Технологические способы вскрытия месторождений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Технологические способы вскрытия месторождений

Содержание

I. Вскрытие месторождений наклонными траншеями

1.1 Вскрытие месторождений внешними траншеями простой формы

1.2 Вскрытие месторождений отдельными траншеями простой формы

1.3 Вскрытие месторождений групповыми траншеями простой формы

1.4 Вскрытие месторождений внешними общими траншеями.

1.5 Вскрытие месторождений общими внутренними

1.6 Вскрытие скользящими съездами.

1.7 Вскрытие месторождений общими внутренними траншеями с петлевой формой трассы

1.8 Вскрытие месторождений общими внутренними траншеями со спиральной формой трассы

1.9 Вскрытие парными внешними траншеями

1.10 Вскрытие парными внутренними траншеями

1.11 Вскрытие специальными (вспомогательными) траншеями

1.12 Комбинация вскрытия породных уступов специальными траншеями и добычных - наклонными капитальными траншеями

1.13 Комбинация вскрытия месторождений внешними и внутренними наклонными траншеями

1.14 Вскрытие месторождений крутыми траншеями

1.15 Вскрытие месторождений крутыми траншеями оборудованными большегрузными скиповыми подъемниками

1.16 Вскрытие месторождений крутыми траншеями с применением клетевых подъемников

1.17 Вскрытие месторождений крутыми траншеями оборудованными автомобильными подъемниками

1.18 Вскрытие месторождений крутыми траншеями оборудованными конвейерными подъемниками

II. Подземные способы вскрытия при открытой разработке месторождений

2.1 Вскрытие вертикальными и наклонными шахтными стволами

2.2 Вскрытие нагорных месторождений подземными перепускными восстающими

Ш. Выбор рационального варианта вскрытия

Литература

I. Вскрытие месторождений наклонными траншеями

1.1 Вскрытие месторождений внешними траншеями простой формы

Данный способ вскрытия применяют при горизонтальном или пологом залегании пластов, расположенных на относительно небольшой глубине или высоте от господствующего уровня земной поверхности. Траншеи закладывают за контуром карьера и подводят к месторождению в виде прямолинейной или криволинейной выработки. Кроме того внешними траншеями могут вскрываться верхние горизонты наклонных и крутопадающих месторождений, глубокие горизонты которых вскрывают другими способами (внутренними траншеями или шахтными стволами).

Внутренние траншеи закладывают в контурах карьера на его бортах. При недостаточной протяженности нерабочих бортов карьера для проходки траншей с допустимым уклоном внутренние траншеи могут быть размещены по всему периметру карьера. Различают три основных варианта расположения капитальных траншей:

1. Стационарное - по предельному контуру карьера на нерабочем борту.

2. Нестационарное - на рабочем борту карьера (скользящие съезды).

3. Полустационарное - на временно законсервированном рабочем борту.

В первом варианте объем первоначальной вскрыши может достигать больших размеров, что увеличивает срок строительства карьера и необходимые капитальные затраты. При вскрытии стационарными траншеями последние располагают возможно ближе к выходам залежи с целью выполнения минимальных объемов горнокапитальных работ, сокращения сроков строительства и освоения проектной производственной мощности карьера. Этот вариант вскрытия и развития горных работ в карьере обеспечивает минимальные первоначальные капитальные затраты.

В третьем варианте, для сокращения капитальных затрат и ускорения срока строительства карьера применяют ввод его в эксплуатацию очередями. Обычно ввод очередями предусматривается для карьеров большой производственной мощности. При разделении карьера на очереди участок рабочего борта временно консервируется. При этом борту придаётся угол откоса, близкий к углу погашения. Вскрышные работы на этом участке будут возобновлены только после того, как горные работы достигнут контура карьера. В следствии этого некоторый объем пустых пород будет удален из контуров карьера на несколько лет позднее, чем при разработке без выделения очередей.

Вначале вскрышные работы производят только на участке карьера первой очереди, что позволяет с наименьшими затратами на горнокапитальные работы ввести карьер на заданную производственную мощность. Участок первой очереди оконтуривается бортами, на которых оставляют площадки, позволяющие в будущем производить вскрышные работы на участке второй очереди. До начала добычных работ на участке второй очереди начинают разработку временного борта, то есть выемку пустых пород. Этот период является переходным: добычные работы ведутся на участке первой очереди, где вскрышные работы постепенно затухают, а на участке второй очереди развиваются.

