2.3. Начальные этапы развития горных работ

Вскрытие рабочих горизонтов осуществляется посредством сооружения специально предназначенных для этого выработок. Для обеспечения перевозок горной массы каждый горизонт должен быть вскрыт капитальной траншеей (рис. 2.5, а), как правило наклонной, так как она соединяет отметку вскрываемого горизонта с отметкой уже действующих горизонтов и поверхности.

Горные работы на горизонте начинают с создания первоначального фронта, для чего проводят разрезную траншею (рис. 2.5 б) или разрезной котлован (рис. 2.5, в). Иногда породу, если позволяют параметры экскаваторов, размещают в прибортовом отвале, но чаще ее транспортируют на внешний отвал. Далее производится разнос одного или двух бортов разрезной траншеи (см. рис. 2.5, б) или разрезного котлована (рис. 2.5, г). После необходимого опережения верхнего уступа появляется возможность вскрытия нижерасположенного горизонта и проведения в его пределах разрезной выработки. Продольный уклон рабочих горизонтов должен устанавливаться с учетом обеспечения безопасности работы транспортных средств при погрузке.

Рис. 2.5 – Схемы начального периода развития горных работ на горизонте

На выбор места заложения разрезных траншей влияют главным образом рельеф поверхности и кровли залежи и необходимость сокращения объема горно-строительных работ для быстрейшего ввода карьера в эксплуатацию. Обычно разрезные траншеи при разработке горизонтальных и пологих месторождений проводят по простиранию залежи. Это обеспечивает достаточный фронт работ для машин большой производительности и позволяет получить значительные вскрытые запасы полезного ископаемого. На небольших карьерах подготовительные работы могут осуществляться последовательно несколькими относительно короткими участками. В таком порядке часто разрабатывают залежи строительных горных пород, что позволяет уменьшить первоначальные затраты на вскрышные работы и применяемое оборудование.

При разработке свит пологих пластов и залежей сложного строения направление развития горных работ должно обеспечивать возможность раздельной выемки полезного ископаемого и пустых пород. При разработке пластовых залежей работы раз­вивают по падению и очень редко по восстанию. Если по условиям вскрытия фронт работ располагают вдоль короткой оси или по диагонали карьерного поля, необходимая мощность карьера достигается при высокой скорости подвигания фронта работ.

2.4. Вскрывающие горные выработки

Рис. 2.5 – Схемы проходки:

а – капитальной траншеи; б – разрезной траншеи; в и г – разрезного котлована;

Разделение капитальных траншей приведено в табл. 2. Стационарные внешние и внутренние капитальные траншеи используются в течение длительного срока. Их параметры (начальная и конечная глубина, продольный уклон, длина, углы откосов бортов) строго регламентируются в зависимости от конкретных условий, свойств окружающих пород и технических условий проектирования транспортных коммуникаций.

Таблица 2.

Разделение капитальных траншей (по Е.Ф. Шешко)

№ п/п	Признак разделения	Основные отличия	Траншеи
1	Расположение траншей относительно контура карьера	Расположение вне контура карьера	Внешние
		Расположение внутри контура карьера	Внутренние
2	Число уступов, обслуживаемых системой траншей	Один уступ	Отдельные
		Несколько уступов	Групповые
		Все уступы карьера до конечной глубины	Общие
3	Основное назначение траншей	Для движения гружёных и порожних поездов (маятниковое движение транспорта)	Одинарные
		Для движения только гружёных или только порожних поездов (поточное движение транспорта)	Парные
4	Стационарность траншей	Постоянное расположение за контуром или на бортах в конечном положении	Стационарные
		Временное расположение внутри конечных контуров на бортах, подлежащих разработке	Скользящие (временные)

Поперечное сечение отдельных капитальных траншей трапециевидное или треугольное. При расположении транспортных и предохранительных берм на бортах траншей они имеют ступенчатую форму. Глубина капитальных траншей обычно изменяется от нуля до величины, равной высоте одного или нескольких уступов. Подъемы (уклоны) капитальных траншей зависят от вида применяемого транспорта (табл. 3.).

Углы откосов бортов капитальных траншей определяются сроком их службы, свойствами пород, их обводненностью. Борт траншеи с длительным сроком службы должен обладать долго­временной устойчивостью; угол откоса его в песчаных, мягких, плотных и полускальных породах принимается не больше угла естественного откоса, а в скальных породах — до 50—60°. Оба борта внешних капитальных траншей имеют постоянное положение, а у стационарной внутренней капитальной траншеи только один борт имеет постоянное положение. Минимальная ширина дна капитальных траншей определяется суммой габаритов транспортных средств, безопасных зазоров между ними, поперечных размеров площадок и кюветов, располагаемых по дну. Ширина дна капитальной траншеи, установленная по условиям размещения транспортных коммуникаций, проверяется по условиям возможности проведения траншеи.

Таблица 3

Характерные подъёмы капитальных траншей

Вид карьерного транспорта	Величина подъёма в направлении движения транспортных сосудов, %
	гружёных	порожних
Наклонные траншеи
Железнодорожный
паровая тяга	0,02-0,03	0,025-0,035
тепловозная и электрическая тяга	0,025-0,04	0,025-0,06
моторные вагоны	0,04-0,05	0,06-0,08
Автомобильный	0,05-0,1	0,08-0,12
Крутые траншеи
Бесклетевой подъём с тягачами	0,12-0,25	-
Ленточные конвейеры	0,25-0,33	-
Клетевой подъём	0,25-0,5	-
Скиповой подъём	0,5-1,0	-

Площадь поперечного сечения подземных вскрывающих выработок определяется габаритами транспортного оборудования и схемами путевого развития (с учетом соблюдения необходимых зазоров). Для условий, когда применяется железнодорожный транспорт широкой колеи (думпкары, гондолы и промышленные электровозы), сечение выработки (тоннеля) регламентируется ГОСТами.