3.7. Веерные и кольцевые системы разработки

Веерная центральная система разработки эффективна при округлой и близкой к треугольной конфигурации карьерного поля, позволяющей удобно расположить постоянный поворотный пункт. В редких случаях применяется двухбортовая веерная система разработки.

При веерном развитии перемещение фронта работ происходит по мере отработки уступов так, что начало его находится всегда у постоянного поворотного пункта О, а конец описывает часть окружности радиусом, равным длине уступа (рис. 3.8, б). При этом скорости подвигания отдельных мест фронта изменяются от нуля у поворотного пункта до максимума в торце уступа.

Уступы отрабатывают заходками переменной ширины, имеющими в плане форму треугольника или трапеции, или заходками постоянной ширины, но при разном их числе на отдельных участках фронта работ и периодической выемке «клиньев» у начала каждой заходки.

Рис. 3.8 – схемы перемещения фронта работ:

I-IV – последовательность положения фронта работ; А, В, С и А^/, В^/, С^/ - положения забойных путей соответственно до и после поворота на угол β; О^/ - отвальный путь

Веерную систему обычно применяют при разработке мягких пород комплексами с цепными экскаваторами и железнодорожным транспортом при передвижке железнодорожных путей пу-тепередвигателями непрерывного действия. В течение определенного числа смен экскаваторы осуществляют выемку породы на соответствующих пикетах (0—10) таким образом, что на на­чальные пикеты (0—/) приходится одна единица подвигания фронта, в то время как на конечных пикетах (9—10) подвигание составляет девять единиц.

Часть кривой поворотного пункта выпрямляется и длина фронта увеличивается. Угол поворота веера β выбирают из условия наибольшей возможной площади карьерного поля, отрабатываемой без переукладки стационарных путей; при углах β>180° возникают определенные трудности.

Кольцевую центральную систему разработки применяют в отдельных случаях, когда участки с небольшой мощностью вскрышных пород или с полезным ископаемым лучшего качества приурочены к середине карьерного поля, а также при его благоприятных очертаниях (рис. 3.9,а и б). Вскрышные породы перемещают на внутренние и внешние отвалы, поскольку вместимости внутренних отвалов недостаточны для размещения всего объема вскрышных пород. Наиболее удобно при такой системе перемещать вскрышные породы и полезное ископаемое с применением автотранспорта (см. рис. 3.9,а).

Если залежь полезного ископаемого имеет округлую форму в плане и мощность вскрышных пород минимальная на отдельных участках поля и максимальная в его середине, экономически выгодно применять кольцевую периферийную систему разработки (рис. 3.9, в).

4. Системы разработки горизонтальных и пологих месторождений. Технологические схемы.

4.1 Вскрытие рабочих горизонтов при сплошных системах разработки

Бестраншейное вскрытие характерно:

– при разработке месторождений с использованием башенных экскаваторов и канатных скреперов;

– для вскрышных горизонтов при использовании комплексов оборудования ВО, ЭО, ВКО и ЭКО при внутреннем отвалооб-разовании (рис. 4.1, б, в и е), а также для добычных горизонтов при использовании межуступных перегружателей — конвейерных мостов;

– при нарезке передовых уступов в результате повышения рельефа поверхности, транспортный доступ к которым осуществляется непосредственно с поверхности (см. рис. 4.1,в);

– при использовании бульдозерных и скреперных комплексов, если движение машин на подъем (спуск) осуществляется по выположенному откосу уступа;

– в случаях применения гидромеханизироваиных и дражных комплексов оборудования.

Внешние отдельные траншеи типичны для вскрытия:

1. одного добычного горизонта при разработке горизонтальных (см. рис. 4.1, б, г и н) и пологих залежей, если угол падения последних р не превышает допустимого подъема i для принятого вида транспорта (tgβ≤i) (рис. 4.1,о);

2. одного вскрышного горизонта при использовании скреперных и бульдозерных комплексов;

3. одного-двух вскрышных горизонтов при автомобильном или конвейерном транспорте и внешнем отвалообразовании (рис. 4.1,г);

4. одного вскрышного горизонта при железнодорожном транспорте и другом виде транспорта на добычных работах.

Внешние групповые траншеи в аналогичных условиях применяют для вскрытия:

а) двух (реже более) добычных горизонтов;

б) всех вскрышных горизонтов при использовании железнодорожного, а на добычных работах — конвейерного, автомобильного или железнодорожного (при рассредоточении вскрышного и добычного грузопотоков) транспорта, когда tgβ≤i;

в) группы верхних вскрышных горизонтов при железнодорожном транспорте, когда нижний вскрышной уступ отрабатывают с применением экскаваторно-отвальиого комплекса, а добычной— другим видом транспорта.

Внешние общие траншеи применяют для вскрытия горизонтальных пологих (tgβ≤0) залежей при использовании железнодорожного транспорта (рис. 4.1,а).

