книги из ГПНТБ / Горное дело учеб. пособие для горных техникумов

п других материалов. Противопожарные перемычки бывают времен­ ные, постоянные, баррикадные (взрывоустойчивые).

Временные противопожарные перемычки сооружают, когда не­ обходимо быстро сократить количество воздуха, поступающего в район пожара, пока у мест изоляции не будут сосредоточены не­ обходимые материалы для сооружения постоянных перемычек. Обычно это парусовые перемычки или из досок внахлестку.

При устройстве постоянных перемычек или при усилении времен­ ных необходимо добиваться максимальной их воздухонепроницае­

кирпича. Бетонитовые перемычки сооружают так же, как и кирпич­ ные, укладывают их обычно в 1,5—2 бетонита.

Перемычки, непосредственно ограждающие очаг пожара, со­ оружают пз несгораемого материала. Глубина вруба при сооруже­ нии перемычек должна быть не менее 0,5 м в крепких породах и 1 м в слабых породах. В трещиноватых породах вруб должен уплот­ няться нагнетанием цемента или глины. Все постоянные перемычки должны быть тщательно оштукатурены или обмазаны глиной и по­ белены.

Для контроля за состоянием атмосферы в изолированном участке, замера температуры стока воды из пожарного участка в нижней, верхней и средней частях перемычки закладывают три трубы диа­ метром 40—50 и 100 мм с пробками на газовой резьбе, а в перемыч­ ках на вентиляционном штреке — одну трубу на высоте 1—1,2 м

лазами размером 0,7 X 0,7 м, которые заделывают после окончания всех работ по изоляции участка (см. рис. 80). Перемычки системати­ чески осматривают, при нарушении их герметичности принимают меры по срочной ликвидации дефектов.

Борьба с подземными пожарами методом заиливания является, одним из наиболее надежных способов предупреждения и тушения пожаров. Сущность этого способа заключается в том, что участок месторождения, где возник или возможен пожар, изолируют от остальных участков изолирующими перемычками, а затем в него са­ мотеком или искусственным напором подают пульпу. Пульпа предста­ вляет собой водную суспензию тонкодисперсного твёрдого материала глины, суглинков и пр. При заполнении выработанного пространства пульпой вода отфильтровывается и стекает на откаточные выработки

идалее в водосборник, а твердые частицы заполняют выработанное пространство, все трещины, находящиеся в массиве, препятствуя проникновеншо воздуха в пожарные участки. В результате заилива­ ния выработанного пространства-тормозятся окислительные процессы

иохлаждаются полезные ископаемые и вмещающие породы.

РАЗДЕЛ V

РАЗРАБОТКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

плекс работ, при котором все производственные процессы, необходи­ мые для извлечения полезного ископаемого из недр земли, совер­ шаются на поверхности.

в отличие от подземных, примыкают непосредственно к земной поверх­ ности и поэтому имеют незамкнутый контур поперечного сечения. Совокупность открытых горных выработок, служащих для раз­ работки месторождения полезного ископаемого, называют к а р ь е - р о м. Также карьером называют горное предприятие, осуществля­ ющее разработку месторождения открытым способом. Таким образом, понятие «карьер» имеет два значения — техническое и администра­ тивно-хозяйственное. В угольной промышленности карьеры обычно называют р а з р е з а м и, а на россыпных месторождениях — п р и ­ и с к а м и . f

Месторождение или его часть, разрабатываемые одним карьером, называют к а р ь е р н ы м п о л е м . В процессе горных работ по­ верхность карьерного поля полностью нарушается и в толще земной коры образуется поверхность в ы р а б о т а н н о г о п р о с т р а н ­ с т в а . Глубина выработанного пространства при разработке мощ­ ных месторождений может достигать нескольких сотен метров.

При производстве открытых горных работ различают вскрышные и добычные работы. Под в с к р ы ш н ы м и р а б о т а м и пони­ мают совокупность производственных процессов по выемке и удале­ нию пустых пород, покрывающих и вмещающих полезное ископаемое. Д о б ы ч н ы м и р а б о т а м и называют совокупность производ­ ственных процессов по извлечению полезного ископаемого из. недр земли. Объем вскрышных работ на современных карьерах обычно значительно превышает объем добычных. Годовые объемы удаляе­ мой на карьерах породы иногда превосходят объемы добычи в 10— 20 раз и -более. Необходимость удаления значительных масс

вмещающих и покрывающих пород является основной техноло­ гической и экономической особенностью открытых разработок.

