6.3.1

ЭЛЕМЕНТЫ КАРЬЕРА

И ОСНОВНЫЕ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ

Карьер в хозяйственном значении — это горное предпри­ятие, осуществляющее открытую разработку месторождения, а в техническом значении — это совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения. Уголь­ные карьеры обычно называют разрезами.

Часть месторождения, отводимая для разработки карьером, называется карьерным полем. Площадь карьерного поля обыч­но составляет от 0,5 до 4 тыс. га. Участок, занимаемый основ­ными объектами карьера, называется земельным отводом. Пло­щадь земельного отвода во много раз превышает площадь карьерного поля. На рис. 6.2 представлена схема основных объ­ектов карьера в границах земельного отвода.

Месторождение при открытой разработке делят на гори­зонтальные или наклонные слои, которые отрабатывают с опе­режением верхними слоями нижних. Поэтому борта карьера, т. е.

его боковые поверхности, имеют ступенчатую, или уступную, форму (см. рис. 6.1).

Уступом называется часть толщи пород, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая самостоятель­ными средствами выемки, погрузки и транспорта. Обычно вы­сота уступа принимается не менее высоты черпания экскавато­ра и на большинстве карьеров составляет 10—15 м, а иногда до - стигает 20—40 м.

Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих усту­пах производится выемка пород или добыча полезного иско­паемого. Уступ имеет нижнюю и верхнюю площадки, откос и бровки.

Откосом уступа называется наклонная поверхность, ограни­чивающая уступ со стороны выработанного пространства. Ли­нии пересечения откоса уступа с его верхней и нижней площад­ками называются соответственно верхней и нижней бровками.

Горизонтальные поверхности рабочего уступа, ограничи­вающие его по высоте, называют нижней и верхней площадка­ми. Площадка, на которой расположено оборудование для раз­работки, называется рабочей площадкой. Ширина рабочих пло­щадок составляет 40—70 м и более. Если площадка свободна, ее называют нерабочей.

Угол наклона уступа а к горизонтальной плоскости назы­вается углом откоса уступа. Угол откоса рабочих уступов обыч­но равен 65—80°, а нерабочих — 45 — 60°.

Основные элементы уступа и технологии ведения вскрышных и добычных работ показаны на рис. 6.3.

Уступ разрабатывают после­довательными параллельными по-

Рис. 6.2. Схема основных объектов карь­ера:

1 — карьерное поле; 2 — отвал породы; 3 — обогатительная фабрика; 4 — промплощадка; 5—граница земельного отвода
лосами—заходками шириной 10—20 м с применением или без применения буровзрывных работ. Торец заходки называется за­боем. Часть заходки по ее длине, подготовленная для разработ­ки, называется фронтом работ уступа.

Подготовка фронта работ заключается в подводке транс­портных путей (железных дорог или автодорог ) и линии элек­тропередачи. Обычно в работе находятся несколько уступов. Боковые поверхности, ограничивающие карьер и его вырабо­танное пространство, называют бортом карьера.

Как указывалось выше, вскрышные работы — это работы по удалению пустых пород, вмещающих полезное ископаемое. В этой связи количественная оценка перемещаемых вскрышных пород производится с помощью специального показателя — коэффициента вскрыши.

Коэффициент вскрыши показывает, какое количество вскры­ши необходимо переместить для добычи единицы полезного ис­копаемого. Коэффициент вскрыши измеряется в т/т, м3/м3 м3/т. Наибольшее распространение получила размерность в м3/т, т. е. сколько кубометров вскрыши необходимо переместить для до­бычи одной тонны полезного ископаемого.

Различают следующие основные виды коэффициентов вскрыши.

Граничный (Кт) — максимально допустимый по условию экономичности открытых разработок. По величине этого ко­эффициента устанавливают границы открытых горных работ (предельную глубину карьера) из условия равенства себестои­мости добычи полезного ископаемого открытым и подземным способами (применительно к данным условиям).

Средний (Кср) — отношение общего объема вскрышных по­род в конечных контурах карьера к общему объему полезного ископаемого в этих же контурах.

Текущий (Кт) — отношение объема вскрышных пород, фак­тически перемещаемых в течение месяца, квартала, полугодия, года, к фактически добываемому за этот период объему полез­ного ископаемого.

Эксплуатационный (.К>) — расчетное отношение объема вскрышных пород к объему полезного ископаемого за период

эксплуатационных работ в карьере. Иногда его называют сред­ним эксплуатационным. Он служит критерием для горных ра­бот и расчетов потребного количества горного и транспортно­го оборудования за период эксплуатации.

Коэффициент вскрыши изменяется в широких пределах — от 0,9 до 15 м3/т.

В ходе разработки месторождения открытым способом мож­но выделить четыре периода: подготовительный, строительный, эксплуатационный, заключительный.

Подготовительный период включает работы по подготовке месторождения, осушению и ограждению от вод поверхностно­го стока.

М 12

Рис. 6.3. Основные элементы уступа:

1,2 — соответственно нижняя и верхняя площадки уступа; 3, 4, 5, 6 — заходки; 7 — от­кос уступа; 8 — нижняя бровка уступа; 9 — верхняя бровка уступа; 10, 11 — соответ­ственно забои угольного и породного уступов; 12 — направление перемещения фронта работ; 13 — направление перемещения забоя заходки; 14 — развал породы после взры­ва; а — угол откоса уступа; 15 — погрузка породы экскаватором в железнодорожный состав; 16 — подготовка заходки к взрыву, бурение и заряжание скважин; А —рабочая площадка; Б — нерабочая площадка

Б строительный период входят работы по созданию на­чального фронта вскрышных и добычных работ, строительство транспортных коммуникаций.

Эксплуатационный период охватывает горные работы по вскрыше и добыче в пределах плана.

Заключительный период — это работы по рекультивации нарушенных горными работами земель.

Степень экономической эффективности открытых горных ра­бот характеризуется величиной технико-экономических показа­телей, к основным из которых относятся прибыль, рентабель­ность, себестоимость.

Под прибылью понимается разница между ценностью реали­зуемой товарной продукции и затратами на ее производство.

Рентабельность — это отношение прибыли, полученной в течение года, к общей величине средств (основных и оборотных фондов), находящихся на разрезе.

Себестоимость — затраты, приходящиеся на 1 т добычи полезного ископаемого, складываются из затрат на собственно добычу и вскрышу:

С - Сл+КСш

где Сд и Св — соответственно затраты на 1 т добычи и вскры­ши, руб.; К—коэффициент вскрыши, т/т.

Вскрышные работы включают следующие процессы: подго­товку горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, перемещение горной массы из забоев, отвальные работы для складирования вскрышных пород, а также складирование по­лезного ископаемого, рекультивацию земель как завершающий этап ведения вскрышных и добычных работ.

При добычных работах часть процессов, перечисленных вы­ше, отсутствует, поэтому эти два вида работ практически всегда рассматриваются совместно.