Обоснование целесообразности доработки законтурных запасов карьера "Осенний" ОАО "Гайский ГОК"

После отцифровки в EasyTrace карьер экспортируется в Micromine, где строится трехмерная модель карьера по принципу соединения ближайших точек в треугольники.



Рисунок 3.1 - Карьер «Осенний» в трехмерной проекции

Дневная поверхность карьера была построена на основании тахеометрической съемки. В программе Micromine дневная поверхность строится также соединением ближайших точек в треугольник.

При пересечении двух поверхностей программа Micromine считает объем с точностью до 0.1 м³. Задавая определенную отметку, можно подсчитать по горизонтам. Результаты расчетов выводятся ввиде таблицы.

Таблица 3.1 - Сравнительная таблица эксплуатационных запасов руды и объемов вскрыши карьера «Осенний» по проекту «Урал механобр-Инжиниринг» и скорректированному проекту

	Горная масса по проекту УМИ м3	Горная масса по скоррект. проект м3	Вскрыша по проекту УМИ	Вскрыша по скорр. проекту	Руда по проекту УМИ	Руда по скорр. проекту
			м3	м3	м3	тонн	м3	тонн
270 гор.	30000	30000	30000	30000
260 гор.	1600000	1600000	1600000	1600000
250 гор.	4700000	4700000	4700000	4700000
240 гор.	4800000	4800000	4797200	4797200	2800	10100	2800	10100
230 гор.	4300000	4300000	4289500	4289500	10500	38400	10500	38400
220 гор.	4100000	4100000	4080400	4080400	19600	72000	19600	72000
210 гор.	3800000	3821716	3773200	3794916	26800	98200	26800	98200
200 гор.	3400000	3447148,1	3359900	3406841,1	40100	147100	40307	147831
190 гор.	3200000	3238852,9	3136700	3171769,9	63300	232300	67083	245655
180 гор.	3000000	3035340,8	2919500	2946256,8	80500	295300	89084	325600
170 гор.	2600000	2665792,9	2503800	2561036,9	96200	352900	104756	383101
160 гор.	2500000	2563172,2	2380000	2436100,2	120000	440500	127072	465463
150 гор.	2300000	2362951,8	2143300	2203597,8	156700	575000	159354	584370
140 гор.	2000000	2057452,3	1852900	1907974,3	147100	540000	149478	548393
130 гор.	1800000	1858391,7	1692700	1747698,7	107300	393900	110693	405878
120 гор.	1700000	1772199,6	1571900	1643002,6	128100	470000	129197	473874
110 гор.	1200000	1372022,4	992500	1162750,4	207500	761500	209272	767754
100 гор.	990000	1166750	838200	1000993	151800	557200	165757	606467
90 гор.	820000	966596,9	707900	826437,9	112100	411400	140159	510447
80 гор.	470000	528713,7	343300	370020,7	126700	465000	158693	577936
70 гор.	360000	384448,7	221300	229532,7	138700	509200	154916	566442
60 гор.	250000	250000	94700	92984	155300	570000	157016	576056
50 гор.	110000	110000	50500	50500	59500	218300	59500	218300
Итого	50030000	51131550	48079400	49049513	1950600	7158300	2082037	7622267

Рудные тела отстраиваются в программе Micromine по разведывательным скважинам. Получив трехмерную модель рудных тел можно также подсчитать объем с точностью 0.01 м³.

Разница между объемом горной массы и объемом рудных тел - это объем вскрыши.

Объемный вес руды с учетом потерь и разубоживания составил по данным геологии 3.67.

Общий коэффициент вскрыши по проекту «Уралмеханобр- Инжиниринг» составил 6.72

Общий коэффициент вскрыши по скорректированному проекту составил 6.44

3.2 Опорно-съемочное обоснование

Работа на месторождении «Осеннее» по определению координат пунктов опорной межевой сети выполнялась с 09 октября по 19 октября 2003 года, согласно требованиям разработанных Швейцарской фирмой Leica и РТМ В-01-95.

Координаты пунктов ОМЗ вычислены в Местной системе координат и в Балтийской системе высот. Измерения производились спутниковой геодезической аппаратурой «WILD GPS system 200». Данная аппаратура прошла все испытания и рекомендована Федеральной службой геодезии и картографии России для проведения геодезических работ в местных условиях.

В качестве исходных пунктов для построения маркшейдерской опорной геодезической сети служат пункты государственной геодезической сети, координаты которых были пересчитаны в условную систему координат. Ближайшие сохранившиеся пункты к месторождению «Осеннее» пирамида 52, пирамида 51, которые относятся к государственной геодезической сети IV класса. Исходные координаты пирамид приведены в таблице 3.2.

Данные исходные пункты выбраны так, чтобы все определяемые пункты находились внутри созданной локальной сети и были связаны с базовой референсной станцией. При работе использовался режим Statik, с записью информации через каждые 15 сек. Это позволяет определять координаты точек с точностью 5 мм + 1 мм на 1 км расстояния от расположения REF-станции.

Таблица 3.2 - Координаты пунктов государственной геодезической сети

№ пункта	Х	Y	Н	Высота вехи
51	103 468.000	24 756.000	256.570	4.510
52	104 647.580	27 303.290	273.810	4.460

Для перевода полученных координат из системы WGS-84 в местную производилось трансформирование координат по программе Datum Map входящей в состав пакета программ SKI.

Оценкой точности полученных измерений служит разность между определением положения исходных пунктов триангуляции спутниковой системой и данными из каталога.

Всего были определены координаты 8 пунктов опорной маркшейдерской сети.

Таблица 3.3 - Координаты опорной маркшейдерской сети 1 разряда.

Гр, 90	103561.83	27891.42	256.87
ОS - 1	103147.94	27919.93	267.94
ОS - 2	103325.44	27771.74	260.52
ОS - 3	103797.19	28043.05	260.72
ОS - 4	103794.90	28323.05	206.61
ОS - 5	103613.72	28390.63	264.93
ОS - 6	103321.56	28412.94	271.93
ОS - 7	103106.00	28230.10	272.39

Рисунок 3.2 - Схема Опорно-съемочного обоснования

В течении развития горных работ опорно-съемочные сети сгущают в полигонометрические сети 2 разряда.

