Обоснование целесообразности доработки законтурных запасов карьера "Осенний" ОАО "Гайский ГОК"

/

/

Обоснование целесообразности доработки законтурных запасов карьера «Осенний» ОАО «Гайский ГОК»

Введение

месторождение горный рудный маркшейдерский

В административном отношении месторождение расположено на территории Домбаровского района Оренбургской области Российской Федерации, в 15 км к северу от пос. Домбаровский (железнодорожная станция «Профинтерн» Южно-уральской железной дороги) 145 и 105 км Юго-восточнее Медногорского медно-серного и Гайского горно-обогатительного комбината соответственно.

В 1999 году комбинат вошел в состав Уральской горно-металлургической компании. Обеспечение сырьем медеплавильных предприятий входящих в состав холдинга, которые в настоящий момент свободные мощности, стала для комбината приоритетной задачей. Комплексной программой развития Уральской горно-металлургической компании предусмотрено дальнейшее расширение минерально-сырьевой базы компании за счет освоения новых месторождений, а так же увеличения производственных мощностей по добыче руды на действующих предприятиях. В 1999 году начата разработка месторождения «Летнее» в 2003 месторождение «Осеннее». Медноколчеданное месторождение «Осеннее» расположенно на восточном склоне Южного Урала.

Общие эксплуатационные запасы руды открытой разработки составляют 7158 тыс. т. Карьер может быть отработан с производительностью 400 тыс. т руды в год, в течении 21 год с учетом периода строительства, необходимого для выполнения 6 млн. м³ горно-капитальных работ.

На месторождении выделены два промышленных типа руд: медные и медно-цинковые. Месторождение «Осеннее» условно подразделяется на два участка: Северный и Южный. В дипломном проекте рассматривается доработка рудного тела №19 южного фланга месторождения «Осеннее» медноколчеданных руд.

Проект «Обоснование целесообразности доработки законтурных запасов карьера «Осенний» составлен в связи с изменившимися горно-геологическими условиями, данными эксплуатационной разведки. Данным проектом предусмотрено изменение трассы капитального съезда с горизонта 216 м до горизонта 145 м. Изменение трассы капитального съезда горизонт 216/145 м на данном участке сокращает вскрышные работы на 590 270 м³ и позволяет увеличить глубину отработки карьера на 40 м.

Проектом предусматривается изменение положения западного борта в плане между профильными линиями 2 и 8. Не меняя углы откосов уступов ширины предохранительных берм, строим данный борт на запад с гор. 180 м до гор. 100 м, что обеспечивает вскрытие законтурных запасов рудного тела №19. Объем вскрышных работ при этом составит 1 560 383 м³. Для дальнейшей доработки законтурных запасов рудного тела №19 данным проектом предусмотрена проходка спирально-петлевого наклонного съезда с горизонта 100 м на горизонт 70 м.

1. Краткая геологическая характеристика «Осеннего» месторождения медноколчеданных руд

1.1 Общие сведения о районе месторождения

Осеннее медноколчеданное месторождение расположено на восточном склоне Южного Урала. В административном отношении месторождение расположено на территории Домбаровского района Оренбургской области Российской Федерации, в 15 км к северу от пос. Домбаровский (железнодорожная станция «Профинтерн» Южно-Уральской железной дороги), 145 и 105 км юго-восточнее Медногорского медно-серного и Гайского горно-обогатительного комбината соответственно - рисунок 1.1. По отношению к другим медным месторождениям Домбаровской группы оно отстоит: от Летнего - в 6 км к юго-востоку, от месторождения Барсучий Лог - в 50 км к югу.

В орографическом отношении площадь месторождения располагается в пределах западного склона Урало-Тобольского водораздела, который морфологически представляет собой слабовсхолмленную равнину, расчлененную речными долинами и балками. Наибольшие значения абсолютных высотных отметок (до 310 м) приурочены к северной части района, а наиболее низкие (до 230 м) - центральной и западной его частям. Максимальные относительные превышения высот поверхности достигают 80 и более метров, но, в большинстве случаев, составляют 10-30 м.

Основная водная артерия района - река Камсак - правый приток реки Орь; существует также ряд небольших и малодебитных ее притоков (Киембай, Чиликта, Тюлькубай и Джарбутак). Река Киембай протекает в 700 м к северу от месторождения и впадает в реку Камсак в 3,5 км юго-западнее месторождения. Река имеет, при большом количестве плесов глубиной до 3 м, глубину от 10 до 25 м. Средний расход реки Киембай составляет 0,11 м³/сек, максимальный - 41,3 м³/сек. Ширина водоохраной зоны реки определена в 100 м.

Климат района резко континентальный, типичный для условий Южного Урала: суровая зима со снежными буранами, жаркое лето с пыльными бурями, короткая бурная весна и незначительное количество осадков. Среднегодовая температура воздуха составляет +3,4°С. Холодный период длится с ноября до марта (средняя температура самого холодного месяца - января -15,4°С). Максимальная глубина промерзания почвы достигает 1,5-2,0 м. Среднегодовая скорость ветра составляет 4,16 м/с, максимальная - до 20 м/с. Преобладают ветры западного и северо-западного направлений. Средняя высота снежного покрова составляет 43 см, что затрудняет движение автотранспорта в зимнее время.

Рисунок 1.1- Обзорная карта района. 1 - Месторождение «Летнее», 2 - Месторождение «Осеннее», 3 - Месторождение «Левобережное», 4 - Месторождение «Весеннее»

Большая часть осадков (62%) выпадает в теплый период года - с апреля по октябрь, причем максимум падает на июль - самый жаркий месяц года и составляет 39,9 мм. Среднее многолетнее годовое количество осадков составляет 273 мм. Минимальная относительная влажность воздуха наблюдается в июне - 53,3%, снижаясь порой, до 30-35%.

Почвенный покров Домбаровского района расположен в зоне сухих типчаково-ковыльных степей. Основным почвенным типом в пределах района месторождения является темно-каштановая почва Зауралья в комплексе с солонцово-солончаковыми почвами. Для этих почв характерно содержание гумуса 3,5-4,0%. Мощность плодородной почвы составляет 10 - 30 см. Темно-каштановые почвы до глубины 0,60 м обычно не содержат токсичных концентраций легкорастворимых солей. Солонцово-солончаковые почвы с 0,7 м и глубже засолены.

В экономическом отношении район Осеннего месторождения характеризуется преимущественным развитием сельского хозяйства. Вместе с тем, открытие в пределах Восточного Оренбуржья довольно крупных медноколчеданных месторождений Домбаровской и Ясненской групп и Средне-Орского рудного района выдвинуло данный район в число перспективных объектов сырьевой базы медной промышленности Уральского региона.

В 3,5 км от месторождения проходит линия высоковольтной электропередачи Орск-Ясный-Светлый (с напряжением 110 кВ), входящая в состав единого энергетического кольца Урала.

Для целей технического и бытового водоснабжения могут быть использованы поверхностные воды реки Камсак и Ушкатинского водохранилища (10 млн. м³ воды), а также подземные воды собственно Осеннего месторождения.

Район месторождения в достаточной степени обеспечен различными местными строительными материалами: песок, глина, гравий, бутовый камень и другие.

За счет местного населения рабочими будущий рудник может быть обеспечен лишь частично.

1.2 Геологическая характеристика месторождения

Рудное поле Осеннего месторождения расположено в северной части Домбаровского рудного района и приурочено к центральной части Джаилганской вулкано-тектонической структуры.

В геологическом строении рудного поля принимают участие вулканогенные, интрузивные, метаморфические породы нижнего палеозоя, кора выветривания мезозоя и маломощный покров рыхлых отложений кайнозоя - рисунок 1.2.

Отложения киембаевской свиты по фациально-литологическому признаку расчленяются на три толщи: нижнюю и среднюю существенно диабазовые и верхнюю или рудовмещающую - диабаз-порфиритовую.

Простирание пород в пределах рудного поля изменяется от субмеридионального на юге, до северо-восточного - на севере. Падение пород пологое (20-30°) - восточное и юго-восточное. Строение рудного поля осложняется наличием системы разрывных нарушений сбросо-сдвигового характера - восточного, северо-восточного и субширотного простирания. В целом же дизъюнктивные тектонические нарушения в сочетании с субвулканической пликативной тектоникой придают рудному полю блоковый характер.

Наиболее крупным разрывным нарушение является Киембаевский разлом, представляющий собой сложную систему ветвящихся сместителей северо-восточного и восток-северо-восточного направления и сопровождаемых дайками порфировидных габбро-диабазов. Одной из оперяющих ветвей, субпараллельной основному сместителю, месторождение Осеннее разобщено на два блока: северный и южный. Смещения по нему незначительные и носят сбросо-сдвиговый характер.

Рисунок 1.2. Геологическое строение месторождения

Рудные тела месторождения представляют собой сложные неправильные линзы с резкими изменениями мощностей, особенно на южном фланге, локализованные по группам в пределах трех рудных зон: северной, центральной и южной. Сведения о размерах и глубинах залегания рудных тел приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Размеры и глубина залегания рудных тел.

Осеннее медноколчеданное месторождение относится к месторождениям колчеданной формации, и его руды обладают характерными для этой формации чертами. В отличие от других месторождений Домбаровской группы оно отличается значительным развитием прожилково-вкрапленных руд, особенно в лежачем боку рудных тел. Сплошные колчеданные руды составляют на месторождении около 68% от общих запасов, вкрапленные руды составляют почти треть (32%).

Главными рудными минералами на месторождении являются пирит, халькопирит, сфалерит и пирротин. Второстепенные рудные минералы представлены халькозином, ковеллином, марказитом, борнитом, магнетитом. Главные нерудные минералы: кварц, хлорит, кальцит; второстепенные - амфибол, серицит, биотит.

В зависимости от содержания и соотношения рудных минералов на месторождении выделено два основных типа: халькопирит-пиритовые(медные) и сфалерит-халькопирит-пиритовые (медно-цинковые), кроме того, выделяются халькопирит-пирротин-пиритовый и халькозин-пиритовый типы, которые не имеют самостоятельного практического значения.

Наиболее распространены руды халькопирит-пиритового типа, на долю которых приходится 65,2% всех руд. Этим типом сложена практически вся северная часть месторождения, а также выклинки рудных тел центральной и южной частей. Они состоят на 75% из пирита, 13% халькопирита и 0,5% сфалерита (11,5% - нерудные минералы). Часто в них присутствует магнетит.

Нерудные минералы представлены кварцем, серицитом, хлоритом, карбонатами и эпидотом.

Сфалерит-халькопирит-пиритовые руды составляют 25% запасов, из них 81% сплошные. На севере месторождения они встречаются в верхней части первого рудного тела; в центральной и южной частях локализуются, преимущественно, над зоной рудоподводящего канала или вблизи него. Основными минералами этого типа являются: пирит - 77%, халькопирит - 13% и сфалерит - 3,8%. Второстепенные и нерудные минералы те же, что и для халькопирит-пиритовых руд.

Халькозин-пиритовые руды встречаются на южном фланге месторождения в зоне вторичного сульфидного обогащения, распространенной на глубину не более 50-60 м. Основным рудным минералом является пирит, содержание халькозина не превышает 5-8%. Доля этого типа руд составляет 2,2%.Содержания основных и попутных полезных компонентов, в целом по месторождению, с разделением по основным природным типам и технологическим сортам руд по результатам опробования рядовых и групповых проб приведены в таблице 2.2

Руды месторождения характеризуются высокими содержаниями меди (более 3%, при колебаниях от 0,71 до 25,9%) и серы (порядка 36-41%, при колебаниях от 31,54 до 52,49% для сплошных руд), а также попутного кобальта, содержание которого, в среднем по месторождению, составляет около 0,048% (при колебаниях от 0,026 до 0,309% для сплошных разностей). Содержание золота в рудах довольно низкое (от следов до 0,5-0,6 г/т, редко выше), распределение его крайне неравномерное.

Технологические исследования руд Осеннего месторождения проводились Тульским отделением экспериментальных исследований института ЦНИГРИ. Кроме того, лабораторией этого института выполнены исследования по комплексной переработке пиритных концентратов методом сульфатизирующего обжига и гидрометаллургического выщелачивания. Технологические испытания руд проведены на четырех укрупненных лабораторных пробах и одной полупромышленной.

Таблица 1.2 - Химический состав руд Осеннего месторождения

В результате проведенных исследований получена полная характеристика технологических свойств всех сортов руд при различных соотношениях содержаний в них меди и цинка. Установлена возможность получения из руд Осеннего месторождения кондиционных медных, цинковых и пиритных концентратов при удовлетворительных технологических показателях. При неблагоприятном соотношении в руде меди к цинку (3:1) возникают трудности в процессе обогащения при получении цинкового концентрата. В институте «Унипромедь» проведены работы по определению целесообразности применения метода подземного выщелачивания для извлечения меди из забалансовых руд.

1.3 Гидрогеологическая характеристика месторождения

Площадь месторождения, являющаяся местной областью питания, представляет собой склон водораздела. Общий уклон рельефа к реке Киембай. Скальные породы, слагающие месторождение, неоднородные по своим гидрогеологическим характеристикам. В верхней части геологического разреза месторождения развиты, в основном, грунтово-поровые воды. С глубиной они переходят в грунтово-трещинные и трещинно-жильные воды. Воды всех разностей пород гидравлически связаны и имеют единую поверхность уровня.

Поток направлен в сторону р. Киембай, но основная разгрузка происходит по тектонической зоне с северо-востока на юго-запад вдоль месторождения. Уклон поверхности подземного потока на севере - 0,025, юге -0,033, востоке - 0,033 и западе - 0,10. Глубина залегания водоносного горизонта зависит от рельефа поверхности и колеблется от 0,7 до 14,4 м. Средняя глубина залегания уровня подземных вод на месторождении составляет 6 м.

Обводненность пород находится в зависимости от характера и степени трещиноватости. Полученные дебиты из опытных скважин изменяются, от 0,05 до 4,40 л/сек при понижениях соответственно 63,3-11,39 м. Коэффициент фильтрации толщи палеозоя колеблется от 0,002 м/сут. до 0,16 м/сут., уровнепроводность - 1,5 Ч 102 - 1,6 Ч 108 м²/сут.

На фоне слабой обводненности месторождения выделяются трещиноватые и кавернозные участки, за счет которых можно ожидать кратковременное увеличение притоков. Питание подземных вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, а в период половодья и за счет реки Киембай.

Согласно «Отчета о разведке Осеннего медноколчеданного месторождения на Южном Урале за 1967-1977 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 01 сентября 1977 г.» (Камсакская ГРП, Домбаровская ГРЭ), основные водопритоки в карьер будут поступать за счет естественных запасов. В период полного развития горных работ на Осеннем месторождении и при проектной глубине карьера по замкнутому контуру 160 м, максимальные ожидаемые водопритоки составят 496 м³/ч. По мере сработки естественных запасов приток будет постепенно уменьшаться, приближаясь к естественным ресурсам - 245 м³/час.

В результате проведенных исследований был определен максимальный среднемесячный водоприток в карьер в размере 90,8 м³/час.

Согласно Постановления Госстроя СССР от 27.02.89 г. №30 по изменению №1 СНиП 2.06.14-85 («Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод») карьерные водосборники и насосные станции проектируются исходя из общего притока к карьеру, определяемого по суточному слою осадков, с периодом его однократного превышения: для карьерных водосборников 5 лет; для карьерных станций - 4 месяца.

Приток в карьер ливневых вод рассчитывается по формуле:

Q_n = q • F •б• м; (1.1)

где:

q - средняя интенсивность выпадения ливневого дождя, м³/час•км²;

(1.2)

здесь n, q₂₀, С - параметры, зависящие от географического положения карьера, (n=0,6; q₂₀=45; С=1), Р-период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, tⁿ - продолжительность ливня в минутах, 1 440 мин;

F - водосборная площадь карьера, 0,620 км^2;

б - коэффициент поверхностного стока, для скальных пород 0,8;

м - коэффициент простирания дождя, 0,98.

Интенсивность выпадения ливневого дождя (q) и его величина (Q_Л,) соответственно составят для карьерных насосных станций 468 м³/час•км², 227 м³/час.

Расчет общих водопритоков в карьер.

Q_общ=Q_cт+Q_д;

Qcт=Q₁+Q₂;

Q₁ - приток воды за счет статических запасов воды в контуре карьера.

Q_{2 -}то же в контуре депрессионной воронки.

Ширина карьера по поверхности-600 м-Вn.

Длина карьера по поверхности-1020 м-Аn.

(1.3)

T - срок достижения осушительного эффекта.

T -24 мес.

=148,0 м³/ч

M-коэффициент водоотдачи, доли, ед.

H₁-мощность водоносного горизонта, м.

H₂-остаточный уровень воды в карьере, м.

(1.4)

P-периметр карьера, м.

R-радиус депрессионной воронки, м.

=118,5 м.

S-понижение уровня воды, м.

К-коэффициент фильтрации, м/сут.

=33,3 м/ч (1.5)

Q_ст=148,0+33,3=181,3 м³/ч. (1.6)

(1.7)

X-количество атмосферных осадков в год. м/год.

Fk-612000 м².

ц-коэффициент подземного стока, доли ед.

Q₃ =30.5 м³/ч.

=3.7 м³/ч. (1.8)

Fв - площадь депрессионной воронки, м².

=9720 м². (1.9)

Ro-приведенный радиус депрессионной воронки, м.

Ro = R+r_o

r_o - приведенный радиус карьера, м.

=441 м.

Ro = 118,5+441,0=559,5 м.

=27 м³/ч. (1.10)

Q_д=34,2 м³/ч.

Qo=181,3+27=208,3 м³/ч.

Итого максимально возможный водоприток в карьер, с учетом ливневых вод составит 208,3 м³/час.

Т.К Мах ожидаемые водопритоки составляют208,3 м³/ч примем насосную установку (с учетом выражения) (Q_H ?Qo).

Тип насоса-ЦНСК А60-264.

электродвигатель:

- тип 4АМ250 S2;

- мощность кВт-75;

- напряжение В-220/380.

К установке принимается 2 насосных агрегата. Каждый насосный агрегат устанавливается в передвижной будке. В период когда в карьер поступает нормальный приток воды, в работе находится один насос, один в резерве и один в ремонте. При максимальном притоке в работе находится два насоса, один в ремонте.

Схема водоотлива принята следующая:

- насосная станция распологается в наиболее глубокой части карьера и передвигается по мере углубки карьера;

- вода поступающая в водосборник, глубина которого на пять метров ниже уровня горизонта, с помощью насосов подается на поверхность.

