Глава XI добыча полезных ископаемых в сложных условиях

§ 1. Добыча полезных ископаемых в гористой местности

При разработке месторождений в гористой местности созда­ются сложные условия для добычи руды из-за стесненности на косогоре, не позволяющей размещать мощное оборудование при зарезке. Это, в свою очередь, сдерживает развитие горных работ.

При покрытии склонов горы наносами первоначальную трассу прокладывают бульдозером с последующим разбуриванием мас­сива скважинами. В скальных породах первоначальную зарезку можно осуществлять минными штольнями. Наиболее трудоемкими являются работы по нарезке первых горизонтов на косогоре из-за трудности размещения буровых станков.

Рис XI.I. Схема подвесной канатнойдороги

Добытое в карьере на косогоре полезное ископаемое транспор­тируют по сильно пересеченной местности через ущелья, реки, застроенные районы, при значительном перепаде высот. В этих ус­ловиях целесообразным видом транспорта являются канатные подвесные дороги (рис. XI.I). Канатная подвесная дорога состоит из погрузочной 1 и разгрузочной2 станций, несущего 3 и тягово­го4 канатов, опор 5. На роликах по несущему канату движется груз в вагонетках грузоподъемностью 0,25÷0,5 т со скоростью 0,5÷3,15 м/с. Канатные дороги бывают одноканатные и двухканатные.

Производительность канатных дорог определяют из выражения

, т/ч, (XI. 1)

где G – грузоподъемность вагонетки, т; υ– скорость движения вагонеток, м/с; a– расстояние между вагонетками, м.

Достоинства канатных дорог: низкая стоимость транспорти­ровки полезного ископаемого, возможность применения их при любом рельефе и в любых условиях круглый год, возможность доставки полезного ископаемого с любой высоты и разгрузки в любой точке.

Рудоспуски – вертикальные или наклонные горные выработки круглого или прямоугольного сечения, предназначенные для перепуска горной массы с отрабатываемого уступа на откаточный горизонт (рис. XI.2). Минимальное сечение рудоспуска принима­ют из условие d_p≥3d_к

гдеd_к– максимально допустимый размер куска. Карьерные рудоспуски в недостаточно крепких породах крепят бетонной крепью. Кроме рудоспуска проходят восстающий и через 10÷12 м – смотровые ходки для контроля за движением руды, В нижней части рудоспуска образуют аккумулирующую ем­кость для увеличения производительности и сохранения выпускных устройств от разрушения. Для предотвращения переуплотнения перепускаемой горной массы используют буферный столб h_в = 15÷30 м, который постоянно пополняют по мере выпуска руды.

Рудоскаты применяют при перепуске руды по естественным склонам нагорных карьеров (рис. Х1.3). Различают наклонные ру­доскаты с углом наклона до 45°, крутые – 45÷60° и весьма кру­тые. Рудоскаты с бункерами и погрузочными устройствами высо­той 60÷80 м применяют при сезонной разработке или в районах с мягким климатом. Рудоскаты без погрузочных устройств просты по устройству, их применяют в любых климатических условиях.

Перегрузку перепускаемой горной массы в транспортные сред­ства организуют из расчета обслуживания одним экскаватором (погрузчиком) двух рудоскатов. Во время перепуска горной мас­сы по одному рудоскату на приемной площадке другого перегру­жают полезное ископаемое в транспортные средства.

Порядок отработки горизонтов (рис.XI.4). На­правление развала отбиваемой руды по простиранию рудной за­лежи при панельном способе отработки обеспечивает постоянный режим работы в течение всего периода эксплуатации. Горизонт отрабатывают одним слоем, а по мере продвигания фронта, в вы­работанном пространстве нарезают панели нижележащих горизон­тов, в результате чего сокращается в 1,5÷2 раза объем горнокапитальных работ по сравнению с фронтальным способом отра­ботки горизонтов. Количество панелей в слое и способ вскрытия горизонтов зависят от производительности карьеров и мощности рудного тела.Различают фланговое, центральное и смешанное вскрытие горизонтов.

При фланговом вскрытии и одностороннем выезде на каждом горизонте имеется только одна панель. Горизонт вскрывают одной разрезной траншеей на одном из торцов карьера. При возможно­сти устройства двустороннего выезда горные работы развиваются от обоих торцов карьера с отработкой горизонта двумя панеля­ми навстречу друг другу.

По середине карьерного поля поперечные разрезные траншеи проходят при центральном вскрытии. Работы развивают от центра в обе стороны к торцам карьера.

Рнс. XI.2. Карьерные рудоспуски:

а – внутренний вертикальный; б – то же, с аккумулирующей камерой, в – внешний наклонный; 1 – устье; 2 – ствол; 3 – буферный столб; 4 – выпускные устройства; 5 – думпкар; 6–штольня; 7 – контрольный восстающий; 8 – смотровые ходки; 9, 10 – аккумулирующая и погру­зочная камеры; 11 – перегрузочный пункт с дробилкой; 12 – конвейер

Рис. XI.3. Карьерные рудоскаты:

а – рудоскаты с бункерами и погрузочными устройствами; бив–рудоскаты без погрузочных устройств; 1 – разгрузочная площадка; 2 и 3 – футерованный и нефутероваиный скаты; 4 –защитная стенка; 5 – бункер с погрузочными устройствами; 6– приемная площадка

Рис. XI. 4. Отработка горизонтов на косогоре с поперечным и продольным

пе­ремещением фронта

Особенности отвалообразования. В соответствии с характером вмещающих пород и применяемым видом транспор­та широкое распространение на карьерах в гористой местности получило бульдозерное отвалообразование. Плужные и экскаваторные отвалы в этих условиях применяют редко при размещении их на пологом косогоре или у отрогов горных хребтов. Технология отвалообразования в гористой местности прилах не отличается от технологии таких же отвалов на равнинной местности.

Отличие бульдозерных отвалов в гористой местности от анало­гичных отвалов в равнинной местности:

1. В гористой местности высота бульдозерных отвалов может достигать 200м и более. Предпочтение отдают образованию груп­повых отвалов при криволинейной форме фронта.

2. При интенсивном движении машин в стесненных условиях на групповых отвалах применяют кольцевые схемы движения ав­тотранспорта. В остальных случаях – веерные схемы,

3. При неустойчивом состоянии отвального откоса применяют многоярусное отвалообразование с разгрузкой самосвалов под от­кос, лишь в некоторых случаях самосвалы перед разгрузкой заякоривают.

4. Для предотвращения опрокидывания самосвалов при раз­грузке у верхней бровки отвала оставляют предохранительный вал, тщательно планируемый бульдозером.

Выбирая способ отвалообразования и определяя устойчивость откосов, необходимо учитывать прочность складируемых пород и изменение их состава во времени, так как, учитывая взаимодей­ствие складируемых пород с породами основания, можно опреде­лить с достаточной степенью точности устойчивость высоких отва­лов. Для предотвращения оползневых деформаций отвальных от­косов необходимо проверять расчетным путем несущую способ­ность основания отвалов. Кроме того, на устойчивость отвальных откосов влияют конфигурация ложа отвала и климатические ус­ловия. В лучших условиях находятся отвалы, имеющие противоупор, представляющий противоположный уклон ущелья или доли­ны. В этих условиях оползневые и осадочные деформации не на­блюдаются или выражены незначительно.