Что такое откос борта карьера

Формирование и разнос нерабочих и временно нерабочих бортов карьера

При подходе горных работ к конечному контуру карьера или границе временно нерабочего борта (целика) производят погашение уступов и формирование нерабочего или временно нерабочего борта. При этом конструкция борта определяется проектом с учетом устойчивости пород, размещения на борту необходимых транспортных коммуникаций и оставлением предохранительных берм.

Согласно ЕПБ при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом при погашении уступов должны оставляться предохранительные бермы шириной не менее одной трети расстояний по вертикали между смежными бермами. Бермы должны оставляться не реже чем через каждые три уступа. При погашении уступов должен соблюдаться общий угол наклона борта карьера, установленный проектом.

Предельные углы откоса нерабочих уступов (углы устойчивости) устанавливаются проектом или по данным маркшейдерских наблюдений. При постановке уступа в конечное положение стремятся предохранить структуру массива от разрушения. Поэтому в приконтурной зоне буровзрывные работы в скальных и полускальных породах ведут в особом режиме, предохраняя массив от разрушения. Как в скальных, так и в мягких породах технология погашения уступов должна обеспечивать придание откосу уступа заданного угла.

При постановке уступов в конечное положение может быть использовано работающее на карьере оборудование. При большом объеме работ по заоткоске уступов на крупных карьерах приобретают специальное оборудование, к которому относят экскаваторы с небольшой вместимостью ковша, буровые станки наклонного бурения с малым диаметром скважин.

Пример заоткоски уступа в мягких породах драглайном ЭО-5111Б с вместимостью ковша 1,2 м3 и длиной стрелы 15 м на Лебединском карьере приведен на рис. 11.11. При заоткоске угол откоса уступа должен быть выположен с 55° до 37°. Драглайн размещается на подуступе, площадка которого образуется частично за счет отработки верхнего подуступа и насыпи пород, возводимой драглайном. Сзади себя драглайн убирает породы нижнего подуступа, окончательно формируя откос нерабочего уступа, с отгрузкой пород в железнодорожные составы, подаваемые по пути, уложенному на нижней площадке уступа. Таким образом, заоткоска ведется по схеме с частичной переэкскавацией пород.

Буровзрывные работы при постановке уступов в конечное положение ведут методами контурной отбойки и предварительного щелеобразования. Сущность метода контурной отбойки заключается в обуривании приконтурного массива пород по сгущенной сетке скважин и взрывании рассредоточенных зарядов BB с уменьшенным расходом BB для снижения нарушения законтурного массива породы. При методе предварительного щелеобразования по контуру уступа бурятся скважины, опережающие взрывание которых создает экран, защищающий законтурный массив при последующем взрывании.

При методе контурной отбойки по рекомендации наилучшие показатели получают при диаметре контурных скважин 75-125 мм. Расстояние между скважинами принимается а=16 dс, а сопротивление по подошве уступа W = 20 dс, где dс — диаметр скважин. Величина заряда BB определяется по плотности заряжания (р’) в зависимости от крепости пород и вместимости скважин (р) из выражения р’ = (0,09-0,13)р. Заряд выполняется в виде гирлянд из патронированного BB, причем расстояние между патронами должно обеспечивать необходимую плотность заряжания. Для упрощения процесса заряжания скважин возможно использование комбинированного заряда, представляющего смесь BB c легким материалом (типа пенополистерола). Результаты взрывания во многом зависят от точности выполнения проекта бурения. Так, отклонение скважин от проектного расположения не допускается более 0,15 м. Взрывание производится с забойкой скважин.

При методе предварительного щелеобразования скважин щели бурят по контуру на расстоянии a = (8-10) dс для средних и прочных пород соответственно. Взрывание производят без забойки скважин, с опережением. Плотность заряжания принимается как и при методе контурной отбойки.

