§ 2. Добыча полезных ископаемых в сложных климатических условиях

Многие месторождения полезных ископаемых расположены в районах с суровыми климатическими условиями. В условиях низ­ких температур мерзлая порода плохо поддается бурению. При наличии снежных покровов усложняется доставка станков с усту­па на уступ, особенно при перемещении их по косогору, сильные ветры нарушают устойчивость станков, ухудшается видимость по­лярной ночью и при туманах. В теплое время года затрудняется сохранение пробуренных скважин ввиду проникновения в них воды иобразования ледовых пробок на границе вечной мерзлоты и оттаянного массива.

Наносы (глина и суглинки) летом оттаивают только на 1,5÷2м, оттаянный слой затрудняет передвижение горной техники, обрушаются стенки скважин.

При заряжании скважин взрывчатые вещества длительное время соприкасаются с вечной мерзлотой, увлажняются, снижает­ся их бризантность, а вместе с этим и качество взрыва. Наличиеснега на подошве затрудняет монтаж взрывной сети и создает дополнительное сопротивление взрыванию.

Для создания благоприятных условий работы на нескольких смежных горизонтах производятся каскадные взрывы, кото­рыми одновременно отбивают 300÷400 тыс. м³ горной массы. При этом необходимо обеспечить равномерное распределение отбивае­мого массива на горизонтах. Невыполнение этого условия ведет к дополнительным простоям оборудования.

При выборе системы разработки и ее параметров необходимо учитывать значительное в условиях Севера удорожание рабочей силы, материалов и др. В гористой местности ущелья, крутые склоны гор, обрывы не позволяют создавать широкие рабочие площадки. Крупные массовые взрывы могут перекрыть отбивае­мой горной массой площадки не только рабочего горизонта, но и нижележащего. Укладка отбиваемой породы в ограниченном про­странстве возможна при оставлении от предыдущей заходки по­родного вала на определенном для каждого случая расстоянии. Широкие заходки возможны при развале горной массы в торец уступа, т. е. вдоль фронта работ. Погрузку в данном случае можно вести фронтальным забоем в автосамосвалы.

При разработке мощных пологих залежей с плато или сопкообразной поверхностью применяется панельный способ(рис. XI.5). Каждый уступ по фронту (по простиранию) разбива­ют на участки (панели). Длина фронта зависит от количества экскаваторов, работающих на уступе. Горизонт вскрывают общей капитальной траншеей. По контакту висячего бока проходят про­дольную, а от нее поперечные разрезные траншеи на всю ширину залежи. Совмещение во времени проходки поперечных и продоль­ных траншей позволяет сократить срок подготовки месторожде­ния.

При панельном способе разработки имеется возможность уве­личить высоту уступа и установить по фронту после проходки раз­резной траншеи достаточное число экскаваторов, так как при отбойке горной массы транспортная полоса не перекрывается. Направление развала горной массы внутрьзаходки позволяет уменьшить ширину рабочей площадки и сократить объем горно­капитальных работ при строительстве, уменьшить коэффициент вскрыши в период строительства и освоения карьера, более равно­мерно распределять объемы вскрыши по горизонтам.

Погрузка и транспортирование. В условиях Севера работу горнорудных предприятий усложняют снежные заносы. Приходится приостанавливать основной производственный про­цесс, затрачивать значительные средства на восстановление рабо­чих мест. При низких отрицательных температурах металл ста­новится хрупким, в результате чего наблюдаются поломки штанг, гусеничных рам, мачт и других частей машин. Снег, попадая в электрооборудование, уменьшает электрическое сопротивление изоляции. Из-за наличия огромных масс снега затрудняется подготовка буровых площадок, увеличиваются простои станков, ус­ложняются перегоны оборудования с уступа на уступ.

Взорванная горная масса в условиях низких температур смерзается, что затрудняет погрузку. Поэтому устанавливают 10÷15-суточный объем экскавируемой горной массы, обеспечивающий надежную и производительную работу экскаваторов.

Для предотвращения прилипания породы ковш экскаватора опрыскивают химическими растворами или дизельным топливом. Надежным и перспективным является электроподогрев.

Основным видом карьерного транспорта в условиях Севера является автомобильный. Для его нормальной работы нужны теп­лые гаражи, оборудованные для подогрева двигателей, воды, ди­зельного топлива.

