6.4. Построение рационального календарного графика горных работ

Проектной практикой и многими исследованиями доказано, что экономически целесообразно организовывать работу карьера таким образом, чтобы его производительность по полезному ископаемому и горной массе была сравнительно постоянной в течение достаточно длительных периодов времени, т.е. чтобы работа в эти периоды характеризовалась достаточно постоянными значениями эксплуатационного коэффициента вскрыши.

Первоначальный календарный график разработки, обладающий такими характеристиками, может быть получен только в частном случае — при разработке горизонтальных выдержанных по мощности залежей, равнинном рельефе местности и применении одной системы разработки с постоянными параметрами — длиной фронта работ, высотой уступов и шириной рабочих площадок. В других условиях залегания горизонтальных и пологопадаюших месторождений и при изменении параметров системы разработки, а также для наклонных и крутопадающих залежей первоначальный календарный график, как правило, имеет существенные колебания объемов вскрышных работ по периодам разработки.

Поэтому возникает необходимость его выравнивания и приведения к определенному виду — рациональному календарному графику. Рациональный календарный график должен обеспечивать быстрое достижение установленной производительности карьера по всем видам полезных ископаемых и надежное ее поддержание в течение длительного периода. Этого достигают путем переноса пиковых объемов вскрышных работ на другие периоды разработки.

Принципиально возможны три способа выравнивания календарного графика:

– уменьшением на период пиковых объемов вскрыши производительности карьера по полезному ископаемому;

– переносом выполнения части пиковых объемов вскрыши на более поздние периоды;

– переносом выполнения части пиковых объемов вскрыши на более ранние периоды.

В первом случае снижение ежегодных объемов вскрыши на этапе t₃ (рис. 6.6, а) возможно за счет снижения производительности по полезному ископаемому до уровня Q₃, при сохранении первоначально принятой производительности Q в дальнейшем. Теоретически это должно вести к удлинению первоначально принятого периода отработки на величину t_Д. Естественно, что изменение производительности по полезному ископаемому должно быть согласовано с потребителями продукции и предусмотрено в экономической деятельности предприятия.

Во втором случае (рис. 6.6, б) часть объемов добычных работ (площадь бвг) переносят с периода t₂ на период t₃. За период t₃ производительность карьера по вскрыше увеличивается, а в целом на протяжении периода t₂ + t₃ можно считать постоянной (линия бге).

В третьем случае производительность карьера по вскрыше в период t₂ искусственно увеличивают до установленного уровня (рис. 6.6, в).

За кажущейся простотой регулирования режима горных работ на графике нельзя упускать из виду те изменения технологии, которые вызываются переносом объемов.

Перенос пиковых объемов вскрышных работ следует осуществлять, исходя из условия равенства объемов по первоначальному и отрегулированному календарным графикам. Это выражается тем, что площади над отрегулированным и первоначальным графиками должны быть равны площадям под ними.

Считается, что рациональный календарный график горных работ характеризуется следующими признаками.

1. Текущий коэффициент вскрыши должен в любой период разработки (за исключением периода затухания работ) быть минимальным и меньшим, чем в последующем периоде, т.е.

Поэтому при постоянной производительности карьера по полезному ископаемому производительность по вскрыше в каждом последующем периоде должна быть больше, чем в предыдущем, т.е.

2. Производительность карьера по полезному ископаемому должна быть постоянной или возрастающей во времени, и при переходе горных работ через промежуточный контур добыча полезного ископаемого не должна прекращаться или уменьшаться.

3. Календарные графики объемов вскрышных работ и добычи полезного ископаемого при длительных сроках отработки месторождения должны быть, как правило, не только ступенчатыми, но и возрастающими (рис. 6.7).

4. При разработке комплексных месторождений вместо коэффициентов вскрыши целесообразно использовать коэффициенты выемки, добычи, отходов.

Рис. 6.7 – Рациональный календарный график объёмов вскрышных (1) и добычных (2) работ в карьере. Римскими цифрами обозначены периоды отработки

Целесообразность возрастающего по объемам ступенчатого календарного графика обосновывается тем, что динамика открытых горных работ неизбежно связана с необходимостью периодического внесения существенных корректив в технологию, механизацию и организацию работ, т.е. с реконструкцией карьера. Для ее проведения требуются единовременные крупные капиталовложения в дорогостоящее оборудование, сооружение перегрузочных пунктов, транспортных коммуникаций, отвалов, новых вскрывающих выработок и т.д., которые не могут быть заменены последовательным вложением некоторого объема средств относительно равными частями в течение достаточно длительного периода времени. Одной из целей реконструкции является, как правило, повышение производительности предприятия.

Таким образом, по календарному графику могут быть сформированы размеры увеличения производительности карьера по вскрышным работам и полезному ископаемому и определены этапы развития горных работ — периоды работы карьера с существенно различающимися объемами вскрышных работ.

Рациональную продолжительность этапа по организационно-техническим и экономическим факторам рекомендуется устанавливать в диапазоне 7—12 лет. Ее, как правило, увязывают со сроками амортизации основного оборудования.

Переход от этапа к этапу целесообразно приурочивать к периоду реконструкции карьера.

Высота ступени определяется по продолжительности этапа, характеру и темпам повышения ежегодного объема работ внутри этапа. В большинстве проектов реконструкции увеличение производительности карьера по полезному ископаемому и вскрыше, выражающееся на графике в виде ступени, предусматривается в пределах 15—30% от достигнутой. Вариант разработки с равномерным графиком вскрышных работ, как правило, оказывается более экономичным при небольшой продолжительности периода оценки (менее 5—7 лет) и в тех случаях, когда, исходя из горно-геометрических условий залегания месторождения, в период строительства осуществляют основной объем (70-80%) капитальных вложений (например, в случае использования транспортно-отвальных мостов и других мощных комплексов при разработке горизонтальных месторождений).