Подготовка новых горизонтов

Классификация способов вскрытия

Созданию научной классификации способов вскрытия посвящены труды И. А. Кузнецова, А. П. Зотова, П. Э. Зуркова, Е. Ф. Шешко, С. М. Шорохова, Н. В. Мельникова, В. В. Ржевского, А. И. Арсентьева и др.

В практике горного дела применяют очень большое число вариантов вскрытия карьерных полей. В качестве примера приведена одна из наиболее простых классификаций, предложенная проф. Е. Ф. Шешко (табл. 7.3) [34].

Обычно для вскрытия крупных и сложных карьерных полей проходят различные горные выработки в самом разнообразном их сочетании. Поэтому в практике проектирования используют понятие: схема вскрытия, под которой понимают совокупность горных выработок и сооружений с транспортными коммуникациями, обеспечивающими грузотранспортную связь рабочих горизонтов с пунктами приема и перегрузки горной массы в карьере и на поверхности. Кроме того, к схеме вскрытия относят системы горных выработок с расположенными в них транспортными коммуникациями, связывающими горизонты карьера с промышленной площадкой, для хозяйственных и пассажирских перевозок. Определенная схема вскрытия функционирует в течение некоторого периода эксплуатации карьера [20].

Таблица 7.3. Классификация способов вскрытия (по Е. Ф. Шешко)

Способ вскрытия	Сущность способа вскрытия	Условия применения
Отдельными траншеями (рис. 7.10)	Каждый уступ вскрывают независимой полутраншеей (траншеей)	Горизонтальные и пологие месторождения обычно при двух-трех уступах
Групповыми траншеями (рис. 7.11)	Группу уступов вскрывают системой зависимых траншей (полутраншей); разные группы уступов вскрыты независимо друг от друга	Глубокие горизонтальные и пологие месторождения при четырех-шести уступах. Верхние горизонты наклонных и крутопадающих месторождений
Общими траншеями (рис. 7.9, а, б, в)	Все уступы вскрывают одной общей системой траншей (полутраншей)	Глубокие месторождения любых типов. Форма трассы, как правило, сложная
Парными траншеями (рис. 7.1, в, г)	Каждый уступ, их группы или все уступы вскрыты двумя траншеями (полутраншеями)	Значительная мощность карьера, когда провозная способность одной траншеи не обеспечивает грузооборот карьера
Бестраншейный	Уступы вскрыты без проведения капитальных траншей (полутраншей)	Месторождения строительных материалов при использовании кабельных экскаваторов и кранов различных типов. Россыпные месторождения с драгами и гидравликами
Подземными выработками (рис. 10.4)	Уступы вскрыты подземными выработками	Глубокие карьеры
Комбинированный	Вскрытие осуществлено несколькими основными способами	Глубокие карьеры большой производительности с комбинированным транспортом

На выбор и формирование способа и схемы вскрытия карьерного поля, прежде всего, влияют природные факторы: рельеф поверхности карьера и прилегающей зоны, а также размеры, глубина, угол падения, форма залежи полезного ископаемого. В свою очередь, решения по вскрытию карьерных полей оказывают влияние на конструкцию конечных бортов, границы карьера и его параметры, порядок развития горных работ и график развития добычи; объем, стоимость горно-капитальных работ и продолжительность периода строительства карьера; эксплуатационные затраты на транспортирование и др. [20]. Поэтому в процессе оптимизации вариантов вскрытия месторождений необходима взаимоувязка многих вопросов. Это классическая динамическая горно-экономическая задача с использованием соответствующих критериев оценки.

Подготовка новых горизонтов к эксплуатации состоит в проведении горных выработок, обеспечивающих создание необходимого фронта добычных и вскрышных работ. Этой цели служат разрезные траншеи и разрезные котлованы (рис.7.12). Горизонт считают подготовленным, если на нем можно производить горные работы.

Траншейная подготовка характерна для разработки вытянутых месторождений с использованием железнодорожного, конвейерного, а иногда и автомобильного транспорта. От фланговой вскрывающей выработки разрезную траншею проходят к противоположному торцу карьера. При других вариантах расположения въездной траншеи подготовку горизонта сначала ведут на одном крыле карьерного поля, а затем на другом. В ходе проходки разрезной траншеи в обратном направлении подрабатывается один из бортов внутренней въездной траншеи, и она трансформируется в полутраншею – съезд (схема а). После завершения проходческих работ начинают разнос одного или обоих бортов разрезной траншеи.