1.4 Геологические запасы полезного ископаемого

Осеннее медноколчеданное месторождение по особенностям геологического строения и характеру распределения полезных компонентов отнесено к третьей группе. На месторождении, начиная от поисковых работ до окончания детальной разведки, пробурено 565 скважин средней глубиной 195 м.

Главные рудные тела месторождения разведаны по сети 31Ч50 - 31Ч25 м, на наиболее сложных участках произведено сгущение сети до 50x10-15, 25Ч25 м. В целом месторождение изучено с достаточной детальностью, дающей возможность вести проектирование горнорудного предприятия

Запасы руд Осеннего медноколчеданного месторождения были подсчитаны по постоянным кондициям, утвержденным ГКЗ СССР (Протокол №910к от 9 и 18.04.1975 г.) в следующих параметрах:

а) минимальное промышленное содержание условной меди в подсчетном блоке - для открытой разработки - 2,5%. Коэффициенты для приведения к условной меди для цинка в медно-цинковых рудах 0,52

б) бортовое содержание меди - 0,7%. Выделить на геологических разрезах и планах и подсчитать (статистически) запасы руды по сортам: медно-цинковые - с содержанием цинка свыше 1%; серы - более 35%; медные - с содержанием меди более 0,7%; цинка - менее 1% и серы - более 35%. Вкрапленные медные: с содержанием меди - более 0,7%, цинка - менее 1% и серы - менее 35%. Минимальная мощность сортового интервала - 5 м;

в) минимальная мощность рудного тела для условий открытой разработки - 2 м

г) максимальная мощность внутрирудных прослоек пустых пород и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов - 3 м;

д) подсчет запасов для открытой отработки произвести в контурах карьера, согласованных с проектирующей организацией;

е) подсчитать отдельно, и отнести к забалансовым, запасы руды с содержанием меди от 0,3 до 0,7%;

ж) в контурах балансовых запасов подсчитать по промышленным категориям запасы меди, цинка, серы, золота, серебра, кадмия, селена, теллура. Подсчитать также запасы указанных компонентов в контурах забалансовых запасов;

з) в соответствии с «Временными требованиями к подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов в рудах и других видах минерального сырья» дать исчерпывающую характеристику руд по основным и попутным полезным компонентам, уделив особое внимание изучению баланса их распределения в рудах и продуктах переработки руд;

и) представить данные по количественной и качественной характеристике скальных пород вскрыши как сырья для производства строительного щебня в объеме, обеспечивающем их квалификацию по промышленным категориям и подсчитать их запасы в соответствии с требованиями действующих ГОСТов, в увязке с потребностью и назначением их использования.

Утвержденные ГКЗ СССР Протоколом №8018 от 10.02.1978 г. запасы комплексных руд Осеннего месторождения, в целом (смешанных и первичных, сплошных и вкрапленных, медных и медно-цинковых разностей) по состоянию на 01.09.1977 г. приведены в таблице 1.3. Кроме того, на месторождении подсчитаны также запасы забалансовых руд в количестве 877 тыс. т, из них в проектный контур карьера попадает 193 тыс. т.

Балансовые запасы руды, основных и попутных полезных компонентов по сортам руд в проектном контуре карьера по состоянию на 1.01.1999 г. приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.3 - Балансовые запасы руды и полезных компонентов Осеннего месторождения, по состоянию на 01.05.1974 г.

Таблица 1.4-Балансовые запасы руды и полезных компонентов в проектном контуре карьера

Таблица 1.5 - Физико-механические свойства скальных пород Осеннего месторождения

1.5 Условия залегания и морфология рудных тел

Рудные тела Осеннего медноколчеданного месторождения приурочены к наиболее прогнутым частям и склонам отрицательных форм рельефа кровли диабазовых порфиритов и совпадающими с ними выходами рудоподводящих каналов. Рудная зона месторождения отчетливо разделяется на северный и южный фланги, оси которых ориентированы в субмеридиональном направлении, сочленяясь кулисно в центральной части. Протяженность рудной зоны составляет около 900 м, ширина от 150 до 370 м.

На месторождении выявлено двадцать одно рудное тело с балансовыми и забалансовыми запасами, 8 из которых являются промышленными. По своему пространственному расположению они подразделяются на три группы. Одна из этих групп образует северный, две других - южный фланг месторождения. Первая группа является наиболее обособленной, входящие в нее семь рудных тел (с первого по шестое) отличаются общностью морфологических черт. Обособленность второй и третьей групп рудных тел проявляется менее четко.

Наиболее крупным из них является первое рудное тело, заключающее в себе 42,8% балансовых запасов меди. Морфологически представляет собой фрагмент неправильной линзы размером в плане 150 - 250Ч300 м, которая в центральной части прогнута в сторону лежачего бока. Мощность рудного тела изменяется от первых метров на выклинках до 30 - 45 м в центральной части. На всём протяжении рудное тело залегает согласно контакту киембаевской свиты с туфогенно-осадочными породами, северный фланг тела срезан Киембаевским разломом, а южная выклинка имеет сложный, расщепленный характер.

Рисунок 1.3 Разрез по линии 0

Рисунок 1.4 Разрез по линии 1

Рисунок 1.5 Разрез по линии 3

Кроме первого рудного тела, в пределах северной рудной зоны выделяются незначительные по размерам и запасам рудные тела 2-6, из них только третье рудное тело представляет промышленный интерес. Оно залегает со стороны лежачего бока восточного фланга первого рудного тела, повторяя очертания его подошвы. Размеры его в плане 25-100Ч300 м, простирание изменяется от субмеридионального на юге до северо-восточного на севере, мощность варьирует от первых метров на выклинках и пережимах до 10 м в раздувах, составляя в среднем 3-4 м.

Четвертое рудное тело также расположено со стороны лежачего бока первого рудного тела. Размеры его 100-150Ч250 м.

Рудные тела с 5 по 7 представлены обособленными линзами малых размеров, подсеченные единичными скважинами и в подсчете не участвуют.

Девятое рудное тело расположено в восточной части южного фланга месторождения. Размеры его в плане 100 - 130 м по ширине при длине по простиранию 350 м. Мощность изменяется от десятков сантиметров на выклинках до 20 - 25 м в центральной части. Залегает практически горизонтально, испытывая лишь местные перегибы между линиями 6 и 6а - сечется сбросо-сдвигом северо-восточного направления без разрыва сплошности.

Десятое рудное тело имеет сложную уплощенно-линзовидную форму, размеры его в плане близки к размерам девятого рудного тела и составляют 50-120Ч370 м, аналогичны и их морфологические особенности. Практически на всем протяжении оба тела залегают одно под другим, характеризуясь общностью очертаний, как в плане, так и в разрезе. Также оно сечется тектоническим нарушением с частичным разрывом сплошности.

Кроме описанных выше промышленных рудных тел центральной зоны, в ее пределах выделены три незначительных по запасам рудных тела.

В пределах южной рудной зоны выделено девять рудных тел, из них наиболее крупными являются рудные тела 14, 16 и 19 (рисунок 1.3, 1.4, 1.5). Все они отличаются большой морфологической изменчивостью по сравнению с рудными телами северной и центральной зон. Сохраняя общую для всех основных рудных тел уплощенно-линзовидную форму, они характеризуются особенно резкими раздувами и пережимами, тупым или ветвящимся выклиниванием, перемежаемостью природных типов и промышленных сортов руд. Несмотря на это, оруденение с достаточной достоверностью прослеживается по простиранию, сохраняя присущую каждому из рудных тел приуроченность к определенной части разреза. Рудные тела южной зоны сближены между собой и выделяются по результатам опробования, положению в разрезе и пространственному взаимоотношению между собой.

Наиболее тесная пространственная взаимосвязь обнаруживается между рудными телами 14 и 16. Они сопоставимы по размерам и близки по своим морфологическим особенностям. Размеры их 100-200Ч280 м и 80-120Ч290 м соответственно. Мощность колеблется от десятков сантиметров до 67 м для рудного тела 14 и до 50 м для рудного тела 16, средняя мощность рудных тел составляет 10-11 м. Восточные фланги рудных тел срезаются сложно построенным тектоническим нарушением северо-восточного направления с вертикальной амплитудой до 30-40 м.

Рудное тело 19 имеет форму уплощенной неправильной линзы близгоризонтального залегания; размеры его в плане: по ширине от 45-55 м на северном и южном флангах до 130-160 м в центральной части, при протяженности до 450 м. Между линиями 6 и 6а рассекается сбросо-сдвигом без разрыва сплошности оруденения благодаря большой значимости горизонтальной составляющей смещения.

Остальные рудные тела рудной зоны - 13, 15, 17, 18, 20 и 21, представлены линзами небольших размеров и мощностей, сложенными сплошными и вкрапленными рудами.

1.6 Эксплуатационная разведка

Согласно рекомендациям ГКЗ на месторождении необходимо проведение большого объема эксплуатационно-разведочных работ с целью уточнения количества разведанных запасов, а также условий залегания рудных тел.

Для уточнения условий залегания, морфологии и внутреннего строения рудных тел, а также содержания основных и попутных компонентов руд при их отработке, необходимо проводить систематическую эксплуатационную разведку. Эксплуатационная разведка, намечаемая на месторождении для открытого способа отработки, подразделяется на опережающую (опережает на 1,0-1,5 года подготовительные и добычные работы) и сопровождающую.

Основной задачей опережающей эксплуатационной разведки является уточнение количества и качества руд, объема вскрыши, определение потерь и разубоживания руды. Оптимальная плотность наблюдений определяется первоначально сгущением разведочной сети детальной разведки в 2-4 раза и уточняется опытным путем геологической службой рудника на основе учета геологоструктурных особенностей, морфологических параметров и горно-технических условий каждого участка. Разведка ведется бурением колонковых скважин станком УКБ-200/300 по сети 25Ч25 м на глубину 20 м. При этом среднегодовой объем бурения составляет 400 м, количество скважин - 20.

Целевым назначением сопровождающей разведки является выделение в пределах промышленных контуров безрудных участков и блоков забалансовых руд для снижения потерь и разубоживания руд при экскавации. При этом опробуются буровзрывные скважины по руде, располагаемые согласно проектам на массовые взрывы. Среднегодовой объем бурения составляет 2900 м, количество скважин - 240, глубина скважин - 11,8 м.

Интервал опробования колонковых скважин 2 м, буровзрывных скважин -5 м (опробуется также 1,8 метровый перебур). Среднегодовое количество проб опережающей разведки - 200, сопровождающей (буровзрывные скважины) -480. Все пробы анализируются на основные и попутные элементы. Опробование производится геологической службой рудника.

Целевым назначением сопровождающего опробования, проводимого на горизонтах, где осуществляется подготовка к добыче или добыча полезного ископаемого, является:

- более детальное выделение в рудном теле участков промышленных сортов руд, уточнение их контуров и качества руд в них, обеспечивающих оперативное управление процессами добычи руды;

- выделение безрудных участков и участков забалансовых руд, позволяющих снизить потери и разубоживание руд при экскавации.

Опробование на карьере производится из борозд по дну разрабатываемого горизонта и из керна скважин эксплуатационной разведки. Методика отбора бороздовых проб стандартная. Борозды, сечением 5Ч5 см, проходятся вкрест простирания рудного тела по расчищенной и выровненной поверхности непрерывно на полную мощность, с выходом в пустые породы не менее одного метра от контактов с каждой стороны. Расстояние между бороздами 10 м. Пробы из борозды отбираются секционно с учетом природных разновидностей руд. Длина каждой рядовой пробы, отобранной по руде, определяется внутренним строением рудных тел, степенью изменчивости вещественного состава, текстурно-структурными особенностями, но не превышает 1 м. Максимальная длина пробы определена, исходя из того, что она не должна превышать половину минимальной промышленной мощности рудного тела, установленной кондициями. Длина пробы по пустой породе один метр. Концы борозды привязываются маркшейдером инструментально. Среднее количество рядовых бороздовых проб в год - 810.

Из рядовых проб рудного пересечения составляется групповая проба. Вес навески групповой пробы не менее 250 г. Общее среднее количество групповых проб в год - 150. На внутренний и внешний контроль будет отправлено 300 проб (5%). Опробование производится геологической службой рудника.

Рядовые пробы анализируются на основные компоненты: медь, цинк и серу. Групповые пробы, кроме того, анализируются на полезные компоненты поставленные на учет протоколом ГКЗ: кобальт, кадмий, селен, теллур, золото и серебро. Анализы производятся в лаборатории обогатительной фабрики Гайского горно-обогатительного комбината.

2. Горная часть проекта

2.1 Обоснование границ карьера

Перспективная глубина карьера 220 м. На данный период разработки месторождения она составляет 110 м. Погашенные борта карьера имеют выпуклую форму: в мягких, рыхлых породах углы откосов ниже, чем в скальных породах. Предельный контур ведения открытых горных работ определяется параметрами залегания рудных тел и устойчивыми углами погашения борта карьера, обоснованными расчетом. В соответствии с типом пород устойчивые углы откосов погашенных уступов имеют следующие значения:

Обоснованные параметры бортов карьера:

- высота уступа при погашении - 30 м;

- максимально устойчивый угол откоса борта карьера - 42-48°;

- ширина транспортной бермы - 20 м (в чернее);

- ширина бермы безопасности - 10 м;

- угол погашения уступа в зоне:

- горизонт 260 -240 м - 40°;

- горизонт 240 -210 м - 55°;

- горизонт 2 10 -150 м -60°;

- горизонт 150-60 м - 65°;

- горизонт 60-0 м - 70°.

Устойчивый угол борта рассчитан методом предельного равновесия. Категория пород по трещиноватости - III (среднетрещиноватые, крупноблочные).

Приводим обоснование расчетных параметров (сцепление, коэффициент трения)

(2.1)

Где: л - коэффициент структурного ослабления (л=0,1 -0,5);

К-сцепление в монолите (К=60-10⁴•кг/м³);

з - коэффициент запаса устойчивости (з = 1,3).

Кр = 0,1•60•10⁴ = 4,6 •10⁴ кг/м².

с_p =arctg 0.46=25°

Высота щели вертикального отрыва Н₉₀, м

Н₉₀ =(2•4,6 •10⁴ •ctg (45° - 25^о/2))/ 2,7• 10³ = 54,5 м.

Коэффициент высоты:

H¹ = 3,3.

H₉₀ = 54,5

Для H¹=3.3 при с_p=25°устойчивый угол откоса борта по графику Г.Л. Фисенко Bу = 50°.

Минимальная ширина берм очистки по условию задержания падающих кусков горной массы 9 м; по условию сработки берм при обрушении нижележащего уступа -10 м, а по условию механизированной очистки берм - не менее 8 м. Окончательно принята ширина берм очистки b₀=10 м.

Рисунок 2.1 - Профиль карьерных автомобильных дорог для автосамосвалов типа БелАЗ-7555 (55т), для капитальных автодорог, отнесенных к ІІІ_К категории, построен в соответствии с СНиП 2.05.07-91

Ширина транспортных берм согласно расчетам b_mp = 18 м.

Конструктивные углы погашения бортов, вычисленные после отстройки карьера на конец разработки по зависимости:

B_k =arctg H_k/Уb₀+Уb_mp+Уb_n+ctgб_n;

Размеры карьерного поля по верху вычислены графически. Карьерное поле имеет ширину 600 м и длину 1030 м. В пределах контура карьера 50032 тыс. м³ горной массы (в том числе 7158 тыс. т руды). Данные запасы являются балансовыми, и поскольку они находятся в контуре разработки, промышленными запасами:

Z_n=Z_Бал =7158 тыс. т.

Для меднорудных месторождений обычно оптимальное соотношение эксплуатационных потерь и разубоживания з:с=1: (2ч3). Тогда, приняв в среднем нормативное з:с=5% и оптимальное з:с=1:2,5, для расчетов принимаем з=3,5% и с = 7,5%

Эксплуатационные запасы руды составят:

Z_э = Z_n • (l - з) • (1 + с) = 7158 • (1 - 0.035) • (1 + 0.075) = 7426 тыс. т.

Всего будет потеряно:

з =7426 • 0,035=260 тыс. т.

Коэффициент общих потерь руды составит:

з₀ = 260 /7426 = 0,035.

Коэффициент извлечения составит при этом:

1 - 0.035 = 0.965.

Это значение следует признать достаточно высоким. Средний коэффициент вскрыши К_ср, м³/м³:

К_{ср =} V_в / Z_э;

К_{ср =}48085 /7426 ₌ 6,4 м³/т.

Карьер может быть отработан с производительностью 400 тыс. т руды в год в течение 21 года с учетом периода строительства, необходимого для выполнения 6 млн. м³ горно-капитальных работ. При определении границ открытых горных работ учитывались рекомендации Отчета о научно-исследовательской работе «Обоснование максимальных параметров устойчивых бортов карьера месторождения «Осеннее», выполненного НПО УГГА. В предельном положении в карьере выделяется южнаые рудные тела 9, 10, 14, 15, 19 и 16 и северная части запасы рудных тел 1, 3 и 4. Параметры карьера на конец отработки приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Параметры карьера на конец отработки

Подсчет геологических запасов в контуре карьера произведен прямым счетом по геологическим разрезам и планам горизонтов. Эксплуатационные запасы руды в контурах карьера определены по обоснованным «Отчетом о научно-исследовательской работе «Обоснование технических нормативов потерь и разубоживания Осеннего медноколчеданного месторождения», выполненным РАН УО, Институт горного дела (Том 8) показателям открытой разработки:

Южный участок карьера:

- потери - 7,0%;

- разубоживание - 17,8%;

Северный участок карьера:

- потери - 5,0%;

- разубоживание - 9,5%;

Общие эксплуатационные запасы руды открытой разработки составят 7158 тыс. т. Объем вскрышных пород в контуре карьера -38631 тыс. м³. Средний эксплуатационный коэффициент вскрыши равен 5,2 м³/т.

2.2 Техническое решение по изменению проекта карьера

Корректировка проекта «Разработка месторождения «Осеннее» для отработки законтурных запасов южного фланга карьера «Осенний» составлена в связи с изменившимися горно-геологическими условиями, данными эксплуатационной разведки. Данным проектом предусмотрено изменение трассы капитального съезда с горизонта 216 м до горизонта 145 м;

· участок капитального съезда, расположенный по восточному борту пройти до отметки 196 м (по проекту 216 м);

· вираж капитального съезда горизонта 196 м смещается в плане на север на 170 метров;

· капитальный съезд по южному борту пройти до отметки 145 м (по проекту 180 м);

Изменение трассы капитального съезда горизонт 216/145 м на данном участке сокращает вскрышные работы на 590 270 м³ и позволяет увеличить глубину отработки карьера на 40 м.

