Вскрытие месторождений (общее положение)

Под вскрытием месторождения понимают горные работы по обеспечению грузотранспортной связи между поверхностью и рабочими горизонтами или от одной уже разрабатываемой части месторождения к другой неразрабатываемой части месторождения. Этот доступ обеспечивается наиболее часто проходкой вскрывающих горных выработок (обычно капитальных траншей и полу траншей). В некоторых случаях вскрытие осуществляется без горных выработок. Вскрытие имеет чрезвычайно важное значение в комплексе разработки месторождения в связи с тем что вскрытие на долгие годы определяет условия отработки карьера.

Вскрытие должно обеспечивать:

1. Безопасность ведения горных работ;

2. Удобство развития работ в пределах развития карьерного поля;

3. Возможно меньшие объёмы горно-капитальных работ;

4. Высокую экономичность работ;

5. Обеспечивать проектную производительность карьера и резерв её повышения;

При выборе способа вскрытия следует учитывать факторы, влияющие на принимаемые способы вскрытия к которым следует отнести:

- конечные контуры карьерного поля;

- условия залегания полезного ископаемого (размеры, углы падения, мощность);

- строение разрабатываемых залежей;

- применяемая система разработки, транспорт;

- качество полезного ископаемого и т.д.;

- расположение рудничных зданий, отвалов, сооружений, потребителей;

Все применяемые способы вскрытия можно классифицировать по различным признакам:

- наличие и тип вскрывающих выработок;

- количество этих выработок;

- их назначение;

- расположение выработок относительно карьерного поля;

- взаимное расположение выработок в пространстве;

В существующих классификациях в качестве основного признака приняты наличие и тип вскрывающих выработок. Остальные признаки являются определяющими отдельные способы вскрытия. Профессор П.С. Зурков разделил все способы вскрытия по первому признаку на 4 группы:

1. Вскрытие траншейными выработками;

2. Без траншейное вскрытие;

3. Вскрытие подземными горными выработками;

4. Комбинированное вскрытие (1-3 способами);

Профессор А.И. Арсентьев предложил следующую классификацию способов вскрытия:

2.03.09

Группа вскрытия	Способ вскрытия	Примечание
1. Траншейное вскрытие	1. Отдельными траншеями (полу траншеями) 2. Тупиковыми траншеями (полу траншеями) 3. Петлевыми траншеями (полу траншеями) 4.Поступательными (спиральными) траншеями (полу траншеями) 5. Комбинированный способ (поступательными полу траншеями)	1. Внешнего заложения (траншеями и полу траншеями) 2. Внутреннего заложения (траншеями и полу траншеями)
2.Безтраншейное вскрытие	1. С отсутствием траншей и земляных сооружений 2. С земляными сооружениями (насыпи, дамбы, каналы и другое)
3.Подземными горными выработками	1. Штольнями 2. Шахтными стволами (наклонными, вертикальными)
4. Комбинированное вскрытие	1. Комбинация способов вскрытия 1-3

Подавляющее большинство месторождений вскрывается траншейным вскрытием. При траншейном вскрытии капитальные траншеи по их характеристике и назначению различают согласно классификации капитальных траншей по Е.Ф. Шишко.

Признак разделения	Основные различия	Наименование траншей
Расположение траншей относительно контура карьера	Расположение вне контура карьера Расположение внутри контура карьера	Внешние Внутреннее
Число уступов обслуживаемых системой траншей	Один уступ Несколько групп уступов Все уступы карьера до конечной глубины	Отдельные Групповые Общие
Основное назначение траншей	Для движения гружёных и порожних поездов (маятниковое движения) Для движения только гружёных или только порожних поездов	Одинарные Парные
Стационарность траншей	Постоянное расположение за контуром или на бортах в конечном положении Временное расположение на бортах внутри конечных контуров, подлежащих разработке	Стационарные Скользящие (временные)

Групповые и общие траншеи представляют собой системы траншей. При вскрытии горизонтов важно учитывать взаимное расположение траншей, вскрывающих горизонты в системе групповых и общих траншей (полу траншей). В зависимости от этого различают:

1. Вскрытие тупиковыми (петлевыми траншеями);

2. Вскрытие поступательными (спиральными траншеями);

3. Комбинированными поступательно-тупиковыми траншеями;

Траншеей называется открытая горная выработка обычно трапециевидного поперечного сечения, имеющая не замкнутый контур, значительную длину по сравнению с шириной (длина в 4 и более раз больше ширины). Горные выработки, имеющие размеры одного порядка от 30х30 до 100х100 называются котлованными. К вскрывающим горным выработкам относятся капитальные: траншеи полу траншеи , разрезные траншеи и котлованы относятся к подготовительным выработкам. Въездные траншеи проводятся обычно с продольным и служат для обеспечения грузотранспортной связи между поверхностью или между рабочими горизонтами. Капитальные траншеи делятся на собственно траншеи и полу траншеи. Траншея – горная выработка, имеющая два постоянных борта (полный профиль). А полу траншея – горная выработка, имеющая один постоянный борт (не полный профиль).

