|
Оглавление
Предисловие
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981–1985 годы и на период до 1990 года", утвержденными XXVI съездом КПСС, предусмотрено: опережающими темпами развивать добычу угля наиболее эффективным открытым способом на основе широкого внедрения прогрессивной технологии, горного и транспортного оборудования большой единичной мощности; ускорить создание производственных мощностей в Кузбассе, сооружение объектов Канско-Ачинского и Экибастузского топливно-энергетических комплексов и увеличение добычи угля в этих районах; обеспечить опережающее развитие сырьевой базы черной металлургии; в цветной металлургии обеспечить укрепление сырьевой базы действующих предприятий, а также ее дальнейшее развитие, обеспечить дальнейшее развитие промышленности нерудных строительных материалов. При подготовке четвертого издания данного учебника автор руководствовался решениями XXVI съезда КПСС, последующими решениями Пленумов ЦК КПСС и постановлениями партии и правительства, направленными на решение задач по совершенствованию хозяйственного механизма, улучшению качества добытых полезных ископаемых, комплексному использованию минерального сырья, сохранению окружающей среды, охране недр и подготовке высококвалифицированных кадров. В четвертом издании автор продолжил развитие научных и инженерных основ курса, отличающихся от основ специальных курсов (геологические дисциплины, разрушение горных пород взрывом, горные и транспортные машины и комплексы, организация производства и др.), исключив при этом дублирование и вместе с тем сохранив взаимную связь всех производственных процессов. Базой учебного курса "Процессы открытых горных работ" является учение о горных породах – объектах горных работ. Основанием для современных инженерных и экономических расчетов при планировании и проектировании технологии, механизации и организации горных работ должны служить сравнительно простые экспериментальные данные о породах в конкретных природных условиях каждого карьера. Каждый технологический процесс рассматривается на основе физико-технических и горно-технологических показателей и характеристик пород. Это нашло отражение прежде всего в методиках расчета производительности горных и транспортных машин и определении условий их применения. Методический аспект учебника – стремление показать студенту как независимое значение каждого производственного процесса, так и их общее объединяющее начало, а также возможности оптимизации совокупности выполняемых процессов. Этим задачам посвящено также учение о технологической связи процессов и технических средств, об основах организации горных работ, их планирования и управления. Третьему изданию учебника присуждена Государственная премия СССР за 1983 г. Из Раздела I. Основные понятия открытых горных работ
1. СУЩНОСТЬ И ЭЛЕМЕНТЫ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАЗРАБОТОК 1.1. СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Открытыми горными работами называют совокупность работ, производимых с земной поверхностью с целью добывания разнообразных горных пород и создания различных выемок и котлованов. Наибольшие масштабы открытых горных работ связаны с добычей полезных ископаемых. При этом все работы и процессы, связанные с извлечением полезного ископаемого из недр, совершаются в открытых горных выработках. При подземном способе разработки полезные ископаемые добывают посредством сооружения специальных подземных выработок. При открытой разработке месторождений горные работы подразделяются на вскрышные (выемка, перемещение и размещение вскрышных пород) и добычные (выемка, перемещение и складирование или разгрузка полезного ископаемого). В соответствии с целями и особенностями производства выделяются отдельно горно-подготовительные работы, объединяющие проведение вскрывающих и подготовительных выработок (капитальных траншей и полутраншей, разрезных траншей и полутраншей и других выработок, например подземных, и т.д.). Целью горно-подготовительных работ является создание транспортного доступа к забоям и начального фронта горных работ. Открытая разработка включает также работы по подготовке месторождения и его отдельных участков (в основном подготовка поверхности), по обеспечению устойчивости разрабатываемого массива горных пород, по охране недр и сооружений (обеспечению водного режима, предотвращению самовозгорания пород и деформации поверхности, рекультивации и т.п.). Указанные работы должны производиться в определенном порядке. Между ними необходимо выдерживать четкие соотношения и зависимости, позволяющие по техническим условиям обеспечить в каждый момент времени требуемый фронт вскрышных и добычных работ, производительную и безопасную работу применяемого оборудования и в целом эксплуатацию месторождения. Порядок и последовательность выполнения открытых горных работ в пределах карьерного поля или его участка называется системой разработки. Принятая система разработки должна обеспечить безопасность ведения работ, планомерность и экономическую эффективность их, предусмотренную производственную мощность карьера, полноту извлечения запасов, комплексное использование всех полезных ископаемых, охрану недр и окружающей среды. Под вскрытием (системой вскрытия) понимается совокупность долговременных горных выработок (траншей и подземных выработок), обеспечивающих транспортный доступ с земной поверхности к рабочим горизонтам карьера и забоям с целью доставки вскрышных пород на отвалы, полезных ископаемых – к пунктам их приема на поверхности, а с поверхности к рабочим горизонтам – материалов, оборудования и людей. 1.2. