Проектирование технологии проведения открытых горно-разведочных выработок

При проектировании технологии проведения канав необходимо определить факторы, оказывающие основное влияние на выбор схем, способов проведения и средств выполнения работ. К этим факторам относятся:

• • географические — местоположение геологической организации, рельеф местности, сезонность работ, категория дорог, расстояние от базы партий до участка работ и др.;
• • горно-геологические — категория разрабатываемых пород и их свойства, вид полезного ископаемого, глубина наносных отложений и т. д.;
• • технико-технологические — сроки проведения работ, объемы проходки, коэффициент использования оборудования, проектные размеры выработок, режим работы на проходке выработок и др.;
• • социально-экономические — наличие трудовых и материальных ресурсов, квалификация кадров и состояние техники, трудовая дисциплина, уровень общесоюзных и централизованных тарифов, районные коэффициенты на зарплату, материалы и транспорт, отпускные цены оборудования и т. д.

Из всех перечисленных факторов наиболее важными при составлении перечня пригодных способов проходки открытых горно-разведочных выработок являются следующие:

• • доступность объекта работ для различных видов транспорта;
• • категория горных пород, характеризующая трудность их разработки тем или иным способом.

Все остальные факторы должны учитываться главным образом на последующих стадиях оценки эффективности (технической, экономической) предварительно выбранных способов проходки.

Характеристика объекта работ по доступности видов транспорта, обеспеченности и состоянию транспортных путей позволяет сразу решить вопрос о возможности применения тех или других землеройнотранспортных машин, а также средств и способов проходки, основанных на использовании горнопроходческого оборудования (основного и вспомогательного) с гусеничным, колесным или иным ходом. В случае отрицательного ответа предпочтение следует отдавать легко транспортируемым (вручную или вьючным транспортом) ручным средствам механизированной проходки с автономным, малогабаритным приводом (мотосверла, мотоперфораторы и т. п.) или, как крайняя мера, средствам ручного способа проведения выработок. В целом участки горноразведочных канав и траншей можно подразделить на доступные и недоступные колесному и гусеничному транспорту.

Категория горных пород по трудности разработки определяет технологические особенности разрушения породных массивов при проведении открытых горно-разведочных выработок, а следовательно, и возможность применения того или иного способа (средства) проходки. Так, например, категория горных пород по трудности их бурения определяет технологические особенности и способ (средства) бурения породных массивов при проходке разведочных капав и траншей. Если в грунтах I—III категорий применимы почти все вышеперечисленные (см. п. 5.2.7) буровые механизмы, то для мерзлых наносных отложений (IV—VIII категорий) наиболее пригодны электрои мотосверла, а для полускальпых и скальных пород (свыше VIII категории) — перфораторы и мотоперфораторы, и лишь для отдельных скальных разновидностей (термобуримых пород) — средства термического способа бурения.

В соответствии с трудностью и особенностями разработки горные породы, наиболее распространенные для условий проходки разведочных канав и траншей, можно разделить на три основные группы:

• 1) талые наносы — I—IV категорий;
• 2) сезоннои многолетнемерзлые наносы — V—VIII категорий;
• 3) полускальныс и скальные породы — IX-XX категорий по шкале ЕНВ 1977 г.

С учетом вышеизложенного пригодность и существующих способов (средств) проходки открытых горно-разведочных выработок можно систематизировать по следующим четырем основным группам:

• 1) участки с талыми наносами I—IV категорий, доступные для транспорта. Возможно применение любого из существующих способов проходки канав и траншей;
• 2) участки с талыми наносами I—IV категорий, не доступные для транспорта. Возможно применение ручного и буровзрывного способов, а также селевого способа при наличии благоприятного рельефа и достаточных ресурсов воды;
• 3) участки с мерзлыми и скальными грунтами V-XX категорий, доступные для транспорта. Возможно применение буровзрывного и комбинированного способов;
• 4) участки с мерзлыми и скальными грунтами V—VIII категорий, не доступные для транспорта. Возможно применение лишь буровзрывного способа проходки.

