5.2. Простые, тупиковые и петлевые трассы

Наибольшее распространение для вскрытия глубоких горизонтов получили разнообразные виды внутренних полутраншей (съездов). Они чаще всего являются продолжением траншей внешнего заложения.

Угол в плане ср между осью съезда и откосом уступа может находиться в пределах arcsin i ctga ≤ φ ≤ π/2 (рис. 5.2). При минимальном угле φ = arcsin i ctg а (см. рис. 5.2, а) уменьшается дополнительный разнос нерабочего борта.

Этот угол увеличивают при применении автотранспорта для сокращения длины трассы, расстояния перевозок на горизонтах. Съезды при этом имеют верхнюю траншейную и нижнюю полутраншейную части (см. рис. 5.2, б) или верхнюю траншейную часть, а нижнюю часть в виде насыпи (см. рис. 5.2, в). Часто съездами называют и наклонные внутренние траншеи.

Простая трасса размещается на одном или двух смежных бортах карьера. Трасса может быть стационарной, полустационарной, скользящей или иметь стационарную и скользящую части. Простая трасса характеризуется неизменным направлением движения транспортных средств в ее пределах и наименее сложной конструкцией пунктов примыкания к горизонтам. Следствием этого являются максимальные для внутренних трасс скорость движения транспорта и пропускная способность трассы, минимальный разнос борта карьера.

Участки стационарной трассы образуются сразу же по мере вскрытия рабочих горизонтов или при выходе участков скользящей трассы па нерабочий борт карьера, причем горизонт с новым участком стационарной трассы является рабочим или уже нерабочим. При формировании стационарной простой трассы в зоне отработанных верхних горизонтов целесообразно примыкание съездов к ним устраивать на руководящем подъеме. При этом увеличивается число горизонтов, вскрываемых прямым отрезком трассы, а также уменьшается разнос бортов. При автотранспорте по требованиям безопасности движения на затяжном подъеме необходимо устройство пологих вставок.

Примыкание стационарных съездов к рабочим горизонтам осуществляется обычно на промежуточных площадках.

При железнодорожном транспорте длина площадок L_П, составляет 150—400 м; при автотранспорте –15÷30 м и в основном зависит от требуемой ширины транспортных берм.

Внутренние трассы или траншеи смешанного заложения с простыми трассами при железнодорожном транспорте возможны обычно в карьерах глубиной до 60—100 м. При автотранспорте такие стационарные трассы широко применяются в карьерах вытянутой формы для вскрытия как всех, так и групп верхних горизонтов.

Рис. 5.2 – Схемы съездов

При полускальных породах угол откоса борта, обеспечивающий размещение транспортных коммуникаций, составляет 26—38°. Если он меньше угла, определяемого по условиям устойчивости откоса, то необходим дополнительный разнос борта для размещения стационарных съездов. В общем случае объем дополнительного разноса борта (м³) может быть приблизительно определен для всех форм трассы как объем полупризмы (рис. 5.3):

где Н_к--конечная глубина заложения внутренней трассы, м; К_у —коэффициент удлинения трассы; b — ширина дна траншеи.

Тупиковые трассы могут быть стационарными, полустационарными и скользящими. Длина тупиковых площадок примыкания L_П определяется из условия размещения на них поезда и возможности торможения его перед остановкой; при этом учитывают условия обмена поездов, т. е. схему путевого разви­тия тупиковых разъездов и постов примыкания. Величина L_n изменяется от 250 до 600 м. Ширину тупиковой площадки определяют числом укладываемых путей, габаритами подвижного состава и устойчивостью откосов уступов, обычно она равна 8—20 м.

Типичным при тупиковой трассе является вскрытие рабочих горизонтов одинарными внутренними траншеями (рис. 5.4, а и б). Возможно применение парных траншей с тупиковой трассой (рис. 5.4, в).

Тупиковые трассы разделяются на одноступенчатые и многоступенчатые (поступательно-тупиковые) соответственно при вскрытии прямым отрезком трассы одного и нескольких горизонтов, а по числу путей — на однопутные и двухпутные.

