4.5. Конструкции и параметры берм

Уступы нерабочего борта карьера разделяются площадками (бермами) — транспортными и предохранительными.

Транспортные (соединительные) бермы соединяют капитальные траншеи с рабочими горизонтами на соответствующих уступах. Эти бермы всегда горизонтальные.

5. Вскрытие рабочих горизонтов при углубочных системах разработки

5.1. Вскрытие внешними капитальными траншеями

Требуемая пропускная способность трассы вскрывающих выработок (поездов/сут):

где f — коэффициент резерва (f = 1,2÷1,25); W_c — среднесуточный грузооборот рабочих горизонтов, обслуживаемых одной трассой, м³; V_c — вместимость состава (в плотном теле), м³; L_фу — средняя длина фронта работ уступа, м; N_y — число рабочих уступов, обслуживаемых данной трассой; v_ф— скорость подвигания фронта горных работ, м/год; Т_р — продолжительность работы карьера в году, сут.

При вскрытии рабочих горизонтов внешними капитальными траншеями обеспечивается высокая пропускная способность трассы, а также независимое проведение капитальных траншей от ведения горных работ в карьере, в результате чего сокращается срок строительства карьера и грузопотоки разделяются уже в начальный период его эксплуатации. Однако с возрастанием глубины внешней траншеи Н ее объем увеличивается пропорционально Н² и Я³, а это, в свою очередь, ограничивает конечную Н.

Варианты различной глубины заложения внешних траншей, обеспечивающие требуемый грузооборот карьера и производительность экскаваторов, сравниваются по капитальным и эксплуатационным затратам с учетом срока строительства карьера. Если глубина заложения внешней траншеи ограничивает про­изводственную мощность карьера, это должно учитываться при технико-экономических расчетах (определение глубины заложения внешних траншей является одной из задач, выполняемых при проектировании карьера).

Одним из основных экономических показателей выполнения определенного объема работ по вскрытию и подготовке горизонта являются амортизационные затраты (руб/м³) на горно-строительные работы, отнесенные к 1 м³ эксплуатационных работ:

где V_Г._П — объем горно-подготовительных работ, м³; С_г. _п — удельные затраты на горно-подготовительные работы, руб/м³; V _{Г Э} — объем горно-эксплуатационных работ, м³.

При вскрытии внутренними траншеями амортизационные затраты на горно-подготовительные работы (руб/м³) определяются по выражению

где V_P — объем дополнительного разноса борта, м³; С_в — удельные затраты на горно-эксплуатационные (вскрышные) работы, руб/м³.

При вскрытии системой внешних траншей одновременно нескольких горизонтов строительные объемы верхних траншей (а следовательно, и затраты на них) относят только к соответствующим объемам горной массы вскрываемого горизонта, за исключением последней по глубине и наибольшей по объему траншеи, пути которой далее переходят во внутренние траншеи. Ее строительный объем распределяется на объем горной массы как вскрываемого, так и нижерасположенных горизонтов. Таким образом, внешние траншеи могут иметь более глубокое заложение при больших размерах карьерного поля в плане, главным образом вкрест простирания залежи, и большой конечной глубине карьера.

При заложении внешней траншеи глубиной Н в направлении к пунктам приема горной массы уменьшается общее расстояние перевозок по сравнению со вскрытием внутренними траншеями, что особенно важно при применении автотранспорта.

При высоте уступа Н_y=10÷15 м, небольших размерах карьера и объемах грузопотоков конечная глубина внешней траншеи Н составляет 15÷20 м.

Для средних и крупных по размерам карьеров Н составляет соответственно 25—30 и 40—50 м.

При вскрытии траншеями смешанного заложения по техническим условиям трассирования увеличение глубины внешней траншеи на один горизонт целесообразно, если при этом упростится трасса, например, сократится один тупик до нижнего горизонта, вскрываемого внутренними траншеями. В этом случае экономия по эксплуатационным расходам значительно превысит дополнительные затраты на углубление внешней траншеи.

При разработке залежей, выходы которых под наносы имеют ограниченное простирание, размеры карьера в плане в первый период относительно небольшие. Внутреннее заложение капитальных траншей со стороны лежачего бока при таких условиях может не обеспечить требуемой провозной спо^: собиости трассы или связано с большим дополнительным разносом бортов для укладки тупиков и петлевых соединений.

а)

б)

Рис.5.1 – Проектные положения горных работ Мазульского железомарганцевого месторождения

а и б – соответственно на 3-й и 5-й (расчётный) годы с начала строительства

В этих случаях углубляют внешние траншеи до 60—80 м, что позволяет быстрее вскрыть залежь и значительно улучшить со­отношение объемов вскрышных и добычных работ в первый период существования карьера. При этом общий объем горно-строительных работ к моменту сдачи карьера в эксплуатацию увеличивается, но уменьшается необходимое опережение вскрышных работ на верхних уступах.

На крупных карьерах при большой (более 80 м) мощности малоустойчивых наносов глубина внешних траншей может быть увеличена, если ими непосредственно вскрывается залежь полезного ископаемого. При таком решении обеспечивается большой грузооборот карьера, разделяются грузопотоки полезного ископаемого и вскрышных пород и повышается надежность транспортной схемы.

Характерным для разработки месторождений с мощной толщей покрывающих пород (80—200 м) является строительство карьера первой очереди («начального карьера») при ограниченных размерах его по дну и поверхности с целью уменьшения объема горно-капитальных работ (рис. 5.1). При этом в период строительства необходимо отстроить участок нерабочего борта (по конечному или промежуточному контуру карьера) для размещения внутренней трассы. Создание такого борта является обязательным при вскрытии добычных гори­зонтов крутой траншеей для работы комбинированного, например, автомобильно-конвейерно-железнодорожного транспорта. Создание «полустационариых» внешних траншей позволяет

ускорить строительство карьера и освоение его мощности, а также уменьшить объем вскрышных работ в первый период эксплуатации.