Траншеи характеризуются параметрами: глубиной на которую опускаются, продольным уклоном, углами откосов бортов, шириной по дну, которые строго регламентируются в зависимости от конкретных условий. При расположении на бортах траншей транспортных или предохранительных берм они имеют ступенчатую форму. По углу наклона капитальные траншеи делятся на крутые. Наклонные траншеи характеризуются уклоном i=0,02-0,04(0,06) для ЖД, i=0,05-0,15 для авто транспорта, i=до 320 промиль (18 градусов) для конвейеров. Крутые траншеи глубинного вида обычно имеют внутреннее заложение. По расположению относительно борта карьера они подразделяются на поперечные и диагональные. Поперечные крутые траншеи применяются в тех случаях когда общий угол откоса борта карьера меньше (не превышает предельного угла подъёма транспортных средств), что характерно для скиповых и клетевых подъёмников. Диагональные крутые траншеи обычно применяются для размещения конвейерных и автомобильных подъёмников. Крутые траншеи характерны при оставлении на нерабочем борту транспортных берм (съездов), ширина которых больше или ровна 15 метров если борт имеет сравнительно узкие предохранительные бермы или сдвоенные (строенные) уступы то для размещения конвейерных подъёмников используется комбинация из крутых траншей и полу траншей.

Разрезные траншеи и котлованы служат для создания первоначального фронта работ и проводятся на каждом горизонте. Разрезные траншеи имеют небольшой 3-5 промиль продольный уклон для отвода воды с уступа. Разрезные траншеи делятся на собственно траншеи и полу траншеи (проводятся на косогорах). Разрезные траншеи имеют трапециевидное сечение а полу траншеи треугольное. Они характеризуются длиной, шириной по низу, глубиной, углами наклона бортов. Разрезные траншеи могут проводится: по залежи полезного ископаемого, по породам висячего и лежачего бока залежи, на всю длину уступа или только часть его. Глубина разрезных траншей равна принятой высоте уступа или под уступа. Разрезная траншея должна иметь такую ширину по дну «b» что бы обеспечивались безопасность движения транспортных средств, размещении проходческого оборудования, а так же возможности выемки экскаватором первой сквозной зходки. Углы откосов бортов разрезных траншей и котлованов обычно равны углам откосов рабочих уступов (60-80 градусов). Бортам подготовительных вырботок совпадающих с конечными контурами карьера придают угол откоса, обеспечивающих долговременную устойчивость.

3.02.09

Подготовка горизонтов котлованами может применяться только при работе экскаваторов с мобильными видами транспорта, чаще, автомобильный. Размеры котлована определяются условиями для нормального обслуживания экскаватора транспортными средствами или возможностью установке на горизонте нескольких экскаваторов и изменяется в пределах. Специальные траншеи служат для ограждения карьера от ливневых вод (нагорные каналы), для дренажа месторождения – дренажные каналы, для водоотлива – водоотливные каналы. Для хозяйственного обслуживания карьера предусматриваются хозяйственные съезды. Разрезные траншеи обычно являются продолжением въездных траншей. Длина капитальной траншеи зависит от глубины и продольного уклона. Длина разрезной траншеи зависит от размеров карьерного поля и условий залегания месторождения. При разработке горизонтально и полого залегающих месторождений (угольные, фосфоритовые, марганцевые) разрезная траншея обычно сразу проводится на полную длину или ширину карьерного поля. Длина траншеи при этом соответствует длине фронта работ уступа. При разработке крутопадающих и наклонных месторождений при большом количестве уступов разрезную траншею обычно проводят на 0,4-0,6 длины карьера (горизонта), в дальнейшем эта траншея наращивается по мере развития горных работ. Фронт горных работ уступа постепенно при этом возрастает.

Ширина въездной траншеи определяется с одной стороны шириной и количеством откаточных путей, укладываемых в траншею, а с другой стороны размерами оборудования применяемого при проходке траншей. По первому условию размеры траншей меньше чем по второму.