Данная работа была выполнена электронным тахеометром 3ТА5Р2. Углы измерялись двумя приемами. Средняя квадратическая погрешность измерения угла по невязкам треугольников не превысила ±10». Полигонометрический ход вычислен с помощью программы Excel.

Пример вычисления одного из замкнутых теодолитных ходов приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Вычисление замкнутого теодолитного хода

Точки		Гориз.	Горизонтальные	Дирекционные	sin	cos	Приращения	Координаты
Стоян	i	Набл.	Верт. угол	пролж	углы				ДY	ДX	Y	X	H
	v		расстояние	стана м	Измер	углы			В метрах	7919.930	3147.940	267.94
1	1.29	т52	-1.4658					157	38	53	0.38029	-0.92487
	1.51	2	231.34	231.228021	342	29	50	320	8	43			-148.181	177.507	7771.749	3325.447	260.5229
2	1.51	1	-1.0305					18	4	15	0.31019	0.95067
	0.41	М-10	171.442	171.413136	237	55	32						53.171	162.958	7824.920	3488.405	258.4771
М-10	0.41	2	-1.1029				1	24	33	43	0.41568	0.90951
	0.24	тп1	66.546	66.5320137	186	29	27						27.656	60.512	7852.576	3548.917	257.2828
тп1	0.24	М-10	-0.5349				1	3	2	52	0.05317	0.99859
	1.29	9	66.886	66.8778044	158	29	8						3.556	66.783	7856.132	3615.700	255.1858
9	1.28	тп1	1.2524				2	33	4	22	0.5457	0.83798
	1.18	11	263.818	263.736601	210	1	28						143.922	221.005	8000.054	3836.706	261.8389
11	1.18	9	0.2503				3	119	42	57	0.86849	-0.4957
	1.35	5	449.718	449.706061	266	38	32						390.567	-222.919	8390.621	3613.787	264.9458
5	1.35	11	0.5902				6	116	23	31	0.89577	-0.44451
	1.1	14	203.407	203.37701	176	40	28						182.180	-90.403	8572.801	3523.384	268.6886
14	1.1	5	0.4415				2	214	16	9	-0.56308	-0.8264
	1.47	12	267.146	267.123869	277	52	36						-150.412	-220.752	8422.389	3302.632	271.7571
12	1.47	14	1.2518				1	202	17	18	-0.37927	-0.92529
	0.24	тп2	89.626	89.5984112	168	1	8						-33.982	-82.904	8388.407	3219.728	275.2108
тп2	0.24	12	-0.2632				1	231	54	45	-0.78707	-0.61686
	1.68	13	175.138	175.132783	209	37	26						-137.842	-108.033	8250.565	3111.695	272.419
13	1.68	тп2	-0.5202					276	15	49	-0.99403	0.1091
	1.26	1	332.675	332.636894	224	21	4						-330.651	36.292	7919.914	3147.987	267.8039
1		13						337	38	53	-0.38029	0.92487
		т52		0	241	23	4						0.000	0.000	7919.914	3147.987	267.8039
10		У=	2317.742							0					-0.016	0.047	-0.13612
											fотн=	1	fабс=	0.049396
												46921.23				fдопZ=	32.24911

На основе пунктов опорной сети маркшейдер карьера определяет пункты съемочного обоснования, с которых непосредственно выполняются съемка и другие работы. Средняя погрешность планового - положения пунктов съемочной сети относительно ближайших пунктов опорной сети не должна превышать ±0,2 м, а погрешность отметки не должна быть более ±0,1 м.

На уступах расстояние между пунктами съемочной сети, например при тахеометрической съемке, не должно превышать 300 - 400 м. При тахеометрической съемке электронными тахеометрами съемочная сеть более редкая, а в некоторых случаях бывает достаточно пунктов опорной сети.

Пункты съемочной сети закрепляют постоянными или временными центрами. Постоянный центр представляет собой металлический штырь или трубу, забитые в грунт и забетонированные в верхней части. Временный центр состоит из стержня, забитого в грунт или расщелину при скальных породах.

Применение обратной засечки позволяет до минимума сократить полевые работы. Однако ее использование должно быть обосновано расчетами точности.

Необходимые для предрасчета величины определяются с плана горных работ. Из вариантов обратной засечки выбирают два таких, у которых величина линейной погрешности положения пункта имеют наименьшее значение. Следует иметь в виду, что точность обратной засечки зависит от погрешностей исходных пунктов.

Вариант обратной геодезической задачи, которая применяется в открытом руднике ОАО «Гайский ГОК», приведен в таблице 3.5 и вычисляется с помощью таблицы Excele.

Уравнивается обратная геодезическая задача параметрическим способом. Вычисление съемочных сетей выполняются с использованием ЭВМ, что сокращает затраты труда на камерные работы, а также позволяет в конкретных случаях использовать самые гибкие геодезические построения, не останавливаясь перед вычислительными трудностями.

3.3 Вынос проекта в натуру

Строительство или реконструкция карьера производится на основе проекта, разрабатываемого специальными проектными организациями. При составлении технического проекта нового карьера или при реконструкции с прирезкой более 25% исходных балансовых запасов производится оформление горного и земельного отводов.

Проект включает в себя расчетно-пояснительную записку и комплект чертежей, содержащих рабочие чертежи горнокапитальных выработок. В проект входят: геологический отчет с подсчетом запасов и геологической графической документацией, отчет топографогеодезических работах, включающий крупномасштабные планы, схему опорной и съемочной сетей, каталог координат пунктов и др.

Задачей маркшейдера при проведении строительства карьера является обозначение на местности кольями через 10-20 м линии нулевых работ, т.е. пересечения проектного положения почвы забоя с земной поверхностью. Для этого по проектным координатам начала забоя выносят от пунктов маркшейдерской сети начальную точку оси трассы. От точек нулевых работ по проектному горизонтальному заложению ширины траншеи отмеряют с учетом поправки за наклон расстояния до точек верхней бровки и закрепляют их пикетами.