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Технология разработки месторождения – это совокупность способов и приемов механизированного осуществления взаимосвязанных процессов горных работ, основанная на фундаментальных знаниях закономерностей разработки и возможностей технических средств. Непосредственно горные работы на карьерах заключаются в выемке, перемещении и складировании полезных ископаемых и вскрышных пород. Соответственно весь комплекс горных работ можно разделить на связанные между собой основные производственные (технологические) процессы: подготовку пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, перемещение (транспортирование) горной массы, складирование (отвалообразование) пустых пород и разгрузку или складирование полезных ископаемых. Если на карьере производится первичное обогащение или переработка полезного ископаемого до конечного продукта, они также входят в состав основных производственных процессов. Технологическими называют процессы, при которых разрабатываемые горные породы изменяют свое агрегатное состояние и местоположение. Каждому основному производственному процессу соответствуют вспомогательные работы, которые позволяют планомерно осуществлять основной процесс или облегчают его. Помимо этого на карьерах выполняется ряд общих вспомогательных процессов – электроснабжение, вентиляция, водоотлив, опробование полезных ископаемых, ремонты оборудования и др. – способствующих производству горных работ. Выемочно-погрузочные работы, перемещение и разгрузка (складирование) горной массы объединяют основные и вспомогательные процессы горных работ, составляя единый и по существу, непрерывный технологический комплекс горных работ, в котором организация одного процесса влияет на организацию других связанных с ним процессов. Все основные производственные процессы на карьерах механизированы. В настоящее время преобладающими способами механизации производственных процессов являются экскаваторный, гидравлический и комбинированный (их сочетание). При экскаваторном способе применяются различные механические средства (экскаваторы, скреперы, механические виды транспорта и др.), а при гидравлическом основные производственные процессы осуществляются с помощью воды и специального гидромеханизированного оборудования. Экскаваторный способ универсален, посредством его выполняется до 95 % объемов горных и массовых земляных работ; гидравлический способ применяется преимущественно при разработке пород, легко поддающихся размыву и транспортированию водой, при наличии источников воды и достаточно дешевой электроэнергии. Средства механизации производственных процессов должны в первую очередь соответствовать характеристикам пород, в противном случае выполнение этих процессов становится технически невозможным или весьма затруднительным. Важно не только иметь техническую возможность выемки и перемещения горных пород, но и обеспечить высокую производительность средств механизации в каждом процессе, их надежность в работе и долговечность эксплуатации. Большие объемы разрабатываемых и перемещаемых горных пород, измеряемые на карьере нередко десятками и сотнями миллионов тонн в год, вызывают необходимость подбора технических средств механизации основных процессов, соответствующих по производительности, размерам, развиваемым усилиям (мощности) друг другу. Такая цепь взаимосвязанных машин и механизмов, обеспечивающих надежную и эффективную разработку и перемещение пород, называется комплексом карьерного оборудования. Комплексная механизация предусматривает полную механизацию не только основных, но и вспомогательных процессов. Комплекс карьерного оборудования включает соответствующие основному оборудованию по мощности и производительности средства механизации вспомогательных работ. Из всех операций вытеснен тяжелый ручной труд. Наиболее дорогостоящим и трудоемким процессом при открытой разработке является перемещение горных пород. Минимальные затраты средств достигаются либо при перемещении пород в конечное положение по кратчайшему расстоянию, либо при перемещении их на большие расстояния более дешевыми видами транспорта. В комплексы оборудования добычных и вскрышных работ, как правило, включаются транспортные средства. Они отличаются наличием разгрузочных устройств на поверхностном технологическом комплексе или у потребителей. Наиболее эффективная и планомерная эксплуатация горного и транспортного оборудования достигается при поточном производстве горных работ, характеризуемом выполнением всех процессов в одном темпе, непрерывностью общего процесса разработки и равномерностью во времени (ритмичностью). Поточность производства легче достигается при использовании оборудования непрерывного действия (роторных экскаваторов, конвейеров и др.). Основными принципами, на которых базируются технология и механизация горных работ, являются: поточное производство, совмещение основных процессов, независимость процессов, кратчайшее расстояние перемещения горной массы, сокращение числа и объемов вспомогательных работ. Об авторе
 Ржевский Владимир Васильевич Крупнейший специалист в области горных наук, академик АН СССР. В 1941 г. окончил Московский горный институт. В 1950 г. защитил кандидатскую диссертацию, в 1955 г. — докторскую. С 1958 г. — профессор Московского горного института, с 1960 г. — заведующий кафедрой технологии, механизации и организации горных разработок, с 1962 г. — ректор института. В 1966 г. избран членом-корреспондентом, а в 1981 г. — действительным членом АН СССР. Лауреат Государственной премии СССР и премии Совета Министров СССР. Автор более 500 научных трудов в области теории и практики открытой разработки месторождений, физики горных пород и процессов. Подготовил свыше 150 кандидатов и 50 докторов технических наук.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
