§6. Геометрический анализ штокообразных и ограниченных в плане месторождений

К штокообразным и ограниченным в плане месторождениям относят такие, у которых соотношение размеров осей, распространяющегося в глубину рудного тела в плане не превышает трёх раз. К ним относятся кимберлитовые трубки, штокообразные и жильные месторождения цветных и драгоценных металлов.

Исходными материалами для проектирования карьеров на этих месторождениях являются погоризонтные планы и топография поверхности. Целью геометрического анализа этих месторождений состоит в определении конечных контуров карьера, т.е. глубины и верхнего контура карьера и определение максимально-возможной производительности по горно-геологическим условиям.

Порядок анализа следующий:

1) по геологическим данным строится профиль карьера по короткой оси рудного тела (рис. 29);

2) профиль разбивается на горизонты, кратные принимаемой высоте уступа;

3) рассчитывается или принимается по аналогии величина дна карьера. Обычно она равна ширине разрезной траншеи. При анализе на каждом горизонте за дно принимается контур рудного тела;

4) определяется угол откоса рабочего борта карьера, который отстраивается из концов дна на каждом горизонте;

5) строится вспомогательный график заложения откосов (рис. 30),

Рисунок 28 Планы развития горных работ (знаком + указаны экскаваторы в забое)

Рисунок. 29 Геометрический анализ штокообразного месторождения: а - аксонометрия; б - профиль

на котором по оси ординат отмечается глубина исследуемого горизонта, по оси абсцисс заложение борта карьера в соответствующем масштабе, а через пересечение координат - линия под углом рабочего борта карьера;

6) на планах горизонтов проводятся ряд перпендикулярных линии к контурам рудного тела (рис. 31), на которых в соответствии с глубиной горизонта откладывают отрезки заложения борта карьера, найденные с помощью вспомогательного графика. Соединением этих отрезков находят линию пересечения рабочего борта карьера соответствующего горизонта с поверхностью;

Рисунок 30 График заложения откосов

Рисунок 31 Построение верхнего контура рабочей зоны карьера на топографическом плане

7) вычерчивается график геометрического анализа месторождения (рис. 32), на котором откладываются ординаты, выражающие площадь полезного ископаемого (дно горизонта) и площадь горной массы (контур пересечения рабочего борта карьера с поверхностью). Вычитанием из ординаты горной массы ординату полезного ископаемого находят ординату вскрыши. Делением ординаты вскрыши на ординату полезного ископаемого находят и отстраивают в виде графика значения текущего коэффициента вскрыши;

8) вычисляется или принимается значение граничного коэффициента вскрыши. Точка пересечения графика текущего коэффициента вскрыши с граничным означает максимальный разнос бортов карьера по поверхности;

9) на продольном профиле из точек максимального разноса бортов карьера по поверхности проводятся линии бортов карьера под углами погашения. В месте пересечения этих линий отстраивается дно карьера и его положение означает конечную глубину карьера ;

10) производится расчёт объёмов полезного ископаемого и вскрыши в граничных контурах карьера. Объём полезного ископаемого на каждом горизонте представляет собой объём усеченной пирамиды , а объём вскрыши на горизонте вычисляется как разность между объёмами последующей и предыдущей усечённых пирамид минус объём полезного ископаемого на этом горизонте (рис. 33).

Внутри найденного контура карьера возможно проведение дальнейших исследований, с целью выбора рационального направления развития горных работ. Однако вследствие ограниченности месторождения необходимость в этом часто отпадает.

Рисунок 32 График геометрического анализа ограниченных в плане месторождений