Классификация систем открытых горных работ

Под системой открытой разработки месторождения понимается порядок и последовательность выполнения открытых горных работ в пределах карьерного поля или его участка. Система должна обеспечить безопасную, планомерную и экономичную комплексную разработку всех полезных ископаемых, требуемую производственную мощность предприятия, полное извлечение запасов, охрану недр и окружающей среды.

В общем случае горные работы включают добычные, вскрышные и горно-подготовительные работы.

При добыче малоценных полезных ископаемых, выходящих непосредственно на поверхность, вскрышные работы могут отсутствовать или не иметь существенного значения. В таких случаях системой разработки является порядок и последовательность выполнения добычных работ и работ по вскрытию и подготовке горизонтов в пределах карьерного поля.

Иногда при разработке горизонтальных месторождений после окончания горно-строительных работ нет необходимости во вскрытии новых горизонтов; в таких случаях система разработки характеризуется только порядком и последовательностью выполнения вскрышных и добычных работ.

Естественно, что система разработки связана с применяемыми комплексами оборудования на карьере. Если система разработки определяет порядок и последовательность выполнения горных работ, то комплексы оборудования определяют виды, мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего производство горных работ в установленном объеме и порядке. Ниже их классификации рассматриваются раздельно, так как в системах разработки, независимо от средств механизации горных работ, существует своя последовательность и закономерность производства вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ.

По степени взаимной зависимости вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ различают системы разработки:

зависимые (жестко зависимые), при которых существует жесткая зависимость между вскрышными, добычными и горно-подготовительными работами в отношении последовательности их выполнения во времени и пространстве; при этом плановые вскрытые запасы полезного ископаемого весьма ограниченны (обычно на срок не более 15—45 дней) и порядок ведения горных работ строго регламентируется календарным планом;

полузависимые, при которых вскрышные, добычные и горно-подготовительные работы выполняются без жесткой взаимной увязки во времени; плановые вскрытые запасы могут быть значительными (на период до 3—6 мес); порядок ведения работ регулируется годовым календарным планом, предусматривающим существенные резервы времени между указанными видами работ, что позволяет выполнять их с различной интенсивностью;

независимые, при которых вскрышные, добычные и горно-подготовительные работы выполняются практически независимо друг от друга; при этом вскрытые запасы полезного иско­паемого почти не ограничиваются организацией работ и резервы времени в их проведении весьма значительны.

При разработке горизонтальных или пологих залежей по окончании горно-подготовительных работ создается первичный фронт вскрышных и добычных работ карьера; возобновление горно-подготовительных работ возможно при реконструкции карьера. Таким образом, системы разработки горизонтальных и пологих залежей в период эксплуатации характеризуются только порядком и последовательностью ведения вскрышных и добычных работ и изменением длины фронта работ или высоты отдельных уступов и размеров рабочих площадок. Такие системы разработки называются сплошными.

При разработке наклонных и крутых залежей горно-подготовительные работы ведутся как в период строительства, так и при эксплуатации карьера для создания фронта добычных и вскрышных работ. В состав горно-подготовительных работ в эксплуатационный период входят вскрытие и нарезка новых рабочих горизонтов. Таким образом, системы разработки при наклонных и крутых залежах характеризуются порядком вы­полнения вскрышных, добычных и регулярных горно-подготовительных работ. Такие системы могут быть названы углубочными.

При разработке месторождений нагорного типа применяют системы первой группы. При крутых склонах и крутом наклонном падении залежей применяются системы второй группы. При разработке сложных по топографическим и горно-геологи­ческим условиям месторождений в пределах одного карьерного поля могут одновременно применяться системы из обеих групп. По направлению подвигаиия фронта горных работ в плане различают системы разработки:

продольные, при которых однобортовой или двухбортовой фронт вскрышных и добычных работ перемещается параллельно длинной оси карьерного поля;

поперечные, при которых однобортовой или двухбортовой фронт вскрышных и добычных работ перемещается параллельно короткой оси карьерного поля;

веерные, при которых фронт вскрышных и добычных работ перемещается по вееру с центральным (общим) или рассредо­точенными (два и более) поворотными пунктами;

кольцевые, при которых рабочая зона охватывает все борта по периметру карьера и разработка производится кольцевыми полосами от центра к границам карьерного поля или от границ к центру.

При всех вариантах систем разработки основное значение имеет место расположения отвалов (внешние, внутренние или смешанные отвалы), определяющие направление перемещения вскрышных пород.

Классификация систем разработки в соответствии с указанными основными признаками приведена в табл. 5, а графическая— показана на рис. 3.1.

Указанная классификация, в основу которой положены горно-геологические и геометрические предпосылки, характеризует сущность технологии открытых горных работ и облегчает последующий расчет систем разработок.

Обоснование систем разработки предусматривает установление количественных зависимостей между основными размерами залежи, карьерного поля, параметрами элементов системы разработки, параметрами и расстановкой оборудования и производственной мощностью карьера по добычным, вскрышным и горно-подготовительным работам.

Выбор систем разработки основан на следующих положениях:

1. Установление для конкретных условий максимально возможной по природным и техническим условиям производственной мощности карьера по полезному ископаемому. Максимальная мощность карьера зависит от характера комплексной механизации горных работ, закладываемой в основу расчетов системы разработки. Такие расчеты производятся при проектировании новых и реконструкции действующих карьеров.

2. Обеспечение заданной плановой производственной мощности действующего карьера по полезному ископаемому. При расчетах также задаются возможными к применению комплексами оборудования. Задачи этого направления решаются при проектировании карьеров и при техническом обосновании планов добычных и вскрышных работ на действующих предприятиях.

3. Сведение затрат на вскрышные и добычные работы к минимуму (при известных комплексах оборудования и производственной мощности по полезному ископаемому). Такой расчет может быть произведен для нескольких вариантов мощности и комплексов оборудования.

Интенсификация и концентрация горных работ способствует наиболее полному использованию горного и транспортного оборудования. Поэтому реализация максимально возможной по горным условиям производственной мощности карьера связана в большинстве случаев с достижением оптимальных технико-экономических результатов разработки.

Исходными данными для обоснования и исследования системы разработки служат отправные сведения о месторождении и о карьерном поле, о применяемых режиме горных работ, способах вскрытия и возможных для использования комплекcов оборудования.

Индекс подгруппу	Направление выемки в плане	Место расположения отвала
Внутреннее	Внешнее
СД	о
д
СП	о
д
СВ	ц
р
СК	ц
п

Таблица 5