Одним из основных результатов разведочных работ является определение геологических и промышленных запасов месторождения.
Геологические запасы – общие (полные) запасы месторождения. Промышленные – часть геологических запасов, разработка которых
технически возможна и экономически целесообразна.
Сср |
|
|
|
|
|
|
|
Объем запасов полезного ископаемого по оконтуренной площади |
|||||||
подсчитывают следующим образом. |
|
|
|
|
|||
При разработке небольших карьеров объем полезного ископаемого |
|||||||
подсчитывают по средней толщине ископаемого [8]: |
|
||||||
изменяется, то зложенный выше |
дает заметные ошибки. |
(2.1) |
|||||
|
|
|
V = S · hср , |
|
|||
где h – средняя толщ на полезного ископаемого по площади S, м2, |
|
||||||
|
hср |
|
h1 h2 |
... hm |
. |
|
(2.2) |
|
|
|
|
||||
способ |
|
|
|||||
|
|
|
m |
|
|
||
Если мощность полезного ископаемого между скважинами сильно |
|||||||
В так х случаях расчет ведут способом треугольников или много- |
|||||||
|
А |
|
|||||
угольн ков по разведочным скважинам так, чтобы между скважинами не |
|||||||
было больших коле аний мощности полезного ископаемого. Тогда объем |
|||||||
полезного ископаемого в каждой призме будет равен |
|
||||||
|
|
|
Vi = S'i |
· hср , |
|
(2.3) |
|
|
|
|
Д |
|
|||
где S'i – средняя площадь сечения призмы, м2; |
hср– средняя высота призмы |
||||||
с m вершинами. |
|
|
|
|
|
|
|
Тогда объем ископаемого по всей площади будет равен |
|
||||||
|
|
|
i n |
|
|
И |
|
|
|
|
V = Vi , |
||||
|
|
|
|
(2.4) |
|||
i 1
где n – число призм на оконтуренной площадке S.
Кроме того, запасы месторождения можно подсчитать по геологическим разрезам. Объем полезного ископаемого между двумя параллельны-
ми разрезами определяется: |
|
|
||
Vp |
F1 F2 |
l; |
V = Vp , |
(2.5) |
|
||||
2 |
|
|
|
|
где F1 – площадь первого разреза; F2 |
– площадь второго разреза; l – длина. |
|||
На основе изысканий на первой стадии разрабатывают проектное задание, на второй – технический проект и рабочие чертежи.
16
Для каждого месторождения устанавливают технико-экономическую целесообразность организации карьера в данном месте.
При этом исходят из:
- возможности получения горного и земельного отвода для организации карьера;
|
- стоимости и длительности периода подготовительных работ; |
|
||||
|
- качества полезных ископаемых; |
|
||||
|
- объема полезного ископаемого; |
|
||||
|
- нал ч я подъездных путей, возможности снабжения карьера водой, |
|||||
воздухом, паром пр.; |
|
|
|
|||
продукции |
|
|
||||
|
- коэфф ц ента вскрыши Кв и пустых пород Кп. |
|
||||
С |
Кв = Vв/V; |
|
Кп = Vn/V, |
(2.6) |
||
где Vв – объем вскрыши; Vn – ъем пустых пород; V – объем полезного |
||||||
слоя. |
|
себестоимость |
|
|||
|
Основным эконом ческим критерием всего комплекса является при- |
|||||
веденная |
|
|
. |
|
||
|
|
|
Спр |
= С + К · Е, |
(2.7) |
|
где С – |
|
А |
|
|||
|
продукции, руб./м3; К – удельные капиталовложе- |
|||||
ния на 1 м3 продукции; Е – нормативный коэффициент экономической эффективности капиталовложений, Е = I/Т; T – срок строительства.
Иногда трудно решить, разра атывать ли притрассовое месторождение или более целесообразно получать более качественный щебень из промышленного карьера, расположенногоДдальше от трассы дороги.
В этом случае необходимо учесть, что качество материалов из промышленных карьеров всегда выше, чем в притрассовых, а следовательно, и эффективность применения более качественных материалов в конструктивных слоях дорожных одежд будет выше.
Месторождения камня и песка должны отвечать следующим требованиям: разведанные запасы, подлежащие разработке, должны быть не ближе 400–600 м от любых жилых зданий, дорог и газопроводов; полезная толщина не должна содержать линз и прослоек некачественного материа-
ла; предельное отношение толщи вскрыши к мощности полезного иско- |
|
паемого не должно превышать 1:1 при разработке песчано-гравийных сме- |
|
сей и 1:1,5 камня. |
И |
До разработки карьера в соответствии с земельным законодательством Российской Федерации должна быть подготовлена соответствующая документация: горноотводные документы, разрешение на право производ-
17
ства горных и буровзрывных работ, на хранение взрывчатых веществ, план горных работ и др.
Технологический процесс разработки месторождения состоит из следующих работ: подготовительных, вскрышных, добычных, транспортных и погрузоразгрузочных.
Скарьератранспортирование- ;работы вскрытию и о нажению слоев полезного ископаемого для создан я фронта ра от по до ыче;
Подготовительные работы. Для ввода карьера в эксплуатацию необ-
ходимо выполнить комплекс подготовительных работ. В их состав входят:
- расчистка территории будущего карьера от деревьев, пней, кустар-
ника;
- орган зац я отвода поверхностных и грунтовых вод; - устройство траншеи для вывозки вскрыши и добытого материала из
- создан е опережения вскрышного уступа.
