Вскрытие месторождения и проходка траншей

1.3 Определение  маркшейдерских границ карьера

 

Определение маркшейдерских границ карьера  производится на основании  результатов геодезических измерений [6, 10].

1. Определяется сумма измеренных углов замкнутого теодолитного хода, град, и сравнивается с теоретической суммой, вычисленной по формуле:

∑β_т = 180^о ∙ (n – 2)                                             (15)

где n – число сторон теодолитного хода

 

2. Определяются  значения исправленных углов  замкнутого теодолитного хода. Для   этого  производятся следующие  опреации.

Определяется угловая невязка, град:

f_β = ∑β_п – ∑β_т                                                   (16)

где ∑β_п – сумма измеренных углов замкнутого теодолитного хода, град;

∑β_т – теоретическая сумма углов замкнутого теодолитного хода, град.

Эта невязка распределяется с обратным знаком по углам (если в углах присутствуют секунды, то лучше от них избавиться). Невязка записывается в таблицу ручкой красного цвета. Сумма исправленных углов должна быть равна теоретической сумме.

3. По начальному дирекционному углу и увязанным внутренним углам вычисляем дирекционные углы всех остальных сторон хода, град:

α_n = α _n-1 +180^о – β                                                      (17)

где  α _n-1 – дирекционный угол предыдущей стороны, град;

  β – угол при вершине, град.

Получение исходного  дирекционного угла является контролем  вычислений. При получении дирекционного угла величиной более 360º вычитаемт 360º.

По найденным  дирекционным углам, пользуясь формулами таблицы 2, вычисляются румбы сторон замкнутого теодолитного хода.

 

 Таблица 2 – Формулы для вычислений румбов теодолитного хода

№	Дирекционный  угол	Румб
1	1	2
1	0º – 90º	r = α
2	90º – 180º	r = 180º – α
3	180º – 270º	r = α – 180º
4	270º – 360º	r = 360º – α

 

 

4. Определяем приращения координат по румбам и горизонтальным проложениям сторон, м:

DX = d ∙ cos (r);    DY = d ∙ sin (r)                                           (18)

где  d – горизонтальное проложение сторон теодолитного хода, м

          r – румб стороны теодолитного хода, град.

Знаки приращения координат зависят от направления линий, которые характеризуются румбом.

 

 

5. Определяем исправленные значения  приращений координат

 Определяется алгебраическая сумма приращений координат. В замкнутом полигоне сумма приращений координат теоретически должна быть равна нулю.

∑DX = 0;     ∑DY = 0                                                (19)

Полученные  суммы приращений координат являются невязками по осям Х и У.

          Определяется абсолютная невязка хода, м:

f_p = √(f²_x + f²_y)                                                      (20)

где   f_x – линейная невязка по координатам Х, м;

         f_y– линейная невязка по координатам У, м.

          Определяется относительная невязка хода:

n = 1/ (P_x/f_p)                                                          (21)

где P_x – периметр (длина хода), м;

f_p– абсолютная невязка хода, м.

Относительная невязка не должна превышать 1/1500.

          Определяются поправки к приращениям координат на каждую из осей, м:

δDX = (f_x/P) ∙ d_n;  δDY = (f_y/P) ∙ d_n                                       (22)

где P_x– периметр (длина хода), м;

      d_n– длины сторон хода, м;

      f_x – линейная невязка по координатам Х, м;

      f_y – линейная невязка по координатам У, м.

Определяются исправленные приращения координат, м:

DX_испр = DX + δDX;   DY_испр = DY + δDY                                 (23)

где DX – приращения по координатам Х, м;

      DY – приращения по координатам У, м;

      δDX – поправки к приращениям координат Х, м;

       δDY –поправки к приращениям координат У, м;

Прибавляются поправки со знаком, обратным знаку невязки. Сумма исправленных приращений должна быть равна нулю.

        6. Определяются координаты вершин теодолитного хода, м:

X_n  = X_n-1  + DX_испр;   Y_n  = Y_n-1  + DY_испр                                  (24)

где    X_n, Y_n           – координаты последующей вершины теодолитного хода, м;

            X_n-1, Y_n-1           – координаты предыдущей вершины теодолитного хода, м;

         DX_испр, DY_испр – исправленные приращения координат, м.

Расчет маркшейдерских границ карьера сводится в таблицу (таблица в приложении 2).

По  полученным данным  отстраиваются  маркшейдерские границы карьера (граф. прил. 1)

 

1.4    Определение  режима работы и производственной  мощности карьера     

 

    Определим ориентировочную годовую производительность карьера по полезным ископаемым (производственная  мощность карьера по полезным ископаемым), т/год:

П_и = Q_пи / Т                                                      (25)

П_и = 1595 /50 = 32 млн. т в год

где Q_пи – промышленные запасы полезных ископаемых в контурах карьера, т;

       Т    – срок службы карьера, лет (табл. 3).

Таблица 3 – Срок службы карьера

Годовой объем  обуриваемой горной массы и выемочнопогрузочных  работ, млн. м3	Минимальной срок существования карьера, лет
1	2
до 1	10
1 – 2	10 – 15
2 – 5	15 – 20
5 – 10	20 – 30
10 – 20	30 – 40
20 – 30	40 – 45
более 30	более 45

         

Так как в процессе обработки  карьера его дно двигается  по горизонтали, то определяем скорости подвигания фронта в сторону лежачего и висячего бока залежи.

