Лекции открытые горные работы

ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ АВТОТРАНСПОРТЕ

При транспортировании вскрыши  на отвал автосамосвалами применяется  бульдозерное отвалообразование. Процесс отвалообразования в этом случае включает разгрузку автосамосвалов на верхней площадке отвального уступа, перемещение пород под откос уступа, ремонт и содержание автодорог.

Автосамосвалы могут  разгружаться периферийным и площадным  способом. В первом случае автосамосвалы  разгружаются по фронту работ прямо  под откос (при устойчивых отвалах) или на расстоянии 3-5 м от откоса. Затем порода бульдозерами перемещается под откос. При площадном способе автосамосвалы разгружаются по всей площади отвала. поверхность отвала планируется бульдозерами а затем укатывается катками. После этого отсыпается следующий слой, и т.д.

На крупных карьерах с целью улучшения организации  отвальных работ разгрузка и  планировка осуществляются на разных участках. Ширина участка 60-80 м.

Отвалообразование при  конвейерном транспорте

При транспортировании вскрыши ленточными конвейерами отвалообразование, как правило, осуществляется консольными ленточными отвалообразователями. Консольный отвалообразователь представляет собой одноопорную металлическую ферму, смонтированную на поворотной платформе, имеющей самостоятельный ход. На карьерах страны наибольшее распространение получили отвалообразователи на  шагающем и рельсово-шагающем ходу типа ОШ-650/75, ОШ-4500/87, ОШР-5000/95, ОШР-1250/220 где О – отвалообразователь, Ш – шагающий, ШР – шагающе-рельсовый, часовая производительность в разрыхленной горной массе (м³)/ радиус разгрузки. Применяются также отвалообразователи на гусеничном ходу производства бывшей ГДР и ФРГ. Процесс отвалообразования с использованием консольных ленточных отвалообразователей включает следующие основные операции: прием, транспортирование и укладку породы в отвал, планировку поверхности отвала и передвижку ленточных конвейеров. Технологическое отвальное оборудование включает магистральный конвейер, отвальный ленточный конвейер и консольный ленточный отвалообразователь, который принимает породу с ленточного отвалообразователя и отсыпает ее в отвал. Для перегрузки породы с магистрального конвейера на отвальный применяют передвижные разгрузочные устройства. С целью увеличения приемной способности отвала между отвалообразователем и  отвальным конвейером устанавливают ленточные перегружатели. Породу в отвалы можно сыпать в  один и в два яруса. В случае двухъярусного отвала  вначале отсыпается нижний ярус, а при обратном ходе (без передвижки конвейеров) – верхний. Отвальная заходка отсыпается путем поворота отвальной консоли в горизонтальной плоскости.

При использовании консольных ленточных отвалообразователей  фронт работ может развиваться как по веерной, ток и по параллельной схемам. Поверхность отвалов планируется бульдозерами, а отвальные ленточные конвейеры перемещаются турнодозерами.  Высота отвала, образуемого консольными ленточными отвалообразователями, зависит от физико-механических свойств пород и линейных параметров отвалообразователя и составляет при двухъярусной отсыпке 50-60 и 35-40 м соответственно для сухих и влажных рыхлых пород.

Использование консольных отвалообразователей в комплекте  с ленточными конвейерами и многоковшовыми экскаваторами позволяет осуществить  автоматизацию производства вскрышных работ.