При современной технике открытым способом можно разрабаты­ вать месторождения твердых полезных ископаемых любой формы, расположенные ниже или выше господствующего уровня земной поверхности, при любой крепости горных пород. Основным усло­ вием при выборе открытого способа разработки является возмож­ ность получения лучших технико-экономических показателей, чем при подземных работах.

§ 2. Основные понятия, элементы и параметры карьера

При разработке месторождений открытым способом горные по­ роды в пределах контуров карьера разделяют на отдельные гори­ зонтальные слои. Каждый верхний слой разрабатывают с опереже­

ность, ограничивающую уступ по высоте; различают нижнюю и верх­

Поверхность уступа, являющаяся непосредственным объектом хорных работ и перемещающаяся в результате ведения этих работ,

работ заключается главным образом в подводе транспортных путей и линий электропередач. Суммарная протяженность фронтов работ

Соответственно уступы, составля­ ющие рабочий борт карьера, называют рабочими, уступы на нерабо­ чем борту карьера — нерабочими.

контуров карьера при производстве горных работ меняется. Контуры, достигнутые к моменту погашения открытых горных работ, называют

бровки верхнего и нижнего рабочих уступов, называют о т к о с о м

называют угол между откосом борта и горизонтальной плоскостью. Горизонтальные площадки на нерабочем борту карьера назы­ вают б е р м а м и . Различают т р а н с п о р т н ы е и предохра-

//

/2

РИС. 85. Развитие горных работ на уступе:

щения транспортных путей, по которым осуществляется грузотранспортная связь между рабочими площадками в карьере и по­ верхностью. П р е д о х р а н и - т е л ь н ы е бермы предназна­ чены для повышения устойчивости борта карьера и для задержания осыпающихся кусков породы.

Доступ с поверхности к рабочим уступам карьера и подготовка отдельных уступов к разработке осуществляют путем проведения

въездных и разрезных траншей — открытых горных выработок обычно трапециевидного сечения и значительной длины (рис. 85). Наклонная траншея, служащая для транспортной связи поверх­ ности с рабочими уступами карьера, называется к а п и т а л ь н о й , ее называют также в ъ е з д н о й . Горизонтальная траншея, предназначенная для создания первоначального фронта работ на уступе, называется р а з р е з н о й . Разрезные траншеи являются продолжением капитальных. При расположении капитальной тран­ шеи внутри карьера один из бортов ее отрабатывается, и траншея приобретает форму съезда.

Основными параметрами карьера являются: конечная глубина карьера, размеры карьера по простиранию и вкрест простирания на уровне поверхности и по подошве, углы откосов нерабочих бор­

вании карьера на основе технико-экономических расчетов. Глубина современных карьеров достигает 300—400 м; проектируются карь­

при оконтуривании залежи на отметке, соответствующей конечной глубине карьера. Минимальные размеры карьера по подошве при­ нимают из условий безопасной выемки пород с нижнего уступа: по ширине — не менее 20 м, по длине — не менее 50—100 м. Раз­ меры карьера на уровне поверхности зависят от размеров по подошве, конечной глубины карьера и углов откосов его бортов. Длина карь­ еров поверху достигает 3—5 км, ширина 2—4 км и более.

Углы откосов нерабочих бортов карьера устанавливают из усло­ вий устойчивости пород, слагающих борт, и возможности размеще­ ния на борту карьера транспортных и предохранительных берм. При уменьшении углов откосов нерабочих бортов увеличивается объем вскрышных работ. Поэтому их стремятся принимать более кр тыми.

определяют производственную мощность карьера, срок его суще­ ствования и основные технико-экономические показатели открытой разработки.

По положению относительно земной поверхности различают

дочного происхождения (буроугольные месторождения Украины, месторождения Никопольского марганцевого бассейна, Керченское

•железорудное месторождение и др.). Подобные месторождения обычло полностью разрабатывают открытым способом.

