49276

Открытые горные работы. Курс лекций

Конспект

География, геология и геодезия

В зависимости от назначения различают капитальные разрезные и специальные открытые горные выработки – траншеи. Капитальные траншеи служат для вскрытия месторождений или отдельных его участков с целью создания грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью. Разрезные траншеи проходят на каждом рабочем горизонте с целью создания первоначального фронта горных работ. Специальные траншеи служат для ограждения карьера от атмосферных вод дренажа месторождения водоотлива и хозяйственного обслуживания рабочих уступов.

Русский

2013-12-24

1.09 MB

158 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  УКРАИНЫ

Криворожский технический университет

КУРС

лекций по дисциплине

«Открытые горные работы»

СОСТАВИЛ: доцент кафедры ОГР

ПЫЖИК А.Н. 

КРИВОЙ РОГ

2002г.

Тема: Открытые горные выработки

и способы их проведения.

§ 1.1.Назначение и элементы

вскрывающих горных выработок.

В зависимости от назначения различают капитальные, разрезные и специальные открытые горные выработки – траншеи.

Капитальные траншеи служат для вскрытия месторождений или отдельных его участков с целью создания грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью. Срок службы капитальных траншей обычно соответствует сроку отработки карьера или обслуживаемого ими участка месторождения. В зависимости от вида применяемого транспорта и соответствующего ему уклона капитальных траншей их называют наклонными (при железнодорожном и автомобильном транспорте i=120‰ ) и крутыми ( при установке конвейеров и канатных подъемников i=180‰ и более до i=450‰ ).

Разрезные траншеи проходят на каждом рабочем горизонте с целью создания первоначального фронта горных работ. Уклон их обычно не превышает i=10‰.

Специальные траншеи служат для ограждения карьера от атмосферных вод, дренажа месторождения, водоотлива и хозяйственного обслуживания рабочих уступов.

Основными параметрами траншеи являются: ширина понизу, углы откосов бортов, продольный уклон и длина.

Ширина траншеи понизу определяется в зависимости от вида транспорта и числа полос или путей движения, а также от параметров проходческого оборудования и способа проходки.

§ 1.2. Трассы капитальных траншей.

Трассированием капитальных траншей называют установление продольной оси траншеи, а также положение её в плане и профиле.

План трассы представляет собой проекцию продольной оси на горизонтальную плоскость и состоит из прямолинейных и криволинейных участков.

Проекция продольной оси трассы на вертикальную плоскость называется профилем трассы.

По положению относительно конечного контура карьера различают внешние, внутренние и комбинированные трассы.

По форме трассы в плане капитальные траншеи делят на простые и сложные.

Форма трассы капитальных траншей считается простой, если она не меняет своего направления по всей длине, и сложной, если состоит из двух или нескольких участков разного направления. В последнем случае отдельные участки трассы соединяются петлями, кривыми или тупиками. Соответственно с этим траншеи называются петлевыми, спиральными или тупиковыми.

Продольный профиль трассы характеризуется величиной руководящего подъема и длиной отдельных элементов трассы. Он состоит из горизонтальных и наклонных участков трассы и пунктов примыкания горизонтальных путей к наклонным.

Возможны три основные формы профиля капитальных траншей в зависимости от вида примыкания их к рабочим горизонтам карьера:

  •  примыкание на руководящем подъеме;
  •  примыкание на смягчающем подъеме;
  •  примыкание на горизонтальных площадках.

Примыкание на руководящем подъеме.

Примыкание на смягчающем

подъеме.

Применение на горизонтальных

участках.

Общий прирост длины трассы за счет смягчения подъема определится по формуле:

где  - число участков примыкания;

- длина участков примыкания;

; - смягчающие и руководящие подъемы, ‰.

Теоретическая длина трассы системы капитальных траншей определяется глубиной её заложения и величиной уклона и определяется по формуле:

Действительная длина системы наклонных капитальных больше теоретической и составляет:

где  - коэффициент удлинения трассы:

где  - удлинение трассы на прямолинейных участках примыкания;

- удлинение трассы вследствие уменьшения уклона её в кривой.

§ 1.3. Расчет объемов траншей.

Объем наклонных капитальных траншей составляет значительный удельный вес в общем объеме горно-подготовительных работ по строительству карьера. Он зависит от формы и размеров сечения, величины уклона траншей и рельефа поверхности земли. Обїем обічной капитальной траншеи пр ровной поверхности определяется по формуле профессора Шешко, как сумма обїемов правильніх геометрических фигур, составляющих его. Он состоит из объема V1

представляющего среднюю часть наклонной траншеи и двух объемов V2.

Таким образом объем наклонной капитальной траншеи определится по формуле:

           

Для наклонных траншей:

Объем наклонной капитальной траншеи определяется по формуле:

где  - глубина траншеи, м;  - уклон траншеи,  - ширина траншеи понизу, м;  - угол откоса бортов траншеи, градусы.

Объем капитальных траншей, сооружаемых в сложных условиях рельефа местности, определяется по методу вертикальных параллельных сечений.

Полный объем траншеи опре6деляется по формуле:

где - площади сечений траншеи между отдельными поперечными сечениями, м2;

l1, l2,…, ln- расстояния между отдельными поперечными сечениями, м.

Точность подсчета объемов увеличивается при уменьшении расстояния между поперечными параллельными сечениями. Объем разрезной траншеи, при постоянном её сечении определяется как объем прямой призмы, в основании которой лежит трапеция:

где - длина траншеи, м.

В зависимости от физико-механических свойств пород, размеров сечения траншеи, проходческого оборудования способы проходки траншей делятся:

  1.  По наличию или отсутствию транспортных средств :
  •  бестранспортные с размещением породы на бортах траншей экскаваторами;
  •  транспортные с вывозкой породы на отвалы;
  •  комбинированные с частичным применением транспортных средств.
  1.  По расположению забоя при проходке траншей:
  •  с торцевым (лобовым) забоем;
  •  с боковым забоем.
  1.  По схемам проведения:
  •  на всю глубину;
  •  послойное.
  1.  Специальные способы проведения:
  •  с помощью колесных скреперов;
  •  с помощью гидромеханизации;
  •  с помощью массовых взрывов на выброс и т.д.
  •  

§ 1.4. Бестранспортный способ

проходки траншей.

Бестранспортный способ проходки траншей применяют, если имеется возможность разместить породу на бортах траншеи.

Наиболее распространенны схемы с применением экскаваторов – драглайнов при проходке траншей в мягких породах не требующих БВР.

Механические лопаты применяют при бестранспортном способе проходки траншей в полускальных и скальных породах, предварительно разрыхленных взрывом. В зависимости от расположения оси движения экскаватора по отношению к оси траншеи возможны следующие бестранспортные схемы проведения траншей:

§ 1.4.1. Ось движения экскаватора драглайна совпадает

с осью траншеи.

а).Бестранспортная схема проходки траншей с размещением породы на обоих бортах траншеи.

Основные размеры траншеи определяют из условия:

где - объем породы, вынимаемый из траншеи, м3; - коэффициент разрыхления породы; объем породы, который можно разместить на одном борту траншеи, м3.

Тогда ширина траншеи понизу определится по выражению:

где  - устойчивый угол откоса борта траншеи, град.;

Объем отвала на борту траншеи  определяется линейными параметрами драглайна, т.е.

- радиус разгрузки драглайна, м;  - расстояние между нижней бровкой отвала и верхней бровкой траншеи, м;  - устойчивый угол откоса отвала, град.

