Определение размеров шахтного поля

При раскройке месторождения на ряд шахтных полей обычно стремятся придать шахт­ному полю форму прямоугольника. Однако, в зависимости от условий залегания месторож­дения формы шахтных полей могут быть приняты в виде различной конфигурации.

При прямоугольной форме шахтного поля его балансовый запас определяется формулой

где L - длина шахтного поля по простиранию, м; Н - длина шахтного поля по падению, м; m - средняя мощность рудного тела, м; - плотность руды, т/м³. При определении размеров шахтного поля могут иметь случаи:

1. Шахтное поле ограничено небольшими размерами по простиранию и по падению естественными границами;

2. Шахтное поле ограничено небольшими размерами только по простиранию;

3. Шахтное поле ограничено небольшими размерами только по падению;

4. Шахтное поле по простиранию и по падению не ограничено.

В первом случае размеры шахтного поля не определяются, а принимаются как есть. При ограниченных известных размерах по простиранию длина шахтного поля по паде­нию определяется по формуле

Если шахтное поле ограничено известными размерами по падению, то длина его по простиранию определяется по формуле

где А - годовая производственная мощность рудника, т/год; Т - срок службы рудника, лет; - производительность пласта (рудного тела), т. е. количество добываемой руды с 1 м² площади пласта, т/м²; - коэффициент извлечения запасов; Q_п - промышленный запас, т; Q_б - балансовый запас, т.

Карьерное поле

Месторождение или часть его, разрабатываемую одним карьером, называют карьерным полем. Карьерное поле является объемной геометрической фигурой, характеризуемой размерами в плане и глубиной; оно входит в состав земельного отвода карьера, в пределах которого размещаются также отвалы, промышленная площадка и другие производственные сооружения.

Размеры карьерного поля в плане, его глубина (высота на косогорах) определяют общие объемы горных работ и возможную производственную мощность карьера.

Конечная глубина разработок поверхностного вида определяется природными условиями и изменяется незначи­тельно за весь период ведения работ. Конечная глубина разработок глубинного, нагорного и смешанного видов устанавливается при проектировании карьера. Современные карьеры имеют глубину от нескольких метров до 450 м. Проектами предусматривается возможность открытой разработки до глубины 800 м.

Размеры дна карьера и устанавливаются оконтуриванием разрабатываемой части залежи на отметке конеч­ной глубины карьера (рисунок 14). Минимальные размеры дна карь­ера определяются условиями безопасной выемки и погрузки пород на нижнем уступе (по ширине 30 м, по длине 100 м).

Углы откосов бортов карьера определяются усло­виями устойчивости пород прибортового массива и размещения транспортных коммуникаций. Эти углы стремятся принимать более крутыми, чтобы уменьшить общий объем вскрышных работ.

Размеры карьера по простиранию и вкрест простирания залежи по поверхности и (рисунок 24) определяются раз­мерами залежи и дна карьера, глубиной и углами откоса его бортов, топографическими и гидрографическими условиями. Устанав­ливают размеры карьера графически или аналитически. На очень крупных месторождениях величины и определяются усло­виями вскрытия и раскройки залежей на карьерные поля.

Рисунок 24 - Схема к определению размеров карьерного поля.

Протяженность карьерного поля должна соответствовать установленной мощности карьера, т. е. суммарной протяженности потребных экскаватор­ных фронтов,

м,

где - средняя длина карьерного поля, м; - коэффициент резерва забоев; - число рабочих экскаваторов; - длина одного экскаваторного фронта, м; - число рабочих уступов.

Длина карьерных полей изменяется от сотен метров до 5 км, а ширина в зависимости от типа залежи и вида открытых разрабо­ток составляет до 4 км.

По форме и размерам различают обширные, вытянутые и округлые карьерные поля.

Обширные карьерные поля, соответствующие в основном поверхностному виду открытых разработок, обычно характеризуются относительно небольшой глубиной (до 100 м) при большой площади карьера в плане (до 10 - 40 км²) и сравни­тельно мало отличающихся параметрах L_к и В_к.

Вытянутые карьерные поля имеют большие размеры по простиранию (L_K до 3 - 5 км), в несколько раз превы­шающие размеры вкрест простирания залежи. Такие карьеры характерны для глубинного вида открытых разработок при Н_к до 150 - 200 м и при поверхностном виде разработок узких за­лежей.

Округлые карьерные поля характерны при любой глубине разработки штокообразных залежей и большой глубине (200 - 800 м) разработки залежей любой формы в плане; разнос уступов по периметру карьера такой глубины предопре­деляет округленную или овальную форму поля в плане независимо от формы дна карьера.

По соотношению раз­меров карьерных полей и месторождения и после­довательности вовлечения последнего в разработку различают следующие ви­ды карьерных полей.

Карьерное по­ле охватывает все месторождение (рисунок 25 а); размеры и форма поля в плане определяются размерами и формой залежи, а также условиями разноса бортов.

Карьерное поле охватывает толь­ко часть место­рождения, отведен­ную для первоочередной разработки (рисунок 25 б); размеры поля определяют­ся производственной мощ­ностью карьера и сроком его существования.

Рисунок 25 а, б – Виды карьерных полей.

Карьерное по­ле входит в систему (группу) одновременно эксплуатируемых карьерных полей, на которые раскроено данное месторождение (рисунок 26 а). Такие карьерные поля возможны при больших размерах месторождения, когда создание одного карьера большой мощности невозможно или нецелесообразно; система карьерных полей обычно имеет единую схему транспорт­ных коммуникаций на поверхности и отвалах.

Карьерное поле состоит из отдельных, независимых по горным работам, участков (рисунок 26 б); такие случаи встречаются при разработке расчленен­ных на независимые части месторождений. Расчлененные участки одного карьерного поля могут рассматриваться как независимые карьерные поля небольшого размера.

Рисунок 26 а, б – Виды карьерных полей

При проектировании стремятся найти Оптимальные размеры карьера, при которых общая сумма всех затрат, приходящихся на 1 т добычи, окажется наименьшей (с учетом времени вложения средств). При этом в состав затрат на 1 т добычи включают текущие (эксплуатационные) расходы и капитальные затраты (произведенные одновременно или разновременно), приведенные к расчетному году.