Буровзрывные работы при отработке приконтактного массива при установке уступа в конечное положение на Лебединском карьере ведут с использованием штатных буровых станков СБШ-250 или специально приобретенных для заоткоски станков СБУ-100. На рис. 11.12 приведена схема буровзрывных работ при сдваивании 15-ти метровых уступов с использованием скважин диаметром 250 мм. В приконтактной зоне сетка скважин сгущается, снижается удельный расход BB, который не должен превышать 0,75 кг/м3. Применяют конструкцию заряда BB с воздушными промежутками. Схема инициирования зарядов BB диагональная с интервалами замедления между взрывами серий зарядов BB 15-35 мс.

Для предохранения откоса уступа на этом же карьере практикуют взрывание в приконтурном массиве с созданием предохранительной щели (рис. 11.13). Скважины предохранительной щели диаметром 100-110 мм бурят по контуру откоса нерабочего борта уступа на расстоянии 1,4 м. Скважины для рыхления приконтурного массива диаметром 250 мм бурят по сетке 6×6 м. Причем, в последнем ряду скважин снижают величину перебура скважины до 1 м и за счет конструкции заряда с воздушными промежутками снижают массу заряда ВВ. В скважины щели помещают заряды BB в виде гирлянд, используя для них патроны аммонита N6 или N6 ЖВ диаметром 30 мм. Расстояние между зарядами BB в гирлянде не более 0,5 м при вместимости BB в скважине 1-1,3 кг/м. В первую очередь мгновенно взрываются заряды щели и с интервалом 50 мс по диагональной схеме взрываются заряды скважин на рыхление массива.

На карьерах Кривого Рога для уменьшения объема буровзрывных работ при создании временно нерабочего борта карьера предложено заоткоску уступов производить при чередовании глубоких и коротких скважин, показанную на рис. 11.14. Глубокие наклонные скважины бурят параллельно откосу уступа на всю его высоту с учетом перебура на расстоянии между ними, равном величине сопротивления по подошве уступа. 2 короткие скважины забуривают между ними на глубину 1/3 или 1/4 высоты уступа соответственно в крепких и более слабых породах. В глубоких скважинах заряжают их донную часть, а короткие заряжают удлиненными зарядами в виде гирлянд. Коммутация зарядов ведется таким образом, чтобы в первую очередь взрывались короткие скважины, а глубокие взрывают с интервалом в 10 мс. Взрыв зарядов коротких скважин обеспечивают развитие магистральных трещин в верхней части уступа вдоль плоскости оконтуривания, а взрыв зарядов глубоких скважин обеспечивает разрушение отбиваемого массива в плоскости оконтуривания и по подошве уступа.

Конструкция временно нерабочих бортов должна обеспечивать наряду с наибольшим безопасным углом откоса борта возможность последующего его разноса с наибольшей интенсивностью при расконсервации. Поэтому на временно нерабочих бортах редко идут на объединение смежных уступов.

где H — высота уступа, м;

Rк — радиус вращения кузова экскаватора, м;

bx — ширина хода экскаватора, м;

с=1 м — зазор безопасности, м;

Z — ширина призмы возможного обрушения, м;

Ац — ширина взрываемого блока, м.

При оставлении таких площадок на временно нерабочем борту расконсервацию борта, как правило, ведут последовательно с верхних уступов. Причем, при взрывании развал горной массы не размещается на ней, а частично сбрасывается на нижележащие уступы, что усложняет ведение горных работ.

С целью интенсификации горных работ, при расконсервации временно нерабочего борта, в его конструкции предусматривают устройство через 1-2 уступа площадок увеличенной ширины. Ширина таких площадок b2 должна быть достаточной для размещения на ней развала горных пород после взрыва (В), то есть удовлетворять условию:

где Ra — радиус разворота автосамосвала, м;

la и ba — соответственно длина и ширина автосамосвала, м.