Работа драглайна по этой схеме возможна при соблюдении следующих условий:

  •  глубина траншеи  не должна превышать глубину черпания экскаватора;
  •  высота отвала Но не должна превышать высоту разгрузки экскаватора;
  •  расстояние от оси траншеи до центра отвала не должна превышать Rр:

При необходимости более широких траншей с размещением породы на обеих бортах ось шагания драглайна смещается от оси траншеи вначале к одному борту, а затем к другому и траншею проходят за два хода. При этом линейные параметры экскаватора искусственно увеличиваются на величину смещения оси движения экскаватора относительно оси траншеи. В этом случае могут одновременно работать два экскаватора.

Кроме того для увеличения ширины траншеи понизу применяют способ проходки с зигзагообразным передвижением экскаватора относительно продольной оси траншеи.

б).Бестранспортная схема проходки траншей с размещением породы на одном борту траншеи.

Для увеличения ширины траншеи ось шагания драглайна смещается к нерабочему борту траншеи, т.е. к борту на котором укладывается порода от проходки траншеи. Ось драглайна при этом располагается на некотором расстоянии от бровки нерабочего борта траншеи l.

где Rч радиус черпания экскаватора, м.

Работа по такой схеме возможна при соблюдении условия, что

Драглайн, перемещаясь в поперечном направлении занимает последовательно положение I и II. Положение I определяется параметром l. В этом положении драглайн производит выемку заштрихованной части траншеи и разгружает породу в первоначальный отвал. Затем экскаватор перемещается в положение II с расчетом, чтобы из нового положения можно было забросить ковш в нижнюю крайнюю точку траншеи, таким образом шаг перехода равен:

где - безопасное расстояние оси экскаватора от верхней бровки уступа.

Из положения II проходится следующая часть траншеи, порода из которой укладывается на нерабочий борт с образованием отвала в форме трапеции. Работа драглайна по такой схеме возможна при соблюдении условия, что:

§ 1.4.2. Бестранспортная схема проходки траншеи

с применением механической лопаты. 

Механические лопаты используются сравнительно редко для проходки траншей по бестранспортным схемам , в основном в горных породах , когда применение драглайнов невозможно. Так как линейные параметры механических лопат ограничивают размеры сечения траншеи, то по бестранспортным схемам механическими лопатами можно проходить ираншеи небольших размеров.

При этом должно быть соблюдено условие:

где - высота разгрузки экскаватора.

При необходимости проходки траншеи с большими размерами, чем позволяют линейные рабочие параметры механической лопаты, применяют переэкскавацию или проходят траншею в несколько слоев. В этом случае породу, вынимаемую из нижней части траншеи, механическая лопата выгружает на вспомогательную площадку, а затем она переваливается, как правило, драглайном.

Бестранспортные способы обеспечивают значительную скорость проходки траншей благодаря тому, что коэффициент использования экскаватора при этом достигает 0,9 – 0,95, в то время при транспортных схемах он составляет 0,35 – 0,40.

К преимуществам рассматриваемого способа относят:

-    простоту организации проходческих работ;

  •  низкую стоимость работ;
  •  возможность проходки траншей в обводненных породах;
  •  возможность одновременной работы несколькими забоями, что позволяет форсировать в случае необходимости проходку траншей.

§ 1.5. Транспортный способ

проходки траншей.

Для проходки траншей транспортным способом применяют механические лопаты, драглайны , а также многочерпаковые экскаваторы. Транспорт обычно используется тот же, что и во время эксплуатации карьера. Для интенсификации строительства карьеров с большим объемом горно-капитальных работ применяют транспорт, отличный от основного.

Транспортные способы проходки траншей предусматривают применение механических лопат по следующим схемам разработки:

  •  сплошным забоем с нижней погрузкой;
  •  сплошным забоем с верхней погрузкой;
  •  послойный способ проходки траншей.
  •  

§ 1.5.1.Проведение траншей на полное сечение механической

лопатой с нижней погрузкой в средства

железнодорожного транспорта.

Применение данной схемы возможно как в скальных, так и в мягких породах.

Так как рабочие параметры механической лопаты не позволяют ставить в тупик под погрузку более одного думпкара, то поступающие под погрузку железнодорожные составы расформировывают и подают к экскаватору по одному думпкару. Для производства маневровых операций с думпкарами, укладывают выставочный тупик. Такие тупики снижают простой подвижного состава и позволяют увеличить коэффициент экскаватора во времени. Несмотря на это, простои экскаватора при обмене думпкаров занимают большую часть времени и его производительность по сравнению с работой в боковом забое снижается:

  •  при проведении однопутных траншей в мягких породах на 50%;
  •  в скальных породах на 60%;
  •  при проведении двух путных траншей в мягких породах на 30%;
  •  в скальных на 40 %.

а). Минимальная ширина дна траншеи при погрузке в думпкары расположенные с одной стороны экскаватора определяется:

где - радиус поворота кузова экскаватора,  м;

 - зазор между экскаватором и бортом траншеи,  м;

- просвет между кузовом экскаватора и горизонтом его установки;

- зазор между вагоном и экскаватором с одной стороны и между вагоном и боротом водоотливной канавы с другой стороны;

- габарит пути, м;

- ширина водоотливной канавы.

б). Минимальная ширина дна траншеи при погрузке в думпкары расположенные с двух сторон экскаватора определяется:

в). При тупиковой погрузке в думпкары:

Однако такая схема погрузки нерациональна, так как рабочие параметры экскаватора не позволяют полностью загрузить вагон.

На Бажановских асбестовых карьерах была применена проходка траншей сплошным забоем двумя спарено работающими экскаваторами с погрузкой в думпкары.

Забойным экскаватором №1 складировалась порода позади него в виде конуса, а погрузочным экскаватором №2 её черпали из навала и грузили в составы из 3-4 вагонов без расформирования. При подаче состава экскаватором №1 загружался последний вагон, а экскаватором №2 одновременно грузили породу в первый вагон. После загрузки этих вагонов состав останавливается таким образом, чтобы экскаватором №2 последовательно загружались остальные вагоны, а экскаватор №1 в это время перегружает породу из забоя в навал. Спаренная работа экскаваторов может оказаться целесообразной при проходке широких разрезных траншей небольшой длины, когда необходима форсированная проходка.

Преимущества проходки траншей сплошным забоем с нижней погрузкой в средства железнодорожного транспорта:

  •  возможность проходки траншей сразу на полное сечение;
  •  возможность использовать экскаваторы с нормальными рабочими параметрами;
  •  взаимозаменяемость проходческого и эксплуатационного оборудования;
  •  возможность достижения скорости проходки 100 – 120 м/мес.

Недостатки:

  •  низкий коэффициент использования выемочно-погрузочного и транспортного оборудования;
  •  сложная схема организации транспорта;
  •  большой объем путевых работ; сложность БВР;
  •  высокая стоимость проходческих работ.

Несмотря на это рассматриваемый способ является основным при проходке траншей в крепких породах.

§ 1.5.2.Проведение траншей на полное сечение механической

лопатой с нижней погрузкой в автосамосвалы.

Применение при нижней погрузке автотранспорта значительно улучшает показатели проходческих работ. При использовании автотранспорта применяют следующие схемы заезда автосамосвалов в забой:

  •  кольцевую;
  •  тупиковую;
  •  двухтупиковую;
  •  тупиковую с нишами.

В случае применения кольцевого заезда автосамосвалов под погрузку, ширина дна траншеи определяется по формуле:

где  - минимальный радиус поворота автосамосвала, м;

- зазор между автосамосвалом и бортом траншеи (=1 – 3м);

- ширина автосамосвала.