Внутренние траншеи часто применяют для вскрытия всех или группы верхних вскрышных горизонтов при автомобильном транспорте (см. рис. 4.1,а, 4.2,д, е, н и п).

Траншеи смешанного заложения (внешние и внутренние) типичны для вскрытия пологих месторождений при использовании железнодорожного транспорта (рис. 4.1, ж, з, и, к, л, м, н, о и п). Нередко они применяются при разработке горизонтальных и пологих залежей ограниченных размеров с использованием автомобильного транспорта.

На рабочие горизонты, где применяется железнодорожный и конвейерный транспорт, а также комплексы ВО и ЭО как правило, проводят вспомогательные автомобильные съезды (см. рис. 4.1,в).

Схемы вскрывающих трасс для горизонтальных и пологих залежей различаются:

– видами применяемых вскрывающих выработок;

– числом рабочих горизонтов, вскрываемых общей трассой;

– числом траншей, имеющих разные трассы;

– местоположением внешних и внутренних траншей относительно контура карьерного поля (рабочий и нерабочий продольный или торцовый борт, внутренние отвалы, комбинации их);

– формой трасс траншей и числом горизонтов, вскрываемых прямым отрезком трассы.

Конкретные способы вскрытия характеризуются сочетанием указанных выше факторов, принимаемых с учетом горно-геологических и горнотехнических условий на начало, на отдельные этапы и окончание разработки месторождения. Поэтому эти способы вскрытия индивидуальны и практически не повторяют друг друга.

При разработке горизонтальных и пологих залежей основные группы схем вскрывающих трасс различаются положением оси вскрывающих выработок относительно контура карьера.

Вскрытие с применением одной фланговой внешней общей траншеи типично для одинарного тупикового фронта при продольной однобортовой и веерной системах разработки и использовании комплексов ЭЖО и ЭЖР. Две фланговые траншеи характерны при сквозном одинарном и сдвоенном тупиковом фронте горных работ (рис. 4.1,а). Одной центральной траншеей в некоторых случаях вскрываются россыпи и месторождения строительных горных пород при использовании автотранспорта и подготовке горизонтов разрезными траншеями или котлованами.

комплексами оборудования ЭО и ВО как при продольной (см. рис. 4.1, б), так и при веерной (рис. 4.2) системах разработки. Число траншей (одна, две или три) зависит от размеров карьерного поля.

а)	б)
ж)	з)
л) Рис. 4.1 – Способы вскрытия горизонтальных и пологих залежей	м)

е)
и)			к)
н)	о)
п)

Рис. 4.1 – Способы вскрытия горизонтальных и пологих залежей

Внешние групповые и отдельные траншеи применяются при отработке всей или нижней части толщи вскрышных пород на горизонтальных месторождениях Отдельные и групповые внешние траншеи применяются при разработке месторождений небольших размеров в плане и по глубине (россыпей, строительных горных пород) при использовании скреперов, погрузчиков, автотранспорта, реже — конвейерного транспорта (см. рис. 4.1,г).

Схемы вскрывающих трасс внутреннего заложения широко применяются в период строительства карьеров при работе комплексов ЭАО. Траншеи в основном групповые или общие; применяются и временные съезды, размещаемые на рабочем борту карьера (см. рис. 4.1, д). При перевалке пород нижнего вскрышного уступа в выработанное пространство вскрытие добычного горизонта при автотранспорте в ряде случаев осуществляется с использованием внутренних полустационарных съездов по торцовым бортам карьера (см. рис. 4.1, е).

Трассы смешанного (внешнего и внутреннего) заложения применяются при разработке пологих залежей (tgβ>i), в первую очередь при использовании железнодорожного транспорта на вскрышных работах.

Общие одна или две фланговые траншеи смешанного заложения характерны при перевозках всей горной массы железнодорожным транспортом соответственно при одинарном тупиковом или одинарном сквозном и сдвоенном тупиковом фронте горных работ (см. рис. 4.1, ж, з и и).

При внешнем отвалообразоваиии внутренняя часть трассы обычно расположена на продольном нерабочем борту карьера. Форма внутренней трассы при одной траншее — тупиковая многоступенчатая (см. рис. 4.1, ж). Одноступенчатая тупиковая трасса характеризуется устройством тупиков на каждом горизонте, а многоступенчатая (поступательно-тупиковая) – устройством тупиков

через п горизонтов

где L_K. ср — средняя длина карьера, м; l_т — длина участка трассы при вскрытии одного горизонта, м; К_у — коэффициент удлинения простой внутренней трассы при примыкании на площадках.

При перемещении вскрышных пород во внутренние отвалы трасса часто располагается в торце карьера и нижней части продольного нерабочего борта, свободного от отвалов (см. рис. 4.1,з). Нередко нижняя часть внутренней трассы размещается на рабочем борту карьера (см. рис. 4.1,и).