§ 4. Условия залегания месторождений и схемы открытых разработок
Природные условия залегания месторождений - мощность залежи, угол падения, мощность покрывающих пород, физико-механические свойства горных пород, топографические, гидрогеологические и климатические факторы весьма разнообразны и оказывают решающее влияние на выбор техники и технологии горных работ.
По геометрическим признакам можно выделить следующие основные типы месторождений, разрабатываемых открытым способом (рис. 1.6).
1. Горизонтальные залежи с небольшой сравнительно выдержанной мощностью покрывающих пород (рис. 1.6,а). Такие условия залегания характерны для месторождений угля, марганцаи других полезных ископаемых осадочного происхождения (буро-угольные месторождения Украины, месторождения Никопольского марганцевого бассейна, Керченское железорудное месторождение и др.). Подобные месторождения обычно полностью разрабатываются открытым способом.
2. Пологие залежи с углом падения не более 10° (рис. 1.6,б). При разработке таких залежей мощность покрывающих пород увеличивается в направлении падения залежи, что усложняет отработку глубоких горизонтов. Такие месторождения полностью или частично разрабатываются открытым способом. Примером могут служить Богославские и Волчанские угольные месторождения на Северном Урале.
Рис. 1.6. Основные типы месторождений и возможные схемы
Карьеров
3. Наклонные (с углом падения 10-30°) и крутопадающие (с углом падения более 30°) залежи (рис. 1.6, в, г) широко распространены среди железорудных месторождений, месторождений руд цветных металлов, угля и других полезных ископаемых. При разработке наклонных залежей вскрышные породы удаляют только со стороны висячего бока (рис. 1.6, в); при разработке крутопадающих залежей вскрышные породы удаляют как со стороны висячего, так и со стороны лежачего бока залежи (рис. 1,6, г).
Особенностью наклонных и крутопадающих залежей являетсязначительное увеличение объема вскрышных пород при увеличении глубины карьера. Поэтому разработку таких месторождений иногда производят комбинированным способом - верхняя часть месторождения разрабатывается открытым способом, нижняя - подземным.
4. Штокообразные залежи в виде массивных рудных тел неправильной формы (рис. 1.6, д) часто встречаются среди месторождений руд черных и цветных металлов и неметаллических полезных ископаемых. К таким месторождениям можно отнести Высокогорское, Гороблагодатское, Коунрадское, месторождения КМА и др.
5. Залежи в виде антиклинальных (рис. 1.6,е) и синклинальных (рис. 1.6,ж) складок нередко встречаются среди рудных и угольных месторождений.
6.Залежи на возвышенности (рис. 1.6,з) или залежи высотно-глубинного типа (рис. 1.6,и), верхняя часть которых находится на возвышенности, а нижняя - ниже земной поверхности, встречаются в гористой местности. В качестве примера таких залежей можно привести Магнитогорское и Бакальское железорудные месторождения, Хибинское месторождение апатитов и др.
7. Весьма сложные залежи, состоящие из большого числа гнезд или свиты пластов, иногда сильно нарушенной тектоническими нарушениями (рис. 1.6,с). Такие залежи распространены среди рудных и угольных месторождений.
Рис. 1.7. Принципиальная схема открытой разработки:
1 – направление подвигания горных работ; 2 – выработанное пространство; 3 – внутренние отвалы; 4 – 9 – последовательность развития горных работ
При разработке горизонтальных и пологих залежей полезных ископаемых горные работы по достиженииконечнойглубиныкарьера подвигаются в горизонтальном направлении и породы вскрыши размещаются во внутренние отвалы в выработанном пространстве карьера (рис. 1.7,а), что значительно упрощает организацию и уменьшает стоимость вскрышных работ. При разработке залежей других типов, наряду с подвиганием горных работ в горизонтальном направлении, непрерывно ведутся работы по углубке карьера (рис. 1.7,б). Это не позволяет использовать выработанное пространство карьера для размещения вскрышных пород, и их размещают во внешние отвалы за пределами карьерного поля.