При разносе борта карьера наиболее эффективно вести горные работы с использованием автомобильного транспорта и работе экскаваторов в тупиковом забое. Мобильность автотранспорта позволяет за счет устройства временных съездов быстро подключать в работу новые уступы, вести разнос борта с двух флангов во встречном направлении. Это обеспечивает быстрый ввод в работу оборудования и сокращение сроков разноса борта. Поэтому на карьерах, использующих в качестве основного железнодорожный транспорт, часто разнос бортов производят с использованием автосамосвалов, с переводом горизонтов на железнодорожный транспорт после достижения нормальной ширины рабочих площадок.

При использовании на разносе бортов железнодорожного транспорта интенсивность горных работ значительно ниже. В этом случае применяют схемы со сбросом пород на нижележащие уступы, схемы с верхней погрузкой, а в отдельных случаях и схемы с погрузкой в тупиковом забое.

При разносе бортов карьера величина подвигания горных работ на рудных уступах по высоте борта различна. Наибольшее подвигание требуется на верхних уступах, скорость подвигания которых и быстрота включения в работу нижних уступов во многом определяют срок разноса борта и организацию работ по его разносу. В зависимости от конструкции временно нерабочего борта и технологии работ по его разносу возможны две принципиальные схемы организации работ, показанные на рис. 11.16.

При схеме а разнос временно нерабочего борта начинается с верхнего уступа, на котором создается рабочая площадка нормальной ширины. Последовательно в работу подключают нижележащие уступы. Разнос борта ведется до достижения бортом на всю высоту угла откоса вр, равного углу откоса рабочего борта. Схема обеспечивает благоприятные условия для горного и транспортного оборудования, работающего при рабочих площадках нормальной ширины. Однако, скорость разноса борта относительно невелика из-за запаздывания включения в работу нижних уступов. Схема применяется при крутых углах временно нерабочего борта вн, когда узкие бермы на временно нерабочем борту не позволяют начинать работу по разносу борта сразу на нескольких уступах.

Схема б предполагает начало и дальнейшее ведение работ по его разносу по всей высоте временно нерабочего борта. Скорость подвигания фронта работ уступов по высоте борта различная с приоритетом подвигания верхних уступов. Ширина рабочих площадок на разносимом борту постепенно увеличивается к концу разноса борта, достигая нормальной ширины. Схема применяется при относительно небольших углах временно нерабочего борта вн, конструкция которого предусматривает чередование узких и широких площадок и позволяет начать работы по разносу временно нерабочего борта сразу по всей его высоте. В качестве иллюстрации на рис. 11.17 показана последовательность ведения горных работ по разносу временно нерабочего борта по схеме б.

Что такое откос борта карьера

Введение. При открытой геотехнологии весьма важной является задача предотвращения оползней бортов, сложенных песчано-глинистыми породами четвертичных отложений мощностью 40–50 м. Обладая достаточной устойчивостью при естественной влажности, во влагонасыщенном состоянии породы резко снижают прочностные характеристики, что в ряде случаев способно привести к нарушению равновесного состояния прибортового массива. Обеспечение устойчивости откосных сооружений (бортов карьеров, отвалов, дамб, насыпей и др.) является важнейшим требованием, предъявляемым к современным горнодобывающим предприятиям.
Целью работы является повышение точности прогноза устойчивости откосов за счет автоматизированного поиска наиболее напряженной поверхности скольжения, которой соответствует наименьшая величина коэффициента запаса устойчивости как на стадии проектирования горных работ, так и при ликвидации аварийных ситуаций, связанных с нарушением устойчивости откосов.
Методология. Использована методика прогноза устойчивости откосов основных расчетных схем, в том числе схемы при пологом согласно с откосом залегании естественной поверхности ослабления. Алгоритм реализован посредством аналитического метода моделирования в программном комплексе «Устойчивый борт».
Результаты. По результатам прогноза устойчивости борта карьера полиметаллических руд
Алтайского края построен график зависимости угла откоса от высоты борта в четвертичных
отложениях при естественной влажности для различных значений угла падения контакта «четвертичные отложения–коренные породы».
Выводы. Процедура проектирования откосов заключается в выполнении трудоемких многоцикличных расчетов, связанных с подбором для заданной высоты, горно-геологических условий и физико-механических характеристик прибортового массива результирующих углов откосов, при которых будет обеспечиваться устойчивость. Автоматизированный прогноз с помощью программного комплекса «Устойчивый борт» позволяет повысить точность расчета параметров устойчивых бортов при проектировании горных работ за счет функции поиска наиболее напряженной поверхности скольжения. Дальнейшее принципиальное повышение точности прогноза возможно на основе перехода от плоских геологических моделей бортов к объемным с определением коэффициента устойчивости по наиболее опасному сечению. Построение подобных объемных моделей можно реализовать путем формализации данных геологических разрезов и геофизических
зондирований зон, аномальных по плотности и влагонасыщенности. Кроме того, повышение точности прогноза возможно при доработке модели в направлении учета реального контура профиля горных работ, литологических типов пород, изменчивости физико-механических свойств пород.