Проектом предусматривается изменение положения западного борта в плане между профильными линиями 2 и 8. Не меняя углы откосов уступов ширины предохранительных берм, строим данный борт на запад с гор. 180 м до гор. 100 м, что обеспечивает вскрытие законтурных запасов рудного тела №19. Объем вскрышных работ при этом составит 1 560 383 м³.

Для дальнейшей доработки законтурных запасов рудного тела №19 данным проектом предусмотрена проходка спирально-петлевого наклонного съезда с горизонта 100 м на горизонт 70 м. Смещение капитального съезда в вертикальной плоскости на 40 м ниже проектного положения позволит вскрыть законтурные запасы южного фланга, которые составляют 463967 тонн товарной руды.

Вскрышные работы, при применении корректировки проекта, в итоге увеличиваются на1 560 383 - 590 270 = 970 113 мі. Коэффициент вскрыши на выполняемые горные работы составит 2,1 мі/т.

Углы откосов бортов, ширина предохранительных и транспортных берм остаются прежними. Уклон капитального съезда г. 216/145 м - 0,08. Предусмотрена проектом система разработки изменений не претерпела.

Применяемое горнотранспортное оборудование осталось на том же уровне, что и в проекте за счет предусмотренных им резервов мощности.

Срок службы карьера «Осенний» с учетом изменений по данному проекту не увеличивается. Уровень потерь и разубоживания добытой руды, согласно скорректированному проекту, не изменяются.

После отработки рудного тела №19 по скорректированному проекту на освободившейся площади располагается внутренний отвал вскрышных пород с отсыпкой капитального съезда с горизонта 145 метров на горизонт 120 метров для дальнейшей отработки карьера. При этом емкость внутреннего отвала, при остаточном коэффициенте вскрыши 1,15, увеличится на 956 000 м³.

Радиусы кривых в плане, петлевых разворотов, транспортных берм, приняты для эксплуатации автомобилей БелАЗ 7555 (55 т.), они соответствуют радиусам, предусмотренных рабочей документацией «Разработка месторождения «Осеннее» от 2004 года, выполненной научно-проектным производственным центром «Уралмеханобр-Инжиниринг» г. Екатеринбург.

Профиль карьерных автомобильных дорог для автосамосвалов типа БелАЗ-7555 (55т), для капитальных автодорог, отнесенных к ІІІ_К категории, построен в соответствии с СНиП 2.05.07-91.

Рисунок 2.2 - БелАЗ-7555. Грузоподъемность 55 т.

Полотно дороги отсыпается на выровненное и укатанное 1 основание во время проходки, пройденной ниже проектной отметки на 0,6 (1,0) м.

Наибольший продольный уклон для постоянных карьерных автодорог не более 0,08. Поперечный уклон вместе с обочиной 0,02 в сторону кювета.

2.3 Производительность и срок службы карьера

Потребителем продукции открытого рудника является ОАО «Гайский ГОК», который использует руду месторождения «Осеннее» для производства медного, цинкового и пиритного концентратов. Товарной продукцией для карьера является кондиционная руда. Руда автомобильным транспортом из карьера вывозится на дробильно-сортировальную установку (ДСУ), расположенную на промышленной площадке рудника. После стадии крупного дробления из конусов ДСУ производится отгрузка руды экскаватором фирмы

типа «обратная лопата» с ковшом емкостью 3,4м³. Руда перегружается в полуприцепы НефАЗ-9509 грузоподъемностью 28,5т и на седельных тягачах КамАЗ-6460 транспортируется на перегрузочный склад железнодорожной станции «Профинтерн» (пос. Домбаровский). Дальность транспортирования руды составляет - 15,5 км. Пункт погрузки руды на железнодорожной станции в своем составе имеет прирельсовый склад руды и дозировочную площадку. Работу склада обеспечивают погрузчик и бульдозер. Дозировочная площадка оборудована грейферным краном и железнодорожными весами. Все здания и сооружения пункта погрузки, в том числе оборудование, - существующие.

На перегрузочном складе руда отгружается в Ж/Д состав одноковшовым погрузчиком Dresser-R 560 с ковшом емкостью 6м³ Со станции руда железнодорожным транспортом поступает на обогатительную фабрику ОАО «Гайский ГОК». Дальность транспортирования руды составляет 152 км.

Распределение запасов по горизонтам, горнотехнические условия и технически достижимая скорость углубки горных работ позволяют обеспечить заданную производительность карьера. Для поддержания производственной мощности рудника, при подключении к добыче запасов Северного участка, необходимо своевременное проведение на нем вскрышных работ.

Период горно-капитальных работ составит 2 года и за это время нужно будет провести вскрышных работ в объёме 6000 тыс. м³. На 3-й и последующие годы среднегодовой объем добычи руды составит 400 тыс. т. (109 тыс. м³), а годовой объем вскрышных работ составит 3000 тыс. м³. Общий годовой объем горной массы составит:

V_г.м. =109 + 30000 = 3109 тыс. м³.

После проведения горно-капитальных работ, в проектном контуре карьера останется горной массы 44032 тыс.м³ (в том числе 7158 тыс. т руды), следовательно, при производительности карьера по руде 400 тыс. т в год, период дальнейшей эксплуатации карьера составляет 19 лет. Т_p ? 21 год.

Режим работы карьера (вскрышных и добычных работ) круглогодичный -355 рабочих дней в году (за вычетом 10 общегосударственных выходных), с семидневной рабочей неделей, в две смены, продолжительность смены 11,25 часов, способ работы - вахтовый.

Таким образом, число рабочих смен в году экскаваторного и бурового участка 355 • 2 = 710 смен.

Расчетный сменный объем работ при коэффициенте неравномерности сменных объемов 1,2:

- выемочных V_р.в.= (3109/710) 1,2 = 5,255 тыс. м³

- буровзрывных V _рб = (3109/710) 1,2 = 5,255 тыс. м³

Таблица 2.2 - Календарный план горных работ

Таблица 2.3 - Календарный план отработки карьера «Осенний» по скорректированному проекту

2.4 Способ вскрытия законтурных запасов

Глубина карьера относительно невелика, поверхностные объекты карьера стационарны, поэтому весь карьер отрабатывается с автомобильным видом транспорта. Нет объективных предпосылок и к ротации моделей автосамосвалов: БелАЗ-7548, 7555А удовлетворяет требованиям для всего диапазона глубин карьера. В соответствие с горно-техническими условиями месторождения вскрытие предусматривается осуществлять наклонными траншеями внутреннего заложения со спирально-петлевой формой трассы и руководящим уклоном 0,08 (Приложение Б).

С целью разделения грузопотоков руды и вскрыши вскрытие принято осуществить двумя автомобильными заездами, северным и южным.

Северный автомобильный заезд имеет выезд на отвал, делая разворот на горизонте 240, южный имеет выход на промплощадку. Начало заездов в карьер и их направление выбрано в соответствии с направлением грузопотоков: вскрыша в отвал, руда - на промплощадку. Вскрытие каждого нового уступа осуществляется проходкой скользящих временных и стационарных съездов. Таким образом, на месторождении «Осеннее» применяется система вскрывающих выработок внутреннего заложения. Капитальные выработки образуют спиральную форму трассы. Спиральная трасса с двухполосной автодорогой вписывается в карьер против часовой стрелки.

Для создания первоначального фронта вскрышных и добычных работ на уступе проводят разрезную траншею с двумя бортами, трапециевидного сечения с наклонной подошвой (3 - 5%). Глубина разрезной траншеи 10 м, длина зависит от длины фронта работ, обычно 90 - 100 м, ширина 27 м. Углы откосов бортов траншеи принимаются равными углам откосов рабочих бортов - 70 є. Способ проведения траншей - автотранспортный.

Ширина разрезной траншеи по дну для тупиковой схемы маневров автосамосвалов:

b_Р.Т. =2К+b_a+R_a+l_a = 2•1,0+8+5+13=28 м.

где К-полоса резерва, принято К = 1.0 м;

b_a и l_a - ширина и длина автосамосвала;

R_a - радиус разворота машины.

Объем разрезной траншеи в расчете на среднюю ее протяженность L _Р.Т. =100 м.

V _Р.Т. = (b_Р.Т.+h_Р • ctgб) • hр • L _Р.Т. = (28+10 • ctg70^о) • 10 • 100 = 31,6 тыс м³.

При подготовке горизонта оба борта траншей разносятся с созданием на вышележащем горизонте минимальных по ширине B_min рабочих площадок.

Ширина разноса составляет:

b_РН = B_min + h_У • ctgб_Р = 44,5 + 10 • ctg70° = 48,1 м.

Объем работ по разносу бортов РТ вышележащего уступа при протяженности фронта последнего в среднем:

L _РАЗН = L _Р.Т. + 2 B_min = 100 + 2 • 44,5 = 189 м.

V _РАЗН. = 2 b_РН • hр • L _РАЗН = 2 • 48,1 • 10 • 189 = 181,8 тыс. м³

Таким образом, средний объем работ по подготовке горизонта:

V _ПОДГ = V_с¹+ V _Р.Т. + V _РАЗН. = 16,2 + 31,6 + 181,8 = 229,6 тыс м³

Подготовка горизонтов - одним экскаватором: он производит проходку РТ и ее разнос.

Ширина транспортной бермы рассчитана из условия применения в карьере автосамосвалов БелАЗ-7555А грузоподъемностью 55т и составляет 20 м.

2.5 Параметры системы отработки карьерных этапов

Исходя из горнотехнических условий отработки принимается транспортная, углубочная, двухбортовая система разработки, с внешним и частично внутренним отвалообразованием, с параллельным перемещением фронта работ. Фронты уступов ориентированы в основном по простиранию залежи с юга на север. Углубка - по залежи.

В работе, согласно наличию, 3 экскаватора и 4 уступа. Рабочая зона сплошная, ее высота составляет 40 м. Вскрыша вынимается валовым способом, в добычной зоне - селективная. В соответствии с механизацией выемочно-погрузочных работ, высота вскрышных и добычных уступов принята равной 10 м. Угол наклона откоса рабочих уступов изменяется от 40° в рыхлых породах и до 65°-70° в скальных. Минимальная ширина рабочей площадки определяется условиями размещения на ней экскаватора с емкостью ковша 5 м³ в торцовом забое, торцевой или тупиковой трассы разворота автосамосвалов, а также развала горной массы при короткозамедленном взрывании скважинных зарядов ВВ и составляет для скальных пород вскрыши и руды 20 м (Приложение В).

Минимальная ширина рабочей площадки:

B_min = B_Р + b₁ + L _ПР + b₂ + Б;

где B_Р - ширина развала горной массы;

b₁ и b₂ - бермы запаса (b₁ = 1 м; b₂= 2 м);

L _ПР - ширина однополосной проезжей части;

Б - ширина призмы возможного обрушения (Б = 2,5 м);

B_min =33+ 1 + 6 + 2 + 2,5 = 44,5 м.

При минимально-нормативных резервах готовой к выемке горной массы на 2,5 месяца работы карьера они должны поддерживаться в пределах:

во вскрышной зоне:

Р_в = (V_В /12) • 2,5 = (3000 /12) • 2,5 = 625 тыс м³;

в рудной зоне:

Р_д = (V_Р /12) • 2,5 = (109 /12) • 2,5 = 22,7 тыс м³;

На 3 год эксплуатации в работе 3 вскрышных и 1 добычной уступ. Активный фронт вскрышных работ Ф_В =820 м, добычных Ф_Д =360 м. Отсюда

минимально целесообразная полоса резерва запасов:

на вскрышных горизонтах:

Р_В = Р_в /(2 • h_У • Ф_В) = 625000 /(2 • 10 • 820) = 38 м;

в добычной зоне:

Р_Д = Р_д /(h_У • Ф_Д) = 22700 /(10 • 360) = 6,3 м;

Среднегодовая скорость углубки при сроке эксплуатации карьера Т_Р =21 год и его глубине Н_К =215 м.

У_СР = Н_К /Т_Р = 215 /21 = 10,2 м;

На расчетный 3 год средняя протяженность фронта уступа:

Ф_СР = (Ф_В + Ф_Д) /3 = (820 + 360) /3 = 393 м;

Скорость продвигания фронта работ:

V_Ф = Q_Э /(Ф_СР · h_У) = 195200 /(393 · 10) = 50 м.год.

2.6 Механизация горных работ

Механизация, необходима для ведения горных работ по добыче, вскрыше и на отвалах приведена в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Горно-транспортное оборудование необходимое на месторождении «Осеннее» для ведения горных работ

2.7 Подготовка горной массы к выемке

Полускальные, скальные породы вскрыши и руда по своим физико-механическим свойствам требуют буровзрывной подготовки к выемочно-погрузочным работам.

Проанализировав параметры буровзрывных работ, оценив технологию ведения данного технологического процесса, перспективным развитием буровзрывных работ на месторождении «Осеннее» на мой взгляд, является:

- применение высокопроизводительной буровой техники;

- полный переход на эмульсионные ВВ типа «Эмульсолит», исключающий применение тротилосодержащих ВВ;

- изменение параметров буровзрывных работ с целью повышения качества дробления горной массы для руды и породы на месторождении «Осеннее».

В настоящее время горнодобывающая промышленность России претерпевает определенные изменения. Наметилась тенденция приоритетного освоения небольших месторождений с коротким сроком возврата инвестиций, в ряде основных отраслей с наиболее дефицитным сырьем.

Первостепенное значение стало уделяться качеству добываемого сырья и селективным методам добычи, с уменьшенными выемочными параметрами добычных работ (высота уступа, ширина рабочей площадки, ширина буровой заходки и прочее).

В этих условиях возникает необходимость уменьшения параметров и единичной мощности добычного и бурового оборудования. Возрастают требования к его мобильности при сохранении высокой производительности, позволяющие иметь необходимый маневр техники при отработке нескольких участков одного месторождения с разными содержаниями полезного компонента, или последовательной отработки нескольких мелких месторождений или параллельной отработки сближенных участков одного месторождения.

Это дает возможность одним и тем же комплексом оборудования выполнять большой объем работ и минимальными средствами обеспечивать управление качеством поступающей на переработку руды. В то же время отечественная промышленность не в состоянии полностью удовлетворить потребность горнодобывающих предприятий в мобильном, высокопроизводительном буровом оборудовании, позволяющим бурить скважины уменьшенного диаметра (50 - 200 мм).

Приняв во внимание опыт использования буровых станков зарубежных фирм на горных предприятиях, считаю целесообразным применить буровой станок фирмы «Atlas Copco» ROC L8 (Швеция) с погружным пневмоударником. Который зарекомендовал себя как наиболее современный, надежный.

Рисунок 2.3 - Буровой станок Atlas Copco ROC L8

Технические характеристики станка приведены таблице 2.4.

Таблица 2.4. - Техническая характеристика бурового станка Atlas Copco ROC L8

Новое поколение станков Atlas Copco серии ROC выводит технологию бурения коренных пород на новый уровень качества. Станки серии ROC - это более низкая себестоимость бурения одного погонного метра скважины, ровные контуры скважин и дополнительная экономия затрат. Станки выпускаются в различных модификациях, идеально подходящих для бурения уступа, они более манёвренны и безопасны при проведении БВР.

Станок может осуществлять бурение под углами наклона к горизонту от 60 до 90 градусов, себестоимость бурения с его применением - в 1,6 раза ниже по сравнению с СБШ-250. Он компактный, аккуратный, весит всего 19 тонн (СБШ - 60 тонн), более мобильный, а следовательно производительность труда выше в два раза, независимый от ЛЭП, время затраченное на вспомогательные операции в два раза меньше. Удобный в работе - в кабине звукоизоляция (шумы не превышают допустимую норму), практически нет вибрации, кондиционер, мягкое кресло.

Данное оборудование является более предпочтительным, по сравнению со станками шарошечного бурения при в следующих случаях:

- при относительно небольших масштабах карьеров;

- при разработке сложноструктурных месторождений;

- при выемке маломощных рудных тел;

- при высокой ценности разрабатываемых руд;

- при строительстве внутрикарьерных и подъездных дорог;

- на вспомогательных и прочих работах (заоткоска уступов, дробление негабарита)

2.8 Выемочно-погрузочные работы

Выемочно-погрузочные работы осуществляются по транспортной системе отработки и цикличной технологии. Погрузка пород вскрыши осуществляется экскаваторами ЭКГ-5А с ковшом емкостью 5,2м³. Экскаваторами в карьере выполняются работы: погрузка горной массы в забое на автомобильный транспорт. Отгрузка руды производится экскаватором фирмы «Komatsu» РС-750 типа «обратная лопата» с ковшом емкостью 3,4м³.

Рисунок 2.4 - Экскаватор Komatsu PC-750

На месторождении «Осеннее» на 3 год отработки применяются 3 экскаватора с емкостью ковша 5,2м³ (ЭКГ-5А). Два экскаватора задействованы на вскрыше, один на добыче. В связи с увеличением объемов вскрышных пород в контуре карьера, в дальнейшем планируется ввести в эксплуатацию еще один экскаватор.

Распределение сменного времени работы экскаваторов на карьере:

-70% - непосредственно погрузочные работы в забое;

-30% - техобслуживание, технические перерывы, подготовительно-заключительные операции.

Организация экскаваторных работ:

1. Осмотр и техобслуживание экскаватора.

2. Установка в забое.

3. Подготовка забоя к работе (зачистка, уборка негабаритных кусков и т.д.)

4. Экскавация.

5. По окончании смены - отгон машины из забоя.

6. Сдача смены.

Цикл использования круглогодичный. Основной причиной потерь рабочего времени является износ погрузочной техники, (экскаваторам более 10 лет).

2.9 Отвалообразование

Складированию в отвалы подлежат грунты почвенно-растительного слоя, рыхлые, полускальные и скальные породы вскрыши, а также слабоминерализованные породы околорудной зоны. Все типы вскрышных пород, кроме скальных и полускальных, складируются в отдельные секции внешних отвалов. Скальные и полускальные породы вскрыши складируются в один отвал с выделением соответствующих зон. Внешние отвалы запроектированы исходя из условий выемки вскрышных пород и технологии складирования - бульдозерное, периферийное.