По степени разделения транспортных грузопотоков различают вскрытие отдельными, групповыми и общими траншеями.

1.2 Вскрытие месторождений отдельными траншеями простой формы

Вскрытие отдельными траншеями внешнего и внутреннего заложения простой формы создает доступ к каждому уступу посредством отдельной независимой траншеи.

При этом способе вскрытия каждый уступ обеспечен независимым транспортом. Грузопотоки горной массы с каждого уступа рассредоточены и имеют независимый друг от друга выход на поверхность, что создает благоприятные условия для организации горных работ на карьере. Однако при большом числе уступов этот способ вскрытия сложен и отличается значительным объемом горно-капитальных работ.

Вскрытие отдельными траншеями применяют для неглубоких месторождений с горизонтальным или пологим залеганием пластов малой и средней мощности.

1.3 Вскрытие месторождений групповыми траншеями простой формы

Вскрытие месторождения групповыми внешними и внутренними траншеями простой формы предусматривает проходку независимых траншей к группе вскрышных и добычных уступов.

Разделение грузопотоков по коммуникациям позволяет применять различные виды транспорта для верхних и нижних горизонтов карьера. Вскрытие групповыми траншеями по сравнению со вскрытием отдельными траншеями отличается меньшим объемом горно-капитальных работ. Данный способ вскрытия применим для месторождений с горизонтальным или пологим залеганием пластов большой мощности , а также для вскрытия нескольких верхних вскрышных уступов при разработке наклонных и крутопадающих залежей.

вскрытие месторождение траншея подземный

1.4 Вскрытие месторождений внешними общими траншеями

Данный способ характеризуется вскрытием всех горизонтов одной траншеей. Общие внешние траншеи имеют простую форму и применяются для вскрытия горизонтальных и пологих пластов значительной мощности, верхних горизонтов крутопадающих пластов, а также при разработке нагорных месторождений. Общие внешние траншеи могут иметь центральное или фланговое расположение.

Общие внутренние траншеи имеют сложную форму. Они применяются для вскрытия глубоких месторождений с любыми условиями залегания, а также для вскрытия месторождений залегающих на косогорах. Общие внутренние траншеи могут иметь тупиковую, петлевую или спиральную форму трассы.

1.5 Вскрытие месторождений общими внутренними траншеями тупиковой формы

Данный способ вскрытия применяют при железнодорожном транспорте в различных условиях залегания полезного ископаемого и его широко используют на глубоких карьерах.

Сущность способа заключается в последовательном вскрытии отдельных горизонтов месторождения наклонными траншеями, которые проходят на одном из бортов карьера во взаимообратном направлениях, оканчивающихся горизонтальными тупиковыми площадками, которые устраивают на каждом рабочем горизонте или, в карьерах большой длины, через 3 - 4 рабочих горизонта. По рабочему горизонту траншея проходится горизонтальной. Горизонтальные тупиковые площадки оборудуют маневровыми путями для разминовки груженных и порожних составов и перемены направления их движения. Тупиковые траншеи могут быть стационарными, полу стационарными и скользящими, одно-путевыми и двух путевыми.

Достоинства вскрытия тупиковыми съездами:

- возможность вскрытия месторождений с различными условиями залегания;

- высокая надежность в эксплуатации;

- при достаточной ширине карьерного поля возможность одновременного ведения горных работ на многих горизонтах и достижения высокой производственной мощности карьера;

- возможность размещения капитальных траншей на борту карьера с наиболее устойчивыми породами.

Недостатки:

- наличие большого числа наклонных траншей проходки, оборудование и поддержание которых требуют значительных затрат;

- большие затраты времени на маневры подвижного состава на тупиковых площадках и, как следствие, уменьшение пропускной и провозной способности траншей.

1.6 Вскрытие скользящими съездами

Скользящими съездами называют внутренние траншеи в случае расположения их на рабочем борту карьера. В процессе разработки съезды перемещаются вместе с рабочим бортом к предельному контуру карьера. Отрабатываемый уступ при этом рассекается на две части диагональным съездом и разрабатывается отдельными подуступами переменной высоты.

Ширину наклонного съезда определяют как минимальную ширину рабочей площадки, исходя из условий размещения экскаваторов, пород после взрыва и одного или двух рельсовых путей. При отработке верхнего подуступа с нижней погрузкой укладывается дополнительный рельсовый путь. Руководящий подъем скользящего съезда рассчитывается по условию трогания груженного состава с места, обычно он на 30% меньше подъема, определенного по условию равномерного движения поездов.

