4.3. Взаимосвязь между элементами горнотранспортных систем

Индекс группы систем	Группы систем	Индекс подгруппы систем	Подгруппы	Перемещение (угол наклона) выемоч­ных слоев в рабочей зоне
с	Сплошные с постоянной вы­сотой рабочей зоны	СЭ(Тр)	Сплошные экскава­торные (тракторные) на весьма мелких ка­рьерах (до 20 м)	Горизонтальное - вскрыша и полезное ископаемое Наклонное (до 15°) - полезное ископае­мое
		СЭО	Сплошные экскава- торно-отвальные на мелких карьерах (21 -50 м)	Горизонтальное - вскрыша и полезное ископаемое Наклонное (до 15°) - вскрыша или по­лезное ископаемое
		СЭТ	Сплошные экскава- торно-транспортные на карьерах средней глубины (51 - 100 м)	Горизонтальное - вскрыша и полезное ископаемое Наклонное (до 15") - вскрыша Крутое почвоуступное (до 80°) - камен­ные блоки
		СК	Сплошные комбини­рованные на глубо­ких карьерах(101 - 200 м)	Горизонтальное - вскрыша и полезное ископаемое 1 Іаклоннос (до 15°) - вскрыша
У	Углубочные с возрастающей высотой рабо­чей зоны	УЭТ	Углубочные экскава- торно-траыспортные па глубоких и весьма глубоких карьерах (до 1000 м)	Горизонтальное - вскрыша и полезное ископаемое Крутонаклопнос (до 35") - вскрыша и полезное ископаемое Крутонаклонное (до 40") почвоуступное с рассредоточенными по высоте рабо­чими площадками - вскрыша
УС	Углубочно- сплошныс с возрастающей и постоянной на отдельных участках высо­той рабочей зо­ны	УСЭТ	Углубочно- сплошные экскава- торно-транспортные па глубоких и весьма глубоких карьерах (до 1000 м)	Горизонтальное - вскрыша и полезное ископаемое Крутонаклонное (до 40") почвоуступное с рассредоточенными по высоте рабо­чими площадками - вскрыша

Предложенная классификация строится на основе системного анализа, который рассматривает карьер как сложную совокупность ведения выемочных работ и транспортирования горных пород на поверхность. Динамика их пред­полагает выполнение подготовительных, вскрышных и добычных работ с по­этапным введением различных видов транспорта, по мере увеличения высоты рабочей зоны, которые совместно обеспечивают безопасную экономичную и наиболее полную выемку полезных ископаемых. Основное целевое назначение классификации - не только наглядное ознакомление с возможным вариантом развития открытых горных работ, но и выбор из множества сочетаний наиболее экономичных, которые отвечают горногеологическим и горнотехническим условиям эксплуатации месторождения.

Разнообразие горногеологических условий, в которых строятся и эксплуа­тируются карьеры, широкий выбор горнотранспортного оборудования и обла­сти его применения дают возможность считать обоснованным разделение гор- нотранспортных систем на три основных группы с выделением характерных подгрупп и уровней классификации. Изучение условий разработки залежей по­казывает, что формирование рабочей зоны на полную глубину карьера с пере­мещением ее вдоль пласта полезного ископаемого и образованием выработан­ного пространства по конечному положению карьерного поля соответствует группе сплошных систем при отработке в основном пологих месторождений. В то же время имеется положительный опыт отработки наклонных и крутых зале­жей с перемещением пород вскрыши в выработанное пространство бестранс­портным способом или с применением конвейеров, автосамосвалов и железно­дорожных поездов, который соответствует данной группе разработки.

Группа углубочных систем характерна только для наклонных, круто­наклонных и крутых месторождений, при разработке которых рабочая зона раз­вивается вглубь карьерного поля, а выработанное пространство нссформирова- но. Смешанная группа систем применяется в основном при разработке рассре­доточенных залежей сложного строения или выделении карьера первой очере­ди с частичным образованием первичного выработанного пространства. В дан­ных группах карьерный транспорт применяют повсеместно для перемещения как полезных ископаемых, так и пород вскрыши. В таких условиях глубина ка­рьера является определяющей для классификации горнотранспортных систем по видам транспорта. При этом, в зависимости от плотности горных пород, глубины разработки и площади карьера применяю! разнообразные виды транс­порта как самостоятельно, гак и в сочетаниях между собой. Так, применение автомобильного и железнодорожного транспорта может быть с прямой формой трассы но отдельным или групповым траншеям только на верхних горизонтах; ленточных конвейеров или скиповых подъемников, размещенных в наклонных траншеях или шахтных стволах, - на глубоких. Сложная форма трассы харак­терна для автомобильного и железнодорожного транспорта во время движения по общим траншеям на глубину до 200 - 350 м, а также ленточным конвейерам в зигзагообразных траншеях.

