§ 4. Условия залегания месторождений и схемы открытых разработок

Природные условия залегания месторождений — мощность за­лежи, угол падения, мощность покрывающих пород, физико-меха­нические свойства горных пород, топографические, гидрогеологиче­ские и климатические факторы весьма разнообразны и оказывают решающее влияние на выбор техники и технологии горных работ.

По геометрическим признакам можно выделить следующие ос­новные типы месторождений, разрабатываемых открытым спосо­бом (рис. 1.6).

1. Горизонтальные залежи с небольшой сравнительно выдержанной мощностью покрывающих пород (рис. 1.6,а). Такие условия залегания характерны для месторождений угля, марганца

Рис. 1.6. Основные типы месторождений и возможные схемы карьеров

и других полезных ископаемых осадочного происхождения (буро-угольные месторождения Украины, месторождения Никопольского марганцевого бассейна, Керченское железорудное месторождение и др.). Подобные месторождения обычно полностью разрабаты­ваются открытым способом.

2. Пологие залежи с углом падения не более 10° (рис. 1.6,6). При разработке таких залежей мощность покрываю­щих пород увеличивается в направлении падения залежи, что усложняет отработку глубоких горизонтов. Такие месторождения полностью или частично разрабатываются открытым способом. Примером могут служить Богославские и Волчанские угольные месторождения на Северном Урале.

3. Наклонные (с углом падения 10—30°) и крутопадающие (с углом падения более 30°) залежи (рис. 1.6, в, г) широко распро­странены среди железорудных месторождений, месторождений руд цветных металлов, угля и других полезных ископаемых. При раз­работке наклонных залежей вскрышные породы удаляют только со стороны висячего бока (рис. 1.6,в); при разработке крутопадаю­щих залежей вскрышные породы удаляют как со стороны вися­чего, так и со стороны лежачего бока залежи (рис. 1,6, г).

Особенностью наклонных и крутопадающих залежей является значительное увеличение объема вскрышных пород при увеличении глубины карьера. Поэтому разработку таких месторождений иног­да производят комбинированным способом — верхняя часть место­рождения разрабатывается открытым способом, нижняя — под­земным.

4. Штокообразные залежи в виде массивных рудных тел неправильной формы (рис. 1.6, д) часто встречаются среди ме­сторождений руд черных и цветных металлов и неметаллических полезных ископаемых. К таким месторождениям можно отнести Высокогорское, Гороблагодатское, Коунрадское, месторождения КМА и др.

5. Залежи в виде антиклинальных (рис. 1.6,е) и синклинальных (рис. 1.6,ж) складок нередко встречаются среди рудных и угольных месторождений.

6. Залежи на возвышенности (рис. 1.6,з) или зале­жи высотно-глубинного типа (рис. 1.6, и), верхняя часть которых находится на возвышенности, а нижняя — ниже земной поверхности, встречаются в гористой местности. В качестве при­мера таких залежей можно привести Магнитогорское и Бакальское железорудные месторождения, Хибинское месторождение апа­титов и др.

7. Весьма сложные залежи, состоящие из большого числа гнезд или свиты пластов, иногда сильно нарушенной текто­ническими нарушениями (рис. 1.6, к). Такие залежи распростране­ны среди рудных и угольных месторождений.

При разработке горизонтальных и пологих залежей полезных ископаемых горные работы по достижении конечной глубины

Рис. 1.7. Принципиальные схе­мы открытой разработки: / — направление подвигания гор­ных работ; 2 — выработанное про­странство; 3 — внутренние отвалы; 4—9 — последовательность развития горных работ

карьера подвигаются в горизонтальном направлении и породы вскрыши размещаются во внутренние отвалы в выработанном про­странстве карьера (рис. 1.7,а), что значительно упрощает органи­зацию и уменьшает стоимость вскрышных работ. При разработке залежей других типов, наряду с подвиганием горных работ в го­ризонтальном направлении, непрерывно ведутся работы по углубке карьера (рис. 1.7,6). Это не позволяет использовать выработанное пространство карьера для размещения вскрышных пород, и их раз­мещают во внешние отвалы за пределами карьерного поля.