содержание   ..   90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  .. 

19.5 ПЕРИОДЫ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом включает несколько периодов.

В первом периоде, называемом подготовительным, ведутся работы по подготовке поверхности (вырубка леса, корчевка
 

пней, осушение болот и озер, отвод рек и ручьев, перенос дорог, силовых и осветительных линий, снос зданий и др.)» осушению месторождения и ограждению его от вод поверхностного стока.

Во втором периоде, который называется строительным, создается начальный фронт добычных и вскрышных работ, обеспечивающий планомерную и безопасную отработку месторождения.

Горные работы, выполняемые в первый и второй периоды являются горно-капитальными.

По окончании строительного периода карьер сдается в эксплуатацию и начинает функционировать как хозрасчетная производственная единица. Сроки и затраты на строительство карьера зависят от объема горно-капитальных работ, который при строительстве современных карьеров достигает нескольких сотен миллионов кубометров.

Третий период — эксплуатационный. Горные работы этого периода подразделяются на вскрышные работы, обеспечивающие систематическое удаление вскрышных пород с целью создания доступа к полезному ископаемому (по назначению вскрышные работы являются подготовительными), и добычные работы, заключающиеся в извлечении полезного ископаемого (по назначению добычные работы являются очистными).

В течение четвертого, заключительного периода осуществляется рекультивация (восстановление) земель, нарушенных горными работами.

Указанные работы по периодам в начальной стадии разработки месторождения выполняются, как правило, последовательно, а затем параллельно с некоторым опережением одних по отношению к другим. Например, работы подготовительного периода опережают горно-капитальные работы, а вскрышные работы — добычные и т. д.

Основными при открытой разработке месторождений являются горно-капитальные, вскрышные и добычные работы. Содержание и объем этих работ зависит от ряда производственных процессов, которые характеризуются определенной технологией и применяемым оборудованием.
 

19.6. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КАРЬЕРА И ИХ ПАРАМЕТРЫ

В зависимости от размеров в плане месторождения полезных ископаемых разрабатывают одним или несколькими самостоятельными карьерами. В последнем случае часть месторождения, разрабатываемую одним карьером, называют карьерным полем. Сумма объемов полезного ископаемого и пород вскрыши, заключенные в контурах карьера (карьерного поля), составляют объем горной массы карьера (карьерного поля).

Основными параметрами карьера являются: конечная глубина; размеры по подошве; углы откосов бортов; запасы полезного ископаемого; объем горной массы; объем вскрыши; размеры карьера на уровне поверхности.

Размеры по подошве. При разработке горизонтальных залежей конфигурация и размеры подошвы карьера примерно соответствуют форме и размерам самой залежи и не превышают, как правило, 15—25 км2. При разработке наклонных и крутых залежей ширину дна карьера принимают равной 30—40 м, длину — не более 4—6 км.

Углы откосов бортов. Угол откоса борта карьера — угол между прямой, соединяющей верхнюю бровку верхнего уступа и нижнюю бровку нижнего уступа, и горизонтальной линией. Различают угол откоса рабочего и нерабочего бортов карьера.

На рабочем борту карьера производятся горные работы и имеются широкие горизонтальные площадки (между слоями — уступами), на которых размещают горное и другое оборудование. Угол откоса рабочего борта карьера изменяется в пределах 10—20°.

На нерабочем борту карьера горные работы не производятся. Между разрабатываемыми слоями оставляются узкие горизонтальные площадки (бермы) в целях безопасности или для размещения на них транспортных коммуникаций. Угол откоса нерабочего борта обычно не превышает 40—45°.

Запасы полезного ископаемого. Запасы полезного ископаемого определяют возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические показатели разработки. Различают запасы геологические, балансовые и промышленные. Промышленные потери полезного ископаемого при открытой разработке месторождения составляют 3—7 %.

Размеры карьера на уровне поверхности. Размеры карьера на уровне поверхности зависят от размеров дна, глубины и углов откосов бортов карьера. Они являются основанием для определения границ горного и земельного отвода и проектирования комплекса промышленных сооружений


 

19.7. УСТУП И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ

Как уже отмечалось, горные породы в контурах карьера разрабатываются слоями. Слой горных пород, имеющий форму ступени, называют уступом (рис. 19.2). Поверхность, ограничивающая уступ сверху или снизу, называют верхней или

нижней площадками. Вертикальное расстояние между верхней и нижней площадками — высота уступа. Площадка уступа, на которой расположены транспортные пути, является транспортным горизонтом уступа. Уступ представляет собой один из основных технологических элементов карьера. От правильного определения высоты уступа в значительной степени зависит эффективность производственных процессов. Обычно высота уступа в карьерах изменяется в широких пределах: от нескольких метров до 25—30 м. Каждый уступ имеет один транспортный горизонт. При расположении транспортного горизонта в середине уступа последний разделяется на два подуступа — верхний и нижний. Площадка уступа, на которой располагается основное оборудование для его отработки, называется рабочей площадкой. Ширина рабочей площадки в 2—4 раза больше высоты уступа.

Площадка небольшой ширины, на которой работы не производятся, называется бермой. В зависимости от назначения различают предохранительные и транспортные (соединительные) бермы. Ширина предохранительной бермы принимается не менее одной трети расстояния по вертикали между смежными бермами. Транспортные бермы предназначены для расположения транспортных коммуникаций карьера. Их ширина зависит от типа и интенсивности движения транспортных средств.

Наклонную поверхность, ограничивающую уступ со стороны выработанного пространства, называют откосом уступа, а линии пересечения откоса уступа с его верхней и нижней площадками — соответственно верхней и нижней бровками. Угол между откосом уступа и горизонтальной плоскостью— угол откоса уступа. В зависимости от угла откоса уступа откос может иметь устойчивое или неустойчивое положение. Устойчивость откоса уступа имеет решающее значение в обеспечении безопасных условий ведения горных работ. Различают углы кратко- и долгосрочной устойчивости.

Откос уступа, находящийся в состоянии краткосрочной устойчивости, с течением времени обрушается и приобретает угол откоса, соответствующий состоянию долгосрочной устойчивости для данного типа пород и условий их залегания.

Углы откосов уступа обычно равны 40—90° для рабочего уступа и 25—70° для нерабочего. С увеличением высоты уступа угол его откоса уменьшается.