Контур карьера и применяемая на горных работах технология позволяет частично использовать его выработанное пространство под складирование вскрышных пород. Внутренние отвалы могут быть размещены в выработанном пространстве южной части карьера. Складирование пород вскрыши во внутренние отвалы будет осуществляться по мере отработки карьера и образования свободных площадей (Приложение А). На перевозке горной массы используются автосамосвалы БелАЗ-7548. На отвалах автосамосвалы разворачиваются и задним ходом подъезжают к месту разгрузки. На отвалах по всей протяженности бровки производится отсыпка породного вала высотой не менее 1.0 м. По всему фронту разгрузки отвал имеет уклон не менее 3°, направленный от бровки яруса.

Планировка верхней площадки отвала и устройство автодорог осуществляется бульдозером ТМ-25.01. (Чебоксарский тракторный завод)

Рисунок 2.5 - Бульдозер ТМ - 25.01

Углы откосов отвалов приняты на основании фактических данных и в соответствии с «Нормами технологического проектирования горнодобывающих предприятий металлургии с открытым способом разработки».-Л., 1991 г.

Для отвалообразования предусматриваются тяжёлые бульдозеры типа ТМ-25.01, Т-10.02. Расчёт инвентарного парка отвальных бульдозеров проведён в соответствии с «Нормами технического проектирования горнодобывающих предприятий металлургии с открытым способом разработки» - Л., 1991 г.

2.10 Карьерный транспорт

Транспортирование вскрыши и руды производится автосамосвалами БелАЗ-7548, 7555А. Технические характеристики автосамосвалов приведены в таблице 2.16

Таблица 2.16 - Технические характеристики автосамосвалов

Количество машин, используемых в карьере - 12 шт.

Транспортными коммуникациями в карьере являются капитальные и временные съезды; для доставки руды на дробильную установку крупного дробления - автодорога протяженностью от карьера 0.4 км. Ширина съездов 22 м; уклон i=0.080; радиус закругления-18 - 22 м.

Средняя дальность откатки: - для вывозки руды из забоя на дробильную установку-1.9 км. Скорость движения автосамосвалов с грузом 20 км/час, порожняком - 35 км/ч. Схема маневров автосамосвала в забое (петлевая и тупиковая) включает следующие позиции: заезд в забой, разворот самосвала и подача под погрузку задним ходом. После сигнала машиниста - остановка и погрузка. По окончании погрузки, после сигнала машиниста выезд из забоя.

Автотранспорт в карьере управляется горными мастерами, по наряду на смену. Связь осуществляется с помощью рации, имеющейся у каждого мастера и машиниста экскаватора.

Ремонты автосамосвалов бывают:

- плановые: ТО-1 и ТО-2 (техническое обслуживание);

- внеплановые - аварийные;

- капитальные.

Ремонт дорог заключается в их посыпке щебнем мелкой фракции и разравниванием поверхности дорог с помощью грейдера и бульдозера.

Причины вынужденного простоя транспорта: техобслуживание, ремонт, поломка экскаватора, неподготовленность забоя, переполнение бункера дробильной установки, несоответствие автодорог нормальному состоянию (гололед).

2.11 Промышленная безопасность. Охрана труда

Горные работы на карьере должны вестись с соблюдением действующих «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» - М., 2002 г.

Принятый результирующий угол откоса борта карьера обеспечивает его устойчивость в период эксплуатации.

Высота уступа не должна превышать при работе экскаватора максимальную высоту его черпания. Экскаватор должен размещаться на выровненном основании вне призмы обрушения уступа.

Автомобильные дороги в карьере и на поверхности должны отвечать требованиям СНиП 2.05.07-85.

В темное время суток рабочие зоны карьера должны быть освещены, кроме того, предусматривается круглогодичное дежурное освещение карьера.

Необходима организация контроля технических служб карьера за состоянием охраны труда.

Должны быть назначены ответственные за выполнение мероприятий по обеспечению:

- безопасности производства горных работ;

- эксплуатации электроустановок машин и механизмов;

- санитарно-гигиенических и противопожарных требований.

Обязательным является проведение медицинских освидетельствованный

и осмотров, анализ производственного травматизма и профзаболеваний на карьере за отчетный год. Выявление организационных и технических причин возможных несчастных случаев и разработка мер по их устранению.

Рабочие, поступающие на горное предприятие, должны пройти, с отрывом от производства, обучение основам техники безопасности. Каждый рабочий, после предварительного обучения основам техники безопасности, должен пройти обучение по профессиональной подготовке в объеме и в сроки, установленные программами и сдать экзамен. К управлению горными и транспортными машинами допускаются лица, прошедшие специальное обучение, сдавшие экзамены и получившие удостоверение на право управления соответствующей машиной. Машинисты и помощники машинистов горных и транспортных машин, управление которыми связано с оперативным включением и отключением электроустановок, должны иметь квалификационную группу по электробезопасности: при напряжении до 1000 В машинисты - не ниже III, помощники машинистов - не ниже II; при напряжении выше 1000 В машинисты - не ниже IV, помощники машинистов - не ниже III группы.

Проверка знаний безопасных методов работы машинистами и помощниками машинистов горных и транспортных машин должна производиться ежегодно комиссиями, назначаемыми предприятием. К техническому руководству горными работами допускаются лица, имеющие высшее или среднетехническое образование, которое дает право ответственного ведения горных работ.

Важно установить опасные зоны ведения горных работ при работе машин, механизмов и агрегатов, а также оборудовать их предупредительными знаками и сигналами. Проводить профилактические испытания и осмотр машин, механизмов, электрооборудования, предохранительных и защитных устройств в установленном порядке, с фиксированием их состояния в специальных журналах.

В рабочей зоне карьера должен проводиться контроль за состоянием атмосферного воздуха, так как предприятие относится к третьей категории опасности. Выбросы, согласно ОНД-90, достаточно контролировать один раз в два-три года.

Должны проводиться мероприятия по устранению вредного влияния газов, высоких и низких температур на обслуживающий персонал. Необходимо обеспечить трудящихся средствами индивидуальной защиты и спецодеждой (каски, противошумовые наушники, диэлектрические перчатки, рукавицы, виброизолирующая обувь и т.п.).

Рабочими местами являются места по управлению и обслуживанию технологического оборудования и вспомогательных машин и механизмов. Предельные уровни шума и вибрации на рабочих местах должны соответствовать действующим санитарно-гигиеническим нормам:

- СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки»;

- СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука. Предельно допустимый уровень звука и эквивалентный уровень звука на рабочих местах средней степени напряженности и средней тяжести трудовой деятельности составляет 70Дб.

Предельно допустимые величины нормируемых параметров вибрации рабочих мест при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 час) для общей вибрации категории 1 - транспортная вибрация (карьерные автосамосвалы БелАЗ-7555А; седельные тягачи КамАЗ-6460 с полуприцепами НефАЗ-9509; забоечная машина МЗ-3; бульдозеры ТМ-25.01, БелАЗ-7548 и Т-10.02; автотранспортное оборудование для хозяйственных нужд) - составляют:

- эквивалентный уровень виброускорения по оси Zo - не более 115Д6, по осям Хо, Yo - не более 112Д6;

- эквивалентный уровень виброскорости по оси Zo - не более 107Д6, по осям Хо, Yo - не более 116Д6.

Для общей вибрации категории 2 - транспортно-технологическая вибрация (экскаваторы ЭКГ-5А и «Komatsu»; одноковшовый погрузчик Dresser R-560) - предельно допустимые величины нормируемых параметров вибрации рабочих мест при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 час) составляют:

- эквивалентный уровень виброускорения по осям Zo, Хо, Yo - не более 109Д6;

- эквивалентный уровень виброскорости по осям Zo, Хо, Yo - не более 101 Дб.

Для общей вибрации категории 3, тип а - технологическая вибрация (буровой станок СБШ-250МН; три насосных агрегата карьерного водоотлива с насосами - ЦНСК А60-264; комплекс дробления руды с щековой дробилкой ЩДП9х12; насосные установки системы водоснабжения и канализации; однотрансформаторная подстанции 35/6кВ; передвижные трансформаторные подстанции типа ПСКТП-Л и стационарные КТП), предельно допустимые величины нормируемых параметров вибрации рабочих мест при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 час) составляют:

- эквивалентный уровень виброускорения по осям Zo, Xo, Yo - не более 100Д6;

- эквивалентный уровень виброскорости по осям Zo, Xo, Yo - не более 92Д6.

Все используемое технологическое оборудование отечественного серийного производства и соответственно сертифицировано по санитарно-гигиеническим требованиям. Оборудование должно быть технически исправным в соответствии с требованиями СНиП по уровню шума и вибрации. Основное горно-транспортное оборудование стандартно оснащено устройствами, обеспечивающими требования промышленной санитарии:

- экскаватор ЭКГ-5А - кабина машиниста с тепло- и звукоизоляцией, кресло с виброизоляцией. Кроме того, предусмотрены вентилятор и электрические печки;

- буровой станок СБШ-250МН - кабина оборудована виброзащищенным креслом, кондиционером и обогревателем;

- бульдозер - кабина машиниста установлена на виброизолирующей платформе, имеющая подрессоренное сиденье;

- автосамосвалы БелАЗ-7555 - кабина водителя вибро-, термо- и шумоизолированная, сиденье - пневмоподрессоренное с гидравлическим амортизатором.

В условиях повышенного уровня шума и вибрации предусмотрены мероприятия по их снижению. Производятся замеры на рабочем месте на соответствие паспортным данным оборудования (по шуму) и предельно-допустимого уровня воздействия (по вибрации и шуму).

Рабочие, занятые на бульдозерных и буровых работах, разделке негабарита, обеспечиваются индивидуальными средствами защиты - противошумовыми наушниками. При производстве массового взрыва в карьере, предусмотрен вывод всего персонала, обслуживающего горнотранспортное оборудование, за пределы сейсмоопасной зоны.

Для оборудования, генерирующего вибрацию - дробильная установка, используется комплекс строительных, технологических и санитарно-гигиенических мероприятий, обеспечивающих снижение вибрации до допустимых норм (п. 58 «ЕПБ при дроблении, сортировке, обогащении полезных ископаемых и окусковании руд и концентратов»). Дробильная установка смонтирована на открытой площадке. Вибрация поглощается фундаментом. Машинист дробилки (оператор) во время работы находится в застекленной будке, поглощающей шум. Вблизи работающей дробилки рабочих мест нет.

Для обогрева рабочих и приема пищи предусматриваются типовые модули, оборудованные средствами связи.

Мероприятия по технике безопасности и охране труда

Работы по рекультивации нарушенных земель должны вестись с соблюдением действующих «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом».

Поверхность отвалов должна быть спланирована таким образом, чтобы уклон не менее 3% и имел направление противоположное фронту разгрузки. Кроме того, необходимо создавать предохранительный вал, высотой не менее 1 м, предотвращающий падение транспортных средств под откос.

В процессе заоткоски бортов отвалов необходимо осуществлять постоянный контроль за их устойчивостью.

Безопасность производственного оборудования - свойство производственного оборудования сохранять соответствие требованиям безопасности труда при выполнении заданных функций в условиях, установленных нормативно-технической документацией.

Основные требования безопасности:

* производственное оборудование должно быть безопасным в течение всего срока службы: при монтаже (в необходимых случаях - демонтаже), эксплуатации, ремонте, транспортировании и хранении, при использовании отдельно или в составе комплексов или технологических систем;

* производственное оборудование не должно загрязнять (выбросами вредных веществ и пыли, шумом и вибрацией, вредными излучениями) про- изводственную среду выше установленных норм;

* безопасность оборудования должна обеспечиваться выбором принципов действия, конструктивных схем, безопасных элементов конструкций и т.п., а также применением в конструкции средств механизации, автоматизации и дистанционного управления;

* рабочие места, органы управления и средства отображения информации должны соответствовать эргономическим требованиям:

* оборудование должно оснащаться устройствами безопасности, сигнализации и другими необходимыми средствами защиты;

* производственное оборудование должно быть пожаро- и взрывобезопасным; требования безопасности должны отражаться в технической документации.

Предупреждение аварийных ситуаций

В соответствии с «Методическими указаниями по проведению анализа риска опасных промышленных объектов», утвержденными Постановлением Госгортехнадзора России №29 от 12 июля 1996 г., для оценки риска возникновения аварийной ситуации проведена идентификация угроз на основе анализа опасностей и работоспособности. Выбор данного метода анализа основывается на особенностях проектируемого производства:

- относительная простота технологического процесса и невысокий класс ответственности;

- наличие многолетнего безаварийного опыта работы исполнителя работ;

- слабая зависимость от воздействий природного и техногенного характера (рудник расположен в зоне, где не ожидается значительных приращений силы сейсмического воздействия);

- одновременное наличие действующего и строящегося участков работ аналогичной технологии производства;

- влияние на безопасность, как неполадок оборудования и ошибок обслуживающего персонала, так и физического состояния сооружений обеспечивающих эксплуатационную безопасность.

В технологическом процессе эксплуатации месторождения выделяется пять точек возможного возникновения чрезвычайных ситуаций:

1. взрывные работы на карьере;

2. горные работы в карьере;

3. карьерный водоотлив;

4. насосная станция очистных сооружений сточных вод рудника;

5.гидротехнические сооружения очистки сточных вод рудника; Технологически они связаны в последовательную единую цепь и чрезвычайная ситуация на одном из них может быть причиной возникновения чрезвычайной или аварийной ситуации на следующем или предыдущем объекте. Причинами возникновения чрезвычайных ситуаций, могущих вызвать аварию, являются:

- неопределенность горно-геологической информации (в точке 2);

- несоблюдение технологии производства (в точках 1 и 2);

- отказ в работе оборудования (средства взрывания и вспомогательное оборудование в точке 1; насосные агрегаты в точках 3 и 4),

- разрушение сооружений (ограждающие дамбы в точке 5).

Неопределенность горно-геологической информации

Горно-технические условия определяют основные параметры ведения горных работ. Определяющим показателем горно-технических условий является устойчивость горных пород.

Открытые горные работы запроектированы на основе «Отчета о научно-исследовательской работе «Обоснование максимальных параметров устойчивых бортов карьера месторождения «Осеннее», оценка устойчивости пород в которой была проведена на основе данных детальной разведки. Результаты научно-исследовательских работ позволяют запроектировать карьер с нормативными коэффициентами устойчивости его борта. Однако, неопределенность горно-геологической информации требует наблюдения за состоянием горных работ в процессе эксплуатации месторождения. Для этого используется маркшейдерская служба рудника.

Постоянное маркшейдерское инструментальное наблюдение за состоянием бортов карьера позволяет своевременно обнаружить негативные изменения в нем и скорректировать технические решения по открытым горным работам. Данные мероприятия сведут к минимуму риск возникновения аварийной ситуации в связи с устойчивостью горных выработок.

Несоблюдение технологии производства

Несоблюдение технологии производства может привести к аварийной ситуации различной сложности на любом этапе производственного процесса. Для предотвращения таких аварийных ситуаций необходима производственная дисциплина, обеспечиваемая:

- наличием специально обученного производственного персонала;

- организацией инженерно-технического инструктажа и контроля;

- соблюдением требований правил безопасности на буро-взрывных, выемочно-погрузочных, транспортных работах, при эксплуатации электрооборудования;

- ведением горных работ по «Годовым планам», составленным в соответствии с проектными решениями и согласованным с органом Ростехнадзора РФ.

Соблюдение вышеперечисленных организационных мероприятий исключит возникновение аварийных ситуаций из-за несоблюдения технологии производства.

Отказ в работе оборудования

Отказ в работе оборудования может произойти вследствие:

- некачественного изготовления и монтажа оборудования. В качестве профилактических мероприятий по предотвращению выхода из строя оборудования после монтажа или капитального ремонта выполняются технические испытания, по результатам которых оно принимается в эксплуатацию;

- неудовлетворительного технического состояния оборудования. В качестве профилактических мероприятий по предотвращению выхода из строя оборудования выполняются его техническое обслуживание и текущий ремонт в соответствии с графиком работ;

- ошибок обслуживающего персонала. В качестве профилактических мероприятий по предотвращению выхода из строя оборудования его эксплуатация ведется в соответствии с техническим паспортом, правилами безопасности и инструкциями по эксплуатации. Обслуживающий персонал проходит предварительную подготовку в учебно-курсовом комбинате рудника и периодические инструктаж и проверки на знание техники безопасности.

За соблюдение технологической и трудовой дисциплины отвечает руководство рудника:

- несанкционированных и противоправных действий. В качестве профилактических мероприятий по предотвращению выхода из строя оборудования район ограничен охранной зоной, в пределах которой не допускается ведение работ или присутствие людей, не связанных с эксплуатацией. Граница обозначена на натуре знаками и находится под наблюдением.

Аварийную ситуацию на руднике может создать выход из строя сооружений карьерного водоотлива (насосная станция) и электроснабжения. В качестве основного мероприятия по предотвращению возникновения такой ситуации предусматривается наличие на руднике резервного оборудования - два резервных насоса карьерного водоотлива ЦНСК А60-264 и две дизельных электростанции мощностью 200кВт.

Таким образом, обеспечение эксплуатации месторождения с соблюдением проектных решение, требований правил безопасности при эксплуатации опасных производственных решений сведет к приемлемому минимуму вероятность возникновения аварийных ситуаций. Предусмотренные мероприятия обеспечат данный минимум и эффективную ликвидацию последствий аварийных ситуаций.

Перечень основной документации по охране труда на предприятии

- Единые правила безопасности при разработке месторождении полезных ископаемых открытым способом;

- Единые правила безопасности при дроблении, сортировке, обогащении полезных ископаемых и опускании руд и концентратов;

- Система управления промышленной безопасностью и охраной труда;

- Положении о декларировании безопасности гидротехнических сооружении;

- Инструкции для всех профессии и видов деятельности, журналы проверки изоляции, план ликвидации аварии и др.

Профессиональная подготовка и квалификация работника должны соответствовать выполняемой работе и подтверждаться документами. Профессиональная подготовка рабочих проводится:

- в специальных учебных заведениях (профессионально-технических училищах);

- непосредственно на предприятии (отделом подготовки кадров или технического обучения в учебно-курсовых комбинатах или учебных пунктах).

Профессиональная подготовка проводиться в соответствии с утвержденными программами.

Перечень работ и профессий, по которым проходит обучение, а также порядок, форму, периодичность обучения устанавливают с учетом отраслевой нормативно-технической документации руководители предприятий.

Техника безопасности при проведении маркшейдерских работ

Работа горнорабочего на маркшейдерских работах ОР сопровождается наличием вредных и опасных производственных факторов:

- движущиеся машины и механизмы;

- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

- пониженная или повышенная температура воздуха рабочей зоны

- повышенная или пониженная влажность воздуха;

- повышенная или пониженная подвижность воздуха.