Ключевые слова: грунтовые откосы; устойчивость; автоматизация расчета; коэффициент запаса; предельное равновесие; обратные расчеты; физико-механические свойства грунтов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мухаметкалиев Б. С., Калюжный Е. С., Съедина С. А., Абдибеков Н. К. Геомеханическое
обеспечение устойчивости бортов карьера при увеличении глубины // Горный журнал. 2018. № 4. С. 27–32. DOI: 10.17580/gzh.2018.04.05.
2. Прогноз устойчивости откосных сооружений угольных разрезов / С. П. Бахаева [и др.]. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2015. 368 с.
3. Старостина О. В., Долгоносов В. Н., Алиев С. Б., Абуева Е. В. Исследование устойчивости уступов верхних горизонтов стационарного борта разреза «Богатырь» // Уголь. 2019. Январь. С. 27–32.
4. Cheng Y. M., Lau C. K. Slope stability analysis and stabilization. CRC Press Taylor & Francis
Group, 2014.
5. Жабко А. В. О проблемах и современных методах оценки устойчивости откосов на открытых горных работах // Проблемы недропользования. 2018. № 3. С. 96–107.
6. Жабко А. В. Теория расчета устойчивости откосов и оснований, устойчивость откосов в поле тектонических, сейсмических и гидростатических напряжений // Известия Уральского
государственного горного университета. 2016. № 4 (44). С. 50–53.
7. Харисов Т. Ф. Проблема оценки коэффициента запаса устойчивости бортов карьера //
Проблемы недропользования. 2018. № 3 (18). С. 108–118.
8. Digvijay P. Salunkhe, Rupa N. Bartakke, Guruprasd Chvan, Pooja R. Kothavale. An overview on methods for slope stability analysis // International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT). 2017. Vol. 3. Iss. 3. P. 528–535. DOI: 10.17577/IJERTV6IS030496.
9. Цирель С. В., Павлович А. А. Проблемы и пути развития методов геомеханического
обоснования параметров бортов карьеров // Горный журнал. 2017. № 7. С. 39–45. DOI: 10.17580/gzh.2017.07.07.
10. Baltiyeva A. A., Altayeva A. A., Sedina S. A., Shamganova L. S., Tulebayev K. K. Sarbai mining open pit stable state edges geomechanical monitoring using software Usto4du // Proc. of the 16th Int. Multidisciplinary Sci. GeoConf. (SGEM 2016). New York: Curran Associates, 2016. Vol. 2. No. 2. P. 525–530.
11. Schlotfeldt P., Elmo D., Panton B. Overhanging rock slope by design: an integrated approach using rockmass strength characterisation, large-scale numerical modelling and limit equilibrium methods // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2018. Vol. 10. Iss. 1. P. 72–90.
12. Garmondyu E. Crusoe Jr., Cai Qing-xiang, Shu Ji-sen, Han Liu, Yamah J. Barvor. Effects of weak layer angle and thickness on the stability of rock slopes // Int. J. Min. & Geo-Eng. 2016. Vol. 50. No.1.
13. Несмеянов Б. В., Несмеянова Ю. Б. Решение задачи устойчивости откосов на основе
использования комплексного показателя прочности по поверхностям ослабления (при наличии в приоткосном массиве только продольных плоскостей ослабления – «плоское» решение задачи устойчивости откосов) // Маркшейдерия и недропользование. 2016. № 1. С. 32–35.
14. Несмеянов Б. В., Несмеянова Ю. Б. Решение задачи устойчивости откосов на основе
использования комплексного показателя прочности по поверхностям ослабления (при наличии в приоткосном массиве различно ориентированных продольных, поперечных и диагональных полого и крутопадающих плоскостей ослабления – «объемное» решение задачи откосов) // Маркшейдерия и недропользование. 2016. № 2. С. 35–37.
15. Зубков В. В., Зубкова И. А. Сравнительный анализ критериев устойчивости бортов карьера // Маркшейдерия и недропользование. 2017. № 2. С. 50–52.