          Скорость подвигания фронта работ в сторону лежачего бока залежи, м/год:

v_фл = v_пи ∙ (ctg γ_л – ctg α_пи)                                            (26)

v_фл = 12 ∙ (ctg 44⁰ – ctg 58⁰) = 4,9 м

где v_пи – ориентировочная скорость понижения добычных работ, м/год (табл. 4);

      γ_л – угол нерабочего борта со стороны лежачего бока, град;

      α_пи – угол падения залежи полезных ископаемых, град.

 

Скорость подвигания фронта работ в сторону висячего бока залежи, м/год:

v_фв = v_пи ∙ (ctg γ_в – ctg α_пи)                                            (27)

v_фв = 12 ∙ (ctg 38⁰ – ctg 58⁰) = 7,9 м

где v_пи – ориентировочная скорость понижения добычных работ, м/год (табл. 4);

    γ_в – угол нерабочего борта со стороны висячего бока, град;

     α_пи – угол падения залежи полезных ископаемых, град.

 

Таблица 4 –  Ориентировочная скорость понижения  добычных работ.

 

Вид транспорта	Площадь карьера по поверхности, км2	Угол откоса рабочего борта карьера, град
		6-8	9-13	14-25	26-32	33-46	47-52	53-65	более 65
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Железно- дорожный	1-2	5	6	7	9	10	---	---	---
	2-3	6	7	8	11	11	---	---	---
	3-4	7	9	11	12	13	---	---	---
	более 4	8	10	11	12	14	---	---	---
Комбинированный	1-2	7	8,5	10	11,5	13	14	---	---
	2-3	8,5	10	11,5	13	14	15,5	---	---
	3-4	10	11,5	13	14	15,5	17	---	---
	более 4	11,5	13	14	15,5	17	18,5	---	---
Автомобильный	до 1	10	11	12,5	14	15,5	17	18	19
	1-2	11	12,5	14	15,5	17	18	19,5	21
	2-3	12,5	14	15,5	17	18	19,5	21	---
	3-4	14	15,5	17	18	19,5	21	22,5	---
	более 4	15,5	17	18	19,5	21	22,5	24	---

         

Теперь определим уточненную производственную мощность карьера по полезным ископаемым, т/год:

П_пи = v_пи ∙ S_к ∙ γ_пи ∙ (1 + ρ)                                                (28)

П_пи = 12 ∙ 1 196 000 ∙ 3,1 ∙ (1 + 0,4) = 62 млн. т

где v_пи – ориентировочная скорость понижения добычных работ, м/год (табл. 3);

       S_к – площадь карьера по поверхности, м²;

       γ_пи объемная масса полезных ископаемых, т/м³;

       ρ     – предельно допустимый коэффициент объемного разубоживания, выражается в долях единицы от срока службы карьера (например, если срок службы карьера 15 лет, то ρ = 0,15).

         

        Тогда с учетом  коэффициента  вскрыши  производственная мощность карьера по вскрыше (м³/год) составит:

П_в = П_пи ∙ К_ср ∙ К_н                                                        (29)

П_в = П_пи ∙ К_ср ∙ К_н   = 62 ∙ 0,52 ∙ 1,2 = 39 млн. м³/год

где  П_пи – уточненная производственная мощность карьера по полезным ископаемым, т/год;

       К_ср – величина среднего коэффициента вскрыши, м³/т;

       К_н  – коэффициент неравномерности распределения вскрышных работ по годам, К_н = 1,1¸1,3.

         

Теперь определим производственнуюмощность карьера по горной массе в год, м³/год:    

П_пг = П _пи ∙ 1/γ_пи +П_в                                                       (30)

П_пг = 62 / 3,1 + 29 = 20 + 29 = 49 млн. м³/год

где П_пи– уточненная производственная мощность карьера по полезным ископаемым, т/год;

          γ _пи– объемная масса полезных ископаемых, т/м³;

       П_в  – производственная мощность карьера по вскрыше, м³/год.

 

              Основные показатели по общетехнической части

Длина карьерного поля:	3404 м
Ширина карьерного поля	1624 м
Площадь основания  залежи полезных ископаемых	1 196 тыс. м2
Периметр залежи полезных ископаемых	5 640 м
Объем карьера	1 370 млн. м3
Объем полезных ископаемых в контурах карьера	536  млн. м3
Промышленные  запасы полезных ископаемых в контурах карьера	1 595 млн. т
Объем пустой породы в контурах карьера	834  млн. м3
Средний коэффициент  вскрыши	0,52 м3/т
Площадь карьера  по поверхности	5 528 тыс. м2
Скорость подвигания фронта работ в сторону лежачего бока залежи	4,9 м/год
Скорость подвигания фронта работ в сторону висячего бока залежи	7,9 м/год
Уточненная  производственная мощность карьера  по полезным ископаемым, т/год	62 млн. т
Производственная  мощность карьера по вскрыше	39 млн. м3/год
Производственная  мощность карьера по горной массе в год,	49 млн. м3/год