Требования охраны труда перед началом работы

Получить письменное наряд-задание и распишитесь в журнале выдачи нарядов. Получить инструктаж по охране труда и исчерпывающую информацию о фактическом состоянии рабочего места. Одеть положенную согласно норм спецодежду. Проверить исправность средств индивидуальной защиты. Согласовать место работы и свои действия с персоналом, обслуживающим оборудование, вблизи которого намечена работа. Проверить исправность инструмента (рейки, штатива) и приспособлений. Убедиться в наличии и исправности ограждения бермы и отсутствии на ее краю осыпи и кусков породы. Осмотреть уступ и убедиться в отсутствии отслоений горной массы. В случае обнаружения признаков сдвижения пород работы прекратить и доложить об этом лицу технического надзора. Убедиться, что на верхнем уступе не ведутся работы ближе 10 м по горизонтали от места намечаемой работы. При наличии на рабочем месте взрывных скважин с устьем диаметром более 250 мм. убедитесь что все они перекрыты. Не приступать к работе, если условия труда не соответствуют требованиям по охране труда или другим требованиям, регламентирующим безопасное производство работ, а также без инструктажа по охране труда при временном переводе на другую работу.

Требования охраны труда во время работы горнорабочего (замерщика) на маркшейдерских работах

Выполняйте только порученную Вам маркшейдером работу. Используйте только исправный инструмент и приспособления. При съемке нижней бровки забоя становитесь так, чтобы постоянно в поле зрения находился и откос забоя, и маркшейдер, сигналы которого выполняйте незамедлительно. При съемке верхней бровки уступа будьте особо осторожны, т.к. возможны резкие порывы ветра. Не подходите к бровке уступа ближе 1 метра. Не отвлекайтесь от работы посторонними разговорами, внимательно относитесь к личной безопасности и безопасности рядом работающих. Съемку забоя, в котором работает экскаватор, производите только после личного разрешения машиниста, после остановки экскаватора, опускания ковша на грунт и приведения забоя в безопасное состояние. При работе на отвале находиться с левой стороны самосвала на расстоянии не менее 5 метров от него, в зоне видимости водителя. При неисправности инструмента, прекратите работу и устраните неисправность собственными силами. При невозможности устранения собственными силами сообщите лицу технического надзора. При транспортировке вручную инструментов и других предметов, соблюдайте нормы по подъему и перемещению грузов «Инструкции по охране труда для трудящихся ОАО «Гайский горно-обогатительный комбинат» №1-03. При обнаружении в забое невзорвавшихся взрывных материалов прекратите работу и сообщите об этом лицу технического надзора. Будьте внимательны к предупредительным надписям и звуковым сигналам в карьере, знайте способы и назначение сигналов, выполняйте их требования.

Звуковые сигналы экскаватора:

- 2 коротких гудка - разрешение на подъезд автосамосвала под погрузку;

- 1 короткий - стоп;

- 3 коротких - начало погрузки;

- 1 длинный - окончание погрузки и отъезд автосамосвала.

Сигналы при взрывных работах:

Сигналы подаваемые при помощи сирены (в ее отсутствии - свистка)

- первый сигнал (продолжительный гудок сирены) - предупредительный. По этому сигналу все трудящиеся, не связанные непосредственно с производством взрыва, удаляются за пределы запретной зоны.

- второй сигнал (два продолжительных гудка сирены) - боевой. По окончании второго сигнала взрывники удаляются в укрытие из которого осуществляют подачу электрического тока во взрывную сеть.

- третий сигнал (три коротких гудка сирены) - отбой, означает окончание взрывных работ и производится осмотр места взрыва.

Визуальные сигналы при взрывных работах:

- красными флажками обозначается граница запретной зоны участка взрывных работ, которая устанавливается на расстоянии 20 метров от крайних зарядов на все время ведения взрывных работ, также на границах опасной зоны выставляются посты охраны.

Знайте, что переходить автомобильную дорогу перед движущимся транспортом разрешается по кратчайшему пути, но не менее чем за 50 метров до него. При необходимости остановки автомобиля, встаньте в стороне от проезжей части дороги и поднимите руку за 30-50 метров до приближающегося автомобиля.

Запрещается:

- работать неисправным инструментом;

- работать вблизи работающего оборудования;

- при работе вдвоем - работать друг над другом по высоте;

- находиться в радиусе действия работающего экскаватора и бульдозера (радиус действия экскаватора 15 м, бульдозера 3 м);

- заходить на горно-транспортное оборудование;

- располагаться под уступами и вблизи автодорог при обработке съемки и маркшейдерской документации;

- отдыхать под уступом, на верхней бровке, вблизи автомобильных дорог, линий электропередач, подключательных пунктов;

- проводить работы под линиями электропередач, около кабелей и подключательных пунктов;

- съемка забоя в туман, снегопад, гололед, дождь, сильный ветер;

- пить техническую воду и воду из открытых источников;

- производить замеры в скважинах, выделяющих газы;

- заходить за ограждения опасных зон в карьере (заряжаемый блок, оползень и т.д.);

2.12 Расчет ожидаемого экономического эффекта

Таблица 2.17 - Исходные данные

Таблица 2.18 - Расчет товарной продукции

Расчет затрат

2) Расходы по условно-переменным затратам по вскрыше:

Материалы 16.996

энергетические расходы 1.892

ФОТ 2.594

ЕСН 0.848

Транспорт 46.74

Итого усл-перем. расх. по вскрыше, руб. 69.07

Тоже на объем, руб. 67 008 809

3) Расходы по условно-переменным затратам по добыче:

Материалы 5.237

энергетические расходы 0.709

ФОТ 3.354

ЕСН 1.097

Транспорт 12.77

амортизация по тонной ставке 51.63

НДПИ 70.845

Итого усл-перем. расх. по добыче руды, руб. 145.638

Тоже на объем, руб. 67 571 226

4) Расходы по подвозке руды до пункта погрузки, погрузка в вагоны, ЖДТ, доставка руды от станции Гай до обогатительной фабрики:

по данным ТПФП на 2008 год на 1т руды приходится 322,92

на весь объём перевезённой руды, руб.: 149 824 224

5) Расходы по переработке руды на обогатительной фабрике:

Себестоимость переработки 1 тонны руды 242,13

на весь объём переработанной руды, руб.: 112 340 330

6) Услуги завода-переработчика (переработка драгое до чистоты):

по расчету на 1 т руды 14,14

на объём, руб.: 6 562 349

Итого затрат на добычу и переработку руб.: 403 306 938

7) Внепроизводственные расходы:

услуги ЖДЦ и комиссион. возн. руб. 8 551 019

Всего затрат руб. 411 857 957

Прибыль, руб. 232 887 125

Налог на прибыль (24%), руб. 55 892 910

Экономический эффект руб. 176 994 215

3. Маркшейдерское обеспечение строительства карьера «Осенний» в связи с отработкой законтурных запасов

Различают следующие этапы открытой разработки месторождений: подготовку карьерного поля к отработке, осушение карьерного поля, строительство карьера, эксплуатацию месторождения.

В период подготовки карьерного поля маркшейдерская служба производит комплекс съемочных работ, на основании которых проектной организацией составляются: генеральный план поверхности карьерного поля, проекты пром - площадки, комплекса сооружений и зданий, а также вскрытия и разработки месторождений.

При осушении карьерного поля маркшейдерская служба осуществляет перенос с проекта в натуру геометрических элементов дренажных выработок, задает направления этим выработкам, производит их съемку и составляет соответствующую графическую документацию.

При строительстве карьера маркшейдер осуществляет контроль за соблюдением геометрических параметров зданий, сооружений и капитальных горных выработок, предусмотренных проектом.

При эксплуатации месторождения маркшейдер решает следующие задачи:

· создает сети опорных пунктов и съемочного обоснования;

· производит съемки всего карьера и составляет необходимую графическую документацию;

· осуществляет периодическую (пополнительную) съемку участков карьера, где за отчетный период проводились горные работы, и пополняет маркшейдерскую графическую документацию;

· производит съемку и документацию отвалов;

· участвует в составлении различных структурных и качественных горно-геометрических графиков;

· обеспечивает производство буровзрывных работ;

· производит работы при проведении траншей и разбивке транспортных путей, а также-обеспечивает работу отвальных мостов, роторных и шагающих экскаваторов и т.д.;

· осуществляет контроль за полнотой выемки, а также ведет учет потерь и разубоживания полезного ископаемого;

· определяет объем выемки горной массы и осуществляет контроль за оперативным учетом добычных и вскрышных работ;

· производит наблюдения за устойчивостью бортов карьера и откосов отвалов, а также осуществляет контроль за правильным и безопасным ведением горных работ;

· участвует в составлении текущих и перспективных планов горных работ и т.д.

Геологическая документация открытых разработок обычно осуществляется параллельно с маркшейдерскими съемками.

Геометрической основой для составления геологической документации является маркшейдерская графическая документация.

3.1 Обоснование целесообразности отработки законтурных запасов месторождения

Осеннее медноколчеданное месторождение по особенностям геологического строения и характеру распределения полезных компонентов отнесено к третьей группе. На месторождении, начиная от поисковых работ до окончания детальной разведки, пробурено 565 скважин средней глубиной 195 м.

Главные рудные тела месторождения разведаны по сети 31Ч50 - 31Ч25 м, на наиболее сложных участках произведено сгущение сети до 50x10-15, 25Ч25 м. В целом месторождение изучено с достаточной детальностью, дающей возможность вести проектирование горнорудного предприятия

Подсчет запасов

Подсчет запасов по Левобережному месторождению выполнен методом параллельных вертикальных сечений. Этот метод соответствует методике разведки месторождения (наклонными скважинами) и дает возможность наиболее полного учета и отображения геологических особенностей месторождения, его структуры, морфологии рудных тел, характера минерализации, распределения типов и сортов руд.

Графической основой для подсчета запасов являлись поперечные разрезы, погоризонтные планы и вертикальные проекции рудных тел (схемы подсчета запасов) масштаба 1:1000. Все графические материалы составлены на инструментальной основе, скважины на них вынесены в соответствии с их координатами, привязанными к соответствующей опорной сети, оси скважин наносились в соответствии с вычисленными пространственными координатами отдельных ее точек.

После отстройки топоосновы графических материалов на оси скважин выносились рудные интервалы, выделенные по данным химических анализов, которые увязывались в рудные тела на разрезах, планах горизонтов и схемах подсчета. Таким образом, рудные тела увязывались на графике в трех взаимно перпендикулярных сечениях.

Оконтуривание рудных тел

Оконтуривание рудных тел производилось согласно принятым кондициям с выделением на разрезах и планах горизонтов сплошных и вкрапленных медных и медно-цинковых руд. На подсчетных разрезах внутри отстроенных контуров рудных тел по рейке опробования показано размещение природных типов и сортов руд.

Построение контуров рудных тел между рудной и без рудной (оконтуривающей) скважинами производилось с учетом естественного угла выклинивания. При значительной мощности рудного тела контур последнего проводился до середины между скважинами. При отсутствии оконтуривающей скважины контур рудного тела экстраполировался от рудной скважины на расстояние, равном расстоянию между разведочными выработками, принятому для разведки данной категории запасов, в случае значительной мощности рудного пересечения и, половины расстояния в случае его малой мощности. При выклинивании на мощность менее кондиционной (2 м) подсчетный контур обрезался на двухметровую мощность.

Измерение площадей сечений на подсчетных разрезах производилось при помощи планиметра. Каждая площадь измерялась трижды. За окончательный результат принималась средняя величина отсчета, по которой и вычислялась площадь сечения.

Блокировка и вычисление объемов блоков

Блокировка производилась отдельно по каждому рудному телу. Нумерация блоков принята с запада на восток в возрастающем порядке.

Блоки отстраивались, как правило, с опорой на два разреза, за исключением краевых блоков, которые опираются на одно сечение. Количество блоков и их расположение по каждому рудному телу показано на схемах подсчета запасов, выполненных в проекции на вертикальную плоскость. На проекции вынесены все рудные пересечения, участвующие в подсчете запасов, с указанием номера скважины, мощности рудного тела по пересечению и выхода керна.

Контуры рудных тел на подсчетных разрезах и блоки на схемах подсчета запасов показаны, в зависимости от категории запасов, различным цветом:

- категория С1 - зеленым

- категория С2 - оранжевым

Выбор формулы для подсчета объема блока определялся формой блока и соотношением величин площадей сечений, ограничивающих блок. При подсчете объемов блоков применялись следующие формулы:

1. - блок опирается на два сечения, площади которых отличаются друг от друга менее чем на 40%

2. - блок опирается на два сечения, площади которых отличаются друг от друга на 40% и более

3. - блок опирается на одно сечение, и выклинивается на точку

4. - блок опирается на одно сечение, и выклинивается на линию

где: V - объем блока

S1 и S2 - площади сечений

L - расстояние между сечениями (длина блока)

Объемы сортов руд внутри блока определялись статистически по проекционному соотношению мощностей сортов руд и общего объема блока.

Оценка объемов вскрышных работ

Подсчет горной массы по карьеру «Осенний» проводился при помощи компьютера в программе Micromine.

Проект карьера на бумажном носителе был отсканирован и откалиброван в программе EasyTrace, с последующей привязкой к координатной сетки. Так же, в программе EasyTrace были от цифрованы по координатам X, Y, Z предельные контура верхних и нижних бровок карьера и капитальных съездов.

После отцифровки в EasyTrace карьер экспортируется в Micromine, где строится трехмерная модель карьера по принципу соединения ближайших точек в треугольники.

Рисунок 3.1 - Карьер «Осенний» в трехмерной проекции

Дневная поверхность карьера была построена на основании тахеометрической съемки. В программе Micromine дневная поверхность строится также соединением ближайших точек в треугольник.

При пересечении двух поверхностей программа Micromine считает объем с точностью до 0.1 м³. Задавая определенную отметку, можно подсчитать по горизонтам. Результаты расчетов выводятся ввиде таблицы.

Таблица 3.1 - Сравнительная таблица эксплуатационных запасов руды и объемов вскрыши карьера «Осенний» по проекту «Урал механобр-Инжиниринг» и скорректированному проекту

Рудные тела отстраиваются в программе Micromine по разведывательным скважинам. Получив трехмерную модель рудных тел можно также подсчитать объем с точностью 0.01 м³.

Разница между объемом горной массы и объемом рудных тел - это объем вскрыши.

Объемный вес руды с учетом потерь и разубоживания составил по данным геологии 3.67.

Общий коэффициент вскрыши по проекту «Уралмеханобр- Инжиниринг» составил 6.72

Общий коэффициент вскрыши по скорректированному проекту составил 6.44

3.2 Опорно-съемочное обоснование

Работа на месторождении «Осеннее» по определению координат пунктов опорной межевой сети выполнялась с 09 октября по 19 октября 2003 года, согласно требованиям разработанных Швейцарской фирмой Leica и РТМ В-01-95.

Координаты пунктов ОМЗ вычислены в Местной системе координат и в Балтийской системе высот. Измерения производились спутниковой геодезической аппаратурой «WILD GPS system 200». Данная аппаратура прошла все испытания и рекомендована Федеральной службой геодезии и картографии России для проведения геодезических работ в местных условиях.

В качестве исходных пунктов для построения маркшейдерской опорной геодезической сети служат пункты государственной геодезической сети, координаты которых были пересчитаны в условную систему координат. Ближайшие сохранившиеся пункты к месторождению «Осеннее» пирамида 52, пирамида 51, которые относятся к государственной геодезической сети IV класса. Исходные координаты пирамид приведены в таблице 3.2.

Данные исходные пункты выбраны так, чтобы все определяемые пункты находились внутри созданной локальной сети и были связаны с базовой референсной станцией. При работе использовался режим Statik, с записью информации через каждые 15 сек. Это позволяет определять координаты точек с точностью 5 мм + 1 мм на 1 км расстояния от расположения REF-станции.

Таблица 3.2 - Координаты пунктов государственной геодезической сети

Для перевода полученных координат из системы WGS-84 в местную производилось трансформирование координат по программе Datum Map входящей в состав пакета программ SKI.

Оценкой точности полученных измерений служит разность между определением положения исходных пунктов триангуляции спутниковой системой и данными из каталога.

Всего были определены координаты 8 пунктов опорной маркшейдерской сети.

Таблица 3.3 - Координаты опорной маркшейдерской сети 1 разряда.

Рисунок 3.2 - Схема Опорно-съемочного обоснования

В течении развития горных работ опорно-съемочные сети сгущают в полигонометрические сети 2 разряда.

Данная работа была выполнена электронным тахеометром 3ТА5Р2. Углы измерялись двумя приемами. Средняя квадратическая погрешность измерения угла по невязкам треугольников не превысила ±10». Полигонометрический ход вычислен с помощью программы Excel.

Пример вычисления одного из замкнутых теодолитных ходов приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Вычисление замкнутого теодолитного хода

На основе пунктов опорной сети маркшейдер карьера определяет пункты съемочного обоснования, с которых непосредственно выполняются съемка и другие работы. Средняя погрешность планового - положения пунктов съемочной сети относительно ближайших пунктов опорной сети не должна превышать ±0,2 м, а погрешность отметки не должна быть более ±0,1 м.

На уступах расстояние между пунктами съемочной сети, например при тахеометрической съемке, не должно превышать 300 - 400 м. При тахеометрической съемке электронными тахеометрами съемочная сеть более редкая, а в некоторых случаях бывает достаточно пунктов опорной сети.

Пункты съемочной сети закрепляют постоянными или временными центрами. Постоянный центр представляет собой металлический штырь или трубу, забитые в грунт и забетонированные в верхней части. Временный центр состоит из стержня, забитого в грунт или расщелину при скальных породах.

Применение обратной засечки позволяет до минимума сократить полевые работы. Однако ее использование должно быть обосновано расчетами точности.

Необходимые для предрасчета величины определяются с плана горных работ. Из вариантов обратной засечки выбирают два таких, у которых величина линейной погрешности положения пункта имеют наименьшее значение. Следует иметь в виду, что точность обратной засечки зависит от погрешностей исходных пунктов.

Вариант обратной геодезической задачи, которая применяется в открытом руднике ОАО «Гайский ГОК», приведен в таблице 3.5 и вычисляется с помощью таблицы Excele.

Уравнивается обратная геодезическая задача параметрическим способом. Вычисление съемочных сетей выполняются с использованием ЭВМ, что сокращает затраты труда на камерные работы, а также позволяет в конкретных случаях использовать самые гибкие геодезические построения, не останавливаясь перед вычислительными трудностями.

