В настоящее время при отработке полиметаллических месторождений широко применяются камерные систем разработки. Преимуществом данных систем является высокая производительность забойного рабочего и рудника в целом. Один из наиболее распространенных вариантов камерных систем – системы с траншейным днищем.
При этом варианте системы разработки возможно совмещение буровзрывных работ в результате использования для бурения скважин, как выработок траншейного днища, так и специальных буровых выработок с отгрузкой горной массы, что существенно повышает интенсивность ведения горных работ.
Сооружение траншейного днища обычно осуществляется в две стадии – первоначально проходится траншейная выработка, а затем одновременно с отбойкой запасов камеры оформляются траншейные откосы.
На эффективность камерных систем с траншейным днищем с точки зрения возможных потерь руды значительное влияние оказывает место расположения оформляемого днища по отношению к геологическому контакту – рудное, породное или рудопородное.
При использовании рудного днища эффективность системы снижается в результате оставления части балансовых запасов в целиках. Величину этих потерь устанавливают прямым методом по конструктивным параметрам системы разработки. Кроме того, образуются потери в отбитом виде на почве траншейной выработки, количество которых связано с возможностями оборудования, задействованного на доставке отбитого полезного ископаемого. Величину этих потерь определяют статистическими методами по результатам экспериментальных замеров.
Для рудопородного днища характерна взаимосвязь потерь и разубоживания руды при изменении положения днища по почве камеры относительно геологического контакта, когда снижение объема потерь руды ведет к увеличению разубоживания руды и наоборот.
Названные потери и разубоживание руды определяются вариантно-аналитическим методом по критерию максимальной прибыли с 1 т погашенных балансовых запасов полезного ископаемого на основе сравнения экономических последствий выемки запасов по контурам положения днища по почве камеры [1, 3–5]:
Пр = Цб´Кн´Ис - (Стов´ Кн) /Кк ® max, (1)
где Пр – прибыль с 1 т погашенных балансовых запасов полезного ископаемого, руб.;
Цб – валовая ценность 1 т погашенных балансовых запасов полезного ископаемого, руб.;
Кн, Кк – соответственно, коэффициент извлечения полезного компонента из недр и коэффициент изменения качества добытого полезного ископаемого, доли ед.;
Ис – сквозной коэффициент извлечения полезного компонента при переработке;
Стов – суммарные затраты на 1 т товарной руды, руб.
Объемы потерь и разубоживания, соответствующие положению днища по почве камеры с максимальным значением прибыли, принимаются как нормативные уровни. При этом учитывается, что порода из траншейной выработки, которую проходят с опережением по отношению к оформлению траншейного днища, выдается в породный отвал и не влияет на качество конечной продукции.
Далее приведен расчет нормативных потерь руды при оформлении траншейного днища с откосом, расположенным по падению рудного тела (рис. 1).
Для расчета используется показатель оптимальности (μS), включающий взаимосвязь технико-экономических, горно-технических и горно-геологических параметров, влияющих на формирование взаимосвязанных потерь и разубоживания руды и определяемый по выражению [1,2,6]:
, (2)
где Цвм – валовая ценность 1 т разубоживающей массы, руб.;
γп – плотность пород в массиве, т/м3;
γр – плотность балансовой руды в массиве, т/м3.
Рисунок 1. Конструктивное оформление одностороннего траншейного днища с откосом, расположенным по падению рудного тела: bв – ширина траншейной выработки, м; К – положение траншеи по почве камеры, м; α – угол падения рудного тела, град.; Q – угол откоса траншеи, град.
Для рассматриваемых условий оформления траншейного днища численное значение данного показателя (μS) соответствует отношению длин горизонтальных проекций участков геологического контакта, составляющих рудную и породную части траншеи на оптимальном контуре расположения днища в соответствии с выполнением условия по формуле 1:
, (3)
, м2, (4)
, м2, (5)
где lр/opt и lп/opt – длины горизонтальных проекций участков геологического контакта, составляющих соответственно рудную и породную части траншеи на оптимальном контуре расположения днища, м;
bк – ширина камеры, м.
Отсюда, численное значение оптимального расположения траншеи по почве камеры устанавливается из выражения:
, м. (6)
Площадь теряемой руды в откосе и площадь прирезаемых пород при соблюдении условия 
устанавливаются из выражений:
, м2, (7)
, м2. (8)
где Sр, Sп – соответственно площадь теряемой руды в целиках днища и площадь прирезаемых пород по сечению траншеи, м2.