В глубоких карьерах (Н_к=170÷200 м и более) с большими их размерами в плане часто на верхних и средних горизонтах трасса трех- и двухступенчатая, а на нижних — одноступенчатая. При небольшой протяженности борта L_K максимально возможная высота (м) вскрываемых уступов зависит от уклона траншеи i и длины тупиковых площадок примыкания L_n:

а

б

в

Увеличить пропускную способность тупиковой трассы позволяет поточное движение поездов. Для этого требуется устройство телескопических тупиков с двусторонним примыканием или двух трасс соответственно при вскрытии одинарными и парными траншеями (рис. 5.5).

При схемах поточного движения поездов необходима большая протяженность карьерного поля. Так, даже при одноступенчатой телескопической трассе длина одного ее участка равна 1300—1500 м. Значительно больше должна быть длина борта для размещения многоступенчатой телескопической трассы. Обычно при этом прямым отрезком трассы вскрывают не более двух верхних уступов. При схемах с двумя трассами ускоряется подготовка горизонтов за счет одновременного проведения траншей в двух направлениях.

Двухпутная тупиковая трасса даже при телескопических тупиках имеет меньшую пропускную способность, чем простая. Устройство третьего и четвертого путей не приводит к увеличению пропускной способности трассы из-за пересечений путей на горизонтах, поэтому многопутные трассы не применяются.

При поточных схемах движения и автоблокировке пропускная способность двухпутных тупиковых трасс может составлять 200—280 пар поездов в сутки, а годовая производственная мощность карьера по горной массе может достигать при однопутных двух трассах 16—30 млн. т и при двухпутных телеско­пических трассах 25—40 млн. т. Схемы путевого развития простых и тупиковых трасс, при которых обеспечивается поточное движение поездов, возможны практически только при продольной однобортовой системе разработки.

Петлевые трассы характеризуются высокой пропускной способностью. При устройстве трасс на косогоре или борту карьера размещение поворотной площадки возможно в выемке, на насыпи или одновременно в полувыемке и на иолунасыпи (рис. 5.6, а и б). Объемы горных работ (м³) по сооружению выемки или насыпи приближенно рассчитываются по формулам, предложенным Е. И. Васильевым:

для полувыемки

для полунасыпи

Величины φи φ₁ определяются из выражений:

где а — угол откоса борта выемки, градус; γ — угол наклона борта карьера или косогора, градус; ω — угол откоса насыпи, градус.

Рис. 5.5 – Схемы путевого развития тупиковых трасс при поточном движении поездов: а – с двумя одноступенчатыми тупиковыми трассами (грузовой и порожняковый); б и в – соответственно с многоступенчатой и одноступенчатой при телескопических тупиках

Коэффициент λ учитывает торцовые участки полувыемки или лолунасыпи. Его значения при определении объема полувыемки принимаются следующими:

угол откоса выемки или насыпи, градус	90-75	75-60	60-45	45-30	<30
коэффициент λ	1,02	1,08	1,13	1,18	1,22

Коэффициенты К_В и К_Н учитывают центральный угол, охватываемый полунасыпыо.

Центральный угол, охваты-вающий полувыемку, градус	180	170	160	150	140	130	120	100	90	60
Коэффициент КВ	0,67	0,53	0,43	0,33	0,25	0,18	0,13	0,07	0,04	0,02

Объем горных работ по сооружению площадки для петли пропорционален третьей степени ее радиуса и может достигать нескольких миллионов кубических метров. Поэтому при железнодорожном транспорте целесообразность сооружения петлевой трассы проверяется сопоставлением затрат на дополнительные объемы горных работ и возможной экономии по транспортированию. Петлевое соединение при железнодорожном транспорте применяют, если на флангах карьерного поля имеются выположенные участки бортов; такие соединения при этом могут рассчитываться на расположение спаренных независимых трасс.

При автотранспорте петлевые трассы общеприняты, так как дополнительные объемы горных работ в этом случае намного меньше. Для обеспечения возможности движения автомашин по трассе со скоростью 20 км/ч необходимо, чтобы радиус поворота петлевого соединения составлял не менее 25— 30 м. Для этого разнос бортов карьера или косогора па участках расположения поворотных площадок увеличивается. Только в стесненных условиях (крутые косогоры, нижние горизонты глубоких карьеров) допускается уменьшение радиуса петли до 15—20 м.