Область применения бульдозерно-экскаваторного способа разработки элювиальных и делювиальных россыпей

УДК 622.271.1

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БУЛЬДОЗЕРНО-ЭКСКАВАТОРНОГО СПОСОБА РАЗРАБОТКИ ЭЛЮВИАЛЬНЫХ И ДЕЛЮВИАЛЬНЫХ РОССЫПЕЙ

1 9

© Б.Л. Тальгамер1, К.П. Галайда2

Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Приведена общая характеристика элювиальных и делювиальных россыпей и сделан анализ возможных технологий их разработки. Исходя из основных горнотехнических параметров россыпей данного типа, обоснована наиболее приемлемая технология их освоения. Изложены основные условия применения предложенного буль-дозерно-экскаваторного способа разработки, его достоинства и недостатки. С учетом наиболее вероятного диапазона изменения основных параметров залегания элювиальных и делювиальных россыпей, а также рабочих размеров применяемого здесь горного оборудования установлены зависимости объемов перевалки горной массы от условий эксплуатации этих месторождений, в том числе от угла наклона подстилающих пород и мощности рыхлых отложений. Исходя из стоимости и условий эксплуатации горного оборудования, установлена область экономически эффективного применения бульдозерно-экскаваторного способа разработки россыпей данного типа.

Ключевые слова: элювиальные и делювиальные россыпи; технология разработки; бульдозерно-экскаваторный способ; область применения.

APPLICATION FIELD OF A BULLDOZER-EXCAVATOR METHOD OF ELUVIAL AND DELUVIAL PLACER DEVELOPMENT B.L. Talgamer, K.P. Galaida

Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The paper gives a general characteristic of eluvial and deluvial placer deposits and provides an analysis of their possible development technologies. It substantiates the most acceptable technology of their development, proceeding from the basic mining parameters of the placers of this type. The basic conditions for the application of the proposed bulldozer-excavator development method are described including its advantages and shortcomings. Taking into account the most probable variation range of the main bedding parameters of eluvial and deluvial placer deposits and working dimensions of the applied mining equipment, the authors determine the dependences of the volume of rock mass rehandling on the operating conditions of these deposits, including the gradient angle of bedding rock and thickness of alluvial deposits. The field of economically efficient application of the bulldozer-excavator development method for this type of placers is identified on the basis of cost and operation conditions of mining equipment.

Keywords: eluvial and deluvial placer deposits; development technology; bulldozer-excavator method; application field.

Элювиальные и делювиальные россыпи образованы в результате выветривания руд и горных пород и располагаются на поверхности коренного источника или на склоне горы вблизи от него. По некоторым классификациям они относятся к нагорным или верховым россыпям, характеризуются крутым уклоном (0,1-0,4), отсутствием перекрывающих отложений (в худшем случае - это слой дерна), слабой окатанно-стью каменистого материала, небольшой мощностью пласта (0,5-5,0 м) и ограниченными размерами в плане. Ценными компонентами в данных россыпях являются золото, алмазы, олово, вольфрам, тантал, ниобий и др. Многие россыпи расположены на поверхности коренных месторождений железной руды, кварцитов.

Из-за незначительных запасов полезного ископа-

емого для самостоятельного освоения такие россыпи, как правило, мало привлекательны и в промышленную эксплуатацию такие месторождения вовлекаются только совместно с коренным рудным телом. Однако по мере отработки крупных месторождений и запасов с благоприятными горнотехническими характеристиками в последние годы такие россыпи стали разрабатываться все чаще.

