Объёмно-поэтапный компьютерный анализ месторождений при определении главных параметров карьера и расчёта комплекта оборудования для производства горных работ

Анистратов Юрий Иванович

Данный метод предусматривает компьютерный поэтапный расчет в интерактивном режиме (т.е. в паре «оператор-компьютер») объёмов горной массы, полезного ископаемого и вскрыши в необходимой последовательности по математическим зависимостям и получение промежуточных и окончательных решений по рациональным параметрам карьера, выбора, расчёта количества и формирования комплектов оборудования технологических потоков для производства горных работ с учётом природно-технологических зон месторождения.

Величина этапа принимается: кратной высоте уступа по предполагаемой технологи и механизации горных работ, временному отрезку отработки,

например, сроку амортизации комплекта оборудования на карьере или величине эффективности работы предполагаемого к использованию вида транспорта горной массы (для автомобильного и комбинированного с автомобильным конвейерным транспортом 150-250 м).

Исходными материалами для расчётов являются геологические материалы месторождения (план поверхности месторождения, погоризонтные планы и разрезы).

Учитывая особенности горизонтальных, пологих, наклонных и крутопадающих пластообразных, жильных, штокообразных и других форм залежей расчётные модели месторождений различны. Для каждой из них предлагается специальный алгоритм расчёта. Финалом расчёта является составление календарного графика горных работ на карьере, в котором отражается максимально возможная производительность по полезному ископаемому и усреднённая на период 10-15 лет производительность по вскрыше.

Главные параметры карьера и календарный график горных работ в свою очередь являются основанием для выбора механизации и технологии горных работ на карьере.

Пластообразные и протяжённые наклонные и крутопадающие залежи

Вначале в зависимости от сложности геологического строения залежи пользователь с учетом масштаба чертежа выбирает в нужном направлении величину этапа углубления горных работ (h).

В каждом этапе на разрезе измеряется горизонтальная мощность рудного тела (m_г), а на плане измеряется простирание рудного тела (П).

Предполагая возможную для данного варианта технологию разработки месторождения, пользователь принимает соответствующие технологии разработки углы откоса бортов карьера и углы откосов бортов карьера при погашении .

Используя эти данные, расчеты выполняются в следующей последовательности для двух форм залежей.

Геометрическая модель рабочей зоны карьера с пластообразной залежью представляет собой сумму V_п + V_к– призмы V_п = ПМ, и конуса V_к с диаметром 1/2М.

Геометрическая модель рабочей зоны карьера с протяжённой рудной залежью представляет собой сумму V_п + V_к– призмы V_п = Пm_к, где П = m_д– m_к , и конуса V_к с диаметром m_к = m_г .

Параметры

– горизонтальная мощность рудного тела в каждом этапе

– величина углубки работ в этапе

– простирание рудного тела

–

разнос борта карьера в этапе

– угол откоса рабочего борта карьера

– угол откоса борта карьера при погашении

Порядок расчётов

1 этап

Разнос бортов карьера при глубине первого этапа под углом .

Объем горной массы в первом этапе.

Объем полезного ископаемого в первом этапе.

Объем вскрыши в первом этапе.

Текущий коэффициент вскрыши в первом этапе.

2 этап

Разнос бортов карьера при глубине первого и второго этапов (Н₂=h₁+h₂) под углом .

Объем горной массы при глубине первого и второго этапов (Н₂).

Объём горной массы во втором этапе.

Объем полезного ископаемого во втором этапе.

Объем вскрыши во втором этапе.

Текущий коэффициент вскрыши во втором этапе.

Следующие этапы n

Разнос бортов при глубине этапа n = (h₁+h₂+…+h_n).

Объём горной массы при этапов.

Объём горной массы в этапе n.

Объём полезного ископаемого в этапе n.

Объём вскрыши в этапе n.

Текущий коэффициент вскрыши в этапе n.

Максимальный разнос бортов карьера (М_max) под рабочими углами, соответствующий условию .

Варианты определения:

1) при одинаковой мощности рудного тела по глубине

2) при разной мощности рудного тела в каждом этапе М_max определяется точкой пересечения графика k _т с графиком k_гр. Угол наклона графика k _т принимается равным рабочему углу откоса бортов карьера _раб..

Глубина карьера при максимальном разносе бортов карьера под рабочими углами.

Объем горной массы в контуре карьера при максимальном разносе бортов карьера.

Максимальная глубина карьера.

Объем горной массы в контуре карьера при максимальной глубине.

Объем горной массы в контурах карьера после достижения максимального разноса бортов карьера под рабочими углами (объём при погашении горных работ).