3.2. Классификации систем разработки по направлению перемещения и способу производства вскрышных работ

В 1947 г. проф. Е. Ф. Шешко предложил классификацию систем разработки по направлению перемещения вскрышных пород в отвалы. По этому признаку выделяются:

A. Системы с поперечным перемещением породы в отвалы без применения транспортных средств; эти системы разработки могут быть названы также бестранспортными.

Б. Системы с продольным (фронтальным) перемещением породы в отвалы с применением транспортных средств; эти системы могут быть названы также транспортными.

B. Комбинированные системы с поперечным и продольным перемещением породы в отвалы; эти системы разработки имеют одновременно признаки бестранспортных и транспортных систем.

Далее в основу разделения указанных групп (А, Б, В) на самостоятельные системы разработки положены способы производства и степень трудности выполнения транспортных и от­вальных работ.

Группа А по способу производства транспортных и отваль­ных работ разделена на системы Л-1, А-2 и Л-3. Отдельно вы­деляется система Л-0 при незначительном объеме вскрышных работ. Группа Б по относительной сложности транспортирова­ния пород разделена на системы 5-4, Б-Ъ и 5-6.

К группе В относятся две системы разработки — по одной из бестранспортной и транспортной групп. Эта группа разделя­ется на системы В-1 и В-8 по признаку относительного преоб­ладания бестранспортного или транспортного перемещения вскрышных пород.

В 1952 г. акад. Н. В. Мельниковым была предложена клас­сификация систем разработки по способу производства вскрыш­ных работ. По этой классификации все системы разработки разделены на пять групп.

При бестранспортной системе разработки перемещение породы из забоя во внутренний отвал производится вскрышными экскаваторами (мехлопатами или драглайнами).

В группу транспортно-отвальных включены системы разра­ботки, при которых вскрышные породы перемещаются на внутренние отвалы посредством транспортно-отвальных мостов и консольных отвалообразователей.

В группу специальных включены системы разработки, при которых вскрышные породы удаляются башенными экскава­торами, колесными скреперами, гидромеханизированным спо­собом или кабель-кранами. К ним можно отнести также разработку вскрышных пород бульдозерами, канатными скреперами и другим специальным оборудованием.

К транспортным отнесены системы разработки, при которых вскрышные породы перемещаются на отвалы средствами транс­порта. Эти системы более сложны и менее экономичны по срав­нению с бестранспортными, но они могут применяться при любых условиях залегания месторождения и поэтому являются наиболее распространенными.

3.3. Разделение карьерного поля на выемочные слои

Открытые горные работы характеризуются определенным порядком выемки и перемещения полезного ископаемого, покрывающих и вмещающих пород. Для планомерной разработки пород и рационального использования оборудования карьерное поле разделяют на отдельные выемочные слои, в большинстве случаев горизонтальные. Выемку слоев производят последовательно сверху вниз, независимо от направления напластования пород.

Возможное число слоев зависит от глубины и размеров карьера в плане. Мощность слоев по глубине карьера может быть различной. При одновременной отработке слоев формируются уступы.

Число уступов по залежи в профиле карьерного поля зависит от мощности залежи (рис. 3.2), угла ее падения, трудности разработки пород, применяемых выемочно-погрузочных и транспортных средств.

Залежи весьма малой мощности отрабатывают одним уступом; при этом горизонтальные залежи с вертикальной мощностью m_В ≤ 2÷3 м неэффективно разрабатывать одноковшовыми экскаваторами, а при наклонных и крутых залежах с горизонтальной мощностью m_Г<20÷40 м нарезка нового уступа связана не только с полной выемкой полезного ископаемого на вышележащем горизонте, но и с дополнительным подвигаиием уступа по вмещающим породам (рис. 3.1, а, и и б, 1). Выемка полезного ископаемого из горизонтальных залежей малой мощ­ности (m_В=4÷20 м) производится одним уступом нормальной высоты, а при наклонных и крутых залежах (m_Г=20÷40 м) нарезка очередного уступа возможна после выемки залежи на вышерасположенном горизонте (рис. 3.2, а,2 и б,2). Залежи средней мощности (m_B=15÷40 м, m_Г = 50÷120 м) в одном профиле карьера можно одновременно разрабатывать двумя уступами (рис. 3.2, а,3 и б,3). Мощные залежи (m_В>20÷40 м, m_Г>80÷150 м) разрабатывают тремя или более уступами или подуступами.

Рис. 3.3 – Схемы разработки залежей наклонными и крутыми слоями

Иногда при пологих и наклонных залежах разработку ведут наклонными слоями (уступами) различной мощности (в зависимости от мощности пластов) по напластованию пород (рис. 3.2,а). Отдельные пласты разрабатывают последовательно, с опережением. В редких случаях разработку производят крутыми (более 25 – 30°) слоями, начиная от середины карьерного поля к его границам (рис. 3.3, б). Такая выемка возможна только при разработке крутых залежей и однородных каменных массивов. Она позволяет в устойчивых массивах обеспечить более крутые в данных условиях откосы рабочих бортов карьера и сократить текущие объемы вскрышных работ. Однако при такой выемке существенно усложняются вскрытие горизонтов и транспортирование горной массы.