Указанная систематизация условий работ по группам позволяет оперативно составить перечень способов и средств для конкретных условий проведения канав и приступить к их сравнительному анализу по техническим и экономическим показателям. При этом один из способов из перечня принимается в качестве эталонного (базового) с целью его сравнения показателей с показателями остальных способов перечня. Необходимо чтобы сравниваемые варианты технических мероприятий прежде всего были проверены по условию сопоставимости всех факторов. При различии геолого-технических, географо-экономических, производственных и прочих условий все сравниваемые показатели следует скорректировать на имеющиеся различия.

Отметим, что современный парк канавопроходческого оборудования представлен значительным количеством машин и механизмов с различными техническими характеристиками, вполне обеспечивающими проведение открытых разведочных выработок требуемых размеров. Поэтому при составлении перечня пригодных средств проходки следует также обращать внимание на соответствие технических характеристик принимаемого оборудования и машин таким факторам, как глубина и ширина выработок, угол склона местности и др. После составления перечня пригодных способов (средств) проходки выработок можно приступать к определению показателей технической и экономической эффективности сопоставляемых способов (средств) проходки в целях выяснения возможности выполнения этими способами (средствами) запланированных объемов проходки в требуемые сроки и установления сметных затрат на производство соответствующих работ.

При этом рекомендуется предусматривать следующие четыре стадии производства работ.

На первой стадии, называемой стадией подготовки перечня пригодных способов проходки, производятся анализ и систематизация конкретных условий горнопроходческих работ, а также составляется перечень способов и средств, пригодных для использования в рассматриваемых условиях.

Вторая стадия, называемая стадией определения показателей технической эффективности, должна включать расчеты по определению показателей — производительности оборудования (бригады), необходимого количества комплексов оборудования, количества необходимых рабочих, продолжительности работ, степени механизации, — характеризующих производственные и эксплуатационные особенности сравниваемых способов (средств).

На третьей стадии, называемой стадией установления показателей экономической эффективности, вычисляются себестоимость работ, капитальные вложения, приведенные затраты и сроки окупаемости для каждого из сравниваемых способов (средств) проходки выработок.

Четвертая стадия, называемая стадией разработки окончательных выводов, включает подготовку заключения о преимуществах (в основном по условию минимальных затрат) выбранного способа проходки канав или траншей и, при необходимости, установления для него величины экономического эффекта.

Общий порядок выполнения работ по оценке эффективности и выбору способов проходки открытых горно-разведочных выработок должен заключаться в следующем:

• 1. Вначале систематизируют конкретные условия проходки разведочных выработок. Сведения об объемах проходки по категориям пород, степени доступности района работ для различных видов транспорта, сроках проведения работ и проектным размерам выработок сводят в специальную таблицу исходных данных.
• 2. На основании анализа имеющихся материалов по условиям проходки составляют перечень пригодных способов (средств). Для каждого из способов, вошедших в перечень, выбирают конкретный тип канавопроходческого оборудования, наиболее полно отвечающий фактическим условиям проходки (категории разрабатываемых пород, глубине наносных отложений и пр.). Один из входящих в составленный перечень способов принимают за эталонный (базовый) для последующего сравнения.
• 3. Для каждого из рассматриваемых способов проходки и засыпки выработок, определенных по результатам расчетов или по имеющимся (отчетным, практическим, опытным и др.) данным, определяют показатели технической эффективности: производительность оборудования, полезный годовой фонд времени работы оборудования, состав одного комплекса оборудования, необходимое количество этих комплексов, количество рабочих, продолжительность работ, степень их механизации.
• 4. На основании сопоставления полученных величин с показателями имеющихся или возможных ресурсов делают вывод о целесообразности уточнения, т. е. возможного сокращения ранее составленного перечня пригодных способов проходки. При необходимости составляют уточненный перечень способов, который и используется в дальнейшем (при выполнении последующих технико-экономических расчетов).
• 5. Для каждого из сопоставляемых способов определяют показатели экономической эффективности: себестоимость работ (проходки, опробования и засыпки); размер капитальных вложений на один комплекс оборудования, сроки окупаемости дополнительных капитальных вложений, приведенные затраты на единицу работ. По минимуму приведенных затрат и с учетом сопоставления показателей технической эффективности устанавливается наиболее эффективный способ проходки открытых горно-разведочных выработок. При замене одного способа другим, выбранным по условию минимальности затрат, рассчитывают величины годового и общего экономического эффекта.
• 6. Исходные данные и результаты всех технико-экономических расчетов заносят в расчетные таблицы или ведомости, которые должны содержать подписи исполнителей расчетов, занимаемые должности. Основные результаты производственной оценки эффективности способов проходки открытых горно-разведочных выработок и сделанное по ним заключение (вывод) приводятся в специальной форме, утверждаемой руководителем предприятия или организации.