Вынос в натуру осуществляется как оптическими приборами так и электронными тахеометрами. При использовании электронных тахеометров выноска осуществляется с любой точки опорно-съемочного обоснования, а оптическим теодолитом используется именно та точка с которой была зарядка выноски.

Выноску отрезной щели выполняют только с точки которая была засечена обратной засечкой, либо прямой геодезической задачей, но из двух пунктов.

С использованием электронных тахеометров вынос проектных контуров в натуру производится с любой удобной точки в карьере. Перед выездом на объект достаточно снять прямоугольные координаты с плана, записать в таблицу и импортировать в тахеометр или с помощью компьютера и специализированной программы, например Micromine, импортировать в таблицу контур карьера. Контур карьера в Micromine состоит из стрингов, стринги состоят из вершин (точек), у каждой точки есть координаты.

На месте выноски в карьере нужно ввести в прибор координаты точки стояния и дирекционный угол или координаты точки наведения, с визироваться на точку наведения и начать выноску.

3.4 Буровзрывные работы

Существующая в нашей стране технология проектирования буровзрывных работ (БВР) на карьерах характеризуется большой трудоемкостью и низкой производительностью. К этому следует добавить, что процесс проектирования БВР на карьерах предваряется и сопровождается на всех его этапах геолого-маркшейдерским обеспечением, включающим как полевые, так и камеральные работы, а само проектирование переплетается с поэтапной реализацией проекта и его корректировкой, что требует четкого организационного и информационного взаимодействия всех участников этого процесса (геологов, маркшейдеров, буровиков и взрывников).

Единственный путь коренного улучшения положения дел в рассматриваемой области горного производства - компьютеризация геолого-маркшейдерского обеспечения и проектирования БВР на карьерах. Однако из-за их дороговизны и ряда других обстоятельств (нерусифицированность программного обеспечения, трудность освоения, различие в технологии проведения буровзрывных работ на карьерах и др.). Единичные попытки автоматизации всего цикла проектирования БВР на отечественных карьерах пока не вышли за рамки концептуальных соображений или сугубо предварительных разработок. Поэтому разработка программного обеспечения и компьютерной технологии проектирования буровзрывных работ в реальном режиме времени и со всеми его составляющими (ведение и актуализация геолого-маркшейдерской графики, решение маркшейдерских задач, размещение взрывных скважин на блоке с учетом категории взрываемости пород, диаметра и конструкции заряда, расчет параметров взрывания, подготовка текстового файла с номерами и координатами взрывных скважин для ввода данных эксплуатационного опробования) является актуальной задачей.

В общей схеме геолого-маркшейдерского обеспечения и проектирования БВР на карьерах с применением компьютерных технологий (в автоматическом режиме или интерактивно), осуществляется два вида (этапа) работ (формирование проекта бурения и проектирование взрыва блока), разделенные во времени рядом чисто производственных процедур (разбивка в натуре сетки скважин, их бурение, маркшейдерская съемка пробуренных скважин и т.п.). Технология проектирования практически безбумажная. Только выходные документы (планы блока) к проектам бурения и взрыва, таблицы корректировочного и технологического расчетов, зарядные карты), которые подписываются, утверждаются и непосредственно используются при подготовке блока к обуриванию и заряжанию скважин, печатаются на бумаге.

При ведении буровзрывных работ на карьере задачей маркшейдера является обеспечение проекта взрыва горно-геометрической информацией, контроль геометрических элементов взрывных выработок, а также качественная и количественная оценка взрыва.

Прежде всего маркшейдер в соответствии с текущим планом горных работ формирует контур проектируемого блока (замкнутую область, ограниченную линией отрыва предшествующего взрыва и проектной линией отрыва), на котором показывается последний ряд скважин предшествующего взрыва (с буровзрывного плана горизонта) и положение бровок уступа (с маркшейдерского плана горизонта). В случае большого перерыва во времени между предшествующим и проектируемым взрывом положение бровок уступа и характерных плановых отметок на поверхности блока снимаются инструментально. Тогда маркшейдер вводит в компьютер данные съемки и автоматически на плане отрисовываются линии бровок и характерные точки.

Затем план взрывного блока поступает геологу, который дополняет его на основе цифрового геологического плана горизонта границами минерально-петрографических типов пород, разрывными нарушениями, элементами залегания пород и нарушений, а также присваивает каждому типу пород категорию буримости в соответствии с принятой на предприятии классификацией пород по этому показателю. Данные съемки скважин и измерений их параметров вводятся с полевого журнала в компьютер, после чего автоматически рассчитываются координаты устьев скважин и формируются составляющие проекта взрыва блока: план расположения скважин и табличные материалы - технический (в целом по блоку) и корректировочный (по каждой скважине) расчет параметров взрывания, зарядные карты, в которых указываются номер и глубина скважины, длина забойки и масса заряда. Расчет массы заряда выполняется по схеме, предусмотренной типовым проектом. В заключение на плане блока интерактивно формируется схема коммутационной сети и автоматически рассчитываются интервалы замедления по каждой скважине.

При проектировании отдельных взрывов выполняется съемка и составляется план участка взрыва в масштабе 1: 500 рисунок 3.5.

На плане изображают: положение верхней бровки и границу откоса на нижней площадке уступа, отметки нижней и верхней площадок уступа, контакты пород с различными характеристиками по буримости и взрываемости, тектонические нарушения и направление трещиноватости, положение транспортных и энергетических коммуникаций в районе взрыва.

Если взрыв планируется на неубранную горную массу, то на плане показывается положение последнего ряда буровзрывных скважин предыдущего взрыва. Специалисты взрывных работ наносят на план положение взрывных скважин. Проект расположения скважин маркшейдер выносит в натуру и обозначает положение скважин на уступе. Вынос проекта осуществляется полярным способом или способом перпендикуляров. Углы откладывают с точностью до ±5', расстояние менее 50 м разрешается измерять дальномером. Длины перпендикуляров измеряют с точностью ±0,1 м.

Допускается использовать комбинацию этих методов, когда полярным способом выносят конечные скважины первого ряда, остальные выносят от полученной линии методом перпендикуляров.