ВСКРЫТИЕ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ

При разработке месторождений  полезных ископаемых открытым способом горная масса перемещается (транспортируется) от забоев, расположенных на рабочих горизонтах карьера, до пунктов ее приема на поверхности или в карьере. Пунктами приема являются внутренние или внешние отвалы для вскрышных пород и склады и обогатительные фабрики для полезного  ископаемого. Рабочие горизонты в карьере и пункты приема горной массы на поверхности в большинстве случаев имеют различные высотные отметки. Таким образом, при проектировании транспортных коммуникаций в карьере, обеспечивающих надежную и экономичную работу карьерного транспорта, возникает задача оптимального их размещения не только в плане, но и в профиле. Эта задача решается при проектировании вскрытия карьерного поля. Вскрытие карьерного поля осуществляется горными выработками, обеспечивающими транспортный доступ с земной поверхности к рабочим горизонтам карьера с целью доставки вскрышных пород на отвалы, а полезного ископаемого к пунктам В их приема на поверхности. Вскрывающие горные выработки начинаются  с поверхности или уже с вскрытого промежуточного рабочего горизонта  и заканчиваются на отметке рабочей площадки вскрываемого горизонта.

Различают способ, схему  и систему вскрытия.

  Способ вскрытия характеризуется типом вскрывающих выработок. В большинстве случаев для вскрытия рабочих горизонтов карьера применяют открытые горные выработки. Реже вскрытие осуществляется подземными горными выработками, а также сочетанием открытых и подземных горных выработок. В некоторых случаях вскрытие отдельных горизонтов карьера может осуществляться и без проведения горных выработок.

Схема вскрытия - это совокупность всех вскрывающих горных выработок, обеспечивающих в данный период грузотранспортную связь рабочих горизонтов карьера с горизонтами доставки горной массы, ('к ма вскрытия характеризуется типом, числом и пространственным положением вскрывающих выработок при фактическом положении горн работ.

Система вскрытия - это последовательность изменения схем вскрытия за период существования карьера. Система вскрытия характеризует совокупность применяемых способов и схем вскрытия рабочих горизонтов карьерного поля за период разработки месторождения в целом.

Вскрытие рабочих горизонтов с использованием основных бидон карьерного транспорта (железнодорожного, автомобильного и конвейерного) требует проведения специальных наклонных вскрывающих горных выработок. Параметры этих выработок должны соответствовать техническим возможностям карьерного транспорта, учитывать интенсивность его движения и физико-технические характеристики вмещающих пород.

По отношению к фронту работ уступов вскрывающие выработки, могут иметь фланговое или  центральное заложение.

При колесном карьерном  транспорте и наличии одной вскрывающей выработки, обслуживающей данный горизонт, в пределах фронта работ уступа имеет место возвратное (прямое и обратное) движение транспорта. Вскрывающая выработка в этом случае обеспечивает подачу на рабочий горизонт порожних транспортных средств и выдачу груза. Такой фронт работ на уступе называется тупиковым. Он нашел наибольшее применение при железнодорожном транспорте. В случае обслуживания рабочего горизонта двумя и более вскрывающими выработками имеется возможность организации как возвратного, так и поточного движения транспорта в пределах фронта работ уступа. В этом случае одна вскрывающая выработка служит для подачи порожних транспортных средств, а вторая - для выдачи груза. Такой фронт работ на уступе называется сквозным. Сквозной фронт работ с поточным движением транспорта обеспечивает более интенсивное использование оборудования, но требует дополнительных средств для строительства и эксплуатации выработки.

В зависимости от угла падения залежи вскрытие рабочих  горизонтов может быть различным. Так при разработке горизонтального месторождения число рабочих горизонтов за период существования карьера не меняется и работы по проведению вскрывающих выработок заканчиваются в период строительства карьера. Для наклонных и крутых месторождений при сдаче карьера в эксплуатацию вскрывают несколько верхних горизонтов, В дальнейшем с вовлечением в разработку более глубоких горизонтов осуществляется и их вскрытие. Таким образом, вскрытие рабочих горизонтов в этом случае производится в течение всего

ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

При производстве открытых горных работ используются два горных выработок - капитальные и разрезные  траншеи.

Капитальные траншеи - открытые наклонные горные выработки предназначенные для вскрытия рабочих горизонтов. В зависимости рельефа поверхности капитальная траншея может иметь поперечное сечение в виде трапеции или неправильного четырехугольника. Капитальные траншеи служат длительный срок и используются для расположения в них транспортных коммуникаций.