Вскрытие скользящими съездами позволяет уменьшить объем горно-капитальных работ, сократить сроки строительства карьера, так как скользящие съезды закладывают вблизи залежи или непосредственно над ней. Отработку уступа при наличии скользящих съездов можно производить одним экскаватором с последующим переходом его с наклонного участка к горизонтальному и двумя экскаваторами одновременно работающими на наклонном и горизонтальном участках уступа.

Скользящие съезды, предназначенные для железнодорожного транспорта, при эксплуатации усложняют работу экскаваторов и ведение БВР. Недостатками скользящих съездов при автотранспорте вызывают меньшие затруднения.

К достоинствам временных автомобильных съездов относят:

- уменьшение объемов горно-капитальных и вскрышных работ;

- возможность быстрого ввода в эксплуатацию отдельных горизонтов карьера;

- возможность успешной разработки месторождений с неустойчивыми породами в бортах карьера;

- повышение интенсивности горных работ.

К недостаткам следует отнести тяжелые условия эксплуатации железнодорожного транспорта на временных дорогах.

1.7 Вскрытие месторождений общими внутренними траншеями с петлевой формой трассы

При вскрытии месторождений общими внутренними траншеями с петлевой формой трассы (петлевые съезды) вместо тупиковых площадок устраивают закругления путей в виде петли, которая позволяет изменять направление движения подвижного состава на угол 180?. Преимущество петлевых съездов заключается в сохранении непрерывности движения поездов при изменении направления их движения.

Петлевые съезды располагают в лежачем боку месторождения стационарно, с предварительным устройством на месте петли искусственной горизонтальной площадки соответствующих размеров.

Ширина горизонтальной площадки должна быть не менее двух радиусов кривых, величина которых зависит от ширины колеи и типа подвижного состава. При железнодорожном транспорте нормальной колеи ширина площадки составляет 200 - 400 м, при автомобильном транспорте 40-60 м.

Схема петлевых соединений.

Искусственная горизонтальная площадка может быть создана отсыпкой породы вскрыши, доставленной из породных забоев вскрыши.

Вскрытие траншеями с петлевыми съездами при железнодорожном транспорте применяют в глубоких карьерах с углом падения пласта или наклона борта карьера до 30?.

Достоинства данного способа вскрытия:

- высокая пропускная способность траншеи, обусловленная поточностью движения поездов;

- возможность вскрытия глубоких горизонтов месторождения при сравнительно небольших объемах работ;

- возможность увеличения глубины карьера без его реконструкции и нарушения нормального режима эксплуатационных работ.

Недостатком петлевых съездов является потребность в создании искусственной горизонтальной площадки для размещения железнодорожной или автомобильной петли, объем работ и стоимость сооружения которой достигают значительной величины.

Способу вскрытия петлевыми съездами следует отдавать предпочтение перед способом вскрытия тупиковыми траншеями только в том случае, если тупиковые съезды не обеспечивают необходимой производительности карьерного транспорта.

1.8 Вскрытие месторождений общими внутренними траншеями со спиральной формой трассы

При вскрытии месторождения общими внутренними траншеями спиральной формы трассы капитальные траншеи сооружают на бортах карьера, находящихся на своем предельном положении. С поверхности или с какого-либо рабочего горизонта по предельному положению контура карьера проходят первую траншею с уклоном, соответствующим принятому виду транспорта. При достижении траншеей основания первого уступа (при железнодорожном транспорте) её проходят на расстоянии 800 - 300 м в виде горизонтальной траншеи, образующей горизонтальную площадку от которой начинают развитие горных работ на горизонте.

Для вскрытия нового горизонта по предельному положению карьера на данном уступе проходят следующую наклонную траншею до основания нового уступа. Далее вскрытие происходит аналогичным образом.

При вскрытии спиральными траншеями горные работы на каждом новом горизонте начинают от разрезной траншеи, пройденной по предельному контуру карьера на данном горизонте, т.е. работы начинают в различных участках периметра карьера. Из-за этого нельзя одновременно вести разработку большого числа уступов. Подвигание фронта горных работ обычно развивается по веерной схеме с поворотным пунктом в точке примыкания горизонтальных путей данного горизонта к наклонным путям спиральной траншеи.