3.3 Вынос проекта в натуру

Строительство или реконструкция карьера производится на основе проекта, разрабатываемого специальными проектными организациями. При составлении технического проекта нового карьера или при реконструкции с прирезкой более 25% исходных балансовых запасов производится оформление горного и земельного отводов.

Проект включает в себя расчетно-пояснительную записку и комплект чертежей, содержащих рабочие чертежи горнокапитальных выработок. В проект входят: геологический отчет с подсчетом запасов и геологической графической документацией, отчет топографогеодезических работах, включающий крупномасштабные планы, схему опорной и съемочной сетей, каталог координат пунктов и др.

Задачей маркшейдера при проведении строительства карьера является обозначение на местности кольями через 10-20 м линии нулевых работ, т.е. пересечения проектного положения почвы забоя с земной поверхностью. Для этого по проектным координатам начала забоя выносят от пунктов маркшейдерской сети начальную точку оси трассы. От точек нулевых работ по проектному горизонтальному заложению ширины траншеи отмеряют с учетом поправки за наклон расстояния до точек верхней бровки и закрепляют их пикетами.

Вынос в натуру осуществляется как оптическими приборами так и электронными тахеометрами. При использовании электронных тахеометров выноска осуществляется с любой точки опорно-съемочного обоснования, а оптическим теодолитом используется именно та точка с которой была зарядка выноски.

Выноску отрезной щели выполняют только с точки которая была засечена обратной засечкой, либо прямой геодезической задачей, но из двух пунктов.

С использованием электронных тахеометров вынос проектных контуров в натуру производится с любой удобной точки в карьере. Перед выездом на объект достаточно снять прямоугольные координаты с плана, записать в таблицу и импортировать в тахеометр или с помощью компьютера и специализированной программы, например Micromine, импортировать в таблицу контур карьера. Контур карьера в Micromine состоит из стрингов, стринги состоят из вершин (точек), у каждой точки есть координаты.

На месте выноски в карьере нужно ввести в прибор координаты точки стояния и дирекционный угол или координаты точки наведения, с визироваться на точку наведения и начать выноску.

3.4 Буровзрывные работы

Существующая в нашей стране технология проектирования буровзрывных работ (БВР) на карьерах характеризуется большой трудоемкостью и низкой производительностью. К этому следует добавить, что процесс проектирования БВР на карьерах предваряется и сопровождается на всех его этапах геолого-маркшейдерским обеспечением, включающим как полевые, так и камеральные работы, а само проектирование переплетается с поэтапной реализацией проекта и его корректировкой, что требует четкого организационного и информационного взаимодействия всех участников этого процесса (геологов, маркшейдеров, буровиков и взрывников).

Единственный путь коренного улучшения положения дел в рассматриваемой области горного производства - компьютеризация геолого-маркшейдерского обеспечения и проектирования БВР на карьерах. Однако из-за их дороговизны и ряда других обстоятельств (нерусифицированность программного обеспечения, трудность освоения, различие в технологии проведения буровзрывных работ на карьерах и др.). Единичные попытки автоматизации всего цикла проектирования БВР на отечественных карьерах пока не вышли за рамки концептуальных соображений или сугубо предварительных разработок. Поэтому разработка программного обеспечения и компьютерной технологии проектирования буровзрывных работ в реальном режиме времени и со всеми его составляющими (ведение и актуализация геолого-маркшейдерской графики, решение маркшейдерских задач, размещение взрывных скважин на блоке с учетом категории взрываемости пород, диаметра и конструкции заряда, расчет параметров взрывания, подготовка текстового файла с номерами и координатами взрывных скважин для ввода данных эксплуатационного опробования) является актуальной задачей.

В общей схеме геолого-маркшейдерского обеспечения и проектирования БВР на карьерах с применением компьютерных технологий (в автоматическом режиме или интерактивно), осуществляется два вида (этапа) работ (формирование проекта бурения и проектирование взрыва блока), разделенные во времени рядом чисто производственных процедур (разбивка в натуре сетки скважин, их бурение, маркшейдерская съемка пробуренных скважин и т.п.). Технология проектирования практически безбумажная. Только выходные документы (планы блока) к проектам бурения и взрыва, таблицы корректировочного и технологического расчетов, зарядные карты), которые подписываются, утверждаются и непосредственно используются при подготовке блока к обуриванию и заряжанию скважин, печатаются на бумаге.

При ведении буровзрывных работ на карьере задачей маркшейдера является обеспечение проекта взрыва горно-геометрической информацией, контроль геометрических элементов взрывных выработок, а также качественная и количественная оценка взрыва.

Прежде всего маркшейдер в соответствии с текущим планом горных работ формирует контур проектируемого блока (замкнутую область, ограниченную линией отрыва предшествующего взрыва и проектной линией отрыва), на котором показывается последний ряд скважин предшествующего взрыва (с буровзрывного плана горизонта) и положение бровок уступа (с маркшейдерского плана горизонта). В случае большого перерыва во времени между предшествующим и проектируемым взрывом положение бровок уступа и характерных плановых отметок на поверхности блока снимаются инструментально. Тогда маркшейдер вводит в компьютер данные съемки и автоматически на плане отрисовываются линии бровок и характерные точки.

Затем план взрывного блока поступает геологу, который дополняет его на основе цифрового геологического плана горизонта границами минерально-петрографических типов пород, разрывными нарушениями, элементами залегания пород и нарушений, а также присваивает каждому типу пород категорию буримости в соответствии с принятой на предприятии классификацией пород по этому показателю. Данные съемки скважин и измерений их параметров вводятся с полевого журнала в компьютер, после чего автоматически рассчитываются координаты устьев скважин и формируются составляющие проекта взрыва блока: план расположения скважин и табличные материалы - технический (в целом по блоку) и корректировочный (по каждой скважине) расчет параметров взрывания, зарядные карты, в которых указываются номер и глубина скважины, длина забойки и масса заряда. Расчет массы заряда выполняется по схеме, предусмотренной типовым проектом. В заключение на плане блока интерактивно формируется схема коммутационной сети и автоматически рассчитываются интервалы замедления по каждой скважине.

При проектировании отдельных взрывов выполняется съемка и составляется план участка взрыва в масштабе 1: 500 рисунок 3.5.

На плане изображают: положение верхней бровки и границу откоса на нижней площадке уступа, отметки нижней и верхней площадок уступа, контакты пород с различными характеристиками по буримости и взрываемости, тектонические нарушения и направление трещиноватости, положение транспортных и энергетических коммуникаций в районе взрыва.

Если взрыв планируется на неубранную горную массу, то на плане показывается положение последнего ряда буровзрывных скважин предыдущего взрыва. Специалисты взрывных работ наносят на план положение взрывных скважин. Проект расположения скважин маркшейдер выносит в натуру и обозначает положение скважин на уступе. Вынос проекта осуществляется полярным способом или способом перпендикуляров. Углы откладывают с точностью до ±5', расстояние менее 50 м разрешается измерять дальномером. Длины перпендикуляров измеряют с точностью ±0,1 м.

Допускается использовать комбинацию этих методов, когда полярным способом выносят конечные скважины первого ряда, остальные выносят от полученной линии методом перпендикуляров.

При расположении участка взрыва у проектной границы карьера или в случаях проходки капитальных съездов проектное положение взрывных выработок на площадке уступа определяется инструментально. Отметки устьев взрывных выработок после их разбивки определяют техническим или тригонометрическим нивелированием.

По результатам разбивки скважин составляется проект их бурения, в котором указываются для каждой скважины ее основные элементы h - высота уступа (разность отметок устья скважины и нижней площадки); w₁ - сопротивление по почве, р - величина перебура и др.

Обуривание приконтурных лент с предварительным образованием отрезной щели для заоткоски бортов уступа под углом 50° - 60° проектируется на основании типового проекта который утвержден главным инженером предприятия.

При наличии взорванной наклонной отрезной щели на 10 м уступе последний ряд скважин бурить на расстоянии 2 м от нижней бровки уступа с перебуром 1,0 м.

При наличии взорванной наклонной отрезной щели на II уступе последний ряд скважин бурить на расстоянии 2 м от нижней бровки отрезной щели с перебуром 1,0 м.

При наличии взорванной вертикальной отрезной щели на III уступе последний ряд скважин бурить на расстоянии 2,5 м от отрезной щели уступа с перебуром 2,0 м.

Параметры а, в, W принимаются согласно типового паспорта буровзрывных работ в зависимости от категории по трещиноватости и взрываемости пород.

Обуривание блока на полотно съезда проектируется согласно проектному контуру карьера с выдержанным уклоном заданный горной документацией.

После обуривания блока выполняют исполнительную съемку скважин, определение их глубины и составляют таблицу фактических их элементов.

По материалам исполнительной съемки составляется проект на массовый взрыв в масштабе 1: 500, на основании которого выполняется технический расчет взрыва. К проекту взрыва прилагается план в масштабе 1: 5000 взрывоопасной зоны с указанием находящихся внутри зоны сооружений и механизмов.

На всех этапах подготовки и выполнения проекта взрыва маркшейдер контролирует соблюдение геометрических элементов проекта, обеспечение безопасности строений и сооружений вблизи взрыва. Маркшейдер должен браковать взрывные выработки, пройденные с нарушением проекта, не оформлять проект взрыва при нарушении норм безопасности или эксплуатации. После взрыва выполняется съемка взорванного блока, по которой определяют фактический выход взорванной горной массы, коэффициент разрыхления, степень дробления пород, величину развала и др.

3.5 Учет движения горной массы

Маркшейдерские измерения производятся только в конце отчетного периода (месяца). Однако на основе данных этих измерений не всегда можно получить объем добычных работ по каждому отдельному участку даже за отчетный период в целом. Кроме того, на карьере необходимо вести учет добычи не только по отдельным участкам, забоям, блокам, но и по сортам добытого полезного ископаемого ежесменно, ежесуточно.

Оперативный учет добычи полезного ископаемого производится силами технадзора отдельных участков.

Наиболее достоверным и точным способом оперативного учета добычи полезного ископаемого, поступающего из различных участков рудника, является взвешивание его на конечных пунктах доставки. Такими пунктами являются железнодорожные весы при отправке полезного ископаемого потребителю, конвейерные весы на обогатительных фабриках и др.

Маркшейдерская служба горного предприятия осуществляет обязательный ежемесячный контроль за оперативным учетом добычи полезного ископаемого одним из следующих способов:

а) измерениями остатков полезного ископаемого на складах и в бункерах;

б) подсчетом добычи полезного ископаемого по данным маркшейдерских измерений или съемок горных выработок.

Под съемкой подробностей подразумевают совокупность полевых измерений и камеральных вычислений, в результате которых определяются плановые и высотные положения характерных точек контуров и рельефа местности относительно ближайших пунктов съемочной сети.

Техническая инструкция по производству маркшейдерских работ требует, чтобы положения точек верхней бровки уступа в перпендикулярном к ней направлении определялись относительно ближайшего пункта съемочной сети с погрешностью не более 0,6 м. Контуры нижних бровок уступов в натуре выражены менее четко, и поэтому допустимая погрешность определения положения их точек еще больше. Следовательно, контурные точки, отклоненные на данном участке от прямой в пределах, допускаемых инструкцией, могут не фиксироваться на плане.

Густота снимаемых пикетных 'точек зависит от степени изменчивости контурных линий и масштаба съемки. Наибольшее расстояние между пикетными точками на плане не должно превышать 2 см.

При съемке контурных линий открытых горных выработок кроме планового положения определяют и высотные отметки пикетных точек. Средняя погрешность определения высот пикетных точек относительно ближайшего пункта съемочной сети не должна превышать ±0,2 м.

Ниже приводятся основные сведения о полевых и камеральных работах при различных методах съемки подробностей, применяемых на карьерах.

Тахеометрическая съемка

Вид топографической съемки, при которой горизонтальные и вертикальные углы измеряются по кругам тахеометра, а расстояния до объектов - по его дальномеру. Служит для создания плана участка местности с горизонталями при инженерных изысканиях.

Этот способ съемки благодаря возможности применения его в любых условиях широко распространен (особенно на глубоких карьерах). Съемку производят обычными теодолитами-тахеометрами.

Станциями для производства съемки подробностей являются пункты съемочной сети.

Порядок работ при тахеометрической съемке на карьере такой же, как при аналогичной съемке для топографических целей.

Полевые работы при тахеометрической съемке значительно ускоряются при применении различных видов электронных тахеометров. Значения допустимых наибольших расстояний от инструмента (станции) до снимаемых контурных точек и расстояний между ними значительно увеличиваются и по этому на небольших карьерах съемку можно сделать даже с одной точки.

Обработку тахеометрической съемки производят на компьютере с помощью таблицы Excel. Экспортировав данные с тахеометра в компьютер, начинают обработку информации с помощью прикладных программ идущих в комплектации с данным тахеометром.

В программе Excel предусмотрена возможность вставки таблиц по шаблону. В шаблон можно вносить требуемые изменения и настройки, кроме изменений в самой таблице (исключение составляет шапка таблицы), файл сохраняется как шаблон Excel с расширением - .xlt. Для установки шаблона по умолчанию выбирается требуемая таблица и в открывшемся меню ввода имени листа выберите «Использовать шаблон», выбирается требуемый шаблон, и нажимаем кнопку «По умолчанию». При использовании шаблона, в качестве имени по умолчанию предлагается имя листа шаблона.

Прямоугольные координаты с таблицы экспортируются в программу Micromine.

Учет вскрыши

Учет вскрышных работ на карьерах производится в объемных единицах (м³) пород в массиве. Оперативный учет объема вскрышных работ производится диспетчерской службой по числу N груженых транспортных сосудов (автосамосвалов).

Однако для определения объема вскрышных работ в массиве необходимо знать величины паспортного объема транспортного сосуда среднее значение коэффициента его объемного наполнения k_K и коэффициента разрыхления Кр погруженных пород. Точность оперативного учета вскрышных работ во многом зависит от точности определения значений коэффициентов.

Подсчет объемов горной массы вывезенный из карьера подсчитывается по результатам маркшейдерской съемки два раза в месяц. Результаты съемки экспортируется в Micromine, где потом отстраиваются бровки карьера, а затем и производится подсчет.

При пересечении двух поверхностей подсчитывается объем вывезенной горной массы в м³. Две поверхности - это поверхность прошлого месяца и поверхность сегодняшнего положения забоев в карьере.

Подсчитывается горная масса только по целику. Контрольный подсчет объемов добычи и вскрыши по карьеру выполняют один раз в год - до 1 февраля года, следующего за отчетным. Объемы подсчитывают в «две руки» или двумя независимыми подсчетами. Для контрольного подсчета объемов используют съемки, выполненные в начале и в конце контролируемого периода, или проводят разовую съемку карьера (части карьера). Маркшейдерская съемка горных выработок и подсчет по ее результатам объемов вынутых взорванных горных пород могут осуществляться, не превышая значений следующих допустимых погрешностей (двойной средней квадратической погрешности): при маркшейдерской съемке уступов допустимая погрешность у_Vдоп, %, определения объема вычисляется по формуле

(3.1)

где V - объем вынутых горных пород, приведенный к объему в целике, м³.

Формулу (3.1) используют при объемах от 20 до 2000 тыс. м³. Если объем больше 2000 тыс. м³, то у_Vдоп принимают = 1%; если объем меньше 20 тыс. м³, то методика съемки горных выработок и вычисления объемов устанавливается с таким расчетом, чтобы погрешность у_Vдоп не превышала 10%. При определении объема вынутых (взорванных) горных пород в разрыхленном состоянии по маркшейдерской съемке и перевычислении его в объем в целике через коэффициент разрыхления этих пород, допустимая погрешность у_Vдоп%, вычисляется по формуле

(3.2)

Формулу (3.2) используют при объемах от 45 до 2200 тыс. м³. Если объем больше 2200 тыс. м³, то у_Vдоп принимают = 1,5%; если объем меньше 45 тыс. м³, то методика съемки и вычисления объемов, а также определения коэффициента разрыхления устанавливается с таким расчетом, чтобы погрешность у_Vдоп не превышала 10%.

Учет руды

На действующих горных предприятиях с самого начала разработки месторождений, включая период их строительства, производят статистический учет балансовых и забалансовых запасов полезного ископаемого как утвержденных ВКЗ, так и не утвержденных, установленных по данным оперативных подсчетов.

Учет запасов ведется систематически по периодам, установленным вышестоящей организацией, но чаще всего он ведется в конце каждого года.

Учет состояния и движения запасов полезных ископаемых ведется по специальной форме. В этих формах должно быть отражено:

а) числовое значение запасов рудного поля по состоянию на начало разработки и начало данного отчетного периода;

б) изменение запасов в результате эксплуатационной разведки, переоценки (пересчета), изменения технических границ рудного поля, добычи и потерь за отчетный период и с начала разработки;

в) остаток балансовых запасов на конец отчетного периода и распределение их по степени разведанности и степени готовности к добыче;

г) степень обеспеченности горного предприятия балансовыми запасами на предстоящие годы с учетом установленной годовой производительности предприятия.

Балансовые запасы на конец данного отчетного периода определяются из выражения

Б_к = Б_н - С - 3 ± И - А - Я, (3.3)

где Б_н - балансовые запасы на начало отчетного периода; С - списанные балансовые запасы за отчетный период; 3 - запасы, переведенные в отчетном периоде из балансовых в забалансовые; И - изменение балансовых запасов за отчетный период; А - добыча чистого полезного ископаемого (без разубоживаю - щей массы) за отчетный период; Я - фактические потери полезного ископаемого за отчетный период.

Списание балансовых запасов производится по инструкции, утвержденной Госгортехнадзором России. Списанию подлежат запасы в контурах участков, оказавшихся лишенными балансовых запасов; запасы в контурах участков, где получены новые данные о мощности залежи или о содержании полезных компонентов, которые приводят к уменьшению количества ранее учтенных запасов.

Переведенными в забалансовые считают запасы, ранее учтенные как балансовые, но не подтвердившиеся по требованиям кондиции.

Изменение балансовых запасов за отчетный период может быть обусловлено изменением технических границ шахтного поля; перевода по данным доразведки запасов категорий C₁ и С₂ в категории А и В или, наоборот, уточнения контуров залежи, изменения ее мощности, объемной массы полезного ископаемого и содержания в нем металла, а также в результате переоценки и пересчета запасов полезного ископаемого в отчетный период.

Указанные изменения в балансовых запасах подлежат ут» верждению вышестоящими организациями. Количество добычи и размеры потерь полезного ископаемого за отчетный период устанавливаются известными способами.

