Глава XI добыча полезных ископаемых в сложных условиях

§ 1. Добыча полезных ископаемых в гористой местности

При разработке месторождений в гористой местности созда­ются сложные условия для добычи руды из-за стесненности на косогоре, не позволяющей размещать мощное оборудование при зарезке. Это, в свою очередь, сдерживает развитие горных работ.

При покрытии склонов горы наносами первоначальную трассу

Рис. XI.1. Схема подвесной канатной дороги

прокладывают бульдозером с последующим разбуриванием массива скважинами. И скальных породах первоначальную зарезку можно осуществлять минными штольнями. Наиболее трудоемкими являются работы по нарезке первых горизонтов на косогоре из-за трудности размещения буровых станков.

Добытое в карьере на косогоре полезное ископаемое транспортируют но сильно пересеченной местности через ущелья, реки, застроенные районы, при значительном перепаде высот. В этих ус­ловиях целесообразным видом транспорта являются канатные подвесные дороги (рис. XI.1). Канатная подвесная дорога состоит из погрузочной 1 и разгрузочной 2 станций, несущего 3 и тягового 4 канатов, опор 5. На роликах по несущему канату движется груз в вагонетках грузоподъемностью 0,25—0,5 т со скоростью 0,5 - 3,15 м/с. Канатные дороги бывают одноканатные и двухканатные.

Производительность канатных дорог определяют из выражения

П_к.д = 3600Gv\а, т\ч, (XI.1)

где G - грузоподъемность вагонетки, т; v —скорость движения вагонеток, м/с; а — расстояние между вагонетками, м.

Достоинства канатных дорог: низкая стоимость транспортировки полезного ископаемого, возможность применения их при попом рельефе и в любых условиях круглый год, возможность

доставки полезного ископаемого с любой высоты и разгрузки в любой точке.

Рудоспуски — вертикальные или наклонные горные выра­ботки круглого или прямоугольного сечения, предназначенные для перепуска горной массы с отрабатываемого уступа на откаточный горизонт (рис. XI.2). Минимальное сечение рудоспуска принима­ют из условие d_p≥3d_K, где d_K — максимально допустимый размер куска. Карьерные рудоспуски в недостаточно крепких породах крепят бетонной крепью. Кроме рудоспуска проходят восстающий и через 10—12 м — смотровые ходки для контроля за движением руды. В нижней части рудоспуска образуют аккумулирующую ем­кость для увеличения производительности и сохранения выпускных устройств от разрушения. Для предотвращения переуплотнения пе­репускаемой горной массы используют буферный столб h_б = 15÷30 м, который постоянно пополняют по мере выпуска руды.

Рудоскаты применяют при перепуске руды по естественным склонам нагорных карьеров (рис. XI.3). Различают наклонные ру­доскаты с углом наклона до 45°, крутые — 45—60° и весьма кру­тые. Рудоскаты с бункерами и погрузочными устройствами высо­той 60—80 м применяют при сезонной разработке или в районах с мягким климатом. Рудоскаты без погрузочных устройств просты по устройству, их применяют в любых климатических условиях.

Перегрузку перепускаемой горной массы в транспортные сред­ства организуют из расчета обслуживания одним экскаватором (погрузчиком) двух рудоскатов. Во время перепуска горной мас­сы по одному рудоскату на приемной площадке другого перегру­жают полезное ископаемое в транспортные средства.

Порядок отработки горизонтов (рис. XI.4). На­правление развала отбиваемой руды по простиранию рудной за­лежи при панельном способе отработки обеспечивает постоянный режим работы в течение всего периода эксплуатации. Горизонт отрабатывают одним слоем, а по мере продвигания фронта, в вы­работанном пространстве нарезают панели нижележащих горизон­тов, в результате чего сокращается в 1,5—2 раза объем горно-ка­питальных работ по сравнению с фронтальным способом отра­ботки горизонтов. Количество панелей в слое и способ вскрытия горизонтов зависят от производительности карьеров и мощности рудного тела. Различают фланговое, центральное и смешанное вскрытие горизонтов.

При фланговом вскрытии и одностороннем выезде на каждом горизонте имеется только одна панель. Горизонт вскрывают одной разрезной траншеей на одном из торцов карьера. При возможно­сти устройства двустороннего выезда горные работы развиваются от обоих торцов карьера с отработкой горизонта двумя панеля­ми навстречу друг другу.

По середине карьерного поля поперечные разрезные траншеи проходят при центральном вскрытии. Работы развивают от центра в обе стороны к торцам карьера.

Рис. XI.2. Карьерные рудоспуски:

а — внутренний вертикальный; б — то же, с аккумулирующей камерой; и внешний наклонный; 1 — устье; 2— ствол; 3—буферный столб; 4 — выпускные устройства; 5 — думпкар; 6 — штольня; 7 — контрольный восстающий; 8 — смотровые ходки; 9, 10 — аккумулирующая и погрузочная камеры; 11 — перегрузочный пункт с дробилкой; 12 — конвейер

Рис. XI.3. Карьерные рудоскаты:

а — рудоскаты с бункерами и погрузочными устройствами; б и в —

рудоскаты без погрузочных устройств; 1 — разгрузочная площадка; 2

и 3 — футерованный и нефутерованный скаты; 4 — защитная стенка;

5 — бункер с погрузочными устройствами; 6 — приемная площадка

Рис. XI.4. Отработка горизонтов на косогоре с поперечным и продольным перемещением фронта

О с о бе н н о с т и о т в а л о о б р а з о в а н и я. В соответствии с характером вмещающих пород применяемым видом транспорта широкое распространение на карьерах в гористой местности получило бульдозерное отвалообразование. Плужные и экскаваторные отвалы в этих условиях применяют редко при размещении их на пологом косогоре или у отрогов горных хребтов. Технология отвалообразования в гористой местности при бульдозерных отвалах не отличается от технологии таких же отвалов на равнинной местности.

Отличие бульдозерных отвалов в гористой местности от аналогичных отвалов в равнинной местности:

1. В гористой местности высота бульдозерных отвалов может достигать 200 м и более. Предпочтение отдают образованию груп­повых отвалов при криволинейной форме фронта.

2. При интенсивном движении машин в стесненных условиях на групповых отвалах применяют кольцевые схемы движения автотранспорта. В остальных случаях — веерные схемы.

3. При неустойчивом состоянии отвального откоса применяют многоярусное отвалообразование с разгрузкой самосвалов под откос, лишь в некоторых случаях самосвалы перед разгрузкой заякоривают.

4. Для предотвращения опрокидывания самосвалов при разгрузке у верхней бровки отвала оставляют предохранительный вал, тщательно планируемый бульдозером.

Выбирая способ отвалообразования и определяя устойчивость откосов, необходимо учитывать прочность складируемых пород и изменение их состава во времени, так как, учитывая взаимодействие складируемых пород с породами основания, можно определить с достаточной степенью точности устойчивость высоких отвалов. Для предотвращения оползневых деформаций отвальных от­косов необходимо проверять расчетным путем несущую способность основания отвалов. Кроме того, на устойчивость отвальных откосов влияют конфигурация ложа отвала и климатические ус­ловия. В лучших условиях находятся отвалы, имеющие противоупор, представляющий противоположный уклон ущелья или долины. В этих условиях оползневые и осадочные деформации не на­лаются или выражены незначительно.