Управління режимом гірничих робіт залізорудних кар’єрів при відпрацюванні розкривних порід крутопохилими шарами

3. Графоаналітичний метод визначення основних параметрів потребує оцінки стійкості гірського масиву висаджених порід. Керування стійкістю масиву, шляхом каскадного висадження, дозволяє проводити гірничі виробки (з'їзди) по схилу свіжорозпушених порід і безпечно розміщувати виймально-навантажувальне і транспортне устаткування в умовах природної усадки скельної маси. При цьому коефіцієнт стійкості змінюється від 1,01 до 1,4, що є достатнім показником для безпечного ведення гірничотранспортних робіт. Для забезпечення безпечної роботи встановлені кореляційні залежності між шириною призми зсуву розпушених порід розкриву, часом їх консолідації, глибиною зсуву і впливом на них об’ємів привантажених скельних порід при роботі екскаватора на розпушеному уступі та при проходці з'їздів з частковим розвантаженням гірської маси під укіс на кар'єрі №1 гірничо-збагачувального комплексу "Міттал Стіл Кривий Ріг". Ширина призми зсуву становить 4...6 м, а глибина – до 2,5 м.

4. Визначені основні способи управління режимом гірничих робіт при відпрацюванні крутопохилих шарів. До них відносяться: кут орієнтування діагональних блоків до лінії простягання родовища, темп поглиблення гірничих робіт, ширина групи уступів, що підлягають відпрацьовуванню, довжина виймального блоку з розкриву. При розробці уступів висотою 15 м екскаваторами ЕКГ-8І довжина екскаваторного блоку при проходці діагональними і поздовжніми західками з урахуванням запасів висадженої породи становить близько 270 м, при проходці екскаватором ЕКГ-10 – 285 м, ЕКГ-5 – 250 м. Раціональний кут орієнтування діагональних західок відносно лінії простягання при відпрацюванні екскаватором ЕКГ-8І, який дозволяє підтримувати режим гірничих робіт, становить 10°. При відпрацюванні екскаваторних блоків ЕКГ-10 даний кут орієнтування становить 8°, ЕКГ-5 – кут не перевищує 12°. Визначено закономірність зміни темпу поглиблення гірничих робіт від глибини розробки для типових залізорудних кар'єрів, яка є експоненційною, при цьому зміна темпу поглиблення гірничих робіт при відпрацюванні крутопохилими шарами етапу для підтримки постійної продуктивності становить від 2,5 до 24 м на рік.

5. Інтенсивність виймання шарів розкриву залежить від продуктивності екскаваторів, довжини їх блоків, висоти уступів, а також кута робочого борту, кута орієнтування діагональних блоків і кута падіння родовища.

6. Коефіцієнт розкриву, що відповідає оптимальному режиму гірничих робіт при формуванні типових кар'єрів крутопохилими шарами етапу, при досягненні глибини 400 м для кар'єрів 2-го типу складає 1,2 м3/м3. Для кар'єру 3, 4 і 5-го типів при проектній глибині 500...600 м – відповідно: 1,6; 1,2; 1,12 м3/м3. Для кар'єрів 6-го типу при досягненні граничної глибини розробки 800 м поточний коефіцієнт розкриву складе 2,75 м3/м3. Коефіцієнт розкриву при відпрацюванні залізорудних родовищ за існуючими схемами значно вищий.

7. Найкращі показники кар'єру "Сєвєрний" РУ ім. Кірова відповідають відпрацюванню родовища крутопохилими шарами етапу з кутами робочих бортів до 42є. Коефіцієнт розкриву на даному кар'єрі становить 5,85 м3/м3. Швидкість поглиблення при куті укосу робочого борту 16° складає 7,4 м/р., при відпрацюванні під кутом 42° – 16,4 м/р. Графік режиму гірничих робіт показує зниження об’ємів виймання розкривних порід при відпрацюванні крутопохилими шарами етапу в порівнянні з існуючою схемою розвитку гірничих робіт.

8. Обґрунтовані режими гірничих робіт для кар'єрів гірничо-збагачувального комплексу "Міттал Стіл Кривий Ріг". При цьому розроблена і впроваджена нова технологічна схема відпрацювання кар'єрного поля з тимчасовою консервацією групи уступів за етапами при розвитку в глибину крутопохилими шарами етапу під кутом 40є. При проектуванні використана технологічна схема відпрацювання глибинної зони кар'єру №2-біс (патент України № 67386 А). При переході на нову технологічну схему буде знижена річна продуктивність кар'єру №2-біс щодо розкривних порід на 972 тис. м3. Так само зменшується середній коефіцієнт розкриву з 0,66 до 0,53 м3/т. Фактичний економічний річний ефект від впровадження нової технологічної схеми склав 8 млн. грн. Відпрацювання кар'єру №3 передбачається крутопохилими шарами етапу, при цьому коефіцієнт розкриву зменшиться на 0,187 м3/т. Щорічне зменшення об’ємів виймання розкривних порід становитиме в середньому 1995,5 тис. м3.

9. Для Полтавського ГЗК розроблені режими гірничих робіт на кар'єрі при відпрацюванні родовища з різними кутами укосів бортів. Виявлено, що найкращі показники відповідають відпрацюванню родовища крутопохилими шарами етапу з кутами укосів 30...40є. Календарний план розвитку гірничих робіт при відпрацюванні кар'єру крутопохилими шарами етапу показує, що коефіцієнт розкриву зменшується на 0,07 м3/т. До 2016 р. при впровадженні нової технологічної схеми відпрацювання кар'єрів об’єми виймання розкриву зменшаться на 19,92 млн. м3.

10. При розробці залізорудних пластових родовищ управління величиною поточного коефіцієнта розкриву (від 0,6 до 3,4 м3/м3) досягається шляхом поступової розконсервації тимчасово неробочих бортів крутопохилими шарами етапу, що відпрацьовуються діагональними блоками під кутом 14…30є відносно лінії простягання з обох боків падіння корисної копалини, внаслідок чого забезпечується досягнення раціональних графіків ступенево зростаючого режиму гірничих робіт на кар'єрах.