цветных металлов, угля и других полезных ископаемых. При раз­ работке наклонных залежей вскрышные породы удаляют только

Рис. 86. Основные типы месторождений п возможные схемы карьеров.

со стороны висячего бока (рис. 86, в). При разработке крутопада­ ющих залежей вскрышные породы удаляют как со стороны висячею, так и со стороны лежачего боков залежи (рис. 86, г).

Особенностью наклонных и крутых залежей является значитель­ ное увеличение объема вскрышных пород при увеличении глубины карьера. Поэтому разработку таких месторождений иногда произ­ водят комбинированным способом — верхняя часть месторождения

тел неправильной формы (рис. 86, д) часто встречаются среди место­ рождений руд черных и цветных металлов и неметаллических по­ лезных ископаемых. К таким месторождениям можно отнести Высо­ когорское, Гороблагодатское, Коунрадское и др.

няя часть которых находится на возвышенности, а нижняя — ниже уровня земной поверхности, встречаются в гористой местности. В качестве примера таких залежей можно привести Магнитогор­ ское и Бакальское железорудные месторождения, Хибинское место­

(рис. 87, а), что значительно упрощает организацию и уменьшает стоимость вскрышных работ. При разработке залежей других типов наряду с подвиганием горных работ в горизонтальном направлении непрерывно ведут работы по углубке карьера (рис. 87, б). Это не позволяет использовать выработанное пространство карьера для размещения вскрышных пород и их размещают во внешние отвалы за пределами карьерного поля.

§ 3. Этапы и периоды горных работ

По техническому назначению и организационным признакам различают несколько этапов и периодов открытой разработки место­ рождений.

К основным этапам разработки, выделяемым по техническому назначению, относятся: 1) подготовка поверхности карьерного поля, осушение месторождения и ограждение его от внешних притоков воды; 2) вскрытие месторождения и подготовка начального фронта

вскрышных и добычных работ, 3) вскрышные работы; 4) добычные работы.

Задачей первого этапа является подготовка условий для прове­ дения вскрышных, а' впоследствии и добычных работ. Сюда вклю­ чают вырубку леса и корчевку пней, осушение болот и озер, отвод ручьев и рек за пределы карьерного поля, снос зданий и сооружений, перенос дорог и т. п. Работы по осушению месторождения обычно проводят до начала горных работ и затем продолжают в процессе разработки месторождения.

В задачу второго этана входит создание транспортного доступа с земной поверхности к полезному ископаемому. Ее выполняют проведением въездных траншей ПЛИ, значительно реже, с помощью специальных подземных выработок. Начальный фронт вскрышных и добычных работ подготавливают проведением разрезных траншей.

Задачей третьего этапа является своевременная подготовка добычного фронта карьера — удаление покрывающих и вмещающих пород, создание резерва подготовленных к добыче запасов полез­

По организационным признакам различают следующие периоды открытой разработки: 1) строительный период до пуска карьера в эксплуатацию; 2) период от пуска карьера в эксплуатацию до достижения проектной производительности; 3) период работы карь­ ера с проектной производительностью; 4) период доработки карьера.

Все горные работы строительного периода относятся к капиталь­ ным. Они финансируются и контролируются Стройбанком в соответ­ ствии с утвержденной сметой капитальных затрат на строительство данного карьера. Во всех случаях ведения горных работ стремятся по возможности уменьшить затраты на строительство карьера и за­ кончить его в наиболее короткий срок. В этот период выполняется первоначальная вскрыша — минимальный объем породных работ, необходимых для создания первоначального фронта добычи.

В период от пуска в эксплуатацию до достижения проектной производительности карьер наращивает свою производственную мощность до проектной. Горные работы этого периода финансиру­ ются в основном за счет реализации полезного ископаемого.

Период работы карьера с проектной производительностью ха­ рактеризуется планомерной добычей полезного ископаемого в со­ ответствии с заданной производительностью и требованиями к его качеству. Все горные работы этого наиболее продолжительного периода полностью финансируются за счет-реализации полезного ископаемого.

Впериод доработки карьера происходит затухание работ в связи

сисчерпанием полезного ископаемого или достижением конечной глубины карьера, при увеличении которой открытая разработка

•месторождения становится нецелесообразной. В последнем случае