Уступ карьера

Уступ карьера — горизонтальный слой горных пород, вынимаемый при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. По глубине карьер разбивается на уступы. Отработка уступа производится одним комплектом горных машин. Если уступы отрабатываются с помощью буровзрывных работ, то комплект машин включает буровые машины, зарядные машины, погрузочные и транспортные машины. Если уступы отрабатываются без буровзрывных работ, то комплект машин включает выемочно-погрузочную технику (экскаватор) и транспорт (автомобильный, железнодорожный или конвейерный) [1] .

Подуступы — часть уступа по высоте, разрабатываемые отдельными машинами бурения и экскаваторами, но обслуживаемые одним транспортом.

Уступ состоит из следующих элементов [1] :

• Площадка — горизонтальная поверхность уступа. Уступ имеет две площадки: верхнюю и нижнюю;
• Откос — наклонная, приближенная к вертикальной, сторона уступа. Угол наклона зависит от свойств породы уступа, их устойчивости;
• Бровка — линия, соединяющая площадку и откос уступа. Верхняя бровка образуется в месте перехода верхней площадки уступа в откос уступа. Нижняя бровка уступа образуется в месте перехода откоса в нижнюю площадку уступа.
• Забой — рабочая поверхность уступа от нижней площадки до верхней площадки, с которой вынимается горная масса, составляющая тело уступа.
• Заходка — ширина разрабатываемого уступа, а торец заходки является забоем.

Совокупность площадок и откосов всех уступов образует борт карьера. После окончания вскрышных и добычных работ ширину площадок уменьшают до величины, которая должна быть не меньше 30% высоты уступа [1] . Эта горизонтальная площадка нерабочего уступа получила название бермы. Берма обеспечивает устойчивость нерабочего борта карьера. От ширины предохранительной бермы зависит угол откоса нерабочего борта карьера.

Если по берме проходит дорога, по которой вывозят горную массу, то она имеет ширину, достаточную для проезда транспортных средств и обеспечения устойчивости уступа. Такая берма называется транспортной [1] .

Примечания

1. ↑ 1234Порцевский А.К., Анистратов Ю.А.Открытые горные работы. — М ., 1999.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Устуманды
• Уступи место завтрашнему дню

Полезное

Смотреть что такое «Уступ карьера» в других словарях:

Уступ карьера — 59. Уступ карьера часть борта карьера в форме ступени. Источник: Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости (утв. Госгортехнадзором СССР… … Официальная терминология

Уступ — 1. Более или менее крутой элемент рельефа, разделяющий поверхности, расположенные на разной высоте. Может иметь происхождение: тект. (в этом случае может разделять одновозрастные поверхности) , абразионное, эрозионное, дефляционное, денудационное … Геологическая энциклопедия

УСТУП — УСТУП, а, муж. Часть чего н., образующая ступень, выемку. У. в стене. У. карьера. Скалы высятся уступами. | прил. уступный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