При тупиковом заезде автосамосвалов под погрузку:

При применении двухтупикового заезда :

Для проходки узких траншей применяют подачу автосамосвалов под погрузку с разворотом в нишах. Расстояние между нишами устанавливают из расчета обеспечения нужной пропускной способности траншеи и обычно оно составляет 50 – 60 м. Ширина траншеи в этом случае определяется по формуле:

где m- глубина ниши, м.

Наибольшая скорость проходки траншей достигается при подаче автосамосвалов к экскаватору по схеме с двумя тупиками. Это объясняется возможностью почти непрерывной погрузки, а наименьшая скорость проходки достигается при тупиковой подаче автосамосвалов к экскаваторам. Средняя скорость проходки траншей при автомобильном транспорте составляет 150 – 180 метров в месяц, что в 1,5 раза больше, чем при железнодорожном транспорте. Производительность экскаваторов при этом возрастает на 20 – 90% в сравнении с железнодорожным транспортом.

Размеры траншей, проходимых сплошным забоем с нижней погрузкой составляют:

-    ширина 20 – 40 м;

-    угол откосов бортов 40 - 60˚;

  •  продольные уклоны 70 - 80‰.
  •  проходка траншей на полное сечение

Проходка траншей на полное сечение с нижней погрузкой в средства автотранспорта имеет следующие достоинства:

  1.  Отсутствие работ, связанніх с укладкой железнодорожніх путей.
  2.  Сокращение простоев єкскаваторов при обменніх операциях подвижного состава.
  3.  Возможность сокращения времени цикла за счет уменьшения угла поворота єкскаватора на погрузку.

§ 1.5.3.Проведение траншей на полное сечение

механической лопатой с верхней погрузкой

в средства железнодорожного транспорта.

Этот способ наиболее эффективен при проходке траншей в мягких и крепких породах, предварительно разрыхленных БВР, с применением экскаваторов с удлиненными рабочими параметрами, позволяющими вести погрузку в транспортные средства расположенные на верхней площадке. При этом кроме железнодорожного транспорта возможно применение автотранспорта, а при разработке мягких пород также конвейеров.

Наибольшая ширина траншеи понизу должна быть ограничена следующими условиями:

Ограничивающим размером при верхней погрузке в железнодорожный транспорт является радиус разгрузки.

Второе условие – по высоте разгрузки:

где - максимальная высота разгрузки, м;

- высота транспортного средства,  м;

 - зазор безопасности, м.

Третье условие – глубина траншеи ограничивается и должна составлять:

где  -расстояние от верхней бровки до оси железнодорожного пути.

При проходке траншей сплошным забоем с верхней погрузкой при железнодорожном транспорте под погрузку могут подаваться поезда без расформирования , благодаря чему повышается коэффициент использования экскаваторов во времени, при этом скорость проходки траншей возрастает на 40 – 50%.

Недостатки верхней погрузки:

  •  ограниченная глубина траншей;
  •  сложность погрузки в средства транспорта из-за плохой видимости подвижного состава;
  •  необходимость наличия специального удлиненного оборудования к экскаватору (стрела, рукоять).

§ 1.5.4.Проведение траншей на полное

сечение драглайном с погрузкой

в средства транспорта.

На карьерах для проходки траншей на полное сечение применяют драглайны с ковшом емкостью 4 – 6 м3 с погрузкой породы в железнодорожные вагоны, автосамосвалы или конвейерный транспорт.

Большие чем у механическихъ лопат рабочие параметры драглайнов позволяют проходить сплошным забоем траншеи значительной глубины в сухих и обводненных породах без предварительного их осушения.

При погрузке породы драглайном на ленточне конвейера применяют погрузочные передвижные бункеры на рельсах или гусенечной тележке. Емкость этих бункеров в 3 – 5 раз превышает емкость ковша драглайна. Продолжительность цикла драглайна при погрузке породы в транспортные средства увеличивается из-за необходимости наводки ковша.

§ 1.5.5. Послойная проходка траншей

с погрузкой в средства транспорта.

При больших размерах сечения траншеи, когда пройти её одним забоем нельзя, применяют послойную проходку. При этом сечение траншеи по высоте и ширине делят на ряд отдельных заходок, которые последовательно отрабатывают экскаватором. Для послойной проходки траншей применяют обычно карьерные экскаваторы. При этом высоту и ширину слоя устанавливают в соответствии с рабочими параметрами экскавторов.

Число траншей, на которое можно разделить сечение траншеи, определяется из выражения:

В том случае, когда проходят наклонную траншею по скальным породам, возможное число слоев определяется из выражения:

где  - глубина траншеи, м;

- длина взорванного участка траншеи, м;

- уклон траншеи;

- высота транспортного сосуда, м;

 - зазор между ковшом и транспортным сосудом, (0.3 – 0,5м).

Возможны схемы послойной проходки траншей с попеременной укладкой путей на оба борта траншеи и с укладкой путей на один борт.

При проходке траншей с попеременной укладкой рельсов на оба борта траншеи экскаватором вначале проходится заходка 1, затем производится погрузка составов, расположенных на верхних путях (положение А). Когда первая заходка пройдена на всю длину траншеи, рельсовый путь переносят на подошву пройденной заходки (положение Б). Экскаватор отрабатывает заходку 2, производя верхнюю погрузку составов находящихся на путях в положении Б и т.д.

Применение послойной проходки траншей позволяет достигнуть месячной скорости проходки траншей в мягких породах до 200 м, а в крепких до 120 – 150 м.

При орсированной проходке глубоких траншей в устойчивых породах применяют также способ послойной проходки траншей с погрузкой горной массы в различные виды транспорта. В этом случае верхний слой породы грузят экскаватором с удлиненным оборудованием в железнодорожные составы, нижний слой экскаватором с нормальным оборудованием – в автотранспорт.

§ 1.6. Проходка траншей с применением вскрышных

комплексов непрерывного действия.

Строительство карьеров, на которых при их эксплуатации запроектировано применение техники непрерывного действия, связано с выполнением значительных объемов (до 20 – 50 млн.м3 и более) горнокапитальных работ по проходке капитальных и разрезных траншей. Эти работы могут выполняться машинами цикличного или непрерывного действия. Выполнение таких объемов работ оборудованием цикличного действия имеет следующие недостатки:

  •  Оборудование цикличного действия задалживается только на период строительства, в дальнейшем оно демонтируется и перевозится на другие карьеры.
  •  Строительство карьера и освоение его производственной мощности требует длительного времени (до 3 – 6 лет и более).
  •  Затрачиваются дополнительные средства на строительство подсобных цехов и служб;
  •  Относительно высокая стоимость разработки 1 м3 пород;
  •  Сравнительно низкая производительность труда горнорабочих.

Возможны технологические схемы проходки траншей с транспортированием пород в отвалы отвалообразователем, транспортно отвальным мостом, ленточными конвейерами или средствами железнодорожного транспорта.

Для улучшения использования экскаватора во времени применяют проходческий конвейер на рельсовом ходу, который устанавливают

Схема проходки капитальной траншеи роторным

экскаватором с погрузкой на ленточный конвейер.

Схема проходки капитальной траншеи роторным

экскаватором с погрузкой в средства

железнодорожного транспорта.

параллельно забойному конвейеру и перемещают вслед за подвиганием забоя по рельсовым путям. Породу с проходческого конвейера передают на забойный конвейер по наклонному желобу. Рельсовый путь по мере подвигания забоя разбирается и наращивается со стороны забоя.

Минимальная ширина капитальной траншеи по низу при проходке её роторным экскаватором ЭРГ-1600 с погрузкой вскрыши на ленточные конвейеры равна 51 м, а ширина траншеи необходимая только для ввода в карьер роторного экскаватора составляет более 30 м. При проходке траншей комплексом машин в составе роторного экскаватора и отвалообразователя ширина капитальной траншеи составит:

Схема к определению ширины капитальной

траншеи понизу.