На отечественных карьерах к этой операции приступают сразу же после создания фронта, равного длине экскаваторного блока (250–300 м). Расстояние между экскаваторами, занятыми на проходке и разносе борта l_о (м), должно обеспечивать нормальный обмен транспортных средств в забое траншеи, и составляет 150–250 м при железнодорожном и 30–50 м при автомобильном транспорте [4]. Ширину траншеи по дну чаще всего устанавливают в зависимости от принятых способа и схемы проходки, рабочих параметров проходческого оборудования. В скальных породах b_ртнеобходимо корректировать с учетом сохранения транспортной площадки при первом взрыве по ее расширению:

b_рт ≥ В+Т–W, (7.12)

где В – ширина развала взорванной горной массы, м; Т – ширина транспортной полосы [26], м; W – линия сопротивления по подошве, м.

Для ускорения проходки траншей и быстрого создания фронта работ на горизонте целесообразно, чтобы ширина нижнего основания траншеи была минимальной. Поэтому при первом взрыве по ее расширению применяют однорядное взрывание или же обуривают и взрывают широкую полосу (40–50 м), а проходят траншею узким ходом шириной 16–18 м [4].

Длину разрезной траншеи (полутраншеи) находят в зависимости от размеров подготавливаемого горизонта. Строительный объем разрезной траншеи (м³) составляет:

V_рт = h·L_рт·(b_рт +h·сtg α), (7.13)

здесь L_рт – длина разрезной траншеи, м.

Объем разрезной полутраншеи V_рп (м³):

, (7.14)

где γ_к –угол откоса борта карьера, град.

Вскрытие очередного горизонта можно начинать после создания в зоне расположения внутренней въездной траншеи рабочей площадки необходимой ширины (см. п. 8.3). В общем случае интервал времени между началом подготовки смежных горизонтов при траншейной подготовке Т (лет):

Т = t_вт + t_рт + t_рб, (7.15)

где t_вт – время проведения въездной траншеи, лет; t_рт– время проведения разрезной траншеи, лет; t_p6 – время разноса бортов траншеи на подготавливаемом горизонте, для создания необходимой рабочей площадки, лет.

Интервал Т можно уменьшить за счет применения наиболее эффективных схем проведения траншей, начала работ по разносу бортов разрезной траншеи сразу же после создания минимально допустимого опережения между смежными забоями l_о, использования на разносе бортов нескольких экскаваторов. Возможна также совместная проходка въездной и части разрезной траншеи [4].

Повышение интенсивности работ в карьере при использовании автотранспорта или одноковшовых погрузчиков может быть достигнуто и за счет подготовки горизонтов разрезными котлованами. В скальных и полускальных породах на вновь вскрываемом уступе обуривают и взрывают участок с размерами от 40×40 м до 100×100 м., применяя врубовые схемы коммутации. По борту его проходят временную вскрывающую траншею и приступают к сооружению котлована. Выемку пород забоя траншеи при этом ведут постепенно расширяющимися тупиковыми заходками (схема б) или серией тупиковых и сквозных заходок (схема в).

Котлован затем расширяют во все стороны одним или несколькими экскаваторами. После создания достаточной рабочей площадки приступают к вскрытию и подготовке нижележащего горизонта. При вскрытии траншеями с петлевой формой трассы интервал времени между началом подготовки смежных горизонтов [4]:

Т = t_вт + t_к + t_рк, (7.16)

где t_к – время проходки первоначального котлована, лет; t_рк– время расширения котлована до размеров, обеспечивающих проходку въездной траншеи на очередной уступ, лет.

Так как объем работ по сооружению котлована и егорасширению существенно меньше, чем при траншейной подготовке, ускорится ввод в эксплуатацию новых горизонтов.

При вскрытии поступательными траншеями с простой и спиральной трассой (см. рис. 7.1, а,7.9, в) ихпроходку можно совместить во времени с расширением котлована [4]. Тогда:

Т = t_к + t_рк. (7.17)

Дата добавления: 2014-10-31