УСТУП — 1) У. карьера часть рабочего борта карьера в форме ступени, разрабатываемая с применением самостоят. комплекса добычного и трансп. оборудования. Угол откоса У. 60 70 °, высота зависит от применяемого горного оборудования и св в пород и обычно… … Большой энциклопедический политехнический словарь

уступ — 3.4.5 уступ: Смещение внутренних поверхностей двух секций измерительного трубопровода в месте их стыка, обусловленное смещением осей этих секций и (или) различием значений их внутреннего диаметра. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

кар’єру робоча зона — карьера рабочая зона worker’s zone of open pit, quarry working zone Tagebauarbeitszone сукупність робочих (розкривних та добувних) уступів, на яких виконуються роботи по підготовці та вийманню гірських порід. Положення К.р.з. визначається на… … Гірничий енциклопедичний словник

Переэкскавация — (a. reexcavation; н. Umbaggern; ф. reexcavation; и. reexcavacion) одно или многократная перевалка вскрышных пород на карьерах. Применяется при усложнённой бестранспортной схеме разработки вскрыши c перемещением пород во внутр. отвалы и… … Геологическая энциклопедия

Комбинированная система разработки — (a. combined mining method; н. kombiniertes Abbauverfahren; ф. methode mixte d exploitation; и. sistema combinada de beneficio, sistema combinada de explotacion) отработка подготовленной к выемке части залежи полезного ископаемого c… … Геологическая энциклопедия

Слоевая выемка — (a. bench mining, slice mining; н. Scheibenabbau; ф. exploitation par tranches; и. explotacion par tramos, arranque por estratos) разработка толщи горных пород c последоват. их выемкой слоями. Ha карьераx производится при большей … Геологическая энциклопедия

УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ — горючая осадочная порода органического (растительного) происхождения, состоящая из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных компонентов. Цвет варьирует от светло коричневого до черного, блеск от матового до яркого блестящего.… … Энциклопедия Кольера

Элементы и параметры карьера

Месторождение или его часть, разрабатываемую одним карьером, называют карьерным полем. Карьерное поле является объемной геометрической фигурой, характеризуемой размерами в плане и глубиной: оно входит в состав земельного отвода карьера, в пределах которого размещаются также удаленные и карьера вскрышные породы промышленная площадка и другие производственные сооружения.

Как уже отмечалось, разработку горных пород в карьере ведут слоями с опережением в плане верхними слоями нижних. Обычно слои горизонтальны (рис 1.1, а). Иногда пологую залежь разрабатывают наклонными слоями (рис. 1.1, б и в), а крутую – крутыми слоями (рис. 1.1, г).

В общем случае слой является более широким понятием чем уступ. Уступ – это отдельно разрабатываемая часть слоя горных пород, имеющая форму ступени. В наиболее распространенных условиях разработки горизонтальными и наклонными слоями соответственно горизонтальные и наклонные уступы совпадают с ними и имеют ту же высоту (мощность слоя) и размеры в плане. При большой высоте горизонтального слоя (до 50-100 м) его можно разрабатывать и наклонными уступами (рис. 1.1, д). Крутые слои могут разрабатываться горизонтальными уступами (рис. 1.1, г)

Рисунок 1.1 Типовые схемы слоев и уступов:

Нс – высота (толщина) слоя; Ну – высота уступа

Каждый уступ характеризуется высотной отметкой, соответствующей горизонту расположения на нем транспортных коммуникаций. Отметки уступов могут быть абсолютными (относительно уровня моря) или, реже, условные (относительно постоянного пункта на поверхности). У горизонтальных уступов отметки постоянные, а у наклонных – переменные.

Горизонтальные или наклонные поверхности уступа, ограничивающие его по высоте, называют нижней и верхней площадками (рис. 1.2), а наклонную поверхность, ограничивающую уступ со стороны выработанного пространства,- откосом уступа. Углом откоса уступа называют угол, образованный поверхностью откоса уступа и горизонтальной плоскостью, а линии пересечения откоса с верхней и нижними площадками – соответственно верхней и нижней бровками.