Вскрытие спиральными траншеями при железнодорожном транспорте обеспечивает одновременную работу трех-четырех рабочих уступов, что для карьеров большой производственной мощности не всегда достаточно.

Cхема вскрытия общими внутренними траншеями спиральной формы.

При увеличении глубины карьера и уменьшении его размеров в плане снижается и число уступов в зоне одного витка спирали. В настоящее время при вскрытии месторождений спиральным траншеями широко применяют автомобильный транспорт , который может преодолевать более крутые подъемы, чем локомотивный транспорт и позволяет иметь одновременно в работе большое число уступов.

Автомобильный транспорт допускает вскрытие спиральными траншеями месторождений с ограниченными размерами в плане при относительно большой глубине карьеров, что исключено при железнодорожном транспорте.

Спиральные траншеи с железнодорожным транспортом применяют для вскрытия месторождений с большими размерами в плане, по форме приближающиеся к кругу.

Достоинства способа:

- непрерывность движения поездов без маневров на площадках, что позволяет увеличить пропускную способность карьерных путей;

- возможность применения большегрузных вагонов и мощных локомотивов;

Недостатки:

- жесткость условий применения;

- невозможность одновременной работы на большом числе уступов, что ограничивает производственную мощность карьера;

- необходимость осуществлять основные работы по вскрытию в начальный период эксплуатации карьера, для чего сразу требуется большое количество оборудования;

- увеличения объема вскрытия в следствии наличия широких транспортных берм, опоясывающих иногда все борта карьера, что уменьшает глубину открытых работ, особенно при ограниченных размерах месторождения;

- необходимость заложения спиральной траншеи по предельному контуру бортов карьера, что невозможно при недоразведанности месторождения.

1.9 Вскрытие парными внешними траншеями

Вскрытие месторождения парными внешними траншеями простой формы применяют с целью создания кольцевой схемы транспорта в условиях отдельных , групповых и общих внешних траншей при большом грузообороте. Порожняковые составы следуют по траншеям с уклоном больше руководящего, а груженные по траншеям с руководящим уклоном. Обычно парные одно-путевые траншеи заменяют одну отдельную двух путевую. Строительный объем парных траншей только незначительно больше строительного объема отдельных траншей. Объем породных траншей возрастает с увеличением глубины вскрываемых горизонтов, поэтому при глубине более 70 - 80 м применяют вскрытие внутренними траншеями.

1.10 Вскрытие парными внутренними траншеями

Вскрытие парными внутренними траншеями различной формы обеспечивает каждый вскрытый горизонт карьера двумя транспортными путями, соединяющими его с поверхностью: одним для транспортировки груза и вторым для транспортировки порожняка. В этом случае достигается поточность движения поездов или автотранспорта, благодаря чему увеличивается пропускная способность капитальных траншей, а забой обеспечивается порожняком лучше, чем при одинарных траншеях, когда движение груза и порожняка является встречным и осуществляется одновременно по одной траншее. Парные траншеи с внутренним заложением могут иметь тупиковую или спиральную форму.

1.11 Вскрытие специальными (вспомогательными) траншеями

Вскрытие специальными (вспомогательными) траншеями вскрышных уступов карьеров или в углах карьерных полей характеризуется отсутствием капитальных траншей. Эти способы применяют если горную массу из карьера транспортируют башенными экскаваторами, кабельными кранами, консольными отвалообразователями или транспортно-отвальными мостами.

При использовании башенных экскаваторов и кабельных кранов горную массу перемещают в карьере и выдают на поверхность непосредственно в ковше. При работе консольных отвалообразователей или транспортно-отвальных мостов вскрыша размещается в выработанном пространстве посредством конвейеров, смонтированных на указанном оборудовании.

Для выдачи на поверхность оборудования для ремонта, доставки в карьер необходимого оборудования, материалов и для перемещения людей проходят вспомогательные траншеи. При бестранспортном способе разработке, когда вскрышные породы разрабатывают и размещают в выработанном пространстве карьера мощными механическими лопатами или драглайнами, связь рабочих уступов с поверхностью так же осуществляется посредством вспомогательных траншей.

Кабельные краны применяют на карьерах по добыче строительных материалов и штучных породных блоков больших размеров.

1.12 Комбинация вскрытия породных уступов специальными траншеями и добычных - наклонными капитальными траншеями

Данная комбинация характерна для условий пластовых месторождений осадочного типа, залегающих в виде горизонтальных и пологих пластов, когда вскрыша полностью или частично перемещается в выработанное пространство мощными одноковшовыми экскаваторами, консольными отвалообразователями или транспортно-отвальными мостами.