При расположении участка взрыва у проектной границы карьера или в случаях проходки капитальных съездов проектное положение взрывных выработок на площадке уступа определяется инструментально. Отметки устьев взрывных выработок после их разбивки определяют техническим или тригонометрическим нивелированием.

По результатам разбивки скважин составляется проект их бурения, в котором указываются для каждой скважины ее основные элементы h - высота уступа (разность отметок устья скважины и нижней площадки); w₁ - сопротивление по почве, р - величина перебура и др.

Обуривание приконтурных лент с предварительным образованием отрезной щели для заоткоски бортов уступа под углом 50° - 60° проектируется на основании типового проекта который утвержден главным инженером предприятия.

При наличии взорванной наклонной отрезной щели на 10 м уступе последний ряд скважин бурить на расстоянии 2 м от нижней бровки уступа с перебуром 1,0 м.

При наличии взорванной наклонной отрезной щели на II уступе последний ряд скважин бурить на расстоянии 2 м от нижней бровки отрезной щели с перебуром 1,0 м.

При наличии взорванной вертикальной отрезной щели на III уступе последний ряд скважин бурить на расстоянии 2,5 м от отрезной щели уступа с перебуром 2,0 м.

Параметры а, в, W принимаются согласно типового паспорта буровзрывных работ в зависимости от категории по трещиноватости и взрываемости пород.

Обуривание блока на полотно съезда проектируется согласно проектному контуру карьера с выдержанным уклоном заданный горной документацией.

После обуривания блока выполняют исполнительную съемку скважин, определение их глубины и составляют таблицу фактических их элементов.

По материалам исполнительной съемки составляется проект на массовый взрыв в масштабе 1: 500, на основании которого выполняется технический расчет взрыва. К проекту взрыва прилагается план в масштабе 1: 5000 взрывоопасной зоны с указанием находящихся внутри зоны сооружений и механизмов.

На всех этапах подготовки и выполнения проекта взрыва маркшейдер контролирует соблюдение геометрических элементов проекта, обеспечение безопасности строений и сооружений вблизи взрыва. Маркшейдер должен браковать взрывные выработки, пройденные с нарушением проекта, не оформлять проект взрыва при нарушении норм безопасности или эксплуатации. После взрыва выполняется съемка взорванного блока, по которой определяют фактический выход взорванной горной массы, коэффициент разрыхления, степень дробления пород, величину развала и др.

3.5 Учет движения горной массы

Маркшейдерские измерения производятся только в конце отчетного периода (месяца). Однако на основе данных этих измерений не всегда можно получить объем добычных работ по каждому отдельному участку даже за отчетный период в целом. Кроме того, на карьере необходимо вести учет добычи не только по отдельным участкам, забоям, блокам, но и по сортам добытого полезного ископаемого ежесменно, ежесуточно.

Оперативный учет добычи полезного ископаемого производится силами технадзора отдельных участков.

Наиболее достоверным и точным способом оперативного учета добычи полезного ископаемого, поступающего из различных участков рудника, является взвешивание его на конечных пунктах доставки. Такими пунктами являются железнодорожные весы при отправке полезного ископаемого потребителю, конвейерные весы на обогатительных фабриках и др.

Маркшейдерская служба горного предприятия осуществляет обязательный ежемесячный контроль за оперативным учетом добычи полезного ископаемого одним из следующих способов:

а) измерениями остатков полезного ископаемого на складах и в бункерах;

б) подсчетом добычи полезного ископаемого по данным маркшейдерских измерений или съемок горных выработок.

Под съемкой подробностей подразумевают совокупность полевых измерений и камеральных вычислений, в результате которых определяются плановые и высотные положения характерных точек контуров и рельефа местности относительно ближайших пунктов съемочной сети.

Техническая инструкция по производству маркшейдерских работ требует, чтобы положения точек верхней бровки уступа в перпендикулярном к ней направлении определялись относительно ближайшего пункта съемочной сети с погрешностью не более 0,6 м. Контуры нижних бровок уступов в натуре выражены менее четко, и поэтому допустимая погрешность определения положения их точек еще больше. Следовательно, контурные точки, отклоненные на данном участке от прямой в пределах, допускаемых инструкцией, могут не фиксироваться на плане.

Густота снимаемых пикетных 'точек зависит от степени изменчивости контурных линий и масштаба съемки. Наибольшее расстояние между пикетными точками на плане не должно превышать 2 см.

При съемке контурных линий открытых горных выработок кроме планового положения определяют и высотные отметки пикетных точек. Средняя погрешность определения высот пикетных точек относительно ближайшего пункта съемочной сети не должна превышать ±0,2 м.

Ниже приводятся основные сведения о полевых и камеральных работах при различных методах съемки подробностей, применяемых на карьерах.

Тахеометрическая съемка

Вид топографической съемки, при которой горизонтальные и вертикальные углы измеряются по кругам тахеометра, а расстояния до объектов - по его дальномеру. Служит для создания плана участка местности с горизонталями при инженерных изысканиях.

Этот способ съемки благодаря возможности применения его в любых условиях широко распространен (особенно на глубоких карьерах). Съемку производят обычными теодолитами-тахеометрами.

Станциями для производства съемки подробностей являются пункты съемочной сети.

Порядок работ при тахеометрической съемке на карьере такой же, как при аналогичной съемке для топографических целей.

Полевые работы при тахеометрической съемке значительно ускоряются при применении различных видов электронных тахеометров. Значения допустимых наибольших расстояний от инструмента (станции) до снимаемых контурных точек и расстояний между ними значительно увеличиваются и по этому на небольших карьерах съемку можно сделать даже с одной точки.

Обработку тахеометрической съемки производят на компьютере с помощью таблицы Excel. Экспортировав данные с тахеометра в компьютер, начинают обработку информации с помощью прикладных программ идущих в комплектации с данным тахеометром.

В программе Excel предусмотрена возможность вставки таблиц по шаблону. В шаблон можно вносить требуемые изменения и настройки, кроме изменений в самой таблице (исключение составляет шапка таблицы), файл сохраняется как шаблон Excel с расширением - .xlt. Для установки шаблона по умолчанию выбирается требуемая таблица и в открывшемся меню ввода имени листа выберите «Использовать шаблон», выбирается требуемый шаблон, и нажимаем кнопку «По умолчанию». При использовании шаблона, в качестве имени по умолчанию предлагается имя листа шаблона.

