§ 2. Бестраншейное вскрытие

Бестраншейное вскрытие представляет собой случай, когда транспортную связь рабочих горизонтов карьера с местом достав­ки обеспечивают без проведения вскрывающих выработок. Это воз­можно при размещении вскрышных пород во внутренние отвалы.

До места доставки породы транспортируют рабочими органами различных видов выемочного оборудования, драглайнов, кабель­ных кранов идр.

Бестраншейная транспортная связь добычных уступов с по­верхностью возможна при отработке пластов полезного ископае­мого с пологим падением. В этом случае на проектном борту карь­ера, которым является кровля вмещающих пород, устанавливают конвейерные подъемники, транспортирующие полезное ископаемое на поверхность. Горную породу от забоев до подъемника перево­зят обычно автотранспортом.

Бестраншейную транспортную связь места выемки с местом до­ставки применяют при разработке месторождений полезных ис­копаемых земснарядами и в других случаях, не требующих про­ведения траншей.

Рис. IX. 1. Вскрытие дражного полигона плотинами

Примером бестраншейного вскрытия может служить случай дражной разработки долинной россыпи [5]. Для подъема воды до нужного уровня Н₁(рис. IX. 1) сооружается плотина П₁. Обычно она состоит из земляной насыпи и деревянного водослива для про­пускания воды и регулирования ее уровня на дражном полигоне.

ДрагаД может отрабатывать участок россыпи по восстанию до тех пор, пока позволит уровень воды в забое. Для дальнейшей работы на расстоянии L сооружается следующая плотина П₂, ко­торая может поднять уровень воды до отметки H₂. Когда драга заканчивает отработку первого полигона, она по специально остав­ленному в плотинеП₂ проходу перемещается на следующий по­лигон, а проход засыпается.

Плотины строятся с высотой подъема воды 2÷11 м (наиболее часто 5÷6 м). Конструктивные размеры зависят от свойств по­род и высоты плотины. Срок службы плотины составляет 1÷10 лет.

Количество плотин и расстояние между ними зависят главным образом от длины россыпи, необходимого подъема воды и про­дольного уклона долины. Чем больше уклон долины, тем большее количество плотин надо строить или при том же их количестве плотины должны быть выше.

§ 3. Трассы траншей

Трассой траншеи называют линию, определяющую положение оси пути в пространстве. Трасса траншеи характеризуется про­дольным профилем трассы и планом трассы.

Продольный профиль трассы – проекция трассы на вертикальную плоскость.

Проведение траншеи начинают на поверхности или на преды­дущем, ранее вскрытом горизонте и заканчивают на почве вскры­ваемого уступа.

Примыкание капитальных траншей к рабочим го­ризонтам карьера (рис. IX.2) может быть на руководящем(а),смягченном подъеме(б) или на горизонтальных площадках(в).

Схема примыкания капитальных траншей к рабочим горизон­там карьера имеет большое значение, особенно для внутренних траншей.

Траншеи, примыкающие к рабочим горизонтам на руководя­щем подъеме, отличаются наименьшей длиной и объемом. Смягче­ние встречается лишь в местах укладки стрелочных переводов и на кривых. При таком профиле траншей мощность локомотива должна быть больше, так как трогание поезда может происходить и на руководящем подъеме.

Примыкание траншеи на смягченном подъеме обеспечивает трогание груженого поезда, грузоподъемность которого рассчитана из условия равномерного движения на руководящем подъеме. В этом случае величина смягченного уклона

, ‰, (IX.1)

где – уклон руководящего подъема.

Рис. IХ.2. Схемы примыкання забойных железнодорож­ных путей к путям капитальных траншей

Длина участка смягченного подъема l равна 150÷250 м и сла­гается из длины стрелочного перевода и длины поезда с запасом на точность его установки. Общий прирост длины трассы за счет смягчения подъема

, м, (IX.2)

где п– число участков примыкания.

