1.4. Выбор системы разработки и технологической схемы горных работ

На карьере "Леппясюрья" согласно "Проекту разработки.... " принята цикличная система разработки с использованием на добыче и погрузке в приемный бункер ПДСУ экскаватора Volvo EC460B, либо аналогичным ему оборудованием. Отработку карьера предусматривается вести восемью добычными горизонтами высотой до 9 м и одним вскрышным уступом высотой до 4,0 м с углубкой карьера продольными и поперечными заходками с горизонтальными уступами и внешним отвалообразованием.

Основные параметры системы разработки определены в соответствии с "Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом" и "Нормами технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов" и приведены в соответствующих пунктах разделов "Добычные работы" и "Вскрышные работы" настоящего проекта.

Комплекс технологических процессов на производстве включает в себя следующие технологические процессы:

- вскрышные работы;

- буровзрывные работы по полезному ископаемому;

- добычные работы;

- первичная переработка взорванной горной массы в карьере до промпродукта;

- вторичная и третичная переработка промпродукта до фракционированного щебня с помощью передвижного дробильно-сортировочного комплекса;

- отвалообразование;

Добычные работы предусматривается вести с предварительным рыхлением массива с помощью буровзрывных работ методом скважинных зарядов. Буровые работы на месторождении выполняются буровыми станками Atlas Copco ROC F7 и Pantera 1500, предназначенными для бурения вертикальных и наклонных скважин различного диаметра (80,102 и 115 мм).

Дробление негабарита осуществляется навесным гидромолотом типа НМ - 2300 компании Krupp, который устанавливается на экскаватор VOLVO EC460B, либо аналогичным ему оборудованием.

Полезное ископаемое предусматривается разрабатывать дизельным экскаватором на гусеничном ходу Volvo EC460B (либо аналогичным ему), с ковшом 2,62 м³, обратная лопата.

Удаление вскрышных пород планируется осуществлять дизельным экскаватором на гусеничном ходу Volvo EC460B с ковшом 2,62 м³ обратная лопата, либо аналогичным ему оборудованием, с погрузкой в автотранспорт и вывозкой во внешний отвал. Отвал располагается вдоль западного борта карьера.

Предусматривается частичное удаление вскрышных пород на этих площадях с предварительным перемещением вскрыши бульдозером CATERPILLAR D9R (либо аналогичным ему) в навалы.

1.5. Работы по удалению вскрышных пород

Вскрышные породы представлены почвенно-растительным слоем, глинистыми песками, моренной супесью с валунами и песчано-гравийно-валунным материалом со средней объемной массой 1,7 т/м³ , III группа грунтов по СНиП-82. По трудности экскавации (ЕНВ - 1989 г.) породы отнесены к III категории. Мощность вскрышных пород изменяется от 0 до 7,0 м, средняя мощность составляет 3.1 м.

Объем вскрышных пород, который необходимо удалить для эксплуатации карьера в течение рассматриваемого периода, составляет 1202 тыс. м³ в целике. Удаление вскрышных пород с учетом производительности экскаватора и рационального количества автосамосвалов на вывозке предусматривается в одну смену продолжительностью 8 часов. Работы проводятся в теплый период времени с середины апреля по середину октября.

Основные характеристики и свойства вскрышных пород приведены в таблице 5

Таблица 5.

Наименование показателей	Единица измерения	Значение
Максимальная плотность вскрышных пород	кг/м^3	1700
Коэффициент разрыхления (по ЕНВ 1989 г.)		1,25
Категория вскрышных пород по трудности экскавации (ЕНВ на открытые горные работы, 1989 г.)		III
Коэффициент трудности разработки одноковшовыми экскаваторами		1,7
Средняя мощность вскрышных пород	м	3,1
Максимальная мощность вскрышных пород	м	7,0
Коэффициент наполнения ковша экскаватора		1,0
Коэффициент экскавации		0,74
Угол рабочего откоса вскрышного уступа	град	45
Угол устойчивого откоса вскрышных пород	град	35

Удаление вскрышных пород планируется осуществлять экскаватором типа обратная лопата Volvo ЕС 460В с ковшом емкостью 2,62 м³ нижним черпанием с последующей погрузкой в автосамосвалы типа Volvo A35D и вывозом во внешний отвал. Схема размещения оборудования и элементы разработки на участке производства вскрышных работ при эксплуатации месторождения «Ляппесюрья» приведена на чертеже ГТ-2010-ГС лист 2.

Максимальная высота вскрышного горизонта соответствует максимальной мощности вскрышных пород и принимается равной 7 м. Проектом принимается отработка вскрышного горизонта одним или двумя уступа с максимальной высотой 4 м. Максимальная глубина выемки экскаватора Volvo EC 460B, расположенного на уступе высотой 4 м с углом откоса уступа 35^о равна 6,5 м, что позволяет вести разработку вскрышного горизонта уступами высотой 4 м.

