Тема 3. Системы разработки, 4 часа

Системы открытой разработки месторождений и их классификации. Выемочные участки, слои, уступы, горизонты. Рабочие и нерабочие площадки уступов. Фронт горных работ на уступе, его форма, структура, направление развития. Экскаваторные и рабочие блоки. Общий и активный фронт работ. Технологическое значение элементов и параметров систем разработки: высота и число уступов, ширина рабочих площадок, берм, углы откосов рабочих бортов, скорость подвигания фронта и темп углубления, предельная скорость углубления горных работ. Рабочий борт, его конструкция и параметры. Классификации систем разработки и их использование. Рабочая зона карьера и требования к ней. Подготовленные, вскрытые и готовые к выемке запасы, общий и активный фронт карьера.

Литература 4 [1, 9, 11]

Понятие о системах разработки и технологических комплексах

Под системой разработки понимают определенный порядок производства горных работ в пределах карьерного поля или его участка. Она отражает принятые решения по формированию рабочей зоны карьера в пространстве и времени, соразмерному развитию горных работ на уступах, и должна обеспечить безопасную, планомерную и экономичную разработку месторождения, комплексное извлечение полезных ископаемых, охрану недр и окружающей среды.

При разработке горизонтальных и пологих месторождений рабочая зона карьера формируется в период строительства карьера, а в дальнейшем развивается в горизонтальном направлении. Такие системы разработки называют сплошными или системами разработки без углубки карьера.

Отработка наклонных и крутопадающих залежей характеризуется перемещением фронта работ в горизонтальном на­правлении и в глубину (по мере подготовки новых горизонтов). Такие системы разработки именуют углубочными.

Фронт работ уступов может быть ориентирован вдоль длинной и короткой осей карьерного поля, а также иметь кольцевую или эллипсовидную форму (рис. 8.1). Продольноерасположение обеспечивает значительную протяженность фронта работ, создавая благоприятные условия для интенсивной отработки месторождения и раздельной выемки, но обусловливает значительный объем горно-капитальных работ. Его целесообразно применять при малой мощности по­крывающих пород.

Поперечное размещение (вдоль короткой оси) фронта работ обеспечивает небольшие объемы горно-капитальных работ и протяженность транспортных коммуникаций, но создает определенные трудности по вскрытию новых уступов и эксплуатации дорожно-путевого хозяйства из-за частого его переустройства. Этот вариант наиболее эффективен при использовании автотранспорта и подготовке горизонтов котлованами, отличаясь высокой интенсивностью разработки.

Кольцевая или близкая к ней конфигурация уступов характерна для месторождений округлой формы. Она обеспечивает минимальные объемы горно-капитальных работ и высокие темпы углубки. но отличается переменной длиной фронта и транспортных коммуникаций на разных этапах разработки.

Перемещение фронта работ может идти параллельно длинной или короткой оси карьерного поля с однобортовой (схема а) или двухбортовой (схема б) выемкой, по вееру (схема в),радиально от центра выемочного слоя к его границам (схема г)или от периферии к центру (схема д).

а б в г д   Рис. 8.1. Расположение и перемещение фронта работ: а – продольное параллельное одностороннее; б – поперечное параллельное двустороннее; в – веерное; г – кольцевое центральное; д – кольцевое периферийное

Оборудование, используемое для добычи полезного ископаемого и удаления вскрыши, образует единый комплекс машин и механизмов. Практически при любой системе разработки можно применять различные комплексы оборудования. В то же время параметры системы разработки (высота уступов, ширина рабочих площадок и др.) взаимосвязаны с рабочими параметрами, расположением, перемещением оборудования на уступах и, в свою очередь, влияют на эффективность его работы. Это две единые диалектические категории: система разработки отражает форму, а комплексная механизация – содержание технологии горных работ. Поэтому акад. В. В. Ржевский ввел понятие о технологических комплексах вскрышных и добычных работ как совокупности комплексов оборудования и технологических решений по вскрытию и системам разработки, совместно обеспечивающих безопасное, высокопроизводительное и экономичное выполнение горных работ в плановых объемах [30].