Примыкание капитальной траншеи на площадке встречаетсяв неглубоких карьерах. Площадки можно использовать для устрой­ства разъездов и для укладки стрелочных переводов. Такое при­мыкание путей упрощает проведение траншей, но удлиняет трассу, что при глубоких карьерах значительно увеличивает объем строи­тельных работ.

Удлинение трассы за счет площадок примыкания

.

В приближенных расчетах удлинение трассы учитывается коэффициентом удлинения, который определяется как отношение фактической длины трассы к теоретической, т. е.

= , (IX.3)

Приближенные значения коэффициента удлинения трассы при железнодорожном транспорте приведены ниже.

Траншея
С примыканием без смягчающего уклона	1,10-1,25
С примыканием на смягчающем уклоне	1,20-1,35
С примыканием на площадках	1,4-1,60

Теоретическая длина наклонной траншеи

, м, (IX.4)

где Н– глубина заложения траншеи, м; – уклон траншеи,

Величина руководящего подъема оказывает значительное вли­яние на использование горного и транспортного оборудования. При расчете руководящего подъема и весовой нормы поезда исхо­дят из того, что капитальная траншея, являющаяся составной ча­стью ограничивающего перегона, должна обеспечивать перевозку установленного количества грузов. Протяженность ограничиваю­щего перегона обычно складывается из участка пути на поверх­ности от середины станции до устья капитальной траншеи, длины капитальной траншеи и участка пути от траншеи до забоя.

Величину руководящего подъема определяют по формуле

, (IX.4)

где F_сц– сила тяги локомотива при расчетной минимальной ско­рости движения, Н; ω₀ – удельное сопротивление движению, Н/т; Р– расчетная масса локомотива, т; Q_гр– общая масса груженого поезда, т.

Рациональная величина руководящего подъема для железно­дорожного транспорта в карьерах составляет 20÷40%.

План трассы — проекция трассы на горизонтальную плос­кость. Его строят одновременно с установлением продольного про­филя трассы в соответствии с размерами карьерного поля, глуби­ной карьера и элементами профиля.

Форма трассы в плане простая, если она имеет одно направле­ние на всем протяжении, и сложная, если она состоит из несколь­ких участков разного направления.

Если протяженность трассы не превосходит длину борта карь­ера, на котором производится трассирование, то форма трассы в плане обычно простая – поступательные съезды (рис. IX.3, а). Размещение всей трассы траншеи на одном борту карьера исклю­чает дополнительные объемы вскрышных работ и обеспечивает отработку месторождения в одном направлении.

Если протяженность трассы превосходит длину борта карьера, то возможны случаи, показанные на рис. IX.3, б, в, г: 1) трассу размещают на одном борту карьера, ее простые отрезки разного направления соединяют тупиками (при железнодорожном транс­порте) или петлями минимально допустимого радиуса (при авто­мобильном транспорте); 2) трассу переводят с одного борта на другой до полного размещения ее на всю глубину карьера, при этом трасса приобретает спиральную форму.

Тупиковую трассу широко применяют на глубоких карьерах, она отличается от простой меньшей провозной способностью. По­следнее объясняется тем, что поезда меняют направление движе­ния, останавливаясь в тупиках. В связи с этим увеличивается вре­мя движения поезда по съездам.

Соединение разнонаправленных отрезков трассы траншеи пет­лями сохраняет провозную способность ее такой же, как при про­стой трассе.

Глубокие карьеры характеризуются большим грузооборотом и наличием сложных форм трасс. Отрезки одного направления ту­пиковых трасс могут вскрывать в зависимости от длины карьерно­го поля, величины уклона траншеи и высоты уступов от одного до пяти уступов. Чтобы сократить число тупиков в глубоких карьерах, применяют смешанную трассу.

Если вскрывают месторождение с непостоянными элементами залегания, трасса траншей может быть комбинированной, напри­мер простой и тупиковой, простой и спиральной и т. д.

а)

б)

г)

в)

Рис. IX.3. Формы трасс в плане