Угол откоса рабочего уступа, равный 45°, принят по таблице рекомендуемых углов откоса рабочих уступов для различных пород, представленной в справочнике «Открытые горные работы» (Справочник. Открытые горные работы/К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Виницкий, Н.Н. Мельников и др. – М.: Горное бюро, 1994. 590 с.:ил.). Угол откоса нерабочего уступа соответствует углу естественного откоса вскрышных пород в целике и равен 35°.

Минимальные размеры рабочей площадки соответствует условию безопасного расположения на ней горного и транспортного оборудования и транспортных коммуникаций.

Расчет минимальной ширины рабочей площадки

Ширина рабочей площадки, согласно приведенной на чертеже ГТ-2010-ГС лист 2, определяется по формуле:

= + а + +b + Ш_пл.а/с + с,

где: - минимальная ширина рабочей площадки участка работ по удалению вскрышных пород;

- ширина призмы возможного обрушения откоса вскрышного уступа;

= Н_вскр×(ctg γ- ctg λ),

где: Н_вскр - высота вскрышного уступа (в расчетах используются максимальная высота вскрышного уступа), Н_вскр = 4,0 м;

γ - угол устойчивого откоса вскрышного уступа, γ=35⁰;

λ - угол рабочего откоса вскрышного уступа, λ =45⁰;

а - расстояние от призмы возможного обрушения вскрышного уступа до оси поворота кабины экскаватора;

b – безопасное расстояние между автосамосвалом и ковшом экскаватора, расположенном на минимальном расстоянии от оси экскаватора (минимальном переднем радиусе поворота экскаватора); b=1 м;

c - расстояние от нижней бровки вскрышного уступа до транспортного средства;

с ≥ 1 м (согласно п.378 ПБ 03-498-02),

Ш_пл.а/с - минимальная ширина площадки для выполнения маневров автосамосвалами;

Ш_пл.а/с ≥2,5×R_а/с (согласно п.5.50 СНиП 2.05.07-91*),

где: R_а/с – минимальный радиус поворота автосамосвала максимальной грузоподъемности, применяемого в данных условиях по переднему наружному колесу (в проекте: автосамосвал типа Volvo A35D); R_а/с=8720 мм;

Результаты расчета минимальной ширины рабочей площадки на участке работ по удалению вскрышных пород (с округлением до 0,5 м в большую сторону) и значения составляющих величин представлены в таблице 6.

Таблица 6

Наименование показателей	Обозначение	Ед. изм.	Значение
Ширина призмы возможного обрушения откоса вскрышного уступа		м	1,7
Расстояние от призмы возможного обрушения вскрышного уступа до оси поворота кабины экскаватора	а	м	1,0
Минимальный передний радиус поворота экскаватора		м	4,77
Безопасное расстояние между автосамосвалом и ковшом экскаватора, расположенном на минимальном расстоянии от оси экскаватора	b	м	1,0
Минимальная ширина площадки для выполнения маневров автосамосвалами	Шпл.а/с	м	22
Расстояние от нижней бровки вскрышного уступа до транспортного средства	с	м	1,0
Ширина рабочей площадки участка работ по удалению вскрышных пород		м	31,5

Расчет производительности экскаватора типа Volvo EC 460B при разработке вскрышного горизонта и погрузке вскрышных пород в автосамосвалы типа Volvo A35D выполнен в соответствии с рассматриваемой проектом схемой производства работ, представленной на чертеже ГТ-2010-ГС лист 2, методике расчета производительности экскаватора, изложенной в книге А.С. Чиркова «Добыча и переработка строительных горных пород» (М, изд. МГГУ 2005 г.) с учетом основных свойств вскрышных пород месторождения «Леппясюрья» (см. таблицу 5). Расчет производительности экскаватора типа Volvo EC 460B и его результаты приведены в таблице 7.

Таблица 7

Наименование величин	Обозначение	Ед. изм.	Расчетная формула	Значение величин
Сменная эксплуатационная производительность экскаватора при погрузке пород		м^3/ смену		1207
Вместимость ковша экскаватора	Е	м^3	-	2,62
Коэффициент наполнения ковша экскаватора	КН	-	-	1,0
Продолжительность цикла работы экскаватора в данных условиях	tц.д.	с	Принята по данным эксплуатации на аналогичных карьерах	40
Коэффициент разрыхления вскрышных пород в ковше экскаватора	Кр	-	-	1,25
Продолжительность смены	Tсм	ч	-	8
Коэффициент использования экскаватора во времени в течение смены	η	-	-	0,8

Производительность экскаватора Volvo EC 460B при разработке вскрышных уступов и погрузке вскрышных пород в автосамосвалы типа Volvo A35D составляет 1207 м³/смену.

Максимальный объем удаляемых вскрышных пород составляет 150 тыс. м³ в целике (см. п. "Режим работы и производительность карьера"). Следовательно, для выполнения объема работ необходимо 150000/1207=125 машино-смен работы экскаватора.