Данные о состоянии движения запасов полезного ископаемого в конце каждого отчетного периода определяют на основе копии маркшейдерско-геологической графической документации по каждой залежи в пределах технических границ шахтного поля. На этих графических материалах нумеруют блоки подсчета запасов, разным цветом показывают контуры балансовых запасов, участков потерь, забалансовых и списанных запасов, отработанных участков и т.д.

3.6 Определение коэффициента разрыхления и класса загрузки автомобилей

Определение коэффициента разрыхления горной массы взрывом сводится к подсчету объема горной массы до взрыва и после взрыва.

Подсчет объема горной массы производится по взрывному блоку, а именно произведение количества скважин, средней глубины скважин без перебура, среднего расстояния a и среднего расстояния b.

Объем взрываемой горной массы в данном блоке будет:

6 Ч 6 Ч 6 Ч 15 Ч 10 = 32 400 м³ (3.4)

После взрывания снимается взорванная горная масса по развалу. Точки набирают через 5 - 7 м. по характерным линиям. По данным маркшейдерской съемки отстраивается развал и подсчитывается объем.

Объем взорванной горной массы составил 49 248 м³.

Коэффициент разрыхления равен:

K_р = = 1.52 (3.5)

Объемный вес загрузки автомобилей определяется по формуле

(3.6)

Что бы подсчитать объем горной массы в кузове автосамосвала надо построить модель кузова в масштабе 1:1 в программе Micromine. Для этого выполняют съемку поднятого кузова с земли электронным тахеометром с использованием лазерного дальномера.

Составляется таблица подсчета объемов вывезенной горной массы в целике и перевода рейсов в расчете на автомобиль БелАЗ в зависимости от марки автосамосвалов и класса загрузки

Данные документы утверждается главным инженером предприятия и служат документами для оперативного учета движения горной массы.

3.7 Наблюдение за деформацией бортов

Под устойчивостью бортов разрезов, откосов уступов и отвалов понимают такое их состояние, при котором деформации, неизбежно возникающие при проведении открытых горных выработок и отсыпке отвалов, не превышают допустимых величин, существенно не влияющих на технологию горных работ.

Виды деформаций бортов разрезов и откосов уступов, нарушающих нормальный технологический процесс, приводящих к потерям готовых к выемке запасов полезного ископаемого и представляющих опасность для работающих в карьере и на отвалах людей и техники.

Целью маркшейдерских наблюдений является:

1) установление границ распространения и вида деформаций горных пород;

2) определение скорости и величин деформаций;

3) определение критической величины смещений, предшествующих началу активной стадии, для различных инженерно-геологических комплексов;

4) предрасчет развития деформаций во времени при углубке карьера.

Для проведения маркшейдерских наблюдений за деформациями бортов карьеров и откосов отвалов закладываются специальные наблюдательные станции, на которых периодически проводятся инструментальные наблюдения. Наблюдательная станция состоит, как правило, из нескольких профильных линий, по которым расположены опорные и рабочие реперы. Инструментальные маркшейдерские наблюдения за деформациями бортов и отвалов должны быть начаты одновременно с началом развития вскрышных работ на карьере. В технические проекты разработки месторождений открытым способом следует включать проекты наблюдательных станций по наблюдению за деформациями бортов, в целом, и за деформациями отдельных участков бортов с неблагоприятными условиями устойчивости. В тех случаях, когда технические проекты отработки месторождений не содержат проектов наблюдательных станций, последние составляются геолого-маркшейдерской службой предприятий. По мере накопления данных наблюдений за деформациями бортов карьеров и отвалов проекты наблюдательных станций и периоды наблюдений могут изменяться в соответствии с фактическими горно-геологическими условиями. Использование инструментальных маркшейдерских наблюдений основывается на следующих положениях:

1) возникновению оползней и обрушений откосов предшествуют длительно развивающиеся микродеформации (cкрытые деформации) прибортовых массивов;

2) отстройка бортов карьеров по предельному (проекному) контуру при существующих системах открытой разработки месторождений занимает значительный промежуток времени, вследствие чего период скрытой стадии деформирования бортов, предшествующий активной стадии, растянут во времени, что позволяет по результатам наблюдений судить о характере и степени опасности тех или иных деформаций;

3) для правильной интерпретации характера деформаций бортов длительные инструментальные наблюдения следует совмещать, по возможности, с детальным изучением геологического строения отдельных участков месторождения и физико-механических свойств пород (в особенности деформационных свойств, в том числе предельных деформаций);

4) на устойчивость бортов карьеров оказывают влияние многие факторы, часть из которых учитывается с большой погрешностью, определяющей необходимость введения при расчетах устойчивости значительных коэффициентов запаса; материалы инструментальных наблюдений за деформацией бортов карьеров и отвалов дают возможность устанавливать углы наклона бортов и откосов отвалов, с меньшим коэффициентом запаса;

5) позволяя дать количественную оценку деформации откоса, маркшейдерские инструментальные наблюдения, в комплексе с инженерно-геологическими и гидрогеологическими исследованиями, помогают выявить характер начавшейся деформации, что дает возможность сделать прогнозы относительно развития во времени и пространстве и наметить мероприятия по устранению причин, вызывающих развитие опасных деформаций.

Реперы наблюдательной станции закладываются по линиям, перпендикулярным к простиранию борта карьера в предельном положении (рисунок 4). Вначале составляется проект наблюдательной станции, который должен состоять из плана наблюдательной станции в масштабе 1:1000 или 1:2000, краткой пояснительной записки, а также соответствующих геологических карт и разрезов. На плане наблюдательной станции следует показывать:

состояние горных работ на момент составления проекта;

проект дальнейшего развития горных работ;

сооружения, находящиеся на бортах карьера или вблизи отвала;

расположение запроектированных профильных линий и реперов на них;

рельеф местности.

к плану наблюдательной станции рекомендуется прилагать детальные геологические разрезы, на которые наносятся:

границы литологических разностей пород;

степень и характер трещиноватости каждой литологической разности;

дизъюнктивные нарушения и тектонические трещины большого протяжения с указанием направления и угла их падения;

характеристики сопротивления сдвигу (с и К);

д) характеристики сопротивления сдвигу по поверхностям ослабления

(с' и К') - по тектоническим трещинам, дизъюнктивным нарушениям, контактам между слоями или сланцеватости.

в пояснительную записку следует включать:

общее краткое описание месторождения и горных работ;

расчеты по закладке наблюдательной станции (определение количества реперов, длины профильных линий, расстояния между реперами, объема работ по бурению скважин под реперы, расхода материалов - круглого железа, цемента, песка и тому подобное);

краткую методику наблюдений с указанием сроков производства наблюдений и инструментов, которые предполагается применять. Все материалы по проекту наблюдательной станции должны быть сброшюрованы и подписаны лицом, составившим проект. Проект наблюдательной станции утверждается главным инженером предприятия.

Профильные линии наблюдательной станции закладываются в различных горно-геологических условиях. В первую очередь, профильные линии закладываются на менее устойчивых участках борта.

Наименее устойчивые участки бортов карьеров характеризуются следующими признаками:

1) крутым углом заоткоски борта или крутым общим углом откоса многоярусного отвала;

2) большой глубиной карьера или высотой отвала;

3) подрезкой слоев в основании бортов и слоистым основанием отвалов;

4) наличием тектонических нарушений;

5) наличием слабых контактов и пластичных слоев в основании бортов или отвалов и ослаблений, обусловленных спецификой древнего и современного рельефа на отдельных участках (балки, ложбины стока, карстовые проявления и так далее);

6) обводненностью горных пород, увлажнением отвальных масс атмосферными осадками и обводненностью основания отвалов;

7) наличием на бортах или отдельных уступах больших навалов породы;

8) сейсмическим воздействием взрывов и вибрацией от работы горнотранспортного оборудования (влияющих на устойчивость отдельных уступов).

Крайние пункты профильной линии должны быть заложены вне зоны деформаций, возникающих при углубке карьера до проектной глубины.

Профильные линии проводятся по всему карьеру (через оба противоположных борта и дно карьера), а при большой глубине карьера они закладываются на каждом борту карьера самостоятельно.

Профильная линия состоит из опорных и рабочих реперов. Протяженность части профильной линии без опорных реперов на поверхности, примыкающей к карьеру (рисунок 3.17), должна быть не менее 1,5 Н (здесь Н - глубина карьера) при предельно допустимых углах наклона бортов, полученных на основе расчета устойчивости (при коэффициенте запаса устойчивости, равном 1,2 - 1,3).

Опорные реперы профильных линий закладываются вне зоны деформаций. С каждой стороны следует закладывать не менее двух на каждой (рисунок 3.17). Расстояние между рабочими реперами зависит от их расположения на профильной линии. На каждой площадке (берме) уступа или яруса отвала следует закладывать не менее двух реперов - один вблизи бровки уступа, другой - у подошвы вышележащего уступа. Реперы закладываются так, чтобы была обеспечена безопасность наблюдателя при работе на этих реперах. Расстояния между реперами, расположенными на земной поверхности, в зависимости от их удаления от верхней бровки борта карьера, принимаются следующие:

1) на участке призмы возможного оползания (обрушения) - 5-10-15 м;

2) с удалением от верхней бровки карьера - от 15 до 30 м.

Расстояние между опорными реперами - не менее 20 м.

Одновременно с закладкой наблюдательных станций рекомендуется закладывать исходные реперы, к которым привязываются опорные реперы всех линий. Исходных реперов должно быть не менее трех. Закладка этих реперов производится в местах, обеспечивающих неизменность их положения в течение всего времени производства наблюдений. Исходные реперы должны быть заложены вне зоны влияния горных работ, а также за пределами зоны возможного оседания земной поверхности под влиянием снижения уровня подземных вод при дренаже карьерного поля. Перенос проекта наблюдательной станции в натуру производится путем построения на местности соответствующих углов и длин. Конструкция реперов должна быть простой, а способ их закладки должен обеспечить:

1) прочную связь репера с горной породой, чтобы сдвижения репера точно соответствовали сдвижениям пород;

2) сохранность и неизменность положения реперов на весь срок их службы, а также удобство пользования ими;

3) отчетливость отмеченного центра на головке (полусфере) репера для обеспечения точности наблюдений за сдвижением репера в горизонтальной плоскости;

4) устойчивость репера в условиях сезонных изменений температуры и влажности пород и промерзания и оттаивания горных пород.

Для длительного срока службы рекомендуется закладку репера осуществлять следующим образом: в пробуренную скважину диаметром 160 - 220 мм, на глубину ниже зоны промерзания на 0,5 м, бетонируется металлический штырь диаметром 20 - 30 мм. Цементный раствор заливается только в нижнюю часть скважины на 0,4 - 0,5 м (рисунок 3.18). Верхний конец металлического стержня репера обрабатывается на полусферу, на которую наносится центр в виде отверстия диаметром не более 2 мм и глубиной 4 - 5 мм. Пространство между стенками скважины и штырем выше бетонной подушки заполняется песком или шлаком и неплотно утрамбовывается.

Для предотвращения образования ледяной подушки при промерзании в основании репера рекомендуется также укладка пористого основания из материалов, не обладающих капиллярными свойствами (шлак, крупнозернистый песок и другие материалы).

Для уменьшения влияния на репер сил морозного выпучивания верхний конец штыря репера необходимо заглублять от поверхности земли на глубину 20 - 30 см.

Глубина закладки репера h относительно земной поверхности должна определяться следующим образом:

h=hmax+a+ b, (5)

где h max - максимальная глубина промерзания грунта;

а - высота якоря репера (0,4 - 0,5 м);

b - запас, определяемый величиной возможной ошибки определения глубины промерзания, в сумме с мощностью пористого основания.

Во избежание вертикальных смещений репера за счет деформаций грунта, вызываемых изменением его влажности, глубина закладки реперов принимается не менее 1,5 м.

На срок службы до 3 - 5 лет могут быть рекомендованы забивные реперы.

На рисунке 3.19 показан забивной репер, представляющий собой металлический штырь диаметром 25 - 35 мм, заершенный и заостренный с одного конца; верхний конец штыря обрабатываются на полусферу, на которую наносится центр.

Длина таких реперов выбираются в зависимости от плотности грунта - от 0,7-1,0 м до 1,5 м и более. В насыпных грунтах для повышения прочности закрепления грунтов длину забивных реперов увеличивают до 2,0 - 2,5 м. В качестве забивного может быть использован деревянный репер, представляющий собой деревянный кол диаметром 80 - 120 мм и длиной 0,5 - 0,7 м. После того как кол вбит, в его торцевую часть вбивают металлический центр.

На наблюдательной станции выполняются следующие работы:

1) определение величин сдвижений реперов наблюдательной станции в горизонтальной и вертикальной плоскостях по результатам инструментальных наблюдений;

2) замеры ширины и протяженности трещин на земной поверхности и бермах уступов;

3) соответствующие съемки, в результате которых, производится пополнение планов и разрезов горных работ на каждую дату наблюдений с указанием времени производства отдельных операций горных работ (массовых взрывов, вскрышных работ и тому подобное).

Инструментальные наблюдения на станции заключаются в следующих работах:

1) привязка опорных и исходных реперов наблюдательной станции к рудничной маркшейдерской опорной сети (к пунктам триангуляции, полигонометрии и нивелирным реперам);

2) производство начальной серии наблюдений для определения исходного положения реперов наблюдательной станции (в горизонтальной и вертикальной плоскостях);

3) производство систематических наблюдений за положением реперов для определения величины их сдвижения.

Привязка исходных и опорных реперов наблюдательной станции в горизонтальной плоскости осуществляется посредством триангуляции или проложением замкнутых полигонометрических ходов от близлежащих пунктов триангуляции или полигонометрии.

Относительная ошибка хода при этом допускается не более 1:8000 и средняя ошибка измерения углов 8». Допускается привязка опорных реперов к одному триангуляционному или полигонометрическому пункту путем прокладывания висячего полигонометрического хода при условии проложения обратного хода.

Высотная привязка исходных и опорных реперов наблюдательной станции производится от пунктов триангуляции нивелированием II-го класса. Нивелирование производится из середины по башмакам в прямом и обратном направлениях. Невязка прямого и обратного ходов ? h не должна превышать величины.

(3.5)

где L - длина хода (в одном направлении), км.

Начальные наблюдения на станции заключаются:

1) в нивелировании реперов наблюдательной станции;

2) в измерении расстояний между реперами по профильным линиям;

3) в съемке трещин на участке наблюдательной станции.

Для определения начального положения реперов наблюдательной станции выполняются две независимые серии измерений с интервалом 3 - 5 дней.

Нивелирование реперов по профильным линиям на горизонтальных участках и участках с небольшими наклонами (до 10 - 15°) выполняется геометрическим способом, а на наклонных участках - тригонометрическим способом. Нивелирование производится одновременно с измерением длин между реперами. При геометрическом нивелировании невязка замкнутых ходов ?h (мм) не может превышать - количество штативов, а L - длина хода, км. Для нивелирования реперов наблюдательной станции могут применяться нивелиры, с уровнями на трубе и ценою деления уровня не более 20 ' на 2 мм при увеличении трубы не менее 25 х. Рейки применяются трехметровые, двух- и односторонние, с уровнями. Перед началом нивелирования на станции должны быть произведены все поверки инструментов в соответствии с требованиями соответствующих инструкций. Нивелирование реперов в каждой серии наблюдений производится дважды - в прямом и обратном направлениях. Нивелирование производится из середины между, связующими реперами с отклонением не более 2 - 3 м. Расстояние от инструмента до реек должно быть не более 50 м. Рейки устанавливаются непосредственно на реперы. Тригонометрическое нивелирование производится для определения высотных отметок реперов и горизонтальных проложений между ними на участках с большими наклонами. При наблюдениях применяются теодолиты с ценою деления вертикального круга не более 30 ?.

Измерение углов наклона линий при тригонометрическом нивелировании рекомендуется производить при двух положениях трубы; измерение длин интервалов следует производить стальной компарированной рулеткой с постоянным натяжением (силой 10 кг) полотна рулетки. На каждом интервале с измерением температуры рулетки (термометром, типа «пращ»), с точностью до 1°. При каждом измерении интервала, по рулетке следует брать не менее трех пар отсчетов, со смещением начального отсчета на 5 - 10 см. Расхождения между измерениями при этом не могут превышать 2 мм. Ошибка измерения высоты инструмента и сигнала не допускается более 1 мм. Высотные отметки всех реперов определяются в каждой серии дважды, в прямом и обратном направлениях, либо в одном направлении при двух горизонтах инструмента. При измерении угла наклона визировать следует, по возможности, непосредственно на центр репера; в этом случае ошибка в определении высоты сигнала исключается.

При каждом измерении угла наклона вычисляется «место нуля». Допустимые отклонения значений «места нуля» не могут быть больше двойной точности нониуса вертикального круга. Измерение расстояний между реперами профильных линий производится стальными компарированными рулетками, длиной не менее 30 м, на весу. Компарирование рулетки следует производить через каждые 2 - 3 серии наблюдений на наблюдательной станции. Вынос скрытых центров осуществляется с помощью лот-аппаратов, жестких или шнуровых отвесов. Измерение длин производится с постоянным натяжением (10 кг), определяемым с помощью динамометров, с замером температуры рулетки термистором или термометром-пращом с точностью до ± 1° на каждом измеряемом интервале. Измерение длин в каждой серии рекомендуется производить дважды - в прямом и обратном направлениях. В отдельных случаях, когда производство непосредственных измерений длины между реперами затруднительно, для определения смещений реперов можно применять тригонометрические методы - прямые и обратные засечки.

Для съемки больших оползней и определения их развития во времени и пространстве следует применять метод наземной стереофотограмметрические съемки.

Сроки проведения повторных наблюдений устанавливаются в зависимости от поставленных в проекте задач и развития процесса сдвижения.

В первое время после закладки наблюдательной станции на, наблюдения проводятся ежемесячно. После 3 - 4 серий, наблюдений и установления скорости смещения прибортового массива периодичность наблюдений изменяется.

Если скорость смещения реперов не превышает 1 мм/сутки и затухает во времени, интервалы времени между сериями наблюдений могут быть увеличены до 3 - 4 и более месяцев, однако наблюдения следует проводить не реже 1 - 2 раз в год.

Если скорость смещения реперов постоянна и составляет 0,5 - 1,0 мм/сут, наблюдения проводятся, соответственно, один раз в два месяца и ежемесячно.

При активизации процесса сдвижения интервалы между сериями наблюдений сокращаются до нескольких недель и даже дней.