Прямоугольные координаты с таблицы экспортируются в программу Micromine.

Учет вскрыши

Учет вскрышных работ на карьерах производится в объемных единицах (м³) пород в массиве. Оперативный учет объема вскрышных работ производится диспетчерской службой по числу N груженых транспортных сосудов (автосамосвалов).

Однако для определения объема вскрышных работ в массиве необходимо знать величины паспортного объема транспортного сосуда среднее значение коэффициента его объемного наполнения k_K и коэффициента разрыхления Кр погруженных пород. Точность оперативного учета вскрышных работ во многом зависит от точности определения значений коэффициентов.

Подсчет объемов горной массы вывезенный из карьера подсчитывается по результатам маркшейдерской съемки два раза в месяц. Результаты съемки экспортируется в Micromine, где потом отстраиваются бровки карьера, а затем и производится подсчет.

При пересечении двух поверхностей подсчитывается объем вывезенной горной массы в м³. Две поверхности - это поверхность прошлого месяца и поверхность сегодняшнего положения забоев в карьере.

Подсчитывается горная масса только по целику. Контрольный подсчет объемов добычи и вскрыши по карьеру выполняют один раз в год - до 1 февраля года, следующего за отчетным. Объемы подсчитывают в «две руки» или двумя независимыми подсчетами. Для контрольного подсчета объемов используют съемки, выполненные в начале и в конце контролируемого периода, или проводят разовую съемку карьера (части карьера). Маркшейдерская съемка горных выработок и подсчет по ее результатам объемов вынутых взорванных горных пород могут осуществляться, не превышая значений следующих допустимых погрешностей (двойной средней квадратической погрешности): при маркшейдерской съемке уступов допустимая погрешность у_Vдоп, %, определения объема вычисляется по формуле

(3.1)

где V - объем вынутых горных пород, приведенный к объему в целике, м³.

Формулу (3.1) используют при объемах от 20 до 2000 тыс. м³. Если объем больше 2000 тыс. м³, то у_Vдоп принимают = 1%; если объем меньше 20 тыс. м³, то методика съемки горных выработок и вычисления объемов устанавливается с таким расчетом, чтобы погрешность у_Vдоп не превышала 10%. При определении объема вынутых (взорванных) горных пород в разрыхленном состоянии по маркшейдерской съемке и перевычислении его в объем в целике через коэффициент разрыхления этих пород, допустимая погрешность у_Vдоп%, вычисляется по формуле

(3.2)

Формулу (3.2) используют при объемах от 45 до 2200 тыс. м³. Если объем больше 2200 тыс. м³, то у_Vдоп принимают = 1,5%; если объем меньше 45 тыс. м³, то методика съемки и вычисления объемов, а также определения коэффициента разрыхления устанавливается с таким расчетом, чтобы погрешность у_Vдоп не превышала 10%.

Учет руды

На действующих горных предприятиях с самого начала разработки месторождений, включая период их строительства, производят статистический учет балансовых и забалансовых запасов полезного ископаемого как утвержденных ВКЗ, так и не утвержденных, установленных по данным оперативных подсчетов.

Учет запасов ведется систематически по периодам, установленным вышестоящей организацией, но чаще всего он ведется в конце каждого года.

Учет состояния и движения запасов полезных ископаемых ведется по специальной форме. В этих формах должно быть отражено:

а) числовое значение запасов рудного поля по состоянию на начало разработки и начало данного отчетного периода;

б) изменение запасов в результате эксплуатационной разведки, переоценки (пересчета), изменения технических границ рудного поля, добычи и потерь за отчетный период и с начала разработки;

в) остаток балансовых запасов на конец отчетного периода и распределение их по степени разведанности и степени готовности к добыче;

г) степень обеспеченности горного предприятия балансовыми запасами на предстоящие годы с учетом установленной годовой производительности предприятия.

Балансовые запасы на конец данного отчетного периода определяются из выражения

Б_к = Б_н - С - 3 ± И - А - Я, (3.3)

где Б_н - балансовые запасы на начало отчетного периода; С - списанные балансовые запасы за отчетный период; 3 - запасы, переведенные в отчетном периоде из балансовых в забалансовые; И - изменение балансовых запасов за отчетный период; А - добыча чистого полезного ископаемого (без разубоживаю - щей массы) за отчетный период; Я - фактические потери полезного ископаемого за отчетный период.

Списание балансовых запасов производится по инструкции, утвержденной Госгортехнадзором России. Списанию подлежат запасы в контурах участков, оказавшихся лишенными балансовых запасов; запасы в контурах участков, где получены новые данные о мощности залежи или о содержании полезных компонентов, которые приводят к уменьшению количества ранее учтенных запасов.

Переведенными в забалансовые считают запасы, ранее учтенные как балансовые, но не подтвердившиеся по требованиям кондиции.

Изменение балансовых запасов за отчетный период может быть обусловлено изменением технических границ шахтного поля; перевода по данным доразведки запасов категорий C₁ и С₂ в категории А и В или, наоборот, уточнения контуров залежи, изменения ее мощности, объемной массы полезного ископаемого и содержания в нем металла, а также в результате переоценки и пересчета запасов полезного ископаемого в отчетный период.

Указанные изменения в балансовых запасах подлежат ут» верждению вышестоящими организациями. Количество добычи и размеры потерь полезного ископаемого за отчетный период устанавливаются известными способами.

Данные о состоянии движения запасов полезного ископаемого в конце каждого отчетного периода определяют на основе копии маркшейдерско-геологической графической документации по каждой залежи в пределах технических границ шахтного поля. На этих графических материалах нумеруют блоки подсчета запасов, разным цветом показывают контуры балансовых запасов, участков потерь, забалансовых и списанных запасов, отработанных участков и т.д.

3.6 Определение коэффициента разрыхления и класса загрузки автомобилей

Определение коэффициента разрыхления горной массы взрывом сводится к подсчету объема горной массы до взрыва и после взрыва.