Абсолютные величины потерь руды в массиве в целиках днища (П) и разубоживания за счет прирезки вмещающих пород (В) при оформлении траншейного днища определяются по формулам:
П=Sр·L·γр , т, (9)
В=Sп·L·γп , т, (10)
где L – длина траншейного днища, м.
Относительные величины потерь и разубоживания руды при оформлении траншейного одностороннего днища с откосом по падению рудного тела определяются по формулам:
; (11)
. (12)
Ниже рассмотрен пример практического использования предложенных формул (2–10) для определения нормативов потерь руды в откосах и прирезки вмещающих пород при оформлении траншейного днища с откосом по падению рудного тела (рис. 1).
В табл. 1 приведены исходные данные, а в табл. 2 – результаты расчетов потерь руды и разубоживания с использованием показателя оптимальности (µS) и вариантным методом с перебором площадей теряемой руды в массиве и прирезаемых пород по контурам положения днища по почве камеры до выполнения условия по формуле 1.
Таблица 1. Исходные данные для нормирования
|
№ п.п. |
Параметр |
Условное обозначение |
Значение |
|
1 |
Ширина камеры, м |
bк |
10,0 |
|
2 |
Ширина траншейной выработки, м |
bв |
4,0 |
|
3 |
Длина камеры, м |
L |
40,0 |
|
4 |
Угол откоса траншеи, град. |
Q |
50,0 |
|
5 |
Мощность рудного тела, м |
m |
25,0 |
|
6 |
Угол падения рудного тела, град. |
α |
10,0 |
|
7 |
Объемная плотность руды, т/м3 |
γр |
2,0 |
|
8 |
Объемная плотность породы, т/м3 |
γп |
2,5 |
|
9 |
Валовая ценность 1 т погашенных балансовых запасов полезного ископаемого, руб. |
Цб |
5000 |
|
10 |
Сквозной коэффициент извлечения полезного компонента при переработке |
Ис |
0,8 |
|
11 |
Суммарные затраты на 1 т товарной руды, руб. |
Стов |
1000 |
|
12 |
Расчетный параметр µs (по формуле 2) |
µs |
0,222 |
Таблица 2. Результаты расчета
|
К, м |
lр/lп |
lр, м |
lп, м |
Sр, м2 |
Sп, м2 |
П, т |
В, т |
Пр. руб./т |
|
с использованием показателя оптимальности (µS) |
||||||||
|
2,49 |
0,222 |
1,820 |
8,180 |
2,27 |
36,24 |
6,798 |
72,472 |
2876,18 |
|
ф-ла 6 |
ф-ла 3 |
ф-ла 4 |
ф-ла 5 |
ф-ла 7 |
ф-ла 8 |
ф-ла 9 |
ф-ла 10 |
формула 1 |
|
перебором площадей по контурам до выполнения условия по формуле 1 |
||||||||
|
2,43 |
0,218 |
1,791 |
8,209 |
2,19 |
36,56 |
6,581 |
73,128 |
2876,16 |
|
2,45 |
0,220 |
1,805 |
8,195 |
2,23 |
36,40 |
6,689 |
72,799 |
2876,17 |
|
2,49 |
0,222 |
1,820 |
8,180 |
2,27 |
36,24 |
6,798 |
72,472 |
2876,18 |
|
2,52 |
0,225 |
1,835 |
8,165 |
2,30 |
36,07 |
6,908 |
72,145 |
2876,17 |
|
2,55 |
0,227 |
1,849 |
8,151 |
2,34 |
35,91 |
7,018 |
71,819 |
2876,16 |
ВЫВОДЫ
Приведенные результаты расчетов (таблица 2) показывают высокую сходимость полученных данных. Необходимо подчеркнуть, что формулы (2–10) легко адаптируются в простейшие программы для автоматизированного расчета на ПК, доступные пользователю со знанием работы в Excel, а это позволяет получить все величины для оценки эффективности очистных работ и позволяют графически точно расположить траншею по днищу камеры при локальном проектировании.
Рецензенты:
Гилев Анатолий Владимирович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ГМиК ФГАОУ ВПО СФУ, г. Красноярск.
Косолапов Александр Иннокентьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ОГР ФГАОУ ВПО СФУ, г. Красноярск.
Библиографическая ссылка
Вохмин С.А., Требуш Ю.П., Курчин Г.С., Майоров Е.С. НОРМИРОВАНИЕ ПОТЕРЬ РУДЫ ПРИ ОФОРМЛЕНИИ ТРАНШЕЙНОГО ДНИЩА // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 1. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=8292 (дата обращения: 19.04.2024).