтенсивністю розробки, висотою уступу та можливістю безперебійного забезпечення вибоїв транспортом.

При максимальній інтенсивності розробки необхідно прагнути зменшити довжину блоку з метою введення у роботу великої кількості екскаваторів. Довжину блоку при застосуванні залізничного транспорту приймають в м’яких породах не менше 300 м, в скельних – не менше 400 м, при автомобільному транспорті довжина блоку може бути 100 – 250 м або меншою.

Інтенсивність гірничих робіт характеризується швидкістю посування фронту гірничих робіт та їх заглибленням. Швидкість посування фронту на сучасних кар’єрах змінюється від 60 до 500 м на рік.

Швидкість посування фронту гірничих робіт визначають по формулі:

де А – продуктивність кар’єру по гірській масі, м³/рік; L_ф – довжина фронту гірничих робіт у кар’єрі, м.

Заглиблення гірничих робіт показує на скільки метрів вони понижуються за одиницю часу, звичайно за рік.

,

де φ – кут відкосу робочого борту кар’єра, градус; γ – напрямок поглиблення кар’єру, градус.

Величина заглиблення гірничих робіт на сучасних кар’єрах складає 7-20 м/рік.