8.7. Особенности производства добычных работ
Важным звеном технологических схем с перевалкой и перевозкой вскрышных пород в выработанное пространство при разработке горизонтальных и пологих залежей является организация добычных работ и, в первую очередь, их транспортное обеспечение. Выбор горизонта расположения транспортных коммуникаций зависит от высоты добычного уступа, типа и рабочих параметров выемочной машины, величины опережения фронта вскрышных работ по отношению к фронту добычных работ, наличия или отсутствия призабойной полосы П, степени осушенности месторождения, размера вскрышной заходки и т. д.
В зависимости от перечисленных факторов транспортные коммуникации для перевозок полезного ископаемого могут располагаться на почве залежи или на ее кровле. В том и другом случае из-за невозможности работы транспортных средств в зоне действия вскрышных экскаваторов (мехлопат, драглайнов) движение транспорта может быть только тупиковым. При использовании консольных отвалообразователей и транспортно-отвальных мостов в комплексе с выемочными машинами непрерывного действия для вывозки полезного ископаемого может быть организовано сквозное движение транспортных средств.
При тупиковом движении транспортных средств, по почве залежи полезного ископаемого размер призабойного пространства может устанавливаться как с учетом транспортной полосы, так и без нее. Учет транспортной полосы необходим при доставке полезного ископаемого железнодорожным или конвейерным транспортом (рис. 8.14, а). При автомобильной доставке маневр автосамосвалов может производиться в пределах заходки сзади добычного экскаватора, в связи с чем призабойное пространство может быть уменьшено (рис. 8.14, б).
Расстановка вскрышного и добычного оборудования по фронту работ должна обеспечивать независимую их работу и необходимый размер вскрытых запасов полезного ископаемого.
Вскрытые запасы полезного ископаемого обеспечиваются как опережением фронта вскрышных работ по отношению к добычным, так и опережением вскрышного экскаватора на величину Lо по длине фронта работ (см. рис. 8.7).
9. Разработка наклонных и крутых залежей
9.1. Обоснование границ и главных параметров карьеров при разработке наклонных и крутых залежей
Особенности разработки наклонных и крутых залежей обусловлены тем, что горные работы развиваются одновременно не только в плане, но и в глубину. В связи с этим усложняются условия эксплуатации карьерного оборудования, растет дальность перевозок горной массы; вскрышные породы при этом, как правило, перевозятся во внешние отвалы, располагаемые в разных местах на значительном расстоянии от карьера.
В практике открытых горных работ наклонные и крутые залежи разрабатывают преимущественно карьеры глубинного типа, что обусловливает необходимость перемещения горной массы с подъемом в грузовом направлении. В карьерах нагорного и смешанного типов горная масса полностью или частично перемещается с уклоном в грузовом направлении, в связи с чем затраты на транспортирование уменьшаются.
Следует отметить, что при разработке наклонных и крутых залежей затраты на транспортирование растут с увеличением глубины разработок и уже в настоящее время достигают 60 % общих затрат на разработку 1 м3 (1 т) горной массы.
Особенностью разработки наклонных и крутых месторождений является сложная и постоянно, по мере углубления горных работ, развивающаяся система вскрывающих выработок.
Для расположения внешних отвалов в первую очередь используются благоприятный рельеф местности (балки, овраги), малоценные не используемые в сельскохозяйственном производстве земли, заболоченные участки и т. д. При отработке вытянутых по простиранию месторождений вскрышные породы могут частично размещаться внутри карьера на участке, где дно карьера достигло конечной глубины, а также на широких бермах и на выположенных участках бортов.
Основными параметрами карьера, разрабатывающего наклонную или крутую залежь, являются его глубина, размеры по дну и по поверхности, а также величина углов откоса рабочих и нерабочих бортов.
Длина отдельных карьеров достигает 5 – 10 км при ширине до 4 – 5 км, а глубина — 250 – 350 м. В ближайшей перспективе глубина некоторых угольных, железорудных и других объектов открытой разработки достигнет 400 – 500 м и более.
Конфигурация, элементы залегания, структура и запасы залежи, а также плановые объемы добычи определяют порядок разработки наклонных и крутых месторождений, вид и число горного и транспортного оборудования.
Вытянутые по простиранию месторождения могут эксплуатироваться одним или несколькими карьерными полями.
Увеличение длины карьерного поля ведет к росту запасов и мощности предприятия по добыче полезного ископаемого и позволяет снизить средний коэффициент вскрыши за счет уменьшения удельного объема разноса торцов карьера, уменьшить затраты на добычу полезного ископаемого и сократить общекарьерные расходы. Вместе с тем увеличиваются пробег транспортных средств и транспортные расходы, ухудшаются условия обмена поездов на уступах, усложняются схемы развития транспортных коммуникаций и т. д.
При проектировании главных параметров разработки наклонных и крутых залежей в первую очередь устанавливается конечная глубина карьера.
Установление глубины открытых разработок основывается на том, что в период эксплуатационных работ текущие коэффициенты вскрыши не превышают значений граничного коэффициента вскрыши. Это означает, что открытые работы в течение всего эксплуатационного периода экономичнее подземных работ.