9.2. Общие принципы вскрытия рабочих горизонтов

Разработка горизонтальных и пологих залежей характеризуется многообразием схем вскрытия рабочих горизонтов.

Бестраншейное вскрытие используют при разработке месторождений с применением башенных экскаваторов, канатных скреперов и различных видов кранов; для вскрышных горизонтов при бестранспортных и транспортно-отвальных технологических схемах, а также для добычных горизонтов при наличии межуступных перегружателей; в случае нарезки передовых уступов, транспортный доступ к которым осуществляется непосредственными заездами с поверхности; при использовании скреперов и бульдозеров, когда движение машин на подъем и спуск осуществляется по выположенному откосу уступа, средств гидромеханизации, драг и земснарядов.

Внешние отдельные траншеи типичны для вскрытия:

- одного добычного горизонта при разработке горизонтальных и пологих залежей, если угол падения последних не превышает допустимого подъема для принятого вида транспорта;

- одного - двух вскрышных горизонтов при автомобильном или конвейерном транспорте и внешнем отвалообразовании;

- одного вскрышного горизонта при железнодорожном транспорте и другого вида транспорта на добыче.

Внешние групповые траншеи используют для вскрытия:

- двух (реже более) добычных горизонтов:

- вскрышных, и добычных горизонтов при разделении вскрышного и добычного грузопотоков или в случае применения на вскрыше и добыче различных видов транспорта;

- группы верхних вскрышных горизонтов при комбинированных технологических схемах.

Внешние общие траншеи характерны для вскрытия горизонтальных и пологих залежей, разрабатываемых с железнодорожным транспортом. Внешние траншеи могут располагаться на одном, обоих флангах карьерного поля, в центре и на флангах.

Внутренние траншеи применяют для вскрытия верхних вскрышных горизонтов при автомобильном транспорте. При этом они могут проводиться в забойной или отвальной зонах [38].

При отработке вскрыши несколькими уступами и многоярусном отвалообразовании возможны комбинации систем траншей внутреннего и внешнего заложения разной степени стационарности.

Пологопадающим месторождениям, по данным С.П. Печенихина присущи некоторые особенности, оказывающие влияние на выбор схем вскрытия:

- в работе всегда находится только один борт;

- вскрытие и подготовку новых горизонтов осуществляют в течение всего срока эксплуатация карьера;

- на месторождениях с углами падения до 10–12° вскрывающие выработки можно располагать непосредственно на внутренних отвалах или в специально проводимых в них траншеях, а также на части борта, не занятого внутренними отвалами;

- при транспортных технологических схемах с внешними отвалами внутреннюю часть систем вскрывающих выработок располагают стационарно на нерабочем борту карьера при минимальном объеме горно-строительных работ;

- объем внешней части системы траншей в значительной степени зависит от угла откоса нерабочего борта карьера (угла падения залежи);

- отработку пластов полезного ископаемого и междупластий целесообразно вести наклонными уступами [32].

При транспортных технологических схемах с вывозкой вскрыши на внешние отвалы расположение траншей на нерабочем борту обеспечивает их максимальную стационарность.

Использование железнодорожного транспорта на вскрыше и добыче обусловливает применение систем общих траншей. Конструкция трассы является многоступенчатой, по форме – тупиковой и тупиково-петлевой.

Применение петлевых соединений позволяет обеспечить значительную провозную способность, упростить путевое развитие, сократить число изменений направления движения. Дорогостоящее петлевое соединение целесообразно при разработке мощных месторождений большой глубины.

Схема вскрытия общей системой траншей с одноступенчатой тупиковой трассой по сравнению с предыдущими, обеспечивает сокращение длины соединительных путей и возможность применения на добыче других видов транспорта, однако из-за частого изменения направления движения у нее низкая провозная способность.

Вскрытие системами групповых или отдельных траншей применяют для рассредоточения грузопотоков по нескольким отвалам. Для системы траншей, вскрывающей группу верхних горизонтов характерны, как правило, простая форма трассы, а также общие наклонные съезды с системой, вскрывающей нижележащие горизонты. Форма трассы второй системы может быть комбинированной – тупиково-петлевой. Общая надежность такой схемы вскрытия выше, чем при общих траншеях.

Карьеры большой производительности и значительной протяженности вскрывают несколькими системами траншей: двумя фланговыми общими, парными, тремя и более. Форма трассы либо простая, либо тупиковая одноступенчатая, что позволяет одновременно использовать несколько видов транспорта, например, железнодорожный – на вывозке основной вскрыши, автомобильно-железнодорожный – на подготовке горизонтов и отработке междупластий, автомобильный – на добыче.

В комбинированных технологических схемах в начальный период разработки больший удельный вес имеют бестранспортные схемы, а с ростом глубины – транспортные.

Формирование транспортных отвалов начинают много позднее, что объясняется необходимостью соблюдения значительного опережения бестранспортных отвалов для повышения их устойчивости. При использовании выработанного пространства под внутренние отвалы возникает необходимость располагать трассы вскрывающих выработок на рабочем борту карьера или в торце; иногда часть выработанного пространства оставляют для размещения трассы, а оставшуюся – под внутренние отвалы.

Если трассы расположены в торце и на рабочем борту карьера, то увеличивается емкость внутренних отвалов, а значит можно применять любой вид транспорта

Две системы траншей эффективны для карьеров большой протяженности.

На нерабочем борту внутреннюю часть вскрывающих трасс размещают на участке, свободном от внутренних отвалов, а также поверх отвалов [38].

Использование рабочего борта для расположения на нем системы вскрывающих выработок может быть вызвано близостью от него внешних отвалов и позволяет разместить в выработанном пространстве максимальный объем вскрыши

Вскрывающие траншеи могут быть фланговыми или центральными, а тупиковая трасса – много- или одноступенчатой.