Рисунок 1.2 Элементы уступа:

1 и 2 – нижняя и верхняя площадки соответственно; 3 – фронтальный откос уступа; 4 и 5 – верхняя и нижняя бровки соответственно; 6 – места сооружения транспортных коммуникаций; Lфу1 и Lфу2 – длина фронта работ соответственно первого и второго уступов; Ну1 и Ну2 – высота первого и второго уступов соответственно.

Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производится выемка пород или полезного ископаемого. Если на площадке располагается оборудование, необходимое для разработки уступа, она называется рабочей площадкой.

Часто уступы разделяют на подуступы (рис. 1.3), которые разрабатываются разным выемочным оборудованием или одним и тем же оборудованием последовательно или одновременно, но имеют единые для уступа транспортные пути.

Рисунок 1.3 Схемы разработки подуступов:

а – одновременно разными экскаваторами; б – последовательно одним экскаватором; в – одновременно двумя экскаваторами; Ну – высота уступа; Ну1 и Ну2 – высота соответственно первого и второго подуступов.

Часть уступа по его длине, подготовленная для разработки, называется фронтом работ уступа, которая измеряется его протяженностью Lф.у. Фронт работ уступа может быть прямолинейным или криволинейным в плане, а протяженность его остается постоянной или изменяется, что зависит в первую очередь от формы и размеров разрабатываемой залежи. Подготовка фронта заключается главным образом в подводе транспортных и энергетических коммуникаций для обеспечения работы оборудования на уступе.

В результате выемки пород происходит отработка уступа. В подавляющем большинстве случаев в карьере одновременно разрабатывается несколько уступов, происходит их подвигание, а часто и создание новых уступов по глубине карьера. Ступенчатые боковые поверхности, образованные откосами и площадками уступов и ограничивающие выработанное пространство, называются бортами карьера (рис. 1.4)

Борт, представленный рабочими уступами, называют рабочим бортом карьера. Линия, ограничивающая карьер на уровне земной поверхности, является верхним контуром карьера, а линия ограничивающая дно (подошву) карьера, его нижним контуром. При производстве горных работ положение рабочего борта, верхнего и нижнего контуров карьера меняется в пространстве. Постепенно отдельные уступы, начиная сверху, достигают конечных контуров (границ) карьера. К моменту погашения (окончания) открытых работ им соответствуют конечная глубина и конечные размеры карьера в плане (рис. 1.4). Откосы уступов нерабочих бортов карьера, на которых горные работы не производятся, разделяются бермами (площадками) транспортными и предохранительными.

Угол между линией, нормальной к простиранию борта и соединяющей верхний и нижний контуры, и горизонталью называется углом откоса борта карьера (рабочего или нерабочего). Величина его зависит от высоты уступов и ширины их площадок и находится в пределах: рабочего борта 7 — 17° (иногда до 23 — 27°), нерабочего борта 25 — 53°.

Совокупность уступов, находящихся в одновременной разработке, называется рабочей зоной карьера. Положение рабочей зоны определяется отметками нижних площадок верхнего и нижнего (на данный момент времени) рабочих уступов карьера (см. рис. 1.4). Длина фронта горных работ карьера представляет собой суммарную протяженность фронтов горных работ всех рабочих уступов.

Рисунок 1.4 Принципиальная схема открытой разработки залежей:

а – горизонтальных; б – наклонных; в – крутых; 1 – выработанное пространство; 2 и 3 – внутренние и внешние отвалы; 4 и 5 – рабочий и нерабочий борта; 6 – конечный контур карьера; 7 – бермы; І, ІІ, ІІІ, ІV – nоследовательность развития работ на уступах; Нр.з – высота рабочей зоны; Нк – конечная глубина карьера; _р. — угол откоса рабочего борта; _н – угол откоса нерабочего борта; _нл— угол откоса нерабочего борта по лежачему боку; _нв — угол откоса нерабочего борта по висячему боку.