В качестве основных исходных материалов для проектирования проходки разведочных канав и траншей должны служить:

• 1) ситуационный план района работ с нанесенными на нем контурами имеющихся сооружений, проектируемых выработок, возможных мест расположения временных складов ВМ, укрытий для рабочих, подходов и подъездов к участку работ и др.;
• 2) горно-геологическая характеристика разрабатываемых отложений и подстилающих коренных пород с указанием их мощности (глубины) залегания и основных характеристик по следующим физикомеханическим и горно-техническим свойствам: влажность, плотность, гранулометрический состав, буримоегь, взрываемость, крепость и пр.;
• 3) ведомость подсчета объема разрабатываемых пород с обоснованием принятых размеров проектируемых выработок.

Ситуационный план рельефа в случае использования взрывных работ должен захватывать площадь предполагаемого разлета кусков породы после взрыва; он составляется в крупном масштабе. На плане желательно иметь вертикальные отметки для характерных высотных точек местности.

Геологическая характеристика разрабатываемых пород должна быть по возможности краткой и основываться на результатах испытаний породных образцов, отобранных непосредственно па участке работ из ранее проведенных выработок или естественных обнажений. Краткие инженерно-гсологичсскис сведения отдельно по каждой разновидности разрабатываемых пород приводятся в специальной форме (табл. 51), в графы которой заносятся значения плотности, влажности, гранулометрического состава и показателей буримости, взрываемости, разрабатываемое™ пород в соответствии с категориями действующих классификаций и шкал.

Таблица 51.

В ведомости подсчета объема разрабатываемых пород должны содержаться все необходимые исходные данные о проектной площади сечения выработок, их глубине, ширине и угле откоса стенок. Подсчет объемов горнопроходческих работ производят раздельно по каждой разновидности пород с одновременной их дифференциацией по глубине проектируемых выработок. При этом рекомендуется соответствующая форма (табл. 52).

На основании собранных исходных материалов также устанавливаются нормативные показатели трудоемкости работ по основным технологическим операциям (создание зарядных камер, заряжание и взрывание ВВ, уборка породы и др.).

Выбор способа и средств проведения разведочных канав и траншей должен производиться с учетом результатов технико-экономических расчетов по сопоставляемым вариантам проходки. Критерием рациональности способа (средств) проходки выработок является минимум приведенных затрат на проектируемый объем работ.

Таблица 52.

При решении использования энергии взрывчатых веществ вышеперечисленные исходные материалы являются основой для определения метода производства взрывных работ, выбора средств бурения и взрывчатых материалов, а также для проведения инженерно-технических расчетов по определению параметров БВР. Метод проведения взрывных работ (шпуровой, котловых шпуров, малокамерных зарядов), способ и средства бурения (ручное или механизированное), взрывчатые материалы (ВВ и СВ) устанавливаются с учетом специфических особенностей взрывной проходки разведочных канав и траншей.

Обосновав способ и выбрав средства горнопроходческих работ, приступают к выполнению инженерно-технических расчетов, задачей которых является определение рациональных технологических параметров и основных показателей горнопроходческих работ.

На основании результатов инженерно-технических расчетов составляются проектные технологические документы на требуемые виды работ для конкретных участков их производства. Составление этих документов (паспорт буровзрывных работ, паспорт крепления и пр.) является заключительным этапом работ по проектированию проведения открытых горно-разведочных выработок.

Пояснительная записка с результатами инженерно-технических расчетов и составленными проектными паспортами работ (БВР, крепления и др.) после заключения горно-технической инспекции и согласования с соответствующими местными учреждениями утверждается главным инженером организации, проектирующей проведение горноразведочных выработок, и является основой для последующих этапов осуществления горнопроходческих работ.