Освоение элювиальных и делювиальных россыпей связано с рядом преимуществ. Во-первых, небольшая глубина залегания полезного ископаемого и возможность использования наиболее дешевого открытого способа добычи, во-вторых, отсутствие работ по вскрытию запасов и выемка полезного ископаемого, как правило, без вскрышных работ, в третьих, исключение трудоемких и дорогостоящих буровзрывных

1Тальгамер Борис Леонидович, директор института недропользования, доктор технических наук, профессор, тел.: (3952) 405197, факс: (3952) 405104; e-mail: gor@istu.edu

Talgamer Boris, Director of the Institute of Subsoil Use, Doctor of technical sciences, Professor, tel.: (3952) 405197, fax: (3952) 405104; e-mail: gor@istu.edu

2Галайда Константин Павлович, аспирант, тел.: 89025197446, e-mail: galanna82@ya.ru Galaida Konstantin, Postgraduate, tel.: 89025197446, e-mail: galanna82@ya.ru

работ, в- четвертых, небольшие капитальные вложения на вовлечение месторождения в эксплуатацию и минимальные объемы по рекультивации нарушенной поверхности.

Исходя из горно-геологических условий залегания описанных россыпей (небольшая мощность рыхлых отложений, значительный уклон подстилающих пород), наиболее приемлем для их разработки бульдо-зерно-экскаваторный способ. При данном способе добычи подвигание фронта работ осуществляется сверху вниз. Первоначально производится выемка пород мощными бульдозерами горизонтальными слоями с постепенным расширением рабочей площадки путем складирования полезного ископаемого на нижележащую наклонную поверхность россыпи (рис. 1). Послойную выемку и горизонтальное перемещение полезного ископаемого осуществляют продольно-диагональными заходками землеройно-транспортной техники. При этом на начальном этапе освоения запасов выемка полезного ископаемого производится, как правило, продольными заходками с зачисткой подошвы пласта боковой частью рабочего органа землерой-но-транспортной техники. По мере расширения рабочей площадки выемка полезного ископаемого продолжается диагональными заходками. Выемка полезного ископаемого диагональными заходками позволяет удлинить заходку до необходимой величины, обеспе-

чивающей достаточное заполнение рабочего органа землеройно-транспортной техники (отвала бульдозера, ковша погрузчика) полезным ископаемым.

Горизонтальное перемещение полезного ископаемого к верхней бровке уступа позволяет исключить возврат землеройно-транспортной техники вверх по склону, повысив тем самым безопасность работ, и создать условия для отработки запасов, залегающих на склонах с достаточно большим уклоном.

Отработка месторождения сверху вниз дает возможность сократить затраты на формирование рабочих площадок за счет сброса полезного ископаемого по откосу. Выемка пород бульдозером осуществляется до достижения ширины рабочей площадки, обеспечивающей безопасную эксплуатацию экскаваторов и транспортного оборудования [1].

Наращивание рабочей площадки в ширину наклонными слоями за счет сброса полезного ископаемого по откосу позволяет создать безопасные условия для работы любого горного оборудования.

На рис. 2 приведена технологическая схема ведения добычных работ экскаватором с погрузкой полезного ископаемого в автотранспорт. Данная технологическая схема осуществляется после формирования рабочей площадки необходимой ширины.

Разработка россыпи осуществляется в следующей последовательности:

Рис. 1. Технологическая схема формирования рабочих площадок уступов

Рис. 2. Технологическая схема ведения добычных работ экскаватором с погрузкой полезного ископаемого в автотранспорт

На начальном этапе продольной заходкой (см. рис. 1) бульдозер 6 формирует из полезного ископаемого 1 горизонтальную площадку по всей длине фронта работ. При достижении достаточной ширины площадки (8-12 м) бульдозер переходит к работе диагональными заходками. Понижение площадки с зачисткой подстилающих пород 2 производится равномерно по всей длине фронта горизонтальными слоями 5 путем сброса полезного ископаемого с верхней бровки уступа 4. Для безопасной работы добычного и транспортного оборудования бульдозер создает рабочую площадку 3 шириной не менее 15-30 м.

После формирования рабочей площадки необходимой ширины на нее устанавливается добычное оборудование, которое осуществляет выемку полезного ископаемого уступами с погрузкой его в автотранспорт (см. рис. 2).

После отработки уступа по всей длине рабочая площадка на нижележащем горизонте вновь расширяется до необходимых размеров диагональными заходками выемочно-транспортного оборудования.