Для введения в разработку нового уступа необходимо создать транспортный доступ к нему и первоначальный фронт работ с соответствующей рабочей площадкой.

Для расположения транспортных коммуникаций, по которым будет осуществляться транспортирование горной массы нового уступа на поверхность или вышележащие уступы, необходимо вскрыть уступ, т. е. провести с поверхности или вышележащего уступа специальные (вскрывающие) горные выработки. Эти выработки в большинстве случаев соединяют пункты, расположенные на разных высотных отметках (если вскрывают один уступ, то разница в высотных отметках равна высоте уступа), и поэтому имеют определенный уклон i. При сооружении вскрывающие выработки обычно имеют близкое к трапецеидальному или треугольному сечению и называются соответственно капитальными траншеями и полутраншеями (рис .1.5, в и г)

Для создания начального фронта работ на вскрышном уступе (нарезки уступа) необходимо провести от вскрывающей горизонтальную (реже с небольшим уклоном для стока воды) горную выработку значительной протяженности по сравнению с размерами трапецеидального (треугольного) сечения – разрезную траншею или разрезной котлован, Длина и ширина которого имеют один порядок измерения (рис. 1.5, в и г).

Рисунок 1.5 Схемы горно-подготовительных выработок:

1 и 2 – соответственно капитальные траншеи и полутраншеи; 3,4 и 5 – соответственно разрезные траншеи и котлован; — угол откоса борта траншеи; b – ширина подошвы траншеи; стрелками показано направление развития гонных работ.

Главные параметры карьера следующие:

1. Конечная глубина, которая при разработке наклонных и крутых залежей определяет возможную производственную мощность карьера, размеры его на поверхности, общий объем извлекаемой горной массы. Для горизонтальных и пологих залежей конечная глубина определяется природными условиями и изменяется незначительно за весь период разработки. Конечная глубина устанавливается при проектировании карьера. Современные карьеры имеют глубину от нескольких до 400 м. Проектами предусматривается возможность открытых разработок до глубины 700-900 м.

2. Размеры карьера по поверхности по простиранию и вкрест простирания залежи определяется размерами залежи, дна карьера, глубины и угла откосов бортов. Они устанавливаются графически или аналитически. Форма карьера в плане обычно близка к овальной. Длина карьера изменяется от сотен метров до 8 км, а ширина в зависимости от типа месторождения – до 4 км.

3. Размеры дна карьера устанавливаются оконтуриванием разрабатываемой залежи на отметке конечной глубины карьера. Минимальные размеры дна карьера определяются условиями безопасности выемки и погрузки пород на нижнем уступе (при ширине не менее 20 м, по длине не менее 50-100 м).

4. Углы откосов бортов карьера определяются условиями устойчивости пород прибортового массива и размещении транспортных коммуникаций. Их применяют более крутыми для уменьшения объема вскрышных работ.

5. Общий объем горной массы в контурах карьера является важнейшим показателем определяющими производственную мощность предприятия, срок его существования и др.

При равнинном рельефе поверхности достаточно точно общий объем горной масс V= Sд Hк + Pд H_к 2 ctg _ср+1π/3Н_к 3 ctg _ср,

Где Sд – площадь дна карьера, м 2 ; Нк – глубина карьера, м; Рд – периметр дна карьера, м; _ср — усредненный угол откоса ортов, градус.

Площадь, форма контура и периметр дна карьера в первую очередь зависят от размеров и конфигурации залежи. Дну карьера придается по возможности округленная форма с целью повышения устойчивости бортов и уменьшения объема извлекаемых вскрышных пород.

6. Запасы полезного ископаемого в контурах карьера – важнейший показатель, определяющий возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки. Запасы в пределах каждого уступа (горизонта) и карьерного поля в целом устанавливаются при разведке месторождения, а затем утоняются и пересчитываются в контурах карьера при проектировании и эксплуатации его в соответствии с установленными и периодически изменяющимися кондициями на полезное ископаемое.

Дата добавления: 2016-10-07 ; просмотров: 15677 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