§ 4. Вскрытие месторождений внешними траншеями

Внешними считают траншеи, расположенные за контурами карьера. Внешними траншеями вскрывают горизонтальные или по­логие месторождения, расположенные на относительно небольшой глубине, верхние горизонты наклонных и крутых пластов полез­ных ископаемых, а также месторождения на косогоре.

При вскрытии месторождений отдельными внешними траншеями создают доступ к каждому уступу посредством не­зависимой траншеи (рис. IX.4). Грузопотоки горной породы с каж­дого уступа полностью рассредоточены и имеют независимый друг от друга выход на поверхность. Эти обстоятельства создают бла­гоприятные условия для организации горных работ в карьере. Однако при большом числе уступов такой способ сложен и харак­теризуется большим объемом горно-капитальных работ.

Данный способ вскрытия применяют для неглубоких месторож­дений с горизонтальным или пологим залеганием пластов малой и средней мощности.

Вскрытие месторождений групповыми внешними траншеями (рис. IX.5) применяют в карьерах, разрабатыва­ющих месторождения с горизонтальным или пологим залеганием пластов большой мощности. Сущность этого способа вскрытия за­ключается в том, что группы смежных уступов карьера (группа вскрышных и группа добычных уступов) вскрывают независимы­ми друг от друга траншеями. Грузопотоки рассредоточены и име­ют независимый выход на поверхность. Это позволяет применять различные виды транспорта для верхних и нижних горизонтов карьера. Данный способ по сравнению со вскрытием отдельным траншеями отличается меньшим объемом горно-капитальных работ.

Ступенчатая форма внешних групповых траншей, значительно сокращая их объем, допускает применение их для вскрытия срав­нительно глубоких месторождений.

Вскрытие месторождений общими внешними траншея-м и . (рис. IX.6) характеризуется вскрытием всех горизонтов одной траншеей. Его применяют для вскрытия горизонтальных, пологих и наклонных пластов значительной мощности, верхних горизонтов крутых пластов, а также при разработке нагорных месторождений.

Внешнее заложение общих траншей применяют при разработке месторождений с пологим и наклонным залеганием пластов на глубину не более 40—60 м. Траншеи обычно располагают на флан­гах карьерного поля, реже в центре, разделяя карьерное поле на два крыла. Достоинством таких траншей является создание бла­гоприятных условий для работы транспорта; недостатком — боль­шой объем горных работ при их проведении. Однако при вскрытии нагорных месторождений проведение общих траншей внешнего за­ложения не требует большого объема горных работ, так как выра­ботки приобретают форму полутраншей.

Рис. IX.4. Вскрытие отдельными внешними траншеями

Рис. IХ.5. Вскрытие групповыми внешними траншеями

Рис. IX.6. Вскрытие общими внешними траншеями

Рис. IX.7. Вскрытие отдельными внутренними траншеями

§ 5. Вскрытие месторождений внутренними траншеями

Внутренними называются траншеи, расположенные в пределах конечных контуров карьера. Вскрытие отдельными внут­ренними траншеями характеризуется наличием траншеи для вскрытия каждого уступа (рис. IX.7). Все уступы при этом спосо­бе имеют независимую транспортную связь с поверхностью, что позволяет рассредоточить грузопоток массы из карьера, улучшить организацию эксплуатационных работ. Однако при большом чис­ле уступов значительно возрастает объем работ по проведению капитальных траншей.

Вскрытие групповыми внутренними траншеями применяют в глубоких карьерах, разрабатывающих месторожде­ния с горизонтальным и пологим залеганием пластов большой мощности (рис. IX.8). При. этом способе отдельные группы усту­пов карьера вскрывают независимыми друг от друга траншеями,, расположенными в разных частях карьерного поля. Обычно одна траншея вскрывает вскрышные уступы, другая — добычные. Гру­зопоток из карьера разделен на две самостоятельные ветви, что дает возможность применять различные виды транспорта для вскрышных и добычных работ.