При разработке таких месторождений по бестранспортной или транспортно-отвальной системе нет надобности в капитальных траншеях , связывающих вскрышные уступы с поверхностью. Траншеи проходят с поверхности непосредственно к рабочим к рабочим горизонтам, а породные уступы вскрывают только вспомогательными (специальными) траншеями, служащими для хозяйственных целей.

1.13 Комбинация вскрытия месторождений внешними и внутренними наклонными траншеями

Комбинированное вскрытие месторождений внешними траншеями, примыкающими к системе внутренних траншей широко применяют при разработке месторождений глубинного типа с большой толщей покрывающих пород. Вскрытие наклонными внешними и внутренними траншеями может быть осуществлено с применением железнодорожного транспорта и комбинации автомобильного и железнодорожного транспорта. Этот вариант комбинированного вскрытия имеет по сравнению с вскрытием только внутренними траншеями следующие преимущества:

- проходка капитальных траншей осуществляется параллельно с форсированным вскрытием и подготовкой к эксплуатации первоочередного участка, что позволяет обеспечить переход на основной вид транспорта и постоянные транспортные коммуникации при значительном сокращении срока строительства карьера;

- внешние капитальные траншеи обычно проходят в направлении обогатительной фабрики или ствола, что позволяет сократить расстояние транспортирования горной массы из карьера до пункта назначения и за период эксплуатации месторождения получить значительную экономию по транспортным расходам;

- внешняя траншея позволяет осуществить примыкание путей к горизонтам карьера без дополнительного разноса бортов;

- трасса внутренних капитальных траншей упрощается и сокращается;

- при неустойчивых, обводненных покрывающих породах внешнее заложение капитальных траншей наиболее рационально и в большинстве случаев единственно возможно.

1.14 Вскрытие месторождений крутыми траншеями

Вскрытие внутренними крутыми траншеями заключается в установлении грузотранспортной связи между рабочими или концентрационными горизонтами с поверхностью по крутым траншеям, в которых размещаются наклонные подъемники (скиповые и клетевые) или конвейерные. Строительный объем крутых траншей обычно невелик, так как угол их наклона значителен и равен (или близок) углу погашения борта карьера.

Cхема вскрытия наклонным канатным подъемником с разносом борта.

Схема вскрытия крутой траншеей, оборудованной клетевым подъемником для железнодорожных вагонов.

В зависимости от типа подъемника могут быть приняты различные углы подъема трассы крутых траншей:

- скиповой - до 45-60?;

- клетевой - до 45-60?;

- конвейерный - до 18?;

- канатно-автомобильный - до 25?;

Наклонные траншеи сооружают на нерабочем борту (чаще на породах лежачего бока залежи) или в торцах карьера по его предельному контуру.

Преимущества способа:

- возможность подъема горной массы со значительной глубины по крутой траншее, являющейся кратчайшим транспортным путем в карьере;

- минимальный объем породных работ при проходке траншей;

- сравнительно малый срок подготовки карьера к эксплуатации;

- минимальная стоимость транспорта горной массы;

- возможность расположения капитальных траншей по наиболее устойчивым породам.

1.15 Вскрытие месторождений крутыми траншеями оборудованными большегрузными скиповыми подъемниками

Данный способ вскрытия применяется для вскрытия пластов и залежей, угол падения которых равен углу погашения борта карьера в породах лежачего бока залежи или больше его. Крутые траншеи закладываются при этом в породах лежачего бока пласта. Объем вскрышных работ по разносу борта карьера в лежачем боку залежи в этом случае значителен.

Пласты или залежи с крутым падением можно вскрывать крутыми траншеями, заложенными в торцах карьера в их предельном положении. При этом резко сокращается объем горно-подготовительных работ, так как необходима разноска верхних горизонтов до предельного контура только на флангах вместо разноса висячего и лежачего бортов карьера. На каждом фланге карьера можно сооружать по две-три траншеи с наклонными подъемниками, которые обеспечат высокую производительность.

Вариант расположения крутых траншей на флангах карьера по сравнению с их расположением в лежачем борту позволяет сократить объем транспортных работ по доставке породы и полезного ископаемого из экскаваторных забоев к приемным площадкам наклонных подъемников на концентрационных горизонтах.