где  - расстояние между нижней бровкой борта траншеи и внешней стороной ходового устройства со стороны его приемной консоли;

- то же, со стороны отвальной консоли;

 - ширина хода отвалообразователя.

Расстояние  определяется по формуле:

где  - расстояние между осью вращения отвалоробразователя и осью вращения пяты приемной консоли,м;

длина приемной консоли, м;

 - угол поворота приемной консоли в горизонтальной плоскости, град.;

- безопасное расстояние между концом приемной консоли отвалообразователя и бортом траншеи, м;

- максимальное расстояние от приемной консоли отвалообразователя до уровня его стояния, м;

- угол откоса борта траншеи,град.;

- расстояние между осью вращения отвалообразователя и осью пяты его отвальной консоли, м;

- горизонтальное расстояние между осью пяты отвальной консоли и верхней бровкой борта траншеи, м;

Н –глубина траншеи, м.

Значение  равно:

где - высота крепления конца отвальной консоли отвалообразователя, м;;

- безопасное расстояние между верхней бровкой борта траншеи и консолью отвалообразователя.

Сущность транспортно-отвального способа проходки траншей заключается в размещении разрабатываемых пород на борту (бортах) траншеи непосредственно отвалообразователем. Основное условие применения  - возможность размещения пород на борту траншеи. В процессе работы отвальная консоль отвалообразователя может располагаться как по нормали, так и под некоторым углом к оси траншеи.

К достоинствам транспортно-отвального способа проходки траншей относят низкую себестоимость  1м3 строительной вскрыши. К недостаткам данного способа проходки траншей следует отнести ограниченную область применения.

§ 1.7. Специальный способ проходки траншей.

К специальным способам относятся проходка траншей с помощью БВР (взрывание на выброс при проходке траншей на косогоре), с помощью колесных скреперов и гидромеханизации.

Проходка траншей колесными скреперами может осуществляться в мягких осушенных породах при глубине траншеи 10 – 15м и расстоянии транспортирования до 300 – 500 м при использовании в качестве тягочей тракторов и до 1000 – 1500 м – при использовании скоростных пневмоколесных тягачей.

Проходка траншей с помощью взрывов может применяться для ускорения горно-строительных работ. Преимущества данного способа заключаются в следующем:

  •  значительное сокращение времени выполнения горнокапитальных работ ( по сравнению с экскаваторными работами срок проходки траншей снижается в  - раза );
  •  высокая производительность труда;
  •  возможность осуществления подготовки взрыва в любых климатических условиях.

В качестве недостатков проходки траншей взрывом необходимо отметить:

  •  трудность получения выемки необходимого профиля;
  •  невозможность расположения всей взорванной породы на нерабочем борту траншеи;
  •  невозможность производства взрывов при наличии в опасной зоне жилых зданий и сооружений.

Проходка траншей с применением гидромеханизации эфективна при наличии хорошо размывающихся пород, достаточного количества воды и дешевой электроэнергии.

Комбинированный способ проходки траншей обычно применяют, когда рабочие параметры драглайна или мехлопаты недостаточны для проходки траншей полным сечением по наиболее эффективной бестранспортной схеме.

При комбинированном способе одну часть объема породы разрабатывают по бестранспортной схеме с размещением её непосредственно на борту траншеи, используя железнодорожный, автомобильный либо конвейерный транспорт.

Тема: СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

I. Вскрытие месторождений

наклонными траншеями.

§ 1.1.Вскрытие месторождений внешними траншеями

простой формы.

Данный способ вскрытия применяют при горизонтальном или пологом залегании пластов, расположенных на относительно небольшой глубине или высоте от господствующего уровня земной поверхности. Траншеи закладывают за контуром карьера и подводят к месторождению в виде прямолинейной или криволинейной выработки. Кроме того внешними траншеями могут вскрываться верхние горизонты наклонных и крутопадающих месторождений, глубокие горизонты которых вскрывают другими способами (внутренними траншеями или шахтными стволами).

Внутренние траншеи закладывают в контурах карьера на его бортах. При недостаточной протяженности нерабочих бортов карьера для проходки траншей с допустимым уклоном внутренние траншеи могут быть размещены по всему периметру карьера. Различают три основных варианта расположения капитальных траншей:

  1.  Стационарное – по предельному контуру карьера на нерабочем борту.
  2.  Нестационарное – на рабочем борту карьера (скользящие съезды).
  3.  Полустационарное – на временно законсервированном рабочем борту.

В первом варианте объем первоначальной вскрыши может достигать больших размеров, что увеличивает срок строительства карьера и необходимые капитальные затраты. При вскрытии стационарными траншеями последние располагают возможно ближе к выходам залежи с целью выполнения минимальных объемов горнокапитальных работ, сокращения сроков строительства и освоения проектной производственной мощности карьера. Этот вариант вскрытия и развития горных работ в карьере обеспечивает минимальные первоначальные капитальные затраты.

В третьем варианте, для сокращения капитальных затрат и ускорения срока строительства карьера применяют ввод его в эксплуатацию очередями. Обычно ввод очередями предусматривается для карьеров большой производственной мощности. При разделении карьера на очереди участок рабочего борта временно консервируется. При этом борту придаётся угол откоса, близкий к углу погашения. Вскрышные работы на этом участке будут возобновлены только после того, как горные работы достигнут контура карьера. В следствии этого некоторый объем пустых пород будет удален из контуров карьера на несколько лет позднее, чем при разработке без выделения очередей.

Вначале вскрышные работы производят только на участке карьера первой очереди, что позволяет с наименьшими затратами на горнокапитальные работы ввести карьер на заданную производственную мощность. Участок первой очереди оконтуривается бортами, на которых оставляют площадки, позволяющие в будущем производить вскрышные работы на участке второй очереди. До начала добычных работ на участке второй очереди начинают разработку временного борта, то есть выемку пустых пород. Этот период является переходным: добычные работы ведутся на участке первой очереди, где вскрышные работы постепенно затухают, а на участке второй очереди развиваются.

По степени разделения транспортных грузопотоков различают вскрытие отдельными, групповыми и общими траншеями.

§ 1.2.Вскрытие месторождений отдельными траншеями

простой формы.

Вскрытие отдельными траншеями внешнего и внутреннего заложения простой формы создает доступ к каждому уступу посредством отдельной независимой траншеи.

При этом способе вскрытия каждый уступ обеспечен независимым транспортом. Грузопотоки горной массы с каждого уступа рассредоточены и имеют независимый друг от друга выход на поверхность, что создает благоприятные условия для организации горных работ на карьере. Однако при большом числе уступов этот способ вскрытия сложен и отличается значительным объемом горно-капитальных работ.

Вскрытие отдельными траншеями применяют для неглубоких месторождений с горизонтальным или пологим залеганием пластов малой и средней мощности.

§1.3.Вскрытие месторождений групповыми  траншеями

простой формы.

Вскрытие месторождения групповыми внешними и внутренними траншеями простой формы предусматривает проходку независимых траншей к группе вскрышных и добычных уступов.

Разделение грузопотоков по коммуникациям позволяет применять различные виды транспорта для верхних и нижних горизонтов карьера. Вскрытие групповыми траншеями по сравнению со вскрытием отдельными траншеями отличается меньшим объемом горно-капитальных работ. Данный способ вскрытия применим для месторождений с горизонтальным или пологим залеганием пластов большой мощности , а также для вскрытия нескольких верхних вскрышных уступов при разработке наклонных и крутопадающих залежей.