Подсчет объема горной массы производится по взрывному блоку, а именно произведение количества скважин, средней глубины скважин без перебура, среднего расстояния a и среднего расстояния b.

Объем взрываемой горной массы в данном блоке будет:

6 Ч 6 Ч 6 Ч 15 Ч 10 = 32 400 м³ (3.4)

После взрывания снимается взорванная горная масса по развалу. Точки набирают через 5 - 7 м. по характерным линиям. По данным маркшейдерской съемки отстраивается развал и подсчитывается объем.

Объем взорванной горной массы составил 49 248 м³.

Коэффициент разрыхления равен:

K_р = = 1.52 (3.5)

Объемный вес загрузки автомобилей определяется по формуле

 (3.6)

Что бы подсчитать объем горной массы в кузове автосамосвала надо построить модель кузова в масштабе 1:1 в программе Micromine. Для этого выполняют съемку поднятого кузова с земли электронным тахеометром с использованием лазерного дальномера.

Составляется таблица подсчета объемов вывезенной горной массы в целике и перевода рейсов в расчете на автомобиль БелАЗ в зависимости от марки автосамосвалов и класса загрузки

Данные документы утверждается главным инженером предприятия и служат документами для оперативного учета движения горной массы.

3.7 Наблюдение за деформацией бортов

Под устойчивостью бортов разрезов, откосов уступов и отвалов понимают такое их состояние, при котором деформации, неизбежно возникающие при проведении открытых горных выработок и отсыпке отвалов, не превышают допустимых величин, существенно не влияющих на технологию горных работ.

Виды деформаций бортов разрезов и откосов уступов, нарушающих нормальный технологический процесс, приводящих к потерям готовых к выемке запасов полезного ископаемого и представляющих опасность для работающих в карьере и на отвалах людей и техники.

Целью маркшейдерских наблюдений является:

1) установление границ распространения и вида деформаций горных пород;

2) определение скорости и величин деформаций;

3) определение критической величины смещений, предшествующих началу активной стадии, для различных инженерно-геологических комплексов;

4) предрасчет развития деформаций во времени при углубке карьера.

Для проведения маркшейдерских наблюдений за деформациями бортов карьеров и откосов отвалов закладываются специальные наблюдательные станции, на которых периодически проводятся инструментальные наблюдения. Наблюдательная станция состоит, как правило, из нескольких профильных линий, по которым расположены опорные и рабочие реперы. Инструментальные маркшейдерские наблюдения за деформациями бортов и отвалов должны быть начаты одновременно с началом развития вскрышных работ на карьере. В технические проекты разработки месторождений открытым способом следует включать проекты наблюдательных станций по наблюдению за деформациями бортов, в целом, и за деформациями отдельных участков бортов с неблагоприятными условиями устойчивости. В тех случаях, когда технические проекты отработки месторождений не содержат проектов наблюдательных станций, последние составляются геолого-маркшейдерской службой предприятий. По мере накопления данных наблюдений за деформациями бортов карьеров и отвалов проекты наблюдательных станций и периоды наблюдений могут изменяться в соответствии с фактическими горно-геологическими условиями. Использование инструментальных маркшейдерских наблюдений основывается на следующих положениях:

1) возникновению оползней и обрушений откосов предшествуют длительно развивающиеся микродеформации (cкрытые деформации) прибортовых массивов;

2) отстройка бортов карьеров по предельному (проекному) контуру при существующих системах открытой разработки месторождений занимает значительный промежуток времени, вследствие чего период скрытой стадии деформирования бортов, предшествующий активной стадии, растянут во времени, что позволяет по результатам наблюдений судить о характере и степени опасности тех или иных деформаций;

3) для правильной интерпретации характера деформаций бортов длительные инструментальные наблюдения следует совмещать, по возможности, с детальным изучением геологического строения отдельных участков месторождения и физико-механических свойств пород (в особенности деформационных свойств, в том числе предельных деформаций);

4) на устойчивость бортов карьеров оказывают влияние многие факторы, часть из которых учитывается с большой погрешностью, определяющей необходимость введения при расчетах устойчивости значительных коэффициентов запаса; материалы инструментальных наблюдений за деформацией бортов карьеров и отвалов дают возможность устанавливать углы наклона бортов и откосов отвалов, с меньшим коэффициентом запаса;

5) позволяя дать количественную оценку деформации откоса, маркшейдерские инструментальные наблюдения, в комплексе с инженерно-геологическими и гидрогеологическими исследованиями, помогают выявить характер начавшейся деформации, что дает возможность сделать прогнозы относительно развития во времени и пространстве и наметить мероприятия по устранению причин, вызывающих развитие опасных деформаций.

Реперы наблюдательной станции закладываются по линиям, перпендикулярным к простиранию борта карьера в предельном положении (рисунок 4). Вначале составляется проект наблюдательной станции, который должен состоять из плана наблюдательной станции в масштабе 1:1000 или 1:2000, краткой пояснительной записки, а также соответствующих геологических карт и разрезов. На плане наблюдательной станции следует показывать:

состояние горных работ на момент составления проекта;

проект дальнейшего развития горных работ;

сооружения, находящиеся на бортах карьера или вблизи отвала;

расположение запроектированных профильных линий и реперов на них;

рельеф местности.

к плану наблюдательной станции рекомендуется прилагать детальные геологические разрезы, на которые наносятся:

границы литологических разностей пород;

степень и характер трещиноватости каждой литологической разности;

дизъюнктивные нарушения и тектонические трещины большого протяжения с указанием направления и угла их падения;

характеристики сопротивления сдвигу (с и К);

д) характеристики сопротивления сдвигу по поверхностям ослабления

(с' и К') - по тектоническим трещинам, дизъюнктивным нарушениям, контактам между слоями или сланцеватости.

в пояснительную записку следует включать:

общее краткое описание месторождения и горных работ;

расчеты по закладке наблюдательной станции (определение количества реперов, длины профильных линий, расстояния между реперами, объема работ по бурению скважин под реперы, расхода материалов - круглого железа, цемента, песка и тому подобное);

краткую методику наблюдений с указанием сроков производства наблюдений и инструментов, которые предполагается применять. Все материалы по проекту наблюдательной станции должны быть сброшюрованы и подписаны лицом, составившим проект. Проект наблюдательной станции утверждается главным инженером предприятия.

