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

Недостатками этих программ являются: отсутствие в них наглядной последовательности действий, адекватной в течение времени реальному порядку развития горных работ, особенно на месторождениях с наклонными и крутопадающими залежами, при углублении и перемещении в пространстве рабочей зоны карьера развитие горных работ предусматривается в виде конуса с максимальным углом бортов карьера, который образуется только в результате окончания горных работ на месторождении и для их реализации необходимо в качестве исходных геологических материалов иметь готовые математические модели месторождения.

На месторождениях с наклонными и крутопадающими залежами в действительности, в начале, при углублении горных работ производится расширение рабочей зоны под углами рабочего борта карьера () с разносом бортов карьера на поверхности. Затем, после достижения предела эффективности открытых разработок расширение рабочей зоны прекращается, и горные работы ведутся в границах карьерного поля, отстроенных под углами погашения ().

В настоящее время для быстрого определения главных параметров карьера в проектной практике на стадии составления бизнес-плана или определения эффективности инвестиций имеется необходимость совместить достоинства наглядных графических методов известных ученых с преимуществами в скорости получения результатов анализа месторождения для обоснования главных параметров карьера на ЭВМ.

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 протяжённыенаклонные 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