Вскрытие групповыми траншеями по сравнению со вскрытием отдельными траншеями отличается меньшим объемом горных, работ.

Вскрытие общими внутренними траншеями харак­теризуется тем, что все уступы карьера вскрывают одной общей траншеей. Общие траншеи внутреннего заложения применяют для вскрытия глубоких (глубиной до 400 м и более) месторождений с любыми условиями залегания. Внутреннее заложение траншей воз­можно при достаточной устойчивости бортов.

Форма трасс общих внутренних траншей может быть простой, тупиковой, петлевой и спиральной.

Рис. IX.8. Вскрытие групповыми внутренними траншеями

Схему вскрытия горизонтов внутренней общей траншеей с про­стой формой трассы (см. рис. IX.3, а) в чистом виде применяют в неглубоких карьерах с достаточно большими размерами карьер­ного поля, позволяющими разместить съезды одинакового направ­ления на одном борту карьера. Примыкание пути к рабочим гори­зонтам чаще всего устраивают на горизонтальных площадках.

Основным достоинством съездов простой формы является их большая пропускная способность.

Сущность вскрытия общими внутренними траншеями тупико­вой формы заключается в следующем. Первоначально с земной поверхности или с определенного горизонта карьера, вскрытого ранее другим способом, проводят наклонную траншею до вскры­ваемого рабочего горизонта. На этом горизонте устраивают гори­зонтальную тупиковую площадку. Площадку оборудуют маневро­выми путями для разлиновки груженых и порожних составов и перемены направления их движения. По мере развития работ на данном горизонте с тупиковой площадки первой траншеи проводят (в обратном направлении) новую траншею, вскрывающую следу­ющий горизонт карьера, где снова устраивают тупиковую пло­щадку, и т. д. (см. рис. IX.3,б).

При вскрытии тупиковыми траншеями наклонного пласта со значительным простиранием тупиковые площадки устраивают не на каждом рабочем горизонте, а через несколько (3—5), в за­висимости от длины карьера. В этом случае уменьшаются число горизонтальных тупиковых площадок и объем маневровых работ при движении поездов, благодаря чему увеличивается пропускная способность траншей.

Грузонапряженность на различных участках съезда неодина­кова — она возрастает по мере приближения к поверхности. Для увеличения пропускной способности карьерных железнодорожных путей при вскрытии месторождений общими внутренними транше­ями с тупиковой трассой применяют различные путевые схемы, дозволяющие организовать одновременное выполнение операций по приему и отправлению поездов.

Достоинствами способа вскрытия общими внутренними тран­шеями с тупиковой трассой являются его универсальность, на­дежность в эксплуатации, возможность производства горных работ одновременно на многих горизонтах, возможность достижения вы­сокой производительности карьера. Недостатки: большая протя­женность транспортных коммуникаций, уменьшение пропускной способности, сложность управления движением поездов.

Вскрытие общими внутренними траншеями с тупиковой трас­сой применяют на Бакальском, Высокогорском, Магнитогорском и других рудных карьерах, на Бачатском, Краснобродском, Ново­Сергиевском угольных карьерах, на Баженовских асбестовых карь­ерах и на многих других.

При вскрытии месторождений общими внутренними траншеями с петлевой трассой вместо горизонтальных тупиковых площадок

Рис. IX.9. Развитие работ в карьере при вскрытии спи­ральными съездами

устраивают закругление путей в виде петли, которая позволяет, не прерывая движения поездов, менять направление движения на 180° (см. рис. IХ.3, в).

Горизонтальную площадку для железнодорожного транспорта (колеи 1524 мм) делают шириной 180—240 м и для автомобиль­ного транспорта — шириной 40—60 м. Объем горных работ при со­оружении площадки может достигать больших размеров. Поэтому при железнодорожном транспорте петлевые трассы применяют только на пологих бортах карьеров. При автотранспорте эта зада­ча значительно упрощается.