Основными процессами при разработке месторождений являются
добыча породы |
её на перерабатывающие предпри- |
ятия (камнедроб льные |
ще еночные заводы). |
Прав льная орган |
зация до ычи, переработки и транспортирования |
материалов оказывает существенное влияние на темпы, себестоимость и качество дорожного строительства.
|
Извлечение полезного ископаемого производится слоями. В резуль- |
||||||||||||
тате разрабатываемый массив горных пород приобретает форму уступов, и |
|||||||||||||
в земной коре образуется выработанное пространство. Размеры простран- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||
ства при разработке горизонтальных залежей увеличиваются в плане. |
|||||||||||||
|
Элементамибуступа (рисА. 2.3) являются верхняя и нижняя площадки, |
||||||||||||
откос уступа, бровка вскрыши, вскрыша, развал взорванной породы, высо- |
|||||||||||||
та уступа, угол откоса уступа и угол откоса вскрыши. |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
β |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
h |
2 + |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
+ |
|
|||
|
|
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Ну |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
α |
+ |
+ |
+ |
+ |
И+ + + |
|
|||||
Рис. 2.3. Элементы уступа: 1 – верхняя и нижняя площадки; 2 – откос уступа; 3 – бровка вскрыши; 4 – вскрыша; α – угол откоса уступа; β – угол откоса вскрыши; Ну – высота уступа
18
Каждый уступ характеризуют высотной отметкой горизонта расположения на нем транспортных путей.
Различают рабочие и нерабочие уступы и борта карьера. На рабочих уступах производят выемку горных пород, поэтому нижнюю площадку этого уступа называют рабочей.
Подготовленную для разработки часть уступа по длине называют фронтом работ уступа, поверхность горных пород в пределах уступа или развала, являющуюся объектом выемки, – забоем.
В больш нстве случаев месторождения горных пород разрабатывают горизонтальными слоями. Толщина и возможное число слоев зависят от
мощности залежи |
пустой породы, от параметров используемого обору- |
дования. Разработку слоев всегда ведут последовательно сверху вниз, не- |
|
С |
|
зависимо от напластован я горных пород. |
|
Залежи толщ ной менее 2–3 м обрабатывают одним уступом, залежи |
|
до 20–40 м – в несколько уступов, при этом нарезку нового уступа не на- |
|
чинают до |
предыдущего уступа. |
В технолог ю |
горных пород входят процессы: вскрыш- |
отки ные, буровзрывныеразработки, механическое рыхление горных пород, выемка и погрузка горной породы [10].
При более прочнойАпороде вскрышу осуществляют с применением буровзрывных работ.
Вскрышные ра оты. Вскрышные работы, т.е. разработку слоя, непригодного для промышленного использования, ведут открытым способом, применяя одноковшовые экскаваторы и одноковшовые погрузчики. Пустую породу вывозят автосамосвалами. Вскрышу разрабатывают гори-
зонтальными слоями.
При наличии поблизости от карьераДводоемов или рек при разработке вскрыши можно использовать гидромеханизированную разработку
При вскрыше, состоящей из обычных грунтов, их удаляют с исполь-
зованием бульдозеров и скреперов. Это в основном делается при разработке притрассовых карьеров.
карьера.
Важным показателем эффективности открытых горных разработок является средний коэффициент вскрыши:
Кср = Vобщ.в /Vобщ.и, |
(2.8) |
|
И |
где Vобщ.в – объем вскрышных пород; Vобщ.и – объем полезного ископаемого.
Буровзрывные работы. Эти работы являются наиболее трудоемкими, дорогостоящими и опасными, но это в конечном счете повышает производительность труда, обеспечивает необходимую степень дробления и рыхления горной породы.
19
Буровзрывные работы при разработке скальных пород в общем объеме трудовых затрат составляют 25–30%.
Буровзрывные работы должны обеспечивать:
- получение максимального количества взорванной горной по-
Справиламивзрывн кам спец ал з рованных организаций «Росвзрывпрома». Взрывные работы должны выполняться в соответствии с «Едиными
роды в кусках требуемого размера;
- безопасность работ; - экономичность работ.
Буровзрывные работы на карьерах разрешается выполнять при нали-
чии проекта паспорта взрывных работ, как правило, специалистам-
безопасности при взрывных работах». Руководство этими работами разрешается только лицам, имеющим на то специальное право.
При этом должны со людаться мероприятия, обеспечивающие безо-
пасность взрывных ра от [9]:
- орган зац я езопасного хранения и доставки взрывчатых веществ; - обеспечен е сохранности зданий, сооружений и оборудования хра-
нения взрывчатых веществ;
- организация охраны взрывной зоны с установкой предупредительных знаков и сигналов, а также на людательных пунктов в соответствии с
границами зоны;
- удалениебАлюдей за пределы взрывоопасной зоны.
- оповещение местных организаций и населения о предстоящих
взрывах;
Для буровзрывных работ применяют различные взрывчатые вещества – алюмотол, гранулотол, грамоналы -45; А-50; грамониты 50/50-В, 30/70-В; кумулятивные наружные заряды 3КП и 3КН.
Порошкообразные водоустойчивые взрывчатые вещества:
- аммонит № 6 для обводненных породИсредней крепости. Расчетный расход взрывчатого вещества (аммонит № 6 ЖВ) приве-
- аммонал для повышенной мощности в патронах для крепких |
|
и сухих пород; |
Д |
ден в прил. 1 [4].
Приведенные коэффициенты с Квв для расчета эквивалентных зарядов ВВ по идеальной работе взрыва (эталон – аммонит 6 ЖВ) приведены в прил. 2 [4].
Диаметр скважин назначают по прил. 3 [4].
По степени опасности при хранении и перевозке все взрывчатые вещества делятся на пять групп:
1 – взрывчатые вещества с содержанием жидких нитроэфиров более 15%, гексоген, тетрил;
20