При наблюдениях за активными оползнями со скоростными смещениями

10 мм/сут и более, серии наблюдений проводятся ежедневно; если скорость смещения реперов увеличивается во времени, то для установления критических cкopocтей смещений, предшествующих срыву оползней, интервалы времени между сериями наблюдений сокращаются до нескольких часов, в отдельных случаях устанавливаются автоматические сигнализаторы скорости деформаций.

Средняя квадратическая погрешность oпpeделения положения рабочих реперов относительно опорных не должна превышать:

1) в вертикальней плоскости, m_h, мм (при геометрическом нивелировании);

(3.6)

2) в горизонтальной плоскости m_г.мм:

(3.7)

где L - удаление данного репера от близлежащего опорного репера в км.

Значения координат X, У и Z реперов, заложенных в стенках шурфов, определяют упрощенными методами решения аналогичных задач.

3.8 Маркшейдерская документация

Результаты маркшейдерских съемок, соответствующим образом обработанные и зафиксированные документально, называют маркшейдерской документацией. Каждое горное предприятие должно иметь предусмотренный Инструкцией комплект документации, изменения в которую могут быть внесены только по согласованию с органами Госгортехнадзора.

Материалы маркшейдерских работ являются весьма ответственными. Они используются на всех стадиях комплексного освоения недр, т.е. при проектировании геологоразведочных и горных работ, составлении планов вентиляции, энергоснабжения, водоотлива и транспортирования грузов па горном предприятии, при решении вопросов охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок и др. На их основе осуществляется планирование, финансирование и ликвидация горных предприятий. В связи с указанным маркшейдерская документация должна быть безошибочной, доступной для проверки и долгосрочной.

По своему содержанию маркшейдерская документация подразделяется на журналы измерений, вычислительную и графическую документацию. Каждый документ по всем перечисленным видам документации должен быть подписан исполнителем. Исходные чертежи горных выработок и горно-геологические чертежи должны содержать также подписи главного маркшейдера и главного геолога горного предприятия.

К журналам измерений относятся полевые журналы линейных и угловых измерений, выполненных работниками маркшейдерской службы на объектах горного предприятия.

Журналы первичной документации изготавливаются размером 148x210 мм. Они должны иметь инвентарные номера и содержать пронумерованные страницы. Общее количество этих страниц отмечается и подтверждается подписью главного маркшейдера на последней странице журнала.

В журналах непосредственно на месте проведения работ вычисляют средние значения измеренных величин и определяют соответствие полученных результатов требованиям Инструкции. Результаты измерений и вычислений записываются простым карандашом. Записи в журналах должны быть четкими и разборчивыми, без каких-либо подчисток. Неправильные записи необходимо аккуратно перечеркнуть и сверху или сбоку записать новые данные. На полях, в отведенных для этого местах, приводят эскизы и схемы выполняемых работ. На титульном листе журнала указывают его название, номер и адрес, по которому следует вернуть журнал в случае его утери.

Данные полевых измерений и вычислений проверяют в камеральных условиях. Результаты проверки фиксируются в журнале соответствующей записью. При обнаружении ошибок в вычислениях их зачеркивают так, чтобы были видны написанные числа, а рядом надписывают верные значения. В журналах измерений даются ссылки на соответствующие им журналы вычислений.

В своей повседневной деятельности маркшейдерам приходится выполнять значительный объем разнообразных вычислений, которые занимают примерно 50% от их рабочего времени. Результаты вычислений фиксируются в вычислительной документации, к которой относятся ведомости, журналы и каталоги с результатами камеральной обработки данных полевых измерений (журналы вычисления координат и высот, каталоги координат и высот пунктов маркшейдерских сетей, подсчета объемов горной массы и полезного ископаемого и др.). Журналы вычислительной документации должны содержать пронумерованные страницы с указанием их общего количества па последней странице за подписью главного маркшейдера горного предприятия. Каждый журнал должен иметь номер, титульную надпись, оглавление и ссылки на журналы, из которых взяты исходные данные и результаты измерений.

Записи в вычислительных документах оформляются чернилами или тушью четким почерком. В журналах при необходимости предусматривают места для поясняющих эскизов и схем. Вычисления без внутреннего контроля выполняют двумя исполнителями независимо друг от друга («в две руки»). Ошибочные вычисления аккуратно перечеркивают и указывают записью место, где приводятся правильные результаты. В конце вычислений определяют невязки и сравнивают их с допустимыми значениями. При использовании ЭВМ для маркшейдерских вычислительных работ Инструкция [5] требует обеспечения надежного контроля правильности ввода исходных данных, решения запрограммированных задач и печати результатов. При этом рекомендуется применять программы, разработанные ВНИМИ и утвержденные Госгортехнадзором. Проверка вычислительной документации на соблюдение требований Инструкции осуществляется главным маркшейдером горного предприятия, что фиксируется его подписью с указанием результатов проверки. Результаты маркшейдерских измерений и вычислений оформляются в виде горной графической документации.

Горная графическая документация является основным материалом, по которому решаются текущие вопросы разработки месторождений и задачи прогноза геологической и геомеханической обстановок; производится планирование развития очистных и подготовительных выработок; осуществляются проектирование и реконструкция предприятия; устанавливаются условия безопасного ведения горных работ и т.п. По своему назначению горная графическая документация разделяется на два комплекта чертежей (карт, планов, разрезов профилей и т.д.): чертежи земной поверхности и чертежи горных выработок. Каждый комплект содержит в своем составе исходные и производные чертежи горной графической документации.

К исходным чертежам относятся разработки месторождений планы земной поверхности и чертежи горных выработок. К производным чертежам относятся копии с исходных чертежей или репродукции с них, дополненные при необходимости специальным содержанием и предназначенные для решения текущих задач предприятия.

Графическая документация должна обладать соответствующей полнотой и точностью изображения рассматриваемых объектов и быть наглядной и удобоизмеримой, к ней предъявляются следующие требования:

При составлении горной графической документации для любых предприятий должны применяться единые требования в части условных знаков, зарамочного оформления планшетов, системы координат, которые регламентируются «Условными знаками для горной графической документации» (М, Недра, 1981) и «Условными знаками для топографических планов масштаба 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500» (М., Недра, 1973).

Маркшейдерские планы строятся в проекциях с числовыми отметками. Они используются для изображения земной поверхности, горных выработок, расположения пунктов маркшейдерских опорных и съемочных сетей и т.п.

Если при изображении объектов на горизонтальной плоскости возникают значительные искажения и читаемость чертежа низкая (например, план горных работ по крутопадающему пласту), проектирование осуществляется на вертикальную плоскость. Маркшейдерский чертеж, составленный в проекции на вертикальную плоскость, называется вертикальной проекцией. Плоскость проектирования в таких случаях выбирают таким образом, чтобы ее ориентировка совпадала со средним простиранием залежи или пласта. В ряде случаев, когда простирание отдельных участков залежи резко меняется, проектирование осуществляется на несколько ориентированных по-разному вертикальных плоскостей.

Для изображения в вертикальных сечениях контуров выработок, а иногда и части пород, прилегающих к контуру, применяются профили. Они строятся для изучения изменения какой-либо поверхности, например, почвы и кровли горной выработки, контакта пород, земной поверхности. На профилях наряду с реальным положением поверхности показываются ее проектное положение и отклонения реального профиля от проектной линии.

Основные планы горных выработок являются техническими и юридическими документами. Поэтому при их составлении и пополнении соскабливание и подтирание на исходных чертежах не допускаются. Ошибки на чертежах аннулируются тушью цвета кармин четким перечеркиванием неправильно нанесенных деталей.

Полноту и достоверность нанесения на исходные чертежи горных выработок, границ безопасного ведения горных работ и предохранительных целиков необходимо проверять другим исполнителем с занесением даты проверки и подписи проверяющего в соответствующую вычислительную документацию. Все чертежи горной графической документации должны быть подписаны главным маркшейдером, а чертежи с геологическим содержанием и главным геологом горного предприятия.

В целях полного и оперативного обеспечения всех служб и подразделений горного предприятия графической документацией обычно производят ее размножение (изготовление копий и репродукций с исходных чертежей без изменения или с изменением их масштабов). Способы размножения маркшейдерских чертежей должны обеспечивать четкость и необходимую точность передачи изображения. Среди их большого разнообразия можно отметить следующие виды: ручное перечерчивание, диазосветокопирование, термокопирование, электрографию и офсетную печать.

Наиболее распространенной разновидностью ручного перечерчивания является копирование на прозрачную кальку. При этом кальку накладывают на чертеж и вручную перечерчивают па нее элементы оригинала без изменения масштаба. Копирование на непрозрачную бумагу вручную с сохранением масштаба производят на светокопировальном столе, состоящем из ящика с электролампой и матового стекла, на которое накладывают скрепленные между собой оригинал и чистый лист бумаги. Контуры, полученные за счет просвечивания снизу оригинала и бумаги, вначале обводят па бумаге карандашом, а затем вычерчивают тушью. Снятие копий вручную без изменения масштаба можно выполнять также перекалыванием (при наличии контуров с характерными точками) и передавливанием (при использовании графитной бумаги). Ручное копирование с изменением масштаба производят обычно по сетке квадратов с использованием пропорционального циркуля или с помощью специального прибора - пантографа, состоящего из четырех шарнирно соединенных (в виде параллелограмма) брусковых линеек, обводного острия и вычерчивающего карандаша. Следует помнить, что при получении увеличенных копий точность работ заметно снижается.

Диазосветокопированием называется способ изготовления светокопий без изменения масштаба путем контактного печатания па светочувствительном материале (диазобумаге, диазокальке, диазопленке) с оригинала (графического или текстового документа), вычерченного па кальке или другой прозрачной основе. При этом способе пользуются копировальными рамами типа КР-1 или ротационными светокопировальными аппаратами. Процесс копирования на диазобумаге состоит из двух операций: экспонирования (облучения светом светочувствительной бумаги с прижатым к ней оригиналом) и проявления (воздействия на облученную светочувствительную бумагу парами аммиака). В результате получают копии с четкими коричневыми линиями па светло-желтом или светло-розовом фоне. Весьма удобным в применении следует признать компактный светокопировальный аппарат СКН-2, который не требует специального помещения, позволяет экспонировать и одновременно проявлять копии с прозрачных оригиналов.

Маркшейдерские документы (оригиналы и копии) представляют собой особую ценность, так как они необходимы не только в период функционирования горного предприятия, но и после окончания его деятельности. Поэтому вся маркшейдерская документация (первичная, вычислительная, исходные и производные чертежи) должна быть соответствующим образом оформлена, заверена подписями и зарегистрирована в специальных инвентаризационных книгах.

Маркшейдерская документация хранится непосредственно на горном предприятии. Помещение, где хранятся маркшейдерские документы, должно быть огнестойким, сухим, светлым и хорошо проветриваемым. Основные исходные чертежи должны храниться в специальных шкафах в горизонтальном положении или в вертикальном - на ребре, их свертывание и складывание запрещается. Производные чертежи следует свертывать и складывать по формату 210X297 мм.

Сроки хранения документации приведены ниже:

Документация, подлежащая хранению в течение трех лет со дня окончания отраженных в ней работ:

- материалы определения остатков полезного ископаемого на складах.

- чертежи по перенесению в натуру проектных положений.

- чертежи по расчету границ безопасного ведения горных работ.

- контрольные профили железных, автомобильных и подвесных канатных дорог.

Чертежи, подлежащие хранению до ликвидации горного предприятия:

- планы отвалов

- чертежи по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах

- исполнительные профили

Чертежи, подлежащие постоянному хранению

- план земной поверхности территории горного предприятия

- план горного отвода и разрезы к нему

- план промышленной площадки

- схема расположения пунктов маркшейдерской опорной геодезической сети на территории производственно - хозяйственной деятельности предприятия, абрисы и схемы конструкции реперов и пунктов.

При консервации и ликвидации горного предприятия документация, подлежащая постоянному хранению, передается вышестоящей организации.

Журналы измерений, вычислительная и графическая документация проверяются главным маркшейдером горного предприятия периодически, а при ведении горных работ и в пределах опасных зон и при ответственных сбойках выработок - сразу после выполнения работ.

Ответственность за полноту, достоверность и сохранность документации, за своевременное ее составление или пополнение в соответствии с требованиями Инструкции несут главный инженер, главный маркшейдер и главный геолог предприятия.

Ответственность за обеспечение необходимых условий хранения и использования документации несет руководитель предприятия.

Документацию, утратившую свое значение, периодически можно уничтожать с разрешения вышестоящей организации и по согласованию с местными органами Госгортехнадзора, о чем составляется акт комиссией в составе главного инженера, главного маркшейдера и главного геолога предприятия.

3.9 Вывод

С использованием программы Micromine построена объемная модель рудных тел месторождения «Осеннее», которая положена в основу компьютерного моделирования вариантов открытой отработки месторождения. С учетом проектных параметров существующего карьера построена его объемная модель, на базе которой оценены объемы извлекаемой горной массы, руды и рассчитан средний коэффициент вскрыши 6.72. Аналогичная модель построена по перспективному варианту карьера, для которого, с учетом новых данных по физико-механическим свойствам пород, появилась возможность увеличить длину транспортной бермы. Рассчитанный по новой модели коэффициент вскрыши составил 6.44, позволил дополнительно добыть более 463 тыс. тонн товарной руды, сократить общий объем вскрышных пород, увеличить срок службы карьера.

Применение современных средств автоматизации, наряду с высокой квалификацией специалистов маркшейдерской службы, обеспечивает выполнение больших объемов работ качественно и в сжатые сроки. Программный комплекс прочно занял свое место в технологических процессах по обеспечению буровзрывных работ и маркшейдерскому учету объемов, и инженеры-маркшейдеры умело пользуются программными средствами, позволяющими создавать не только цифровые модели местности и элементы топографического плана, но и обладающими мощными инструментами проектирования и универсальными методами обработки всех полевых измерений.

Применение компьютерной технологии геолого-маркшейдерского обеспечения и проектирования буровзрывных работ на карьерах существенно снижает время на его проведение, выводит культуру горного производства на качественно новый уровень, координирует работу всех технических служб рудника, что в целом способствует улучшению взрывной подготовки горной массы и повышению безопасности буровзрывных работ.

Маркшейдерские построения и расчеты. Набор специализированных программ для маркшейдеров, автоматизирующий практически все вычисления, процесс создания и вывод необходимой графики.

Горный инженер найдет в MICROMINE возможность легко моделировать открытые горные работы и создавать инструменты, позволяющие облегчить планирование и выполнение ежедневных производственных задач.

Заключение

Программное обеспечение для решения информационно-аналитических задач, связанных с эксплуатацией месторождений полезных ископаемых, в последние годы все более интенсивно используется геологами, маркшейдерами и горными инженерами в виде интегрированных горно-геологических информационных систем (ГГИС). По функциональному наполнению имея много общего с традиционными ГИС, эти системы отличаются рядом особенностей, главными из которых являются: изначальная ориентировка на решение 3D-задач в связи с естественной трехмерностью размещения геопоказателей и атрибутов в недрах месторождения; применение широкого комплекса методов математического моделирования для описания строения залежей; необходимость автоматизированного создания многослойных детальных карт, планов и разрезов масштабного ряда от 1:500 до 1:5000; наличие модулей или подсистем решения специальных технологических задач (от подсчета объемов и запасов до календарного планирования и оптимизации добычи); возможность визуализации динамических, изменяющихся во времени моделей для наглядного графического представления результатов работы.

В настоящее время геоинформационные системы и компьютерное моделирование активно внедряются для использования в корпорациях горнодобывающей промышленности. Программные средства системы обеспечивают коллективный, контролируемый доступ к удаленным базам данных (БД), что позволяет формировать единое информационное пространство предприятия. Создаваемые в рамках системы автоматизированные рабочие места геологов, маркшейдеров и технологов позволяют решать большинство задач, встречающихся при планировании, проектировании и сопровождении горных работ. Так с помощью геоинформационных систем была создана инженерно-геологическое обоснование базы данных.

По материалам инженерно-геологического обоснования отработки южного борта карьера «Осенний» выполнена оценка углов наклона бортов карьера до глубины - 70 метров.

В связи с полученными высокими показателями коэффициентов запаса устойчивости 1.71 - 1,99 при нормативном значении коэффициента запаса n = 1,5 для проектируемых карьеров возможно увеличение глубины южной части карьера на 30 метров.

Данный проект позволяет добыть дополнительно товарной руды 463967 тонн с содержанием Cu = 2,07%; Zn = 1,05%; Аg = 18,04 г./т и соответственно металлов в руде: Cu = 9584 тонн, Zn = 4871 тонн, Аg = 8368 тонн.

Коэффициент вскрыши на дополнительно добытую руду составит 2,1 м³/т (по рабочей документации НППЦ «Уралмеханобр-Инжиниринг» общий коэффициент вскрыши по карьеру составляет 6,7 м³/т.)

Скорректированный проект позволяет разместить дополнительно 956 000 м³ вскрыши во внутренний отвал, сократив расстояние транспортировки на 2,3 км.

Список используемой литературы

1. Параметры и организация процессов на карьерах: Учебно-методическое пособие / Сорокин Л.А. - Екатеринбург: изд УГГГА, 2001. - 81 с

2. Справочник. Открытые горные работы/К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Винницкий, Н.Н. Мельников и др.-М.: Горное бюро, 1994-590 с.

3. Технология открытых горных работ: Учебно-методическое пособие/А.А. Сорокин. - Екатеринбург: Изд. УГГГА, 2000-70 с

4. Шелест А.Т., Беляев В.Л. Геомеханика: Учебное пособие.-Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2001. - 186 с.

5. И.В. Дроздова. Оценка экономической эффективности проектных решений. Учебно-методическое пособие. Изд-во УГГГА, Екатеринбург 2003. - 49 с.

6. Нормы технологического проектирования горнорудных предприятий цветной металлургии с открытым способом разработки. ВНТП 35 - 86.

7. СНиП 2.05.07-91 Промышленный транспорт.

8. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом ПБ 03-498-02 М.2003 г.

9. Инструкция по производству геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве коммунальных тоннелей и инженерных коммуникаций подземным способом РД 07-226-98

10. Инструкция по маркшейдерскому учету объемов горных пород при добыче полезных ископаемых открытым способом 06.06.2003. РД 07-604-03.

11. Р.Р. Синанян «Маркшейдерское дело». Издательство Недра 1982 год.

12. Инструкция по производству маркшейдерских работ РД 07-603-03 Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», Москва 2004 год.