6.2 Горно-геометрический анализ карьерных полей для крутопадающих и наклонных месторождений со сложными условиями залегания по методу а.И. Арсентьева*

(^*Далее наряду с обозначением объемов полезного ископаемого V_И и вскрыши V_B применяются обозначения, принятые в трудах проф. А.И. Арсентьева, — Р н V соответственно.)

Горно-геометрический анализ карьерных полей для круто падаю тих и наклонных сложноструктурных многокомпонентных месторождений целесообразно проводить не по вертикальным геологическим сечениям, а по погоризонтмым планам. Это позволяет обеспечить необходимую точность расчетов.

На погоризонтные планы должны быть нанесены геологические данные и контуры карьера.

В соответствии с методикой горно-геометрического анализа намечают возможные варианты развития работ. Для каждого варианта на каждом погоризонтном плане наносят; контуры дна въездной и разрезной траншей и линии по следовательных положений фронта горных работ (все контуры задают положением нижней бровки откоса). Положение въездных траншей выбирают, исходя из принятой

Рис. 6.2 – Поперечное сечение карьера с текущими контурами горных работ

схемы вскрытия, а разрезных траншей и уступов, исходя из направления развития работ, обеспечивающего быстрейший доступ к залежи. При этом линии фронта работ следует наносить таким образом, чтобы обеспечить возможность вскрытия и подготовки смежного нижележащего уступа при сохранении ширины рабочих площадок не меньше минимальной.

По положениям линий фронтов работ, соответствующих их определенным этапам на каждом погоризонтном плане устанавливают контуры и измеряют поэтапно отрабатываемые площади вскрыши и полезного ископаемого. По ним рассчитывают поэтапные объемы и строят графики V=f(H).

Работу выполняют последовательно, начиная с нижнего рассматриваемого горизонта карьера. Для неглубоких карьеров с небольшим сроком службы анализ начинают со дна карьера. Для глубоких карьеров анализируют лишь верхние горизонты, отрабатываемые в пределах 10— 15-летнего срока, так как высокая точность расчетов в этом случае не оправдывается при большом сроке службы карьера.

Технически работу выполняют следующим образом.

На поперечном сечении карьера (рис. 6.2) наносят текущие контуры горных работ, которые определяют объемы работ по подготовке новых горизонтов.

Линии фронта работ удобно обозначать числами, первое из которых означает горизонт горных работ, а второе — горизонт подготовки. Например, на горизонте -60 м линия фронта (след линии фронта на рис. 6.2 вырождается в точку), обеспечивающая подготовку этого горизонта, обозначена 60/60, а линия фронта работ на этом горизонте, обеспечивающая подготовку нижнего горизонта (-75 м), — 60/75 и т.д.

Подготовка самого нижнего горизонта -75 м заканчивается проведением на него въездной и далее — разрезной траншей. Исходя из этого, на план горизонта -75 м наносят контуры въездной и разрезной траншей (рис. 6.3_, а)

Таким образом, линия первоначального фронта работ на данном горизонте будет изображена линией ABC (75/75), а объем работ будет равен объему въездной и разрезной траншей.

Для того чтобы обеспечить возможность вскрытия горизонта —75 м, необходимо, чтобы на вышележащем горизонте —60 м было создано определенное выработанное пространство. Его размер определяется расстоянием между фронтами работ на смежных уступах.

Рис. 6.3 – Планы развития горных работ на горизонтах -75 м (а); -60 м (б); -45 м (в)

Другими словами, для вскрытия горизонта — 75 м необходимо, чтобы линия фронта работ на вышележащем горизонте —60 м отстояла от линии фронта работ на ниже-расположенном горизонте на минимальную ширину рабочей площадки Ш_Р.П.MIN величину горизонтальной проекции откоса уступа h tg α:

где В₀— горизонтальное расстояние между линиями фронтов работ на смежных уступах, м.

Для определения положения линии фронта работ на горизонте —60 м его погоризонтный план (выполненный на кальке) накладывают на план горизонта —75 м и совмещают с ним по координатам. На план горизонта -60 м (рис. 6.3, б) наносят контуры въездной и разрезной траншей (линия 60/60), а также с плана горизонта -75 м переносят линию ABC (показана пунктиром). По этой линии формируют линию фронта работ на горизонте -60 м А'В'С, отстоящую от линии ЛВС на величину В₀. Эта линия показывает, в каком положении должен находиться фронт работ на горизонте -60 м, чтобы обеспечить возможность подготовки горизонта -75 м.

При формировании линий фронтов работ необходимо выдерживать ограничение, состоящее в том, чтобы их кривизна не превосходила минимально допустимый радиус поворота трасс соответствующих видов транспорта.

На план следующего вышележащего горизонта -45 м (рис. 6.3, в) наносят контуры въездной и разрезной траншей (линия 45/45), обеспечивающие подготовку этого горизонта. Затем, совмещая по координатам, накладывают план горизонта -45 м на план горизонта -60 м и по линии А'В'С^/ формируют линию А"В"С^// отстоящую от первой на величину В₀. Эта линия показывает, в каком положении должна находиться линия фронта работ на горизонте —45 м, чтобы обеспечить возможность подготовки горизонта —75 м.

Аналогично осуществляют построения на погоризонтных планах всех других вышележащих горизонтов.

Таким образом, общая площадь отработки на каждом горизонте оказывается разбитой на участки, обозначенные отметками тех горизонтов, для подготовки которых необходимо отработать эти участки на данном горизонте.

Площади этих участков с разбивкой по сортам и типам полезных ископаемых измеряют планиметром и группируют по соответствующим этапам горных работ. По результатам измерений и расчетов составляют таблицу распределения извлекаемых объемов вскрыши и полезного ископаемого по горизонтам и этапам разработки (табл. 8) и строят графики V = f[H).