ВСКРЫТИЕ КАРЬЕРНЫХ ПОЛЕЙ
(Общие сведения о вскрытии. Основные вскрывающие выработки. Типы траншей, их элементы и параметры. Транспортные и бестранспортные способы проходки траншей. Классификация способов вскрытия карьерных полей.)
6.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВСКРЫТИИ КАРЬЕРНЫХ ПОЛЕЙ
Вскрытием называется комплекс мероприятий по проведению горных выработок, обеспечивающих транспортную связь горизонтов карьера между собой и с поверхностью и служащих для создания первоначального фронта работ уступов с земной поверхностью.
Вскрытие карьерных полей может осуществляться: - траншейным и бестраншейным способами.
При траншейном вскрытии основными вскрывающими выработками являются наклонные (капитальные) траншеи, по дну которых сооружаются дороги, служащие для перевозки вскрышных пород и добытого полезного ископаемого на земную поверхность. Капитальные траншеи на какой либо горизонт создают возможность проведения разрезных траншей, обеспечивающих создание первоначального фронта работ в уступе.
Капитальные и разрезные траншеи проводят в период строительства карьера и при вскрытии новых горизонтов выполняют на открытых разработках функции горно-подготовительных выработок (в период эксплуатации), с помощью которых производят подготовку уступов к разработке.
Капитальные траншеи—наклонные горные выработки. Разрезные траншеи являются продолжением капитальных траншей—горизонтальные выработки, проходят на каждом рабочем горизонте.
В зависимости от места расположения капитальных траншей относительно проектного контура (границ) карьера их подразделяют на: - внешние, внутренние и комбинированные.
Внешние траншеи располагают за пределами проектного контура карьера (рис.6.1, а), внутренние—на его бортах, в пределах контура карьера (рис. 6.1, б).
В ряде случаев при разработке наклонных и крутых залежей применяют комбинированные капитальные траншеи, имеющие смешанное расположение. Внешними траншеями вскрывают верхние уступы, а внутренними—нижние горизонты карьера (рис. 6.2).
При разработке нагорных месторождений в ряде случаев в качестве основных вскрывающих выработок могут применять штольни и тоннели, наклонные и вертикальные шахтные стволы.
Вид и местоположение вскрывающих выработок выбираются на основании технико-экономического сравнения вариантов.
К основным параметрам капитальных и разрезных траншей относятся продольный уклон, длина и размеры поперечного сечения. В зависимости от величины продольного уклона различают траншеи: наклонные (до 100÷120 ‰) крутые (свыше 150 ‰ ). В наклонных траншеях применяют колесные виды транспорта - автомобильный и железнодорожный. В крутых – конвейерный или скиповой.
Продольный уклон капитальных траншей при ж.д. транспорте - до 40 ‰ при локомотивной тяге; - до 60 ‰ для мотор-вагонной тяги; до 100 ‰ для автомобильного транспорта; - до 180 для конвейерного транспорта; - 35-550 для скиповых подъемников.
Размеры поперечного сечения капитальных траншей зависят от ширины дна, глубины и углов откосов бортов. Ширина дна траншей принимается минимальной исходя из условия размещения в ней горнотранспортного оборудования, и обычно составляет 15 ÷ 25 м. Глубина траншей равна принятой высоте уступа. Углы откосов борта траншеи определяются свойствами разрабатываемых пород и обычно равны углам откоса рабочих уступов – 35÷450 для рыхлых пород и 65÷80°для скальных.
Объемы горно-капитальных работ, включающие объемы капитальных и разрезных траншей, и объемы горно-капитальной вскрыши, выполняемые в период строительства карьера, могут достигать 35—40% от общего объема вскрышных работ в контуре карьера.
Объемы капитальных и разрезных траншей определяют по формулам проф. Е. Ф. Шешко как сумму объемов правильных геометрических фигур, составляющих эти траншеи.
Объем отдельной наклонной траншеи с вертикальным откосом определяют по формуле
, м3
где Нт - конечная глубина траншеи, м; b - ширина дна траншеи, м; a - угол откоса борта траншеи, градус; i - уклон траншеи.
Объем разрезной траншеи при постоянном ее сечении
, м3
где Ну - высота подготавливаемого уступа, м; a - угол откоса уступа, градус; Lтр - длина разрезной траншеи, м.