Основными параметрами  капитальной траншеи является ширина В_к.т ее подошвы, глубина Н_к.т, продольный уклон I_к.т, угол откоса бортов a_к.т, длина L_к.т в плане и строительный объем V_к.т.

Ширина основания капитальной  траншеи определяется либо видом  карьерного транспорта, либо способом ее проведения. Минимальная ширина основания капитальной траншеи  должна быть не менее суммы поперечного  размера транспортных средств, безопасных зазоров между ними, поперечного размера площадок, кюветов и других элементов транспортной коммуникации. Она должна обеспечивать возможность проведения траншеи при принятой технологической схеме и используемом оборудовании. В зависимости от продольного уклона капитальные траншеи делятся на наклонные и крутые (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Общий вид (а\ и план (ё\ капитальной траншеи

   Ширина основания  капитальной траншеи определяется  либо видом карьерного транспорта, либо способом ее проведения. Минимальная ширина основания  капитальной траншеи должна быть не менее суммы И поперечного размера транспортных средств, безопасных зазоров между  ними, поперечного размера площадок, кюветов и других элементов транспортных коммуникаций. Она должна обеспечивать возможность J проведения траншеи при принятой технологической схеме и используемом оборудовании.

Глубина капитальной  траншеи равна разности отметок  устья капитальной траншеи (начало траншеи на поверхности) и вскрываемого рабочего горизонта. При вскрытии одного уступа глубина капитальной в траншеи равна высоте вскрываемого уступа.

Продольный уклон капитальной  траншеи устанавливается в зависимости  от вида карьерного транспорта. В зависимости  от продольного уклона капитальные  траншеи делятся на наклонные  и крутые.

Угол откоса бортов капитальной траншеи устанавливается в зависимости от срока ее службы, физико-технических свойств пород, и их обводненности. Он должен обеспечить устойчивое положении бортов. При длительном сроке службы капитальной траншеи, проводимой в рыхлых и полускальных породах, угол откоса ее бортов доля быть не больше угла естественного откоса пород. В скальных породах значение принимается в пределах 50—60°.

Длина (м) капитальной  траншеи является производным парам| ром ее глубины и продольного  уклона, т.е.

В зависимости от места заложения капитальной траншеи относительно конечного контура карьера различают капитальные траншеи внешнего заложения и капитальные траншеи внутреннего заложения. Траншеи внешнего заложения располагаются за конечными контурами карьера. Траншеи внутреннего заложения располагаются в контурах карьера. Капитальная траншея внутреннего заложения располагается на рабочем или нерабочем борту карьера. С началом разноса вскрытого ею горизонта ее поперечное сечение приобретает несимметричную форму. При расположении траншеи внутреннего заложения на рабочем борту карьера она систематически перемещается вместе с бортом и называется скользящим съездом.

Разрезные траншеи - горизонтальные открытые горные выработки (редко с продольным уклоном 5-10 ^°/_°° для стока воды с горизонта к водосборнику), предназначенные для подготовки вскрытых горизонтов к разработке, т.е. для создания фронта работ на уступах. Разработка уступа начинается с разноса одного или обоих бортов разрезной траншеи. Поэтому разрезная траншея - это временная горная выработка,;, которая существует только до начала отработки уступа. Разрезная траншея является продолжением капитальной траншеи, вскрывающей данный рабочий горизонт, и проводится внутри контуров карьера. При разработке крутых залежей разрезные траншеи проводятся обычно в направлении, параллельном простиранию залежи. Глубина и длина разрезной траншеи, как правило, соответствуют высоте и длине подготавливаемого к разработке уступа. Ширина основания разрезной траншеи определяется из условия нормального расположения горного и транспортного оборудования при выемке первой заходки после проведения траншеи. Угол откоса ее бортов принимается равным углу откоса рабочих уступов в соответствии с физико-техническими характеристиками пород.