Рис. XI. 5. Панельный способ отработки

Чтобы уменьшить примерзание породы к кузову, обводненные уступы необходимо отрабатывать летом, а оставшиеся для отра­ботки зимой должны быть хорошо сдренированы. Устройство вре­менных съездов, разгрузка на близлежащих отвалах, сокращение времени на погрузку и транспортирование уменьшают вероятность примерзания горной массы к кузову. Перспективным является по­догрев кузова выхлопными газами.

Устойчивость отвалов. В условиях Заполярья при ча­стых туманах, метелях возникают тяжелые условия для разгрузки и перемещения породы под откос. В гористой местности на скло­нах отсыпают отвалы большой высоты с ограниченной пло­щадью отвальных тупиков. Эти отвалы характеризуются меньшей скоростью продвижения отвального фронта, высокой прочностью складируемых пород, просадками отвальных площадок.

Для создания устойчивых отвалов необходимо выполнять сле­дующие меры:

1. Разделять отвалы на летние и зимние. В зимний период допускается складировать заснеженной только пустую породу. За­прещается разгружать на породных отвалах вывозимый из карье­ра снег.

2. Для предотвращения аварий отвально-транспортного оборудования при разрушении отвальных откосов целесообразно пе­реходить на многоярусное отвалообразование и изменять порядок отсыпки отвалов.

3. Производить маркшейдерскую инструментальную съемку поверхности и откосов отвалов зимой 1 раз и летом 2 раза в де­каду и заносить результаты съемки в специальный журнал.

4. Устраивать бермы с поперечным уклоном в 3° от кровли от­коса в глубину отвала.

5. Автосамосвалы необходимо разгружать не ближе 5 м от бровки отвала, а планировку отвальных тупиков производить бульдозерами. Расстояние от края гусениц до бровки отвала долж­но быть не менее 1,5 м.

6. Горный мастер обязан проверять состояние отвалов 2 раза в смену, а начальник участка – 1 раз в сутки.

Снегозащита. В условиях Севера из-за частых снежных заносов затрудняются транспортирование горной массы, погрузка негабаритных кусков, занесенных снегом, чаще выходят из строя экскаваторы. Горная масса примерзает к стенкам транспортных сосудов, образуются пробки в рудоспусках, учащаются оползне­вые явления на отвалах.

Рис. ХI.6. Решетчатые заборы:

а– однопанельный;б– двухпанельный с разреженной нижней панелью

Основными средствами защиты от снега являются снегозадерживающие устройства: стационарные заборы, переносные щиты, искусственные снежные валы, которые уменьшают скорость снего-ветрового потока, в результате чего снег задерживается на под­ступах к охраняемому объекту. К полноизолирующим устройствам относятся крытые галереи и дороги, но из-за высокой стоимости их применяют редко.

Рис. XI. 7. Характер ветроснегового потока (а) при прохождении забора активногодействия:

б – переносный щит с просветностью 50%

Постоянные решетчатые заборы бывают однопанельные и двухпанельные (рис. XI.6.). Их применяют для защиты автомо­бильных и железных дорог, промплощадок, отдельных объектов. Заборы устанавливают со стороны преобладающего направления ветров. Установленная перпендикулярно к направлению ветра па­нель забора сужает сечение снегового потока с величины Н₃ до величины Н_ш (рис. XI.7, а), поэтому в нижней части увеличивается скорость потока. В результате раздвоения снегового потока снег, попавший в зону пониженного давления за забором, подхватывает­ся потоком, проходящим сквозь щель с повышенной скоростью, и выносится на некоторое расстояние от щитов.

Переносные щиты (рис. XI.7,б) применяют для защиты железнодорожных путей и других объектов при недостаточных сведениях о снегозаносимости и непостоянном снеговом режиме. Наиболее целесообразно применять их с другими средствами сне­гозащиты. Щиты устанавливают с таким расчетом, чтобы между щитами и объектом размещался снеговой вал наибольших для данной местности размеров. Для защиты разрыхленной горной массы, в зависимости от направления ветра, передвижные щиты устанавливают вблизи забоя позади экскаватора или на кровле уступа.

Снегопередувающие заборы с вертикальной и на­клонной панелью (рис. XI.8) применяют при снегозащите автомо­бильных и железных дорог. Снегозащитные сооружения даже со­вершенных конструкций не обеспечивают полного задержания сне­га перед защищаемым объектом.

Рис. XI.8. Снегопередувающие заборы

а – с вертикальной панелью; б – с наклонной панелью