2. Теория вскрытия рабочих горизонтов

2.1. Порядок формирования грузопотоков

Разнообразие форм залежей и условий их залегания в недрах, с одной стороны, и основной принцип открытых разработок – послойная (поуступная) выемка как вскрышных пород, так и полезных ископаемых, с другой стороны, предопределяют необходимость формирования грузопотоков таким образом, чтобы обеспечить минимальные затраты на перемещение горной массы из забоев на отвалы и на склады и тем самым добиться максимальной экономии при ведении открытых горных работ. Решение этой проблемы заключается в создании грузопотоков карьера и на этой основе вскрытия рабочих горизонтов карьера.

Каждый выемочный слой в общем случае может быть представлен: вскрышными породами (скальными, полускальными, плотными или мягкими); некондиционными и забалансовыми полезными ископаемыми, складируемыми в отдельные отвалы для использования в последующие периоды; полезными ископаемыми, в которых согласно плановым заданиям выделяют типы и сорта для раздельного транспортирования и использования.

Поток грузов определенного качества, характеризуемый сравнительно устойчивым (во времени) направлением и определенным объемом перевозок в единицу времени (смену или сутки), называется элементарным грузопотоком.

Если породы в забое однородны (простой забой), то от него начинается один элементарный грузопоток; от сложного забоя (при разнородных породах и раздельной выемке) начинаются два или три элементарных грузопотока. Таким образом, число элементарных грузопотоков на уступе зависит от числа забоев и способа выемки пород в них и оно обычно больше числа действующих забоев.

Элементарные грузопотоки могут различаться по своим направлениям (рис. 2.1, а и б), а также по виду транспорта (см. рис. 2.1, б), транспортных коммуникаций (рис. 2.1, в) или моделей одного вида карьерного транспорта. Например, элементарные породный и рудный грузопотоки от сложного рудного забоя при использовании автотранспорта и одной автодороги часто различаются лишь перемещением руды и породы в разных автосамосвалах одного и того же типоразмера (рис. 2.1, г). При использовании конвейерного транспорта в таких условиях уже требуются отдельные конвейеры, т. е. элементарные грузопотоки различаются транспортными коммуникациями и средствами (см. рис. 2.1, е).

Элементарные грузопотоки из забоев при однородных породах в целях сокращения их числа стремятся объединить в один грузопоток с уступа (рис. 2.2). По тому же принципу объединяют грузопотоки уступов в однородные грузопотоки группы или всех уступов карьера (рис. 2.3, а и г).

Группа соединяющихся элементарных грузопотоков, имеющих общие коммуникации, образует сходящийся грузопоток (см. рис. 2.2 и 2.3, а). Общий грузопоток карьера или его участка, разделяющийся затем на отдельные грузопотоки, называется расходящимся грузопотоком (рис. 2.3, б). Разделяются в основном грузопотоки вскрышных пород и полезного ископаемого, реже – разнородных пород и редко – однородных пород.

Рис. 2.2 – схема грузоптоков с уступа:

1 – вскрышных пород; 2 – полезного ископаемого

Общий грузопоток, образованный сходящимися вначале элементарными грузопотоками, а затем (чаще на поверхности) расходящимися, называют сложным грузопотоком (рис. 2.3, в). Если по пути следования грузов имеются перегрузочные или сортировочные пункты, грузопоток называют комбинированным. В практике открытых разработок преобладают сложные и комбинированные грузопотоки.

Если грузопотоки состоят из разнородных пород, их называют разнородными грузопотоками.

Общий грузопоток карьера называют сосредоточенным, если составляющие его грузопотоки перемещаются по одним выходным транспортным коммуникациям из карьера (см. рис. 2.3, а), и рассредоточенным (см. рис. 2.3, г), если грузопотоки перемещаются по различным коммуникациям.

а

б

в

г

Сокращение числа грузопотоков в карьере позволяет экономичнее использовать оборудование, улучшить качество дорог, а также сократить число вскрывающих выработок и затраты на их сооружение.

Несколько грузопотоков в карьере могут быть: независимыми друг от друга, если работа комплекса оборудования, обслуживающего данный грузопоток (от его начала до конца), не зависит от работы оборудования, обслуживающего другие грузопотоки, и оборудование строго закреплено за определенным грузопотоком; зависимыми друг от друга, если необходимо периодически перераспределить оборудование, в частности транспортные средства, по смежным грузопотокам для более полного его использования; такое перераспределение производится диспетчерской службой; жестко зависимыми, если диспетчерская служба постоянно, в соответствии с графиком, изменяет загрузку оборудования, перераспределяет оборудование и регулирует объемы элементарных грузопотоков (например, для достижения нужного усреднения полезного ископаемого, поступающего из карьера на обогатительную фабрику).

Наиболее распространены зависимые грузопотоки. Грузопотоки организационно объединяют воедино все процессы: подготовку пород к выемке, их выемку и погрузку, перемещение, отвалообразование и складирование. Четкое функционирование грузопотоков предопределяет экономичность ведения горных работ и эффективность использования оборудования.