Профильные линии наблюдательной станции закладываются в различных горно-геологических условиях. В первую очередь, профильные линии закладываются на менее устойчивых участках борта.

Наименее устойчивые участки бортов карьеров характеризуются следующими признаками:

1) крутым углом заоткоски борта или крутым общим углом откоса многоярусного отвала;

2) большой глубиной карьера или высотой отвала;

3) подрезкой слоев в основании бортов и слоистым основанием отвалов;

4) наличием тектонических нарушений;

5) наличием слабых контактов и пластичных слоев в основании бортов или отвалов и ослаблений, обусловленных спецификой древнего и современного рельефа на отдельных участках (балки, ложбины стока, карстовые проявления и так далее);

6) обводненностью горных пород, увлажнением отвальных масс атмосферными осадками и обводненностью основания отвалов;

7) наличием на бортах или отдельных уступах больших навалов породы;

8) сейсмическим воздействием взрывов и вибрацией от работы горнотранспортного оборудования (влияющих на устойчивость отдельных уступов).

Крайние пункты профильной линии должны быть заложены вне зоны деформаций, возникающих при углубке карьера до проектной глубины.

Профильные линии проводятся по всему карьеру (через оба противоположных борта и дно карьера), а при большой глубине карьера они закладываются на каждом борту карьера самостоятельно.

Профильная линия состоит из опорных и рабочих реперов. Протяженность части профильной линии без опорных реперов на поверхности, примыкающей к карьеру (рисунок 3.17), должна быть не менее 1,5 Н (здесь Н - глубина карьера) при предельно допустимых углах наклона бортов, полученных на основе расчета устойчивости (при коэффициенте запаса устойчивости, равном 1,2 - 1,3).

Опорные реперы профильных линий закладываются вне зоны деформаций. С каждой стороны следует закладывать не менее двух на каждой (рисунок 3.17). Расстояние между рабочими реперами зависит от их расположения на профильной линии. На каждой площадке (берме) уступа или яруса отвала следует закладывать не менее двух реперов - один вблизи бровки уступа, другой - у подошвы вышележащего уступа. Реперы закладываются так, чтобы была обеспечена безопасность наблюдателя при работе на этих реперах. Расстояния между реперами, расположенными на земной поверхности, в зависимости от их удаления от верхней бровки борта карьера, принимаются следующие:

1) на участке призмы возможного оползания (обрушения) - 5-10-15 м;

2) с удалением от верхней бровки карьера - от 15 до 30 м.

Расстояние между опорными реперами - не менее 20 м.

Одновременно с закладкой наблюдательных станций рекомендуется закладывать исходные реперы, к которым привязываются опорные реперы всех линий. Исходных реперов должно быть не менее трех. Закладка этих реперов производится в местах, обеспечивающих неизменность их положения в течение всего времени производства наблюдений. Исходные реперы должны быть заложены вне зоны влияния горных работ, а также за пределами зоны возможного оседания земной поверхности под влиянием снижения уровня подземных вод при дренаже карьерного поля. Перенос проекта наблюдательной станции в натуру производится путем построения на местности соответствующих углов и длин. Конструкция реперов должна быть простой, а способ их закладки должен обеспечить:

1) прочную связь репера с горной породой, чтобы сдвижения репера точно соответствовали сдвижениям пород;

2) сохранность и неизменность положения реперов на весь срок их службы, а также удобство пользования ими;

3) отчетливость отмеченного центра на головке (полусфере) репера для обеспечения точности наблюдений за сдвижением репера в горизонтальной плоскости;

4) устойчивость репера в условиях сезонных изменений температуры и влажности пород и промерзания и оттаивания горных пород.

Для длительного срока службы рекомендуется закладку репера осуществлять следующим образом: в пробуренную скважину диаметром 160 - 220 мм, на глубину ниже зоны промерзания на 0,5 м, бетонируется металлический штырь диаметром 20 - 30 мм. Цементный раствор заливается только в нижнюю часть скважины на 0,4 - 0,5 м (рисунок 3.18). Верхний конец металлического стержня репера обрабатывается на полусферу, на которую наносится центр в виде отверстия диаметром не более 2 мм и глубиной 4 - 5 мм. Пространство между стенками скважины и штырем выше бетонной подушки заполняется песком или шлаком и неплотно утрамбовывается.

Для предотвращения образования ледяной подушки при промерзании в основании репера рекомендуется также укладка пористого основания из материалов, не обладающих капиллярными свойствами (шлак, крупнозернистый песок и другие материалы).

Для уменьшения влияния на репер сил морозного выпучивания верхний конец штыря репера необходимо заглублять от поверхности земли на глубину 20 - 30 см.

Глубина закладки репера h относительно земной поверхности должна определяться следующим образом:

h=hmax+a+ b, (5)

где h max - максимальная глубина промерзания грунта;

а - высота якоря репера (0,4 - 0,5 м);

b - запас, определяемый величиной возможной ошибки определения глубины промерзания, в сумме с мощностью пористого основания.

Во избежание вертикальных смещений репера за счет деформаций грунта, вызываемых изменением его влажности, глубина закладки реперов принимается не менее 1,5 м.

На срок службы до 3 - 5 лет могут быть рекомендованы забивные реперы.

На рисунке 3.19 показан забивной репер, представляющий собой металлический штырь диаметром 25 - 35 мм, заершенный и заостренный с одного конца; верхний конец штыря обрабатываются на полусферу, на которую наносится центр.

Длина таких реперов выбираются в зависимости от плотности грунта - от 0,7-1,0 м до 1,5 м и более. В насыпных грунтах для повышения прочности закрепления грунтов длину забивных реперов увеличивают до 2,0 - 2,5 м. В качестве забивного может быть использован деревянный репер, представляющий собой деревянный кол диаметром 80 - 120 мм и длиной 0,5 - 0,7 м. После того как кол вбит, в его торцевую часть вбивают металлический центр.