§1.4.Вскрытие месторождений внешними

общими траншеями.

Данный способ характеризуется вскрытием всех горизонтов одной траншеей. Общие внешние траншеи имеют простую форму и применяются для вскрытия горизонтальных и пологих пластов значительной мощности, верхних горизонтов крутопадающих пластов, а также при разработке нагорных месторождений. Общие внешние траншеи могут иметь центральное или фланговое расположение.

Общие внутренние траншеи имеют сложную форму. Они применяются для вскрытия глубоких месторождений с любыми условиями залегания, а также для вскрытия месторождений залегающих на косогорах. Общие внутренние траншеи могут иметь тупиковую, петлевую или спиральную форму трассы.

§1.5.Вскрытие месторождений общими внутренними

траншеями тупиковой формы.

Данный способ вскрытия применяют при железнодорожном транспорте в различных условиях залегания полезного ископаемого и его широко используют на глубоких карьерах.

Сущность способа заключается в последовательном вскрытии отдельных горизонтов месторождения наклонными траншеями, которые проходят на одном из бортов карьера во взаимообратном направлениях, оканчивающихся горизонтальными тупиковыми площадками, которые устраивают на каждом рабочем горизонте или, в карьерах большой длины, через 3 – 4 рабочих горизонта. По рабочему горизонту траншея проходится горизонтальной. Горизонтальные тупиковые площадки оборудуют маневровыми путями для разминовки груженных и порожних составов и перемены направления их движения. Тупиковые траншеи могут быть стационарными, полу стационарными и скользящими, одно-путевыми и двух путевыми.

Достоинства вскрытия тупиковыми съездами:

  •  возможность вскрытия месторождений с различными условиями залегания;
  •  высокая надежность в эксплуатации;
  •  при достаточной ширине карьерного поля возможность одновременного ведения горных работ на многих горизонтах и достижения высокой производственной мощности карьера;
  •  возможность размещения капитальных траншей на борту карьера с наиболее устойчивыми породами.

Недостатки:

  •  наличие большого числа наклонных траншей проходки, оборудование и поддержание которых требуют значительных затрат;
  •  большие затраты времени на маневры подвижного состава на тупиковых площадках и, как следствие, уменьшение пропускной и провозной способности траншей.
  •  

§1.6.Вскрытие скользящими съездами.

Скользящими съездами называют внутренние траншеи в случае расположения их на рабочем борту карьера. В процессе разработки съезды перемещаются вместе с рабочим бортом к предельному контуру карьера. Отрабатываемый уступ при этом рассекается на две части диагональным съездом и разрабатывается отдельными подуступами переменной высоты.

Ширину наклонного съезда определяют как минимальную ширину рабочей площадки, исходя из условий размещения экскаваторов, пород после взрыва и одного или двух рельсовых путей. При отработке верхнего подуступа с нижней погрузкой укладывается дополнительный рельсовый путь. Руководящий подъем скользящего съезда рассчитывается по условию трогания груженного состава с места, обычно он на 30% меньше подъема, определенного по условию равномерного движения поездов.

Вскрытие скользящими съездами позволяет уменьшить объем горно-капитальных работ, сократить сроки строительства карьера, так как скользящие съезды закладывают вблизи залежи или непосредственно над ней. Отработку уступа при наличии скользящих съездов можно производить одним экскаватором с последующим переходом его с наклонного участка к горизонтальному и двумя экскаваторами одновременно работающими на наклонном и горизонтальном участках уступа.

Скользящие съезды, предназначенные для железнодорожного транспорта, при эксплуатации усложняют работу экскаваторов и ведение БВР. Недостатками скользящих съездов при автотранспорте вызывают меньшие затруднения.

К достоинствам временных автомобильных съездов относят:

  •  уменьшение объемов горно-капитальных и вскрышных работ;
  •  возможность быстрого ввода в эксплуатацию отдельных горизонтов карьера;
  •  возможность успешной разработки месторождений с неустойчивыми породами в бортах карьера;
  •  повышение интенсивности горных работ.

К недостаткам следует отнести тяжелые условия эксплуатации железнодорожного транспорта на временных дорогах.

§1.7. Вскрытие месторождений общими внутренними

траншеями с петлевой формой трассы.

При вскрытии месторождений общими внутренними траншеями с петлевой формой трассы (петлевые съезды) вместо тупиковых площадок устраивают закругления путей в виде петли, которая позволяет изменять направление движения подвижного состава на угол 180˚. Преимущество петлевых съездов заключается в сохранении непрерывности движения поездов при изменении направления их движения.

Петлевые съезды располагают в лежачем боку месторождения стационарно, с предварительным устройством на месте петли искусственной горизонтальной площадки соответствующих размеров.

Ширина горизонтальной площадки должна быть не менее двух радиусов кривых, величина которых зависит от ширины колеи и типа подвижного состава. При железнодорожном транспорте нормальной колеи ширина площадки составляет 200 – 400 м, при автомобильном транспорте 40-60  м.

Схема петлевых соединений.

Искусственная горизонтальная площадка может быть создана отсыпкой породы вскрыши, доставленной из породных забоев вскрыши.

Вскрытие траншеями с петлевыми съездами при железнодорожном транспорте применяют в глубоких карьерах с углом падения пласта или наклона борта карьера до 30˚.

Достоинства данного способа вскрытия:

  •  высокая пропускная способность траншеи, обусловленная поточностью движения поездов;
  •  возможность вскрытия глубоких горизонтов месторождения при сравнительно небольших объемах работ;
  •  возможность увеличения глубины карьера без его реконструкции и нарушения нормального режима эксплуатационных работ.

Недостатком петлевых съездов является потребность в создании искусственной горизонтальной площадки для размещения железнодорожной или автомобильной петли, объем работ и стоимость сооружения которой достигают значительной величины.

Способу вскрытия петлевыми съездами следует отдавать предпочтение перед способом вскрытия тупиковыми траншеями только в том случае, если тупиковые съезды не обеспечивают необходимой производительности карьерного транспорта.

§1.8. Вскрытие месторождений общими внутренними

траншеями со спиральной формой трассы.

При вскрытии месторождения общими внутренними траншеями спиральной формы трассы капитальные траншеи сооружают на бортах карьера, находящихся на своем предельном положении. С поверхности или с какого-либо рабочего горизонта по предельному положению контура карьера проходят первую траншею с уклоном, соответствующим принятому виду транспорта. При достижении траншеей основания первого уступа (при железнодорожном транспорте) её проходят на расстоянии 800 – 300 м в виде горизонтальной траншеи, образующей горизонтальную площадку от которой начинают развитие горных работ на горизонте.

Для вскрытия нового горизонта по предельному положению карьера на данном уступе проходят следующую наклонную траншею до основания нового уступа. Далее вскрытие происходит аналогичным образом.

При вскрытии спиральными траншеями горные работы на каждом новом горизонте начинают от разрезной траншеи, пройденной по предельному контуру карьера на данном горизонте, т.е. работы начинают в различных участках периметра  карьера. Из-за этого нельзя одновременно вести разработку  большого числа уступов.  Подвигание фронта горных работ обычно развивается по веерной схеме с поворотным пунктом в точке примыкания горизонтальных путей данного горизонта к наклонным путям спиральной траншеи.

Вскрытие спиральными  траншеями при  железнодорожном транспорте обеспечивает одновременную работу трех-четырех рабочих уступов, что для карьеров большой  производственной мощности не всегда достаточно. При увеличении глубины карьера и уменьшении его размеров в

Cхема вскрытия общими внутренними

траншеями спиральной формы.