При выборе внутрикарьерного транспорта для доставки полезного ископаемого и породы к наклонному подъемнику, оборудованному большегрузными скипами, следует ориентироваться на автотранспорт. Это имеет особенно большое значение для организации погрузочно-транспортных работ , когда число экскаваторных блоков на уступе больше двух.

Перегрузка полезного ископаемого и пустых пород из автомашин в скипы происходит при наличии небольшого пространства, устройство перегрузочного пункта в карьере отмечается простотой, перенос его менее сложен, чем при других видах карьерного транспорта и отвечает условиям быстрой и эффективной подготовки новых горизонтов.

1.16 Вскрытие месторождений крутыми траншеями с применением клетевых подъемников

Данный способ аналогичен вскрытию с применением скиповых подъемников, отличаясь от него тем, что оборудуется он клетью, в которой размещается транспортный сосуд. Поэтому достоинством клетевого подъемника является отсутствие перегрузки горной массы.

К недостаткам этого способа вскрытия относится громоздкость наклонных подъемных установок и необходимость формирования составов (в случае применения железнодорожного транспорта).

Сооружение подъемников может производиться на бортах или на флангах карьера. Наиболее целесообразна установка не менее двух подъемников. В этом случае каждый из них может быть взаимозаменяем на время ремонта, переноса на нижний горизонт натяжной станции или при необходимости одновременного переключения обеих подъемников на выдачу из карьера только породы или только руды.

При значительном фронте работ и большой производственной мощности карьера можно установить несколько подъемников, так как их строительство и монтаж не требуют много времени, а капитальные затраты при этом невелики. Предпочтительна установка подъемников на одном борту.

1.17 Вскрытие месторождений крутыми траншеями оборудованными автомобильными подъемниками

Данный способ вскрытия позволяет транспортировать горную массу из карьера по кратчайшему пути дот приемных пунктов на поверхности без перегрузочных работ. При этом транспортирование горной массы от забойных экскаваторов осуществляется автосамосвалами до нижней до нижней площадки подъемника. С нижней приемной площадки подъемной машиной, снабженной прицепными или толкающими устройствами, осуществляется подъем автосамосвалов по трассе подъемников. На поверхности автосамосвалы перемещаются собственным ходом.

Основное преимущество автомобильных подъемников - применение одних и тех же средств транспорта внутри карьера и для перемещения груза на поверхности.

Автомобильные подъемники целесообразно применять при разработке месторождений с ограниченными размерами в плане, но и имеющими значительную глубину.

Наиболее эффективная глубина 100 - 200 м. Угол наклона трассы подъемника рекомендуется в пределах 20 25? и как исключение до 30?. Производительность подъемника при большегрузных автосамосвалах составляет 1-3 млн . тонн в год.

1.18 Вскрытие месторождений крутыми траншеями оборудованными конвейерными подъемниками

Вскрытие данным способом эффективно при транспортировании горной массы внутри карьера автосамосвалами или конвейерами. Перед загрузкой ленточных конвейеров крупнокусковые скальные породы и руду необходимо дробить. Дробильная установка монтируется на рабочем или на концентрационном горизонте. Ленточные конвейера осуществляют подъем по борту карьера дробленного материала. Дальнейшая доставка на поверхности полезного ископаемого до обогатительной фабрики, а пустых пород до отвалов может осуществляться так же конвейерами или при больших расстояниях железнодорожным транспортом.

Основными достоинствами конвейерных подъемников является:

- поточность процесса доставки горной массы на участках подъема по борту и на поверхности, составляющих в условиях глубоких карьеров преимущественную часть длины транспортирования;

- возможность обеспечения практически любой производительности транспорта вследствие непрерывности транспортного потока;

- невысокий и равномерный расход электроэнергии;

- низкая трудоемкость и стоимость подъема;

- возможность полной автоматизации подъема;

- высокий коэффициент использования подъемника во времени;

- надежность в эксплуатации.

Недостатки:

- необходимость прелварительного дробления полускальных и скальных пород и руд;

- сложность подготовки новых горизонтов и перемещение на новые горизонты дробильно-грохотных установок;

- высокие капитальные затраты на оборудование конвейерного подъемника.