На наблюдательной станции выполняются следующие работы:

1) определение величин сдвижений реперов наблюдательной станции в горизонтальной и вертикальной плоскостях по результатам инструментальных наблюдений;

2) замеры ширины и протяженности трещин на земной поверхности и бермах уступов;

3) соответствующие съемки, в результате которых, производится пополнение планов и разрезов горных работ на каждую дату наблюдений с указанием времени производства отдельных операций горных работ (массовых взрывов, вскрышных работ и тому подобное).

Инструментальные наблюдения на станции заключаются в следующих работах:

1) привязка опорных и исходных реперов наблюдательной станции к рудничной маркшейдерской опорной сети (к пунктам триангуляции, полигонометрии и нивелирным реперам);

2) производство начальной серии наблюдений для определения исходного положения реперов наблюдательной станции (в горизонтальной и вертикальной плоскостях);

3) производство систематических наблюдений за положением реперов для определения величины их сдвижения.

Привязка исходных и опорных реперов наблюдательной станции в горизонтальной плоскости осуществляется посредством триангуляции или проложением замкнутых полигонометрических ходов от близлежащих пунктов триангуляции или полигонометрии.

Относительная ошибка хода при этом допускается не более 1:8000 и средняя ошибка измерения углов 8». Допускается привязка опорных реперов к одному триангуляционному или полигонометрическому пункту путем прокладывания висячего полигонометрического хода при условии проложения обратного хода.

Высотная привязка исходных и опорных реперов наблюдательной станции производится от пунктов триангуляции нивелированием II-го класса. Нивелирование производится из середины по башмакам в прямом и обратном направлениях. Невязка прямого и обратного ходов ? h не должна превышать величины.

(3.5)

где L - длина хода (в одном направлении), км.

Начальные наблюдения на станции заключаются:

1) в нивелировании реперов наблюдательной станции;

2) в измерении расстояний между реперами по профильным линиям;

3) в съемке трещин на участке наблюдательной станции.

Для определения начального положения реперов наблюдательной станции выполняются две независимые серии измерений с интервалом 3 - 5 дней.

Нивелирование реперов по профильным линиям на горизонтальных участках и участках с небольшими наклонами (до 10 - 15°) выполняется геометрическим способом, а на наклонных участках - тригонометрическим способом. Нивелирование производится одновременно с измерением длин между реперами. При геометрическом нивелировании невязка замкнутых ходов ?h (мм) не может превышать - количество штативов, а L - длина хода, км. Для нивелирования реперов наблюдательной станции могут применяться нивелиры, с уровнями на трубе и ценою деления уровня не более 20 " на 2 мм при увеличении трубы не менее 25 х. Рейки применяются трехметровые, двух- и односторонние, с уровнями. Перед началом нивелирования на станции должны быть произведены все поверки инструментов в соответствии с требованиями соответствующих инструкций. Нивелирование реперов в каждой серии наблюдений производится дважды - в прямом и обратном направлениях. Нивелирование производится из середины между, связующими реперами с отклонением не более 2 - 3 м. Расстояние от инструмента до реек должно быть не более 50 м. Рейки устанавливаются непосредственно на реперы. Тригонометрическое нивелирование производится для определения высотных отметок реперов и горизонтальных проложений между ними на участках с большими наклонами. При наблюдениях применяются теодолиты с ценою деления вертикального круга не более 30 ?.

Измерение углов наклона линий при тригонометрическом нивелировании рекомендуется производить при двух положениях трубы; измерение длин интервалов следует производить стальной компарированной рулеткой с постоянным натяжением (силой 10 кг) полотна рулетки. На каждом интервале с измерением температуры рулетки (термометром, типа «пращ»), с точностью до 1°. При каждом измерении интервала, по рулетке следует брать не менее трех пар отсчетов, со смещением начального отсчета на 5 - 10 см. Расхождения между измерениями при этом не могут превышать 2 мм. Ошибка измерения высоты инструмента и сигнала не допускается более 1 мм. Высотные отметки всех реперов определяются в каждой серии дважды, в прямом и обратном направлениях, либо в одном направлении при двух горизонтах инструмента. При измерении угла наклона визировать следует, по возможности, непосредственно на центр репера; в этом случае ошибка в определении высоты сигнала исключается.

При каждом измерении угла наклона вычисляется «место нуля». Допустимые отклонения значений «места нуля» не могут быть больше двойной точности нониуса вертикального круга. Измерение расстояний между реперами профильных линий производится стальными компарированными рулетками, длиной не менее 30 м, на весу. Компарирование рулетки следует производить через каждые 2 - 3 серии наблюдений на наблюдательной станции. Вынос скрытых центров осуществляется с помощью лот-аппаратов, жестких или шнуровых отвесов. Измерение длин производится с постоянным натяжением (10 кг), определяемым с помощью динамометров, с замером температуры рулетки термистором или термометром-пращом с точностью до ± 1° на каждом измеряемом интервале. Измерение длин в каждой серии рекомендуется производить дважды - в прямом и обратном направлениях. В отдельных случаях, когда производство непосредственных измерений длины между реперами затруднительно, для определения смещений реперов можно применять тригонометрические методы - прямые и обратные засечки.

Для съемки больших оползней и определения их развития во времени и пространстве следует применять метод наземной стереофотограмметрические съемки.

Сроки проведения повторных наблюдений устанавливаются в зависимости от поставленных в проекте задач и развития процесса сдвижения.

В первое время после закладки наблюдательной станции на, наблюдения проводятся ежемесячно. После 3 - 4 серий, наблюдений и установления скорости смещения прибортового массива периодичность наблюдений изменяется.

Если скорость смещения реперов не превышает 1 мм/сутки и затухает во времени, интервалы времени между сериями наблюдений могут быть увеличены до 3 - 4 и более месяцев, однако наблюдения следует проводить не реже 1 - 2 раз в год.

Если скорость смещения реперов постоянна и составляет 0,5 - 1,0 мм/сут, наблюдения проводятся, соответственно, один раз в два месяца и ежемесячно.

При активизации процесса сдвижения интервалы между сериями наблюдений сокращаются до нескольких недель и даже дней.

При наблюдениях за активными оползнями со скоростными смещениями