плане снижается и число уступов в зоне одного витка спирали. В настоящее время при вскрытии месторождений спиральным траншеями  широко применяют автомобильный транспорт , который может преодолевать более крутые подъемы, чем локомотивный транспорт и позволяет иметь одновременно в работе большое число уступов.

Автомобильный транспорт допускает вскрытие спиральными траншеями месторождений с ограниченными размерами в плане при относительно большой глубине карьеров, что исключено при железнодорожном транспорте.

Спиральные траншеи с железнодорожным транспортом применяют для вскрытия месторождений с большими размерами в плане, по форме приближающиеся к кругу.

Достоинства способа:

- непрерывность движения поездов без маневров на площадках, что позволяет увеличить пропускную способность карьерных путей;

  •  возможность применения большегрузных вагонов и мощных локомотивов;

Недостатки:

  •  жесткость условий применения;
  •  невозможность одновременной работы на большом числе уступов, что ограничивает производственную мощность карьера;
  •  необходимость осуществлять основные работы по вскрытию в начальный период эксплуатации карьера, для чего сразу требуется большое количество оборудования;
  •  увеличения объема вскрытия в следствии наличия широких транспортных берм, опоясывающих иногда все борта карьера, что уменьшает глубину открытых работ, особенно при ограниченных размерах месторождения;
  •  необходимость заложения спиральной траншеи по предельному контуру бортов карьера, что невозможно при недоразведанности  месторождения.
  •  

§1.9. Вскрытие парными внешними

траншеями.

Вскрытие  месторождения парными внешними траншеями простой формы применяют с целью создания кольцевой схемы транспорта в условиях отдельных , групповых и общих внешних траншей при большом грузообороте. Порожняковые составы следуют по траншеям с уклоном больше руководящего, а груженные по траншеям с руководящим уклоном. Обычно парные одно-путевые траншеи заменяют одну отдельную двух путевую. Строительный объем парных траншей только незначительно больше строительного  объема  отдельных траншей. Объем породных траншей возрастает с увеличением глубины вскрываемых горизонтов, поэтому при глубине более 70 – 80 м применяют вскрытие внутренними траншеями.

§1.10. Вскрытие парными внутренними

траншеями.

Вскрытие парными внутренними траншеями различной формы обеспечивает каждый вскрытый горизонт карьера двумя транспортными путями, соединяющими его с поверхностью: одним для транспортировки груза и вторым для транспортировки порожняка. В этом случае достигается поточность движения поездов или автотранспорта, благодаря чему увеличивается пропускная способность капитальных траншей, а забой обеспечивается порожняком лучше, чем при одинарных траншеях, когда движение груза и порожняка является встречным и осуществляется одновременно по одной траншее. Парные траншеи с внутренним заложением могут иметь тупиковую или спиральную форму.

§1.11. Вскрытие специальными  (вспомогательными)

траншеями.

Вскрытие  специальными (вспомогательными ) траншеями вскрышных уступов карьеров или в углах карьерных полей характеризуется отсутствием капитальных траншей. Эти способы применяют если горную массу из карьера транспортируют башенными экскаваторами, кабельными кранами, консольными отвалообразователями или транспортно-отвальными мостами.

При использовании башенных экскаваторов  и кабельных кранов горную массу перемещают в карьере и выдают на поверхность непосредственно в ковше. При работе консольных отвалообразователей или транспортно-отвальных мостов вскрыша размещается в выработанном пространстве посредством конвейеров, смонтированных на указанном оборудовании. Для выдачи на поверхность оборудования для ремонта,  доставки в карьер необходимого оборудования, материалов и для перемещения людей проходят вспомогательные траншеи. При бестранспортном способе разработке, когда вскрышные породы разрабатывают и размещают в выработанном пространстве карьера мощными механическими лопатами или драглайнами, связь рабочих уступов с поверхностью так же осуществляется посредством вспомогательных траншей.

Кабельные краны применяют на карьерах по добыче строительных материалов и штучных породных блоков больших размеров.

§1.12. Комбинация вскрытия  породных уступов

специальными траншеями и добычных  - наклонными

капитальными траншеями.

Данная комбинация характерна для условий пластовых месторождений осадочного типа, залегающих в виде горизонтальных и пологих пластов, когда вскрыша полностью или частично перемещается в выработанное пространство мощными одноковшовыми  экскаваторами, консольными отвалообразователями или транспортно-отвальными мостами.

При разработке таких месторождений по бестранспортной или транспортно-отвальной системе нет надобности в капитальных траншеях , связывающих  вскрышные уступы с поверхностью. Траншеи проходят с поверхности непосредственно к рабочим к рабочим  горизонтам, а породные уступы вскрывают только вспомогательными (специальными) траншеями, служащими для хозяйственных целей.

  §1.13. Комбинация вскрытия  месторождений  

внешними и внутренними наклонными траншеями.

Комбинированное вскрытие месторождений внешними траншеями, примыкающими к системе внутренних траншей широко применяют при разработке месторождений глубинного типа с большой толщей покрывающих пород. Вскрытие наклонными внешними и внутренними траншеями может быть осуществлено с применением железнодорожного транспорта и комбинации автомобильного и железнодорожного транспорта. Этот вариант комбинированного вскрытия имеет по сравнению с вскрытием только внутренними траншеями следующие преимущества:

  •  проходка капитальных траншей осуществляется параллельно с форсированным вскрытием и подготовкой к эксплуатации первоочередного участка,  что позволяет обеспечить переход на основной вид транспорта и постоянные транспортные коммуникации при значительном сокращении  срока строительства карьера;
  •  внешние капитальные траншеи обычно проходят в направлении обогатительной фабрики или ствола, что позволяет сократить расстояние транспортирования горной массы из карьера до пункта назначения и за период  эксплуатации месторождения получить значительную экономию по транспортным расходам;
  •  внешняя траншея позволяет осуществить примыкание путей к горизонтам карьера без дополнительного разноса бортов;
  •  трасса внутренних капитальных траншей упрощается и сокращается;
  •  при неустойчивых, обводненных покрывающих породах внешнее заложение капитальных траншей наиболее рационально и в большинстве случаев единственно возможно.

  §1.14. Вскрытие  месторождений  

крутыми траншеями.

Вскрытие внутренними крутыми траншеями заключается в установлении грузотранспортной связи между рабочими или концентрационными горизонтами с поверхностью по крутым траншеям, в которых размещаются наклонные подъемники  (скиповые и клетевые) или конвейерные. Строительный объем крутых траншей обычно невелик, так как угол их наклона значителен и равен  (или близок) углу погашения борта карьера.

Cхема вскрытия наклонным канатным подъемником

с разносом борта.

Схема вскрытия крутой траншеей, оборудованной

клетевым подъемником для железнодорожных вагонов.

В зависимости от типа подъемника могут быть приняты различные углы подъема трассы крутых траншей:

  •  скиповой  - до 45-60˚;
  •  клетевой -  до 45-60˚;
  •  конвейерный - до 18˚;
  •  канатно-автомобильный - до 25˚;

Наклонные траншеи сооружают на нерабочем борту (чаще на породах лежачего бока залежи) или в торцах карьера по его предельному контуру.

Преимущества способа:

  •  возможность подъема горной массы со значительной глубины по крутой траншее, являющейся кратчайшим транспортным путем в карьере;
  •  минимальный объем породных работ при проходке траншей;
  •  сравнительно малый срок подготовки карьера к эксплуатации;
  •  минимальная стоимость транспорта горной массы;
  •  возможность расположения капитальных траншей по наиболее устойчивым породам.

  §1.15. Вскрытие  месторождений  крутыми траншеями

оборудованными большегрузными скиповыми подъемниками.

