2.15. Разрезные траншеи и котлованы

Рис. 2.23 – Схемы крутых траншей

Рис. 2.23 - Схема проходки крутых траншей

Разрезные траншеи и котлованы проводят на каждом уступе с тем, чтобы создать первоначальный фронт горных работ. Они обычно являются продолжением вскрывающих наклонных траншей. Разрезные траншеи имеют небольшой (3— 5%о) продольный уклон для отвода воды с уступа. Поперечное сечение траншей обычно трапециевидное. Длина и ширина котлованов имеют один порядок измерения.

Планомерную отработку уступа начинают с разноса одного или обоих бортов разрезной траншеи в направлении к границам горизонта. У котлована одновременно разносят два, три и даже четыре борта.

Разрезные траншеи могут проводиться по залежи полезного ископаемого, по породам висячего или лежачего бока залежи на всю длину уступа или только часть ее.

Глубина разрезных траншей и котлованов равна принятой высоте уступа или подуступа. Глубокие траншеи по контакту с наклонной или пологой залежью для уменьшения потерь и разубоживания полезного ископаемого довольно часто проводят слоями (рис. 2.24) высотой (м):

где R — допустимый коэффициент разубоживания полезного ископаемого; т — горизонтальная мощность залежи, м; β— угол наклона залежи, градус.

Рис. 2.24 - Схема к выбору формы поперечного сечения разрезной траншеи

Разрезная траншея должна иметь такую ширину по дну b, чтобы обеспечивались безопасность движения транспортных средств и размещение проходческого оборудования, а также возможность выемки экскаватором первой заходки. Иногда поперечные сечения отдельных участков разрезных траншей расширяют для устройства разъездов и других целей.

Углы откосов бортов разрезных траншей и котлованов обычно равны углам откосов рабочих уступов (60—85°). Бортам подготовительных выработок, совпадающих с конечным контуром карьера, придают угол откоса, обеспечивающий долго­временную устойчивость.

Объем разрезной траншеи (м³) упрощенно определяется как объем прямой призмы, в основании которой лежит трапеция (рис. 2.25, а).

где L — длина траншеи, м.

Объем разрезной полутраншеи (м³), пройденной по косогору или борту карьера (рис. 2.30, б), определяется по формуле:

При значительной длине и небольшой ширине разрезные траншеи часто имеют неправильную геометрическую форму. При определении их объема (м³) в этом случае пренебрегают поперечным уклоном местности, но учитывают продольный уклон:

где So = 0,5(S₁ + S₂) —средняя площадь смежных параллельных поперечных сечений, м²; и — коэффициент откоса, численно равный котангенсу угла откоса; Н₁ и Н₂— средние высоты поперечных сечений, м; l — расстояние между поперечными сечениями, м.

Второе слагаемое называют поправкой откоса, она учитывает объем элементов тела (выемки), имеющих форму пирамид.

В условиях косогорного рельефа местности в расчетах объемов учитывают также влияние поперечного уклона, пользуясь формулой:

Рис. 2.25 – Схемы к определению объёмов разрезных траншей (а) и полутраншей (б)

где у₁ и у₂— площади оснований пирамид, входящих в объем горного тела (определяются графически).

Подготовка горизонтов разрезными котлованами может применяться только при работе экскаваторов в комплексе с мобильными видами транспорта, чаще с автотранспортом. Такая подготовка способствует быстрому развитию горных работ на горизонте в разных направлениях. Обычно котлованы располагают в пределах залежи полезного ископаемого. Размеры котлована в плане определяются условиями для нормального обслуживания экскаватора транспортными средствами или возможностью установки на горизонте второго экскаватора и изменяются в пределах от 40X40 м до 100X100 м.