II. Подземные способы вскрытия при открытой разработке месторождений

2.1 Вскрытие вертикальными и наклонными шахтными стволами

Данный способ вскрытия применяют при разработке глубоких горизонтов месторождений. Подъем горной массы из карьера по наклонным стволам осуществляется ленточными конвейерами или скиповыми подъемниками. Вскрытие вертикальными либо наклонными стволами можно производить, если угол падения пласта равен или меньше угла погашения борта карьера, по лежачему боку; концентрационные горизонты при этом можно создавать непосредственно по породам лежачего бока пласта. При наклонных стволах квершлаги короче, что обеспечивает меньший объем горно-капитальных работ и меньшее расстояние транспортирования.

Вскрытие крутопадающих месторождений может быть осуществлено наклонными и вертикальными шахтными стволами с погашающимися квершлагами и подвижными концентрационными горизонтами.

Сущность данного способа состоит в следующем. При крутом падении пластов для максимального сокращения транспортных коммуникаций внутри карьера шахтные стволы с концентрационными квершлагами можно закладывать в породах висячего и лежачего боков на флангах карьера. При этом карьер подвигается от середины к его предельным контурам, а квершлаги систематически погашаются. При выборе места заложения стволов необходимо соблюдать условие обеспечения минимальных расстояний внутрикарьерного автомобильного или конвейерного транспорта. Концентрационные квершлаги в случае необходимости крепят бетоном. На почве квершлагов следует устраивать желоба-проводники для колес автомобилей.

При вскрытии наклонными стволами, оборудованными наклонными подъемниками, на концентрационных горизонтах можно устанавливать передвижные грохотильно-дробильные установки и концентрационные квершлаги оборудовать конвейерами. При этом автосамосвалы разгружаются на приемной площадке, руда или порода, поступившая на грохота, разделяется на две фракции под- и надгрохотную. Последнюю подвергают в дальнейшем дополнительному механическому дроблению, после чего эта горная масса также поступает на конвейер.

2.2 Вскрытие нагорных месторождений подземными перепускными восстающими

Данный способ вскрытия применяется при разработке месторождений, залегающих в горах с усложненной топографией местности (высокие горы, большая крутизна склонов), когда транспортирование полезного ископаемого осуществляется сверху вниз под действием гравитационных сил. Для этого на современных карьерах применяют рудоспуски, представляющие собой вертикальную или слабонаклонную к вертикали подземную горную выработку, имеющую выход в рабочую зону нагорного карьераи предназначенную для спуска руды из карьера на горизонт откаточной штольни.

Рудоспуски применяют для перепуска руды с рабочих горизонтов нагорного карьера на горизонт откаточной штольни при углах наклона рудоспуска 55 - 90? и вертикальном расстоянии перепуска до 600 м. Рудоспуски обычно имеют круглую, редко прямоугольную форму сечения диаметром до 6 метров, а иногда и более. Производительность рудоспусков достигает 3000 т/час и более, срок существования около 15 лет.

Рудоспуск состоит из следующих элементов: устья; ствола; аккумулирующей части (бункера) и люкового устройства. Перекрывание выпускных отверстий и регулирование потока материала осуществляется с помощью затвора.

Рудоспуски обычно не крепят. Для наблюдения за движением руды или ликвидации рудных пробок параллельно рудоспуску проходят контрольные восстающие, которые через 10 - 12 м соединяют с рудоспуском смотровыми ходами.

Рудоспуски бывают вертикальными, наклонные, ступенчатые, зигзагообразные и комбинированные. Для доставки руды по штольне применяют железнодорожный и конвейерный транспорт. С точки зрения места заложения относительно контуров карьера рудоспуски делят на внутренние и внешние.

Рудоспуски стремятся располагать таким образом , чтобы верхняя часть их проходила в наиболее крепких породах. В наклонных рудоспусках, пройденных в слабых, неустойчивых породах, основание рудоспуска футеруется броневыми плитами толщиной 15 - 20 мм, а стенки крепятся бетоном. Число рудоспусков зависит от производственной мощности карьера по руде, площади сечения рудоспусков и пропускной способности перегрузочных пунктов у устья рудоспусков и у люков в штольне. Надежность работы рудоспусков резко меняется с изменением влажности и смерзаемости транспортируемой руды.