Достоинства способа вскрытия общими внутренними траншея­ми с петлевой трассой: более высокая пропускная способность, возможность одностороннего развития горных работ в карьере.

Недостатки: необходимость создания дорогостоящей горизон­тальной площадки для размещения петли, ограниченные условия применения.

При вскрытии месторождений общими внутренними траншеями со спиральной трассой траншею располагают на бортах карьера, находящихся в своем предельном положении (см. рис. IX.3, г).

С поверхности по проектному контуру карьера переводят пер­вую траншею с уклоном, зависящим от принятого вида транспор­та. По достижении основания первого уступа въездная траншея переходит в разрезную, от которой начинают развивать горные работы на вскрытом горизонте. Для вскрытия нового горизонта с разрабатываемого уступа по проектному контуру карьера прово­дят следующую въездную траншею до основания нового уступа и т. д.

Горные работы на каждом горизонте начинают в различных участках периметра карьера, и поэтому получается веерное пере­мещение фронта работ (рис. IX.9), Вскрытие общими внутренни­ми траншеями со спиральной трассой при железнодорожном транс­порте обеспечивает одновременную отработку трех-четырех усту­пов, что для мощных карьеров недостаточно.

Количество одновременно отрабатываемых уступов примерно пропорционально величине руководящего подъема спирали. Сле-

Рис. IX. 10. Вскрытие внутренними крутыми траншеями

довательно, применение автомобильного транспорта по сравнению с железнодорожным позволяет иметь одновременно в работе поч­ти в два раза больше уступов.

Траншеи со спиральной трассой применяют для вскрытия ме­сторождений, имеющих в плане округлую форму, например штокообразных или мощных пластовых залежей. В последние годы в связи с быстрым совершенствованием и внедрением на открытых разработках автомобильного транспорта вскрытие траншеями со спиральной трассой приобретает все большее значение.

Достоинства способа вскрытия общими внутренними траншея­ми со спиральной трассой: непрерывность движения поездов без маневров на площадках, позволяющая увеличить пропускную спо­собность путей, возможность использования мощных локомотивов и большегрузных вагонов. Недостатки: ограниченные условия при­менения, большой объем вскрышных работ в начальный период эксплуатации, невозможность одновременной работы на большом числе уступов, что ограничивает производственную мощность-карьера.

Вскрытие месторождений внутренними крутыми тран­шеями заключается в создании связи концентрационных гори­зонтов с поверхностью. Для этого с поверхности до концентраци­онного горизонта карьера проводят крутую траншею, которую обо­рудуют для подъема горной породы наклонными канатными подъ­емниками, ленточными конвейерами или другими средствами подъ­ёма (рис. IX.10). Породу и полезное ископаемое от забоев к подъ­емнику доставляют автосамосвалами или ленточными конвейерами.

Если подъемник оборудован ленточными конвейерами, то круп-

нокусковую породу предварительно дробят до кусков соответствующих размеров.

Основными достоинствами вскрытия месторождения крутыми траншеями являются: возможность подъема горной массы с боль-ион глубины по кратчайшему пути, небольшой объем породных работ при проведении капитальных траншей. Недостатки: слож­ность подготовки новых горизонтов, необходимость сооружения верхней и нижней приемных площадок.

Вскрытие комбинированными траншеями наиболее распространено при разработке месторождений, так как перечис­ленные ранее траншейные способы вскрытия в чистом виде встре­чаются редко.

Внешними траншеями вскрывают верхние, а внутренними — нижние горизонты карьера. Эту комбинацию применяют при на­личии естественного понижения местности (балки, овраги) для уменьшения объема горно-строительных работ.

Часто встречается вскрытие комбинацией простой и сложной форм трассы траншей и др.

Достоинство вскрытия комбинированными траншеями заклю­чается в использовании отдельных преимуществ различных спосо­бов траншейного вскрытия.