Данный способ вскрытия применяется для вскрытия пластов и залежей, угол падения которых равен углу погашения борта карьера в породах лежачего бока залежи  или больше его. Крутые траншеи закладываются при этом в породах лежачего бока пласта. Объем вскрышных работ по разносу борта карьера в лежачем боку залежи  в этом случае значителен.

Пласты или залежи с крутым падением  можно вскрывать крутыми траншеями, заложенными в торцах карьера в их предельном положении. При этом резко сокращается объем горно-подготовительных работ, так как необходима разноска верхних горизонтов до предельного контура только на флангах  вместо разноса висячего и лежачего бортов карьера. На каждом фланге карьера можно сооружать по две-три траншеи с наклонными подъемниками, которые обеспечат высокую производительность.

Вариант расположения крутых траншей на флангах карьера по сравнению с их расположением в лежачем борту позволяет сократить объем транспортных работ по доставке породы и полезного ископаемого из экскаваторных забоев к приемным площадкам наклонных подъемников на концентрационных горизонтах.

При выборе внутрикарьерного транспорта для доставки полезного ископаемого и породы к наклонному подъемнику, оборудованному большегрузными скипами, следует ориентироваться на автотранспорт. Это имеет особенно большое значение для организации погрузочно-транспортных работ , когда число экскаваторных блоков на уступе больше двух.

Перегрузка полезного ископаемого и пустых пород из автомашин в скипы происходит при наличии небольшого пространства,  устройство перегрузочного пункта в карьере отмечается простотой, перенос его менее сложен, чем при других видах карьерного транспорта и отвечает условиям быстрой и эффективной подготовки новых горизонтов.

  §1.16. Вскрытие  месторождений  крутыми траншеями

с применением клетевых подъемников.

Данный способ аналогичен вскрытию с применением скиповых подъемников, отличаясь от него тем, что оборудуется он клетью, в которой размещается транспортный сосуд. Поэтому достоинством клетевого подъемника является отсутствие перегрузки горной массы.

К недостаткам этого способа вскрытия относится громоздкость наклонных подъемных установок и необходимость формирования составов ( в случае применения железнодорожного транспорта). Сооружение подъемников может производиться на бортах или на флангах карьера. Наиболее целесообразна установка не менее двух подъемников. В этом случае каждый из них может быть взаимозаменяем на время ремонта, переноса на нижний горизонт натяжной станции или при необходимости одновременного переключения обеих подъемников на выдачу из карьера только породы или только руды.

При значительном фронте работ и большой производственной мощности карьера можно установить несколько подъемников, так как их строительство и монтаж не требуют много времени, а капитальные затраты при этом невелики. Предпочтительна установка подъемников на одном борту.

  §1.17. Вскрытие  месторождений  крутыми траншеями

оборудованными автомобильными подъемниками.

Данный способ вскрытия позволяет транспортировать горную массу из карьера по кратчайшему пути дот приемных пунктов на поверхности без перегрузочных работ. При этом транспортирование горной массы от забойных экскаваторов осуществляется автосамосвалами до нижней до нижней площадки подъемника. С нижней приемной площадки подъемной машиной, снабженной прицепными или толкающими устройствами, осуществляется подъем автосамосвалов по трассе подъемников. На поверхности автосамосвалы перемещаются собственным ходом.

Основное преимущество автомобильных подъемников – применение одних и тех же средств транспорта внутри карьера и для перемещения груза на поверхности.

Автомобильные подъемники целесообразно применять при разработке месторождений с ограниченными размерами в плане, но и имеющими значительную глубину. Наиболее эффективная глубина 100 – 200 м. Угол наклона трассы подъемника рекомендуется в пределах 20 25˚ и как исключение до 30˚. Производительность подъемника при большегрузных автосамосвалах составляет 1-3 млн . тонн в год.

  §1.18. Вскрытие  месторождений  крутыми траншеями

оборудованными  конвейерными подъемниками.

Вскрытие данным способом эффективно при транспортировании горной массы внутри карьера  автосамосвалами или конвейерами. Перед загрузкой ленточных конвейеров крупнокусковые скальные породы и руду необходимо дробить. Дробильная установка монтируется на рабочем или на концентрационном горизонте. Ленточные конвейера осуществляют подъем по борту карьера дробленного материала. Дальнейшая доставка на поверхности полезного ископаемого до обогатительной фабрики, а пустых пород до отвалов может осуществляться так же конвейерами или при больших расстояниях железнодорожным транспортом.

Основными достоинствами конвейерных подъемников является:

  •  поточность процесса доставки горной массы на участках подъема по борту и на поверхности, составляющих в условиях глубоких карьеров преимущественную часть длины транспортирования;
  •  возможность обеспечения практически любой производительности транспорта вследствие непрерывности транспортного потока;
  •  невысокий и равномерный расход электроэнергии;
  •  низкая трудоемкость и стоимость подъема;
  •  возможность полной автоматизации подъема;
  •  высокий коэффициент использования подъемника во времени;
  •  надежность в эксплуатации.

Недостатки:

  •  необходимость прелварительного дробления полускальных и скальных пород и руд;
  •  сложность подготовки новых горизонтов и перемещение на новые горизонты дробильно-грохотных установок;
  •  высокие капитальные затраты на оборудование конвейерного подъемника.

II. Подземные способы вскрытия при открытой

разработке месторождений.

  § 2.1. Вскрытие вертикальными и наклонными

шахтными стволами.

Данный способ вскрытия применяют при разработке глубоких горизонтов месторождений. Подъем горной массы из карьера по наклонным стволам осуществляется ленточными конвейерами  или скиповыми подъемниками. Вскрытие вертикальными либо наклонными стволами можно производить, если угол падения пласта равен или меньше угла погашения борта карьера, по лежачему боку;  концентрационные горизонты при этом можно создавать непосредственно по породам лежачего бока пласта. При наклонных стволах квершлаги короче, что обеспечивает меньший объем горно-капитальных работ и меньшее расстояние транспортирования.

Вскрытие крутопадающих месторождений  может быть осуществлено наклонными и вертикальными шахтными стволами с погашающимися квершлагами и подвижными концентрационными горизонтами.

Сущность данного способа состоит в следующем. При крутом падении пластов для максимального сокращения транспортных коммуникаций внутри карьера шахтные стволы с концентрационными квершлагами можно закладывать в породах висячего и лежачего боков на флангах карьера. При этом карьер подвигается от середины к его предельным контурам, а квершлаги систематически погашаются. При выборе места заложения стволов необходимо соблюдать условие обеспечения минимальных расстояний внутрикарьерного автомобильного или конвейерного транспорта. Концентрационные квершлаги в случае необходимости крепят бетоном. На почве квершлагов следует устраивать желоба-проводники для колес автомобилей.

При вскрытии наклонными стволами, оборудованными наклонными подъемниками, на концентрационных горизонтах можно устанавливать передвижные грохотильно-дробильные установки и концентрационные квершлаги оборудовать конвейерами. При этом автосамосвалы разгружаются на приемной площадке, руда или порода, поступившая на грохота, разделяется на две фракции под- и надгрохотную. Последнюю подвергают в дальнейшем дополнительному механическому дроблению, после чего эта горная масса также поступает на конвейер.

  § 2.2. Вскрытие нагорных месторождений подземными

перепускными восстающими.

Данный способ вскрытия применяется при разработке месторождений, залегающих в горах с усложненной топографией местности (высокие горы, большая крутизна склонов), когда транспортирование полезного ископаемого осуществляется сверху вниз под действием гравитационных сил. Для этого на современных карьерах применяют рудоспуски, представляющие собой вертикальную или слабонаклонную к вертикали подземную горную выработку, имеющую выход в рабочую зону нагорного карьераи предназначенную для спуска руды из карьера на горизонт откаточной штольни.

