Тема II. Способы подготовки горных пород к выемке.

§2.1. Общие сведения.

Подготовка горных пород к выемке производится в целях обеспечения безопасности горных работ, необходимого качества добываемого сырья, технической возможности и наилучших условий применения средств механизации последующих процессов.

Подготовка включает:

• обеспечение устойчивости откосов уступов;

• осушение горных пород;

• разупрочнение и изменение их агрегатного состояния;

• разрушение (разрыхление) породного массива и другие виды воздействия.

Подготовка к выемке может осуществляться механическими способами ( исполнительными органами горных машин), гидравлическими способами, физическими способами, химическим взрывным и комбинированным способом. Выбор способа подготовки горных пород к выемке зависит прежде всего от вида, агрегатного состояния и свойств пород в массиве, мощности предприятия, наличных технических средств, требований к качеству добываемого сырья, а также от природных условий ведения работ. Затраты на подготовку к выемке составляют от 5% до 40% общих затрат горных работ.

§2.2. Предохранение пород от промерзания.

На производство открытых горных работ существенно влияют климатические условия. Особо жесткие условия работы людей и оборудования при низкой температуре воздуха, ветре. Общая оценка жесткости климата (погоды) производится обычно в баллах по формуле:

где - температура воздуха, Сº;

- скорость ветра, м/с.

Подготовка горных пород к выемке в зимних условиях включает комплекс мероприятий по предотвращению промерзания пород , рыхлению мерзлых пород и приведение их в талое состояние (оттаивание).

Для предохранения пород от промерзания используют вспашку, глубокое рыхление и боронование поверхности разрабатываемого зимой слоя, создают над ним снеговой или искусственный ледовоздушный покров, а также утепляют поверхность теплоизоляционными материалами или устраивают специальные навесы и тепляки, производят химическую обработку пород.

Вспашка, рыхление и боронование поверхности позволяют уменьшить теплопроводность пород благодаря образования в ней рыхлого слоя.

Вспашку и рыхление производят специальными плугами и рыхлителями на глубину , 0,3 – 0,4 м.

Боронование производят на глубину 0,2 м. Применяют также глубокое ( на 1,0 – 1,2 м) рыхление пород экскаваторами, что уменьшает глубину их промерзания в 2 – 3 раза. Часто производят снегозадержание (снежные валы, щиты). Теплоизоляционные свойства снега иногда улучшают путем дождевания поверхности.

Для предохранения от промерзания россыпей площадь обваловывают бульдозером (высота вала до 1,5 м), осенью заливают слоем воды 0,8 – 1,5 м для создания ледяного покрова.

При глубине промерзания более 0,6 – 0,8 м необходимо утеплять породу дополнительно теплоизоляционными материалами, опилками, шлаками, минеральной ватой, минеральным войлоком и др.

Применение искусственных утеплителей позволяет свести до минимума, а иногда и совсем предотвратить промерзание горных пород. Предварительное рыхление горных пород экскаватором на глубину до 1,2 м, боронование на глубину 0,15 м и утепление площадок и откосов уступов слоем некондиционного угля толщиной 0,15 – 0,2 м дает возможность уменьшить промерзание пород в 3,5 – 4 раза и обеспечить работу многоковшовых экскаваторов на вскрышных уступах в зимний период.

Для предохранения от промерзания как мягких, так и разрушенных пород в настоящее время применяется замороженная водовоздушная пена. Для получения пены используются алкидсульфаты, вода и сжатый воздух. Слой замороженной при t< -15Сº пены толщиной 0,15 – 0,2 м равномерно наносится пеногенераторной установкой на поверхность любой конфигурации.

Навесы и тепляки используются на небольших карьерах по добыче глин на Урале, Сибири и Дальнем Востоке.

Химическая обработка песчано-глинистых пород хлористыми солями натрия или калия заключается в рассыпании в сухом виде этих солей в измельченном состоянии после предварительной планировки поверхности, вспашке на глубину 20 – 30 см при наличии уклона (для предотвращения смыва раствора).