3.6 Вскрытие карьерного поля и система разработки.

Целью вскрытия месторождения является установление грузотранспортной связи между горизонтами его разработки и техническими сооружениями на поверхности и в карьере. Горизонтами разработки являются рабочие площадки. Сооружениями на поверхности являются станции, через которые грузы следуют на склады, дробильно-сортировочные заводы и обогатительные фабрики, отвалы, пункты назначения грузов.

Вскрытием месторождения называется проведение системы капитальных горных выработок, открывающих доступ от земной поверхности к месторождению или от какой-либо разрабатываемой его части к другой и обеспечивающих возможность проведения разрезных траншей.

На выбор способа вскрытия и места расположения вскрывающих выработок на карьерах строительных материалов существенные влияние оказывают: рельеф поверхности месторождения, мощность вскрышных пород и место расположения отвалов, направление трещиноватости, относительное расположение дробильно-сортировочной фабрики, качество пород месторождения и взаимное расположение слоев пород различной прочности, производственная мощность карьера и вид применяемого транспорта.

Отдельной называется траншея, выравнивающая только один уступ. Принимаем вскрытие внешней стационарной отдельной траншеей, так как оно обычно применяется для неглубоких горизонтальных или пологих месторождений. Траншею располагаем в северо-западной части месторождения, исходя из наиболее благоприятных горно-геологических условий залегания, т.е. наименьшей мощности вскрышных пород.

Направление фронта горных работ следует выбирать из условия сохранения его неизменной протяженности с учетом равномерности распределения вскрышных пород и полезного ископаемого на различных этапах отработки месторождения. Принимаем направление подвигания фронта работ с северо-запада на юго-восток.

Под системой разработки месторождения понимается порядок и последовательность выполнения открытых горных работ в пределах карьерного поля или его участка.

Выбираем сплошную систему разработки, так как при разработке строительных материалов, имеющих горизонтальные и пологие месторождения с небольшой мощностью вскрыши и полезного ископаемого, подготовительные работы обычно завершаются в период производства горно-капитальных работ, когда создается первичный фронт вскрыши и добычных работ на карьере. Система разработки таких месторождений относится к группе сплошных систем (с постоянным положением рабочей зоны), так как практически рабочая зона (по глубине) весь период эксплуатации месторождения остается неизменной. Отвалы вскрышных пород распологаются вдоль восточного и западного бортов. Вскрышные породы извлекаются из массива и транспортируются в отвал скрепером. Формирование отвалов производится скрепером.

3.7 Выбор основных параметров системы разработки.

Основными параметрами систем открытой разработки являются: рабочие уступы, заходки, рабочие площадки, транспортные и предохранительные бермы, разрезные траншеи, отвалы.

Основными параметрами систем разработки являются: высота уступа и угол рабочих уступов, ширина заходок, ширина рабочих площадок, транспортных и предохранительных берм, угол откоса рабочего борта, длина фронта работ, численность рабочих уступов и размеры отвалов.

Высота уступа непосредственно влияет на ряд общекарьерных показателей: качество добытого полезного ископаемого, скорость подвигания горных работ, темп углубления горных работ, срок строительства карьера, объем горно-капитальных работ, общую протяженность фронта работ, внутрикарьерных путей и дорог, угол откоса рабочих и нерабочих бортов. Безопасность ведения горных работ является основным требованием.

При разработке горизонтальных и пологих залежей мощность залежей и покрывающих пород обычно предопределяет высоту и число уступов. На данном месторождении мощность залежи полезного ископаемого составляет в среднем 10,97 м. Мощность вскрыши 1,68 м, поэтому разработку полезного ископаемого ведем двумя уступами, высота которых Н_уI = 5,5 м, Н_уII = 5,47 м. На нерабочем борту вскрышной и добычной уступы сдвоены. Вскрышной уступ разрабатывается скрепером Д-392.На первом уступе принимаем экскаватор канатный с верхним копанием, (прямая лопата ЭКГ-4,6). Наибольшая высота копания, которого Н_вк = 10,3 м. На втором уступе принимаем тот же экскаватор (ЭКГ-4,6), так как уступы незначительно различаются по высоте и необходимой годовой производительности.

Устойчивость откосов в мягких породах часто имеет решающее значение. В таких породах высота уступа не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора.

Н_уI<Н_вк =10.3

Так как мягкие связные породы имеют предел прочности 10 – 50кгс/см² (при одноосном сжатии в образце), угол внутреннего трения 13 –23⁰, сцепление 0,5 – 10кгс/см², легко разрабатываются всеми видами выемочных машин без предварительного рыхления и способны сохранять угол откоса до 50 –60⁰ при высоте уступов до 7 –15м, то принимаем угол первого рабочего уступа = 55⁰, второго = 50⁰.

В нормальных заходках выемка породы производится при постоянном положении оси движения выемочных машин по длине заходки и максимальном использовании их рабочих параметров.

Ширина “узкой” заходки в торцовом забое для мехлопат:

А_нэ=(1,1 1,2)*R_ч.у м,

где R_ч.у – радиус черпания на уровне стояния, R_ч.у=7,2м.

А_нэ= 1,1*9,3 =10,23 м.

Рабочая площадка – горизонтальная поверхность уступа, ограничивающая его по высоте (снизу и сверху) и служащая для размещения выемочно-погрузочного, и транспортного оборудования, необходимого для разработки уступа.

Ширина рабочих площадок должна обеспечить производительную работу оборудования при безопасном размещении основных горных машин и транспортных коммуникаций, силовых и осветительных линий, вспомогательного транспорта и оборудования. В период строительства и реконструкции карьера для сокращения объема горно-капитальных работ принимают рабочие площадки минимальной ширины.

Минимальная ширина рабочей площадки при разработке мягких пород с использованием мехлопат

Ш_р.п.min.э= А_э + П + С₁

где А_э – ширина “экскаваторной” заходки, А_э= 10,5м,

П – ширина транспортной полосы, П= 2R_п, где R_п – минимальный радиус поворота автосамосвала БелАЗ-540, R_п=8,7м; П= 2 х 8,7 =17,4м. Принимаем П=18м.

С₁ – расстояние от транспортной полосы до нижней бровки уступа, С₁=3м.

Ш_р.п.min.э= 10,5 + 18 + 3 = 31,5м.

В период эксплуатации рабочую площадку расширяют в целях формирования вскрышных работ и увеличения подготовленных к разработке запасов горной массы.

Так как скорости подвигания фронта горных работ первого и второго уступов различны, то общая ширина рабочей площадки не учитывается. Минимальное расстояние между рабочими площадками принимаем 10м.

Уступы нерабочего борта карьера разделяются площадками (бермами) транспортными и предохранительными. Минимальная ширина берм (с учетом их назначения) позволяет уменьшить общий объем вскрышных работ в карьере. Транспортные (соединительные) бермы соединяют капитальные траншеи с рабочими горизонтами на соответствующих уступах.

Средняя длина фронта работ L_фср= ,

L_фср=

Принимаем L_фI = 646,7 м,

L_фII= L_фср-50м = 596,7 м.