Исследования и опыт проектирования показывают, что при отработке крутых месторождений управление режимом вскрышных работ достигается путем изменения прямолинейной формы перемещения фронта горных работ на рассредоточенное или диагональное, переходом из горизонтальной послойной выемки на наклонную с долговременной консервацией отдельных участков или бортов в целом. В соответствии с этим широко применяются системы с под­земными вскрывающими выработками, появляется возможность постоянного внутреннего отвалообразования на глубоких карьерах [28].

По мере углубления фронта горных работ трасса вскрывающих выработок в верхней части карьера остается без изменения или же реконструируется, си­стематически дополняется соответствующим развитием в глубинной части. В этой связи классификация качественных характеристик карьера как сложной си­стемы, приведена в виде дерева соединений элементов (рис. 1.63).

Рис. 1.63 Взаимосвязь между элементами горнотранспортных систем открытой разработки полезных ископаемых

Это даст возможность анализировать их взаимосвязь на различных уров­нях, оценивать технико-экономические показатели и эффективность совместной эксплуатации в целом. Представленная таким образом классификация горно­транспортных систем карьера дает возможность упорядочить в едином дереве сочетания основных элементов горных, транспортных и подготовительных ра­бот, создать методику экономико-математического моделирования многовари­антной системы разработки карьера. Вследствие этого существенно упрощается не только осведомленность о развитии карьера, но и выбор оптимального направления перемещения открытых разработок при проектировании и эксплуа­тации на протяжении всего периода их существования.

Приведенная в табл. 1.14 классификация горнотранспортных систем предусматривает выбор и установление количественных зависимостей между типами выемочно-погрузочного, транспортного и отвального оборудования, способами вскрытия рабочих уступов, местом размещения отвалов пустых по­род в карьере, соответствующих производственной мощности по добыче гор­ной массы на протяжении всего периода отработки карьерного поля. Исходны­ми данными для обоснования и исследования горнотранспортных систем слу­жат сведения о месторождении полезных ископаемых, размеры карьерного по­ля и принятый режим горных работ. В качестве критерия целесообразности той или другой системы принимают наименьшие затраты на добычу полезного ис­копаемого с учетом мероприятий по компенсации средств за нарушение окру­жающей среды.

Выбор типа выемочно-погрузочного оборудования базируется на прочно­сти горных пород и их мощности. Мягкие породы весьма малой мощности раз­рабатывают бульдозерами и скреперами, большой - одно- и многоковшовыми экскаваторами. В отдельных случаях для выемки мягких пород применяют гид­ромониторы, земснаряды и землечерпалки, а полускальных и скальных - поро- дорыхлительные комбайны, дисковые, фрезерные и канатные пилы. Полус­кальные и скальные породы в основном предварительно разрыхляют механиче­ским или взрывным способами и разрабатывают одноковшовыми экскаватора­ми. Количество экскаваторов принимают в зависимости от соотношения их эксплуатационной производительности карьера по выемке горной массы.

Тип транспортных средств устанавливают в зависимости от мощности выемочно-погрузочного оборудования, абразивности горных пород, степени их измельчения и размеров карьерного поля. Как правило, в комплексе с одноков­шовыми экскаваторами эксплуатируют автосамосвалы и железнодорожные по­езда, с многоковшовыми - ленточные конвейеры. Драглайны работают со скла­дированием пород вскрыши во внутренние отвалы, а полезного ископаемого - либо с погрузкой в транспортные средства, либо в навал на верхней площадке. В последнее время на железорудных карьерах все более широко в сочетании с автомобильным и железнодорожным транспортом применяют ленточные кон­вейеры с предварительным измельчением скальной горной массы в дробилках. В карьерах со стесненным рабочим пространством вне конкуренции оказывает­ся автомобильный транспорт, а на протяженных мощных карьерах - железно­дорожный. Область применения гидравлического транспорта небольшая и ограничена мягкими породами. Способы вскрытия карьерных полей в основном зависят от вида карьерного транспорта, а количество транспортных единиц - от их мощности и расстояния перемещения горных пород.

Механизация отвалообразования пород вскрыши базируется в основном на типах карьерного транспорта. При автомобильном транспорте для складирова­ния пород применяют бульдозеры, при железнодорожном - одноковшовые экс­каваторы. В комплексе с конвейерами работают ленточные отвалообразовате- ли. В отдельных случаях могут быть и другие сочетания отмеченного оборудо­вания. Количество отвальных машин и их мощность должны обеспечивать нормальное функционирование транспортных средств.