Ш. Выбор рационального варианта вскрытия

Экономическая эффективность отдельных способов вскрытия месторождений определяется по сумме приведенных строительных и эксплуатационных расходов. Суммарные приведенные затраты рассчитываются на 1т добычи полезного ископаемого по формуле:

где - эксплуатационные затраты на добычу 1т полезного ископаемого, руб/т;

- себестоимость вскрыши, руб/м³;

- эксплуатационный коэффициент вскрыши, м³/т;

- удельные капитальные затраты по рудному минеральному сырью, руб/т;

- удельные капитальные затраты на производство вскрышных работ, руб/ м³;

н - нормативный коэффициент нормотивности капитальных вложений ( для горной промышленности н = 0,14 - 0,15 ).

Технико-экономическое сравнение способов вскрытия производят методов вариантов. Для каждого из них устанавливают капиталовложения и эксплуатационные расходы.

Большие различия природных и экономических условий оказывают влияние на сроки строительства карьера и периода освоения его производственной мощности, на распределение капитальных затрат в течении всего срока строительства карьера. Учет влияния разновременности вложения капитальных затрат осуществляется приведением капитальных вложений к моменту начала эксплуатации проектируемого карьера с помощью коэффициента приведения:

где t - время между началом вложения данных капитальных вложений и моментом приведения (началом эксплуатации).

В соответствии с этим коэффициентом объем капитальных вложений в сравниваемых вариантах рассчитывается по формуле:

где - срок строительства (период приведения);

- капитальные вложения в i-й год строительства;

- коэффициент приведения в i-й год строительства (i= 1;2;…;Т).

Таким образом, в удельных приведенных затратах на добычу полезного ископаемого учитываются горно-капитальные работы по проходке разрезных траншей, подготовке новых горизонтов, эксплуатационные затраты на экскавацию и транспортирование при добыче полезного ископаемого и выемке вскрышных пород, непосредственно зависящие от способа вскрытия и вида транспорта.

Капиталовложения по каждому варианту вскрытия могут быть представлены общей структурной формулой:

где - капитальные затраты на транспортировку руды или вскрыши;

- капиталовложения на добычные или вскрышные экскаваторные и вспомогательные работы в забое;

- капитальные затраты на отвальные и вспомогательные работы на отвале;

- капитальные затраты на перегрузку руды или вскрыши с одного вида транспорта на другой;

- капиталовложения на горно-капитальные работы.

Эксплуатационные затраты составят соответственно:

где - стоимость перевозки полезного ископаемого или вскрыши;

- стоимость добычных или вскрышных работ с учетом расходов на вспомогательные операции в забое;

- стоимость отвалообразования, с учетом расходов на вспомогательные работы на отвалах;

- стоимость перегрузки руды или вскрыши с одного вида транспорта на другой;

гр - амортизационные отчисления по горно-капитальным работам.

Литература

1. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч.1. - М.: Недра, 1985.

2. Справочник «Открытые горные работы». - М.: Горное бюро, 1994.

3. Репин Н.Я., Репин Л.Н. Практикум по дисциплине «Процессы открытых горных работ». - М.: Издательство МГГУ, 2005.

4. Репин Н.Я. Подготовка горных пород к выемке. - М.: Издательство МГГУ, 2009

5. Агошков, М.И. Разработка рудных и нерудных месторождений / М.И. Агошков, С.С. Борисов, В.А. Боярский. - М. : Недра, 2003. - 424 с.

6. Баранов, А.О. Расчет параметров технологических процессов подземной добычи руд / А.О. Баранов. - М. : Недра, 1985. - 224 с.

3. Борисов, С.С. Горное дело / С.С. Борисов. - М. : Недра, 2008. - 320 с.

7. Гребенюк, В.А. Справочник по горнорудному делу / В.А. Гребенюк, Я.С. Пыжьянова, И.Е. Ерофеева. - М. : Недра, 1983. - 816 с.

8. Егоров, П.В. Основы горного дела : учебник для вузов / П.В. Егоров, Е.А. Бобер, Ю.Н. Кузнецов и др. - М. : Изд-во МГГУ, 2000. - 408 с.

9. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных

и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом

(ПБ-06-111-95) : Кн. 1 / Госгортехнадзор России. - М. : НПО ОБТ, 1996. - 260 с.

10. Именитов, В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке

рудных месторождений / В.Р. Именитов. - М. : Недра, 1984. - 504 с.

11. Килячков, А.П. Технология горного производства / А.П. Килячков. - М. : Недра, 2002. - 415 с.

12. Некрасовский, Я.Э. Основы технологии горного производства :

учебник для вузов / Я.Э. Некрасовский, О.В. Колоколов. - М. : Недра, 2001. - 200 с.

Размещено на Allbest.ru