Экономическое обоснование бестранспортной технологии отвалобразования (стр. 2 )

Значительная  мощность  разрабатываемых  вскрышных  пород  при  относительно  малой  высоте  разрабатываемых  уступов  обуславливает  наличие  большого  числа  транспортных  горизонтов  и  большую  протяженность  резерва фронта  горных  работ,  которые  по  мере  увеличения  глубины  разработки  постоянно  возрастают [1].  В  связи  с  этим  рабочие  борта  разреза  выполаживаются,  увеличиваются  текущие  объемы  вскрышных  работ и, как следствие,  снижаются концентрация оборудования  на уступах и интенсивность горных  работ  на  разрезах.  Кроме  того,  небольшая высота  уступов ведет к увеличению доли времени по холостому перемещению экскаваторов, росту объемов вспомогательных работ и т. д., что  отрицательно  сказывается  на  времени использования  экскаваторов  на  основной  работе  и,  следовательно,  на  их  производительности. Один экскаватор может работать на нескольких уступах и в этих условиях особенно заметно  возрастают  объемы  вспомогательных  работ  по  созданию  рабочих  площадок  и  их  зачистке  при  подготовке  к  проведению  буровзрывных  работ,  по  строительству,  переносу  и  содержанию  в  работоспособном  состоянии  забойных  транспортных  коммуникаций,  линий  электропередач  и  т. д.

Одним  из  направлений  повышения  эффективности  открытых  работ  является  увеличение  высоты  уступов  и  отработка  их  слоями  (подуступами) [1].

Добыча  угля  открытым  способом  на  сложноструктурных  месторождениях  Кузбасса  осуществляется  в  изменяющихся  в  широком  диапазоне  горно-геологических  условий залегания пластов,  регулярного технического  перевооружения  разрезов,  совершенствования  технологии  и  организации  горных  работ,  развития  способов  экономического управления  производством.  В  разработку  все  больше  вовлекаются глубинные  и  нагорные  части  разрезов.  Осваиваются  новые  участки  месторождений,  дорабатываются  старые. 

Развитие  горных  работ  сопровождается  соответствующими  изменениями  как  основных  параметров  рабочей  зоны  разрезов  в  целом,  так  и  параметров  технологии  отработки  отдельных  участков  и  уступов.  В  частности,  изменяются  такие  параметры,  как  угол  откоса  борта  разреза,  количество  уступов  и  их  высота,  ширина  рабочих  площадок,  протяженность  фронта  горных  работ  и  скорость его  подвигания.  Усложняется  схема  вскрытия  рабочих  горизонтов  в  плане  и  профиле,  увеличивается  расстояние  транспортирования  пород и общая  длина  транспортных  коммуникаций.

На  разрезах с транспортной и комбинированной технологией ведения горных работ растет  высота  рабочего  борта  и  число  разрабатываемых  уступов, длина  фронта  горных работ, причем на  различных  участках  этого  фронта  рабочие  площадки  имеют  и разную  ширину: часто  часть  фронта  временно консервируется, и  рабочие  площадки  могут отсутствовать,  а  уступы  могут быть сдвоены  или  строены.

Применяемые  на  разрезах  технологические  схемы  ведения  вскрышных  работ  однообразны  и  за  длительный  период  времени  не  претерпели  существенных  изменений.  Это, как правило,  схемы  выемки  породы  одним  слоем  в  основном в торцевом или,  реже  тупиковом  забоях  с  погрузкой  ее  в  транспортные  средства  на  уровне  стояния  экскаваторов,  требующие  относительно  широких  площадок  при  небольшой  высоте  уступа.  Технологические  возможности  основного  и  дополнительного  оборудования  при  этом  используются  не  полностью.

Перевооружение  разрезов все более мощным горнотранспортным оборудованием часто  не  сопровождается  соответствующим  изменением  параметров  элементов системы разработки, в частности одного из главных параметров – высоты уступа,  поэтому  не  обеспечиваются  требуемые  условия  для  высокопроизводительного  использования  поступающей  техники.

На  многих разрезах  имеются  участки,  отработка  которых  может быть более  эффективна  с  применением  высоких  уступов. К настоящему времени время  на  разрезах с  транспортной и комбинированной технологиями  имеются  предпосылки для  перехода  к  работе  с  высокими  уступами, основными  из  которых являются:

       -  сравнительно  высокие  прочностные  характеристики  вмещающих  пород,  имеющие  большой  запас  устойчивости  откосов  отдельных  уступов  и  бортов  выработок  в  целом;

       - приобретение  разрезами  более эффективных  типов  и моделей выемочных  машин,  позволяющих, в том числе,  работать  с  верхним  и  нижним  черпанием  и  погрузкой;

       -  наличие  высокопроизводительных буровых  станков  с  глубиной  бурения  до  60м;

       -  наличие  излишнего  на  один  экскаватор  фронта  горных  работ,  что  при  требуемой  скорости  его  подвигания  позволяет  укрупнить  уступы (резерв фронта горных работ на разрезах достигает 50 - 60% [1]);

       - значительный  опыт,  накопленный  производственниками  по  сдваиванию, страиванию  уступов с последующей  послойной  их  отработкой.

В тоже время высокие  уступы,  наряду  с  повышением  экономической  эффективности  отработки,  должны  обеспечивать  безопасность  ведения  горных  работ  на  рабочих  площадках  и,  прежде  всего,  от  возможного  их  обрушения.  Кроме  того,  необходимо  проводить  мероприятия,  предотвращающие  осыпи  и  вывалы  отдельных  кусков  породы  с  откосов  уступов.  Устойчивость  и  минимальное  осыпание  пород  с  уступа  зависит  от  большого  числа  факторов – геологических,  гидрогеологических,  технологических,  климатических,  а  также  от  чистоты  его  оборки,  т. е.  отсутствия  на  откосе  различных  козырьков,  нависей  породы.  Эти  факторы  определяют  допустимые  значения  высоты  и  угла  откоса  уступа.

Угленосная  толща  разрезов Кузбасса  состоит,  в  основном,  из  полускальных, реже скальных  разностей  пород:  песчаников,  алевролитов и  аргиллитов.

Зона  выветривания  пород  простирается  в основном на  сравнительно  незначительную  глубину  (20-30м).  В  этой  зоне  сплошной  массив  пород  нарушен  и  они  представлены  в  виде отдельностей,  хорошо  дренирующих  подземные  воды.  С  углублением  горных  работ  крепость  пород  возрастает  и,  следовательно,  улучшаются  условия  устойчивости  откосов  уступов.

Для  пород,  разрабатываемых  разрезами характерна  трещиноватость  и  блочность  массива.  Трещины,  благодаря  расположению  фронта  горных  работ  по  простиранию  и  его  подвиганию  по  падению  пластов,  распространяются  от  плоскости  откоса  уступа  вглубь  массива со стороны висячего бока основного пласта свиты.  Локальных  обрушений  по  этим  трещинам  не  образуется. На крутопадающих месторождениях, со стороны лежачего бока основного пласта трещины распространяются параллельно откосу уступа и, как показывает практика горных работ, чаще всего именно здесь возникают обрушения откосов уступов.

Возможность  варьирования  одним  из  основных  параметров  технологии -  углом  его  откоса,  определяющим  устойчивость  уступа,  позволяет  на  отдельных  участках  фронта  работ  его выполаживать  до  требуемых  по  условиям  безопасности  работ  величин или в ряде случаев применять с этой целью мало трудоемкие и мало затратные мероприятия по укреплению откосов уступов лежачего бока, например, анкерное закрепление откосов уступов, не  уменьшая  при этом их высоты.