Рудоспуски применяют для перепуска руды с рабочих горизонтов нагорного карьера на горизонт откаточной штольни при углах наклона рудоспуска 55 - 90˚ и вертикальном расстоянии перепуска до 600 м. Рудоспуски обычно имеют круглую, редко прямоугольную форму сечения диаметром до 6 метров, а иногда и более. Производительность рудоспусков достигает 3000 т/час и более, срок существования около 15 лет.

Рудоспуск состоит из следующих элементов: устья; ствола; аккумулирующей части (бункера) и люкового устройства. Перекрывание выпускных отверстий и регулирование потока материала осуществляется с помощью затвора.

Рудоспуски обычно не крепят. Для наблюдения за движением руды или ликвидации рудных пробок параллельно рудоспуску проходят контрольные восстающие, которые через 10 – 12 м соединяют с рудоспуском смотровыми ходами.

Рудоспуски бывают вертикальными, наклонные, ступенчатые, зигзагообразные и комбинированные. Для доставки руды по штольне применяют железнодорожный и конвейерный транспорт. С точки зрения места заложения относительно контуров карьера рудоспуски делят на внутренние и внешние.

Рудоспуски стремятся располагать таким образом , чтобы верхняя часть их проходила в наиболее крепких породах. В наклонных рудоспусках, пройденных в слабых, неустойчивых породах, основание рудоспуска футеруется броневыми плитами толщиной 15 – 20 мм, а стенки крепятся бетоном. Число рудоспусков зависит от производственной мощности карьера по руде, площади сечения рудоспусков и пропускной способности перегрузочных пунктов у устья рудоспусков и у люков в штольне. Надежность работы рудоспусков резко меняется с изменением влажности и  смерзаемости транспортируемой руды.

Ш. Выбор рационального варианта

вскрытия.

Экономическая эффективность отдельных способов вскрытия месторождений определяется по сумме приведенных строительных и эксплуатационных расходов. Суммарные приведенные затраты рассчитываются на  1т добычи полезного ископаемого по формуле:

где  - эксплуатационные затраты на добычу 1т полезного ископаемого, руб/т;

-  себестоимость вскрыши, руб/м3;

 -  эксплуатационный коэффициент вскрыши, м3/т;

-  удельные капитальные затраты по рудному минеральному сырью, руб/т;

-  удельные капитальные затраты на производство вскрышных работ, руб/ м3;

н - нормативный коэффициент нормотивности капитальных вложений  ( для горной промышленности н = 0,14 – 0,15 ).

Технико-экономическое сравнение способов вскрытия производят методов вариантов. Для каждого из них устанавливают капиталовложения и эксплуатационные расходы.

Большие различия природных и экономических условий оказывают влияние на сроки строительства карьера и периода освоения его производственной мощности, на распределение капитальных затрат в течении всего срока строительства карьера. Учет влияния разновременности вложения капитальных затрат осуществляется приведением капитальных вложений к моменту начала эксплуатации проектируемого карьера с помощью коэффициента приведения:

где  t – время между началом вложения данных капитальных вложений и моментом приведения (началом эксплуатации).

В соответствии с этим коэффициентом объем капитальных вложений в сравниваемых вариантах рассчитывается по формуле:

где  - срок строительства (период приведения);

- капитальные вложения в i-й год строительства;

- коэффициент приведения в i-й год строительства (i= 1;2;…;Т).

Таким образом, в удельных приведенных затратах на добычу полезного ископаемого учитываются горно-капитальные  работы по проходке разрезных траншей, подготовке новых горизонтов, эксплуатационные затраты на экскавацию и транспортирование при добыче полезного ископаемого и выемке вскрышных пород, непосредственно зависящие от способа вскрытия и вида транспорта.

Капиталовложения по каждому варианту вскрытия могут быть представлены общей структурной формулой:

где  - капитальные затраты на транспортировку руды или вскрыши;

- капиталовложения на добычные или вскрышные экскаваторные и вспомогательные работы в забое;

- капитальные затраты на отвальные и вспомогательные работы на отвале;

- капитальные затраты на перегрузку руды или вскрыши с одного вида транспорта на другой;

- капиталовложения на горно-капитальные работы.

Эксплуатационные затраты составят соответственно:

где  - стоимость перевозки полезного ископаемого или вскрыши;

- стоимость добычных или вскрышных работ с учетом расходов на вспомогательные операции в забое;

- стоимость отвалообразования, с учетом расходов на вспомогательные работы на отвалах;

- стоимость перегрузки руды или вскрыши с одного вида транспорта на другой;

гр  - амортизационные отчисления по горно-капитальным работам.  

 

  

 

 

 

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81975. Позааудиторна робота з іноземної мови 636.5 KB
  Позааудиторна робота з іноземної мови є невід’ємною часткою всього навчально – виховного процесу. Вона поглиблює соціокультурні знання студентів за рахунок охоплення великого кола проблем і питань, що виходять за межі навчальної програми та не розглядаються на занятті.
81976. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА ПЛАНИРОВАНИЯ УЧЕБНЫХ КУРСОВ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ SEMANTIC WEB 849.5 KB
  Разработка эволюционного прототипа системы для поддержки процесса планирования учебных курсов. Подход к разработке, основанный на технологиях семантической паутины, экспериментальный на ЭВМ.
81977. Дитина вдома. Побутові небезпеки 48.5 KB
  Мета: ознайомити учнів із правилами небезпечної поведінки вдома; формувати вміння і навички що допоможуть уникнути побутових небезпек за відсутності батьків; спонукати учнів до виконання правил поведінки вдома; виховувати в дітей обережність.
81979. Великі українці. Маленькі історії про великі істини 94 KB
  Історико-пізнавальний проект передбачав підготовку учнів 5-8 класів на протязі двох місяців. Діти готували матеріал про одного або двох із запропонованих їм творчою групою (до якої входили вчителі та учні) представників із числа Великих українців (до їх числа входили українці обрані самими дітьми).
81980. Велетні чарівники 95.5 KB
  Формувати науковий світогляд та початкове уявлення про астрономію; дати елементарне уявлення про Всесвіт закріпити знання про воду та її значення розширити знання про повітря; розвивати пізнавальні інтереси вміння бачити красу і захоплюватися нею.
81981. ТО СВІТЛИЙ ВЕЛИКДЕНЬ ГОСПОДНІЙ ДИТЯЧИЙ ЗВЕЛИЧУЄ СПІВ 74 KB
  У нашого українського народу існує повір’я, що від тих батьків, які не дотримуються звичаїв, родяться діти, що стають вовкулаками. Вовкулака – це завжди похмурий, завжди чимось незадоволений чоловік; в день святого Юрія він перекидається вовком, бігає разом з іншими звірами по лісі...
81982. Великодні свята в Україні 891 KB
  Практична: розвивати комунікативні навички учнів у учнів; формувати вміння підтримувати бесіду використовуючи лексику з даної теми; розвивати культуру спілкування; вчити учнів виконувати проектпрезенту вати результати проектних досліджень; розвивати навички групової роботикри тичного...
81983. Проект з французької мови: Чому Великдень є улюбленим святом дітей? 182.5 KB
  Завдання: Збагатити знання про історію та традиції святкування Пасхи. Дібрати французькі та українські прислів’я та приказки до цього свята та зробити порівняльну характеристику. Скласти вітальні привітання до свята Великодня. Оформити проект до цього свята.