Предложенная технология апробирована на Уват-ском месторождении кварцитов (элювиальная россыпь). Она обеспечивает безопасную разработку россыпей на достаточно крутых склонах, позволяет их осваивать без применения буровзрывных работ горнотранспортным оборудованием небольшой мощности с

минимальными затратами на подготовку месторождений к эксплуатации.

С целью установления эффективности и области применения описанной технологии нами были выполнены графоаналитические расчеты параметров горных работ для различных горно-геологических условий залегания россыпей.

При вычислениях учитывались мощность рыхлых отложений т (с диапазоном изменения от 0,5 до 5,0 м), угол откоса подстилающих пород а (10-30°), необходимая для работы экскаватора ширина рабочей площадки А (15-40 м), толщина слоя пород, снимаемого за один проход бульдозера I (0,2-0,6 м), высота экскаваторного уступа Ну (4,0-6,0 м). Угол откоса сбрасываемого с рабочей площадки полезного ископаемого был принят равным в = 40°.

В процессе вычислений устанавливались зависимости коэффициента перевалки полезного ископаемого от т, а, А, (, Ну. Коэффициент перевалки (переэкскавации) Кп вычислялся как отношение объема полезного ископаемого, переваленного бульдозером, к объему полезного ископаемого, взятому экскаватором из целика. При этом учитывалась многократная перевалка полезного ископаемого бульдозером до момента расширения рабочей площадки до необходимых размеров. Некоторые установленные зависимости Кп = 1

(m, А, а) при на рис. 3-6.

t

0,5 м, Ну = 5,0 м приведены

Рис. 3. Зависимость коэффициента перевалки Кп от угла падения а пласта мощностью т = 3 м

и ширины рабочей площадки А

12.00

5 ю оо I

£ воо

1 4

.00

4 2,00 f

ООО

\

\

> \

\ V

\

0.00

Рис. 4. Зависимость коэффициента перевалки Кп от глубины карьера и ширины рабочей площадки А при мощности пласта т = 3 м и угла его падения а = 30°

10.00 20.00 3000 40.00 50,00 60,00 Глубина карьера, м ♦ А=16 м  А=2Ь м А А=30 у

ю.о

с

К

о с

£

=

л

8.0

6.0

4,0

й 2.0 о

X

0.0

1

\\

1 2 3

Мощность пласта, м

♦ 0=12";

а=20; * а=30'

Рис. 5. Зависимость коэффициента перевалки Кп от мощности т и угла падения пласта а при ширине рабочей

площадки А = 18 м

Рис. 6. Зависимость коэффициента перевалки Кп от ширины рабочей площадки А и угла падения пласта а мощностью т = 3 м

Анализ установленных зависимостей показал, что с увеличением уклона россыпи (а) средний коэффициент перевалки заметно возрастает (см. рис. 3), при этом он существенно изменяется от начала к концу отработки запасов (см. рис. 4). На крутых склонах в начальный период до момента создания первой рабочей площадки К„ очень высокий, а в последующем его значение уменьшается и стабилизируется. При уклоне 40° и более после формирования первой рабочей площадки в последующей перевалке уже нет необходимости (К„ = 0). На более пологих склонах значение КП по мере подвигания фронта горных работ по падению россыпи существенно не меняется.

С уменьшением уклона подстилающих пород (менее 15-20°) Кп заметно снижается, однако при этом из-за сокращения средней высоты уступа будет падать производительность экскаватора.

На россыпях с уклоном менее 10° возможно применение технологических схем с использованием только экскаваторов, при этом отработка может осуществляться и по восстанию.

Применение более мощных экскаваторов в рассмотренных технологических схемах также увеличивает К„ и затраты на начальном этапе горных работ и в дальнейшем существенно не влияет на К„ и себестоимость добычи.

При анализе также было выявлено, что коэффициент перевалки растет с уменьшением мощности продуктивного пласта (см. рис. 5), а также с увеличением мощности используемого оборудования и ширины рабочей площадки (см. рис. 6).

Таким образом, в результате графоаналитических расчетов было установлено, что описанная технология приемлема при уклоне подстилающих пород не менее 10° и мощности пласта более

1,5-2,0 м. Из-за увеличения объемов перевалки полезного ископаемого эффективность бульдозерно-экскаваторного способа разработки заметно снижается по мере уменьшения мощности продуктивных отложений (m < 2,0-2,5 м). Выбор применяемого горного оборудования параметрами описанной технологической схемы не ограничивается и будет зависеть только от общих запасов полезного ископаемого.

Исходя из небольшого расстояния транспортирования пород бульдозером и соответственно высокой

его производительности, анализируемый способ разработки будет экономически эффективен даже при коэффициенте перевалки Кп = 6-8. При больших значениях Кп эффективность данной технологии резко снижается и целесообразность использования буль-дозерно-экскаваторного способа при таких горнотехнических параметрах россыпи требуют более детальной экономической оценки.

Статья поступила 14.04.2015 г.

Библиографический список

1. Пат. № 2506425, РФ, МПК-9 Е21С41/26. Способ открытой месторождений / Б.Л. Тальгамер, А.В. Франчук; опубл. разработки наклонно залегающих маломощных пластовых 10.02.2014. Бюл. № 4. 5 с.

УДК 528.92, 528.946

ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ЦИФРОВОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ КАРТЫ ВЬЕТНАМА НА ОСНОВЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА

© Хоанг Зыонг Хуан1

Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Изложена технология создания комплексной цифровой сельскохозяйственной карты территории Вьетнама на основе ГИС и ДЗЗ из космоса. Такая карта позволит эффективно решать актуальные задачи сельского хозяйства Вьетнама: планирование сельскохозяйственных работ, управление производством сельскохозяйственной продукции в растениеводстве и животноводстве и структурой сельскохозяйственных культур в земледелии. Ожидается также увеличение возможностей прогнозирования урожайности. В целом она может быть использована в вопросах планирования и развития экономики сельского хозяйства Вьетнама.

Ключевые слова: Вьетнам; цифровая комплексная сельскохозяйственная карта; сельское хозяйство; геоинформационное картографирование; дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ).

DEVELOPING TECHNOLOGY FOR VIETNAM TERRITORY INTEGRATED DIGITAL AGRICULTURAL MAP CREATION BASED ON GIS AND REMOTE SENSING Hoang Duong Huan

Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The paper describes the technology of integrated digital agricultural map creation for the Vietnam territory on the basis of GIS and remote sensing. This map will enable efficient solution of topical problems of agriculture in Vietnam: planning of agricultural works, management of agricultural production (crop and livestock) and structure of crops in agriculture. Moreover, it is expected to improve the opportunities of yield prediction. In general, it can find application in the planning and development of the agricultural economy of Vietnam.

Keywords: Vietnam; integrated digital agricultural map; agriculture; geoinfomation mapping; earth remote sensing.

Социалистическая Республика Вьетнам занимает самую восточную часть Индокитайского полуострова, площадью 329 314 км2. Граница Республики проходит на юго-западе по побережью Сиамского залива (Тайского залива), на востоке по побережью Тонкинского залива Южно-Китайского моря, на севере страна граничит с Китаем, а на западе - с Лаосом и Камбоджей (рис. 1) [2].

Вьетнам является индустриально-аграрной страной, в которой до сих пор сельское хозяйство играет

главную роль в экономике. Вьетнам имеет особые природные условия для развития сельского хозяйства.

• Страна находится в тропическом поясе, в котором хорошо развиваются сельскохозяйственные культуры. Особенности сельскохозяйственных культур тропического пояса заключаются в непрерывной вегетации растений в течение года, здесь произрастают теплолюбивые многолетние и однолетние культуры с наиболее длительным периодом вегетации.

1Хоанг Зыонг Хуан, аспирант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел.: 89247005773, e-mail: duonghuan209@gmail.com

Hoang Duong Huan, Postgraduate of the Department of Mine Surveying and Geodesy, tel.: 89247005773, e-mail: duonghuan209@gmail.com