3. Комбинированные схемы (открыто-подземная отработка месторождений).
Комбинированной разработкой называется отработка месторождения открытым и подземным способами, когда независимо от временного фактора требуется обязательный учет их взаимного влияния.
Существует несколько классификаций месторождений полезных ископаемых, подлежащих комбинированной разработке. Можно выделить три основных критерия: очередность (последовательность) развития открытых и подземных работ (проф. Б.П. Юматов); степень совмещения горных работ в пространстве и во времени (проф. В.А. Щелканов); изменение геомеханических полей подземных и открытых горных работ и их взаимное влияние (прф. Д.М. Казикаев).
По очередности (последовательности) развития открытых и подземных работ выделяют три группы:
• последовательный переход от открытых на подземные горные работы;
• последовательный переход от подземных на открытые горные работы;
• одновременная разработка месторождения открытым и подземным способами в течение продолжительного времени.
По степени совмещения горных работ в пространстве и во времени помимо различных групп введены коэффициенты степени совмещения.
Комбинированная разработка обладает рядом преимуществ, позволяющих получить ей широкое применение:
• возможность максимальной интенсификации отработки месторождения;
• вовлечение в отработку ряда месторождений, которые нецелесообразно отрабатывать каким-либо одним способом;
• сокращение срока строительства и подготовки запасов подземного или открытого рудника;
• повышение извлечения запасов месторождения за счет вовлечения в эксплуатацию более бедных руд;
• сокращение затрат на транспортирование, связанное с применением открыто-подземной схемы транспорта;
• повышение эффективности капиталовложений.
Однако комбинированная разработка месторождений имеет ряд определённых недостатков:
• поддержание бортов карьера в устойчивом состоянии осложнено наличием и постоянным наращиванием пустот внутри борта и под дном карьера, что вызывает перераспределение и увеличение напряжений в породах и приводит к снижению их прочности и устойчивости бортов;
• снижение производительности и эффективности буровзрывных работ, ухудшение качества дробления горной массы на открытых работах, увеличение потерь и разубоживания руд вследствие изрезанности прикарьерного массива многочисленными выработками и повышенной трещиноватости;
• сложность обеспечения безопасной эксплуатации тяжелого карьерного оборудования над подземными горными выработками;
• необходимость увязки взрывных работ в карьере и на подземном руднике;
• возможны повышенные временные потери руды, вызванные необходимостью оставления барьерных и раздельных целиков.
Принципиальные схемы развития открытых и подземных горных работ.
2 способа добычи:
1). Открытый – основной способ;
2). Подземный.
Открытые горные работы осуществляются непосредственно с земной поверхности и включают два вида работ: вскрытные и добычные.
Вскрышные – работы по удалению из карьера пустой породы, обеспечивающие доступ к полезным ископаемым.
Добычные – работы, направленные на добычу и транспортирование непосредственно ПИ.
Схема развития открытых горных работ.
Вскрышные и добычные работы ведутся одновременно, с некоторым опережением добычных работ.
Принципиальная схема развития подземных горных работ
|
V – вскрыша P – полезное ископаемое 1 – положение горных работ на 1.01.1994 г. 2 – положение горных работ на 1.01.1995 г. 3 – границы карьера |
|
1 – ствол 2 – квершлаг (пресекает) 3 – штрек (по рудному телу) I, II, III - этажи |
Подземные горные работы включают два вида работ:
1). Подготовительные работы.
2). Очистные (добычные) работы.
3). Работы по обеспечению доступа к ПИ (работы по проходке стволов, квершлагов и штреков).
Подземные горные работы в отличие от открытых требуют крепления горных выработок, постоянной вентиляции и освещения.
Отличительные признаки открытых горных работ (ОГР).
1). Добыча ПИ может производиться только после удаления пустых пород. Объем пустых пород в 3-5 раз больше объема полезного ископаемого, поэтому основные затраты на ОГР связаны с удалением пустых пород.
2). Размеры открытых разработок по всем исправлениям значительны, что позволяет применять мощное оборудование и мощные заряды взрывчатых веществ (ВВ).
3). Удаление пустых пород и добыча ПИ производится в основном экскаваторным способом.
4). Горно-транспортное оборудование на ОГР характеризуется значительными размерами и высокой производительностью.
Преимущества ОГР.
1). На карьерах обеспечивается более высокая производительность труда и лучшие производственные условия. Производительность труда в 5-8 раз выше, чем на подземных работах.
2). Сроки строительства карьеров меньше сроков строительства шахт.