Определение минимальная длина и ширина карьерного поля при разработке горизонтальных пластовых месторождений

Для анализа закономерностей изменения экономических показателей от изменения размеров карьера и, в конечном итоге, разработки методики выбора рациональных параметров карьерного поля, затраты рассматриваются в совокупности, поскольку они взаимосвязаны между собой, а изменения одного вида затрат влечет к изменению другого вида затрат.

Рациональные размеры карьерного поля при различных технологических схемах находят путем поиска минимального значения суммы всех взаимосвязанных затрат, приведенных к единице объема вскрыши:

З , = З      + З + З + З + З + З + З    —— min .

/      уд         с ( ЮП )         m . в        о        т . р        к . р        п . э        рек .

где, Зm.в ; Зо ; Зт.р; Зк.р; Зп; Зрек – соответственно, удельные эксплуатационные затраты на перевозку вскрыши, отвалообразование, перевозка руды, затраты на капитальные вскрыши при строительстве карьера, затраты на перегон горнотранспортного оборудования и перенос ЛЭП и затраты на рекультивацию карьера на конец отработки.

Удельные эксплуатационные затраты на внутрикарьерный транспортирование руды и предохранительного слоя вскрыши при транспортных технологических схемах без применения ТОП и съездов можно определит по формуле:

h

З т . р ( пр )

р(р) * С     * L    * Y ткм       ф . р h в где, hр(пр)- мощность полезного ископаемого (предохранительной рубашки), м.

h в - мощность вскрышных пород, м

С ткм - стоимость тонны километра перевозки вскрыши и полезного ископаемого, у. е./м³

L ф.р - длина фронта горных работ, км;

Y - плотность горной массы, т /м³.

Установлено что структура горно-капитальных затрат во всех технологических схемах разработки одинакова, но в зависимости от изменения параметров карьера, изменяется их количество, вследствие чего, затраты на перевозку вскрыши за счет дополнительного подъема их на внешние отвалы, которые можно определить по формуле:

( H , - h ) * C    * y

З = L * C    * у /1000

к . в .           c         ткм

k      p       ткм i * 1000 p где, Lc- длина транспортировки вскрыши связанной дополнительными подъемами при внешней отвалообразование; м.

C mкм - затраты по перевозки тонны километра груза . у. е./ т.км.

H к - глубина карьера (уступа), м.

• h p - мощность рудного пластa (пластов), м.

• i p - значение руководящего уклона, доли. ед.

Таким образом, капитальные удельные затраты при транспортных технологических схемах можно определить по формуле

З

к . р .

= З ∗

к . в .

V

к . р .

V

в . общ

L   ∗Ш ∗H ф. р.             c р           к

∗З к. в.

L   ∗Ш ∗H ф. р.             З           к

Ш ср ∗ З к. в

Ш

з

или

Ш * ( Н - h ) * C    * Y

З

. к . р .

ср         к       p        ткм

Ш * i * 1000 Зp где, ШЗ - протяженность залежи по направлению фронта горных работ (по короткой оси карьера), м

Графики зависимостей горно-капитальных удельных затрат от глубины карьера, длины залежи и ширины заходки (панели) по рассматриваемым технологическим схемам выполненные на основании изложенной методики приводится в рисунке 1. а; б - соответственно, при отсутствие и наличие отдельной полосы выемки для нижнего вскрышного уступа.

Графики в рис.1 показывают, что с увеличением глубины карьера и ширины панели капитальные удельные затраты повышаются и снижаются по мере увеличения протяженности залежи, отведенной для одного карьера. При этом рациональную длина залежи, разрабатываемой одним карьерным полем, с целью снижения капитальных удельных затрат необходимо принимать в пределах 1400÷2000м (в зависимости от глубины карьера).

Шп=25м     Шп=75м     Шп=125м     Шп=175м

Рис 1. Графики изменения удельных горно-капитальных затрат (З кр ) в зависимости от глубины (Н к ), ширины панели (Шп) и протяженности залежи (Шз):

Исследованием установлено, что с уменьшением длины и ширины карьерного поля эксплуатационные затраты увеличиваются в связи с простоями горно-транспортного оборудования после отработки каждой заходки или панели для их перегона на новую заходку.

Эти затраты по данным практики дифференцированы и составляют около 1,5 - 2,0 тыс. у. е. на 1м длины (перегона) фронта горных работ. Величина этих затрат пропорционально уменьшается по мере увеличения ширины разрабатываемой панели (Ш п ) и глубины отработки (Н к ) в течение срока эксплуатации карьера.

З

П

NL С

П ф . р . п . о .

V в.з.

Ш З

Ш П

LС ф . р . п . о .

ШL С

З ф . р . п . о .

С

П . О .

V в.з.

ШШL H

П      З ф . р .     к

Ш

ПHK

где С п.о. - удельные затраты на 1м перегона оборудования, у.е./м³.

N p - количество перегонов оборудования.

V a - объем вскрыши в контуре залежи, м³

Рис 2. Графики изменения удельных затрат (Зп) на перегон оборудования в зависимости от ширины панели (Ш п или Аз) и глубины разработки (Нк) Графики (рис.2), построенные на основе расчетов, показывают, что удельные затраты на перегон оборудования зависят от глубины карьера и ширины отрабатываемой заходки или панели, удельные затраты на перегон значительно ниже при ширине панели Ш п >150м .

Таким образом, разработаны методики для инженерных расчетов по определению размеров рабочей зоны карьерных полей, при различных технологических схемах разработки маломощных многопластовых месторождений горизонтального и пологого залегания. При этом установлено, что:

• 1.    Размеры карьерных полей зависят от горно-геологических условий, параметров систем разработки и оказывают значительное экономическое влияние на показатели горных работ.

• 2.    Минимальные размеры карьерных полей при различных технологических схемах определяются длиной фронта работ, шириной панелей, производительностью карьера, и скоростью развития горных работ выбранных для заданных горно-геологических условий.

• 3.    При технологических схемах с применением ТОП и съездов длина фронта работ (длина рабочей зоны карьера) на экономические показатели разработки не влияет. Поскольку транспортировку осуществляется по средствам ТОП и съездов. При этом на удельные затраты влияние окажут ширины рабочей зоны карьера и длины залежи отведенной для отработки одним карьером. При длине залежи более 2000-2200м затраты на 1м³ вскрыши сводится к минимуму.

Рис 3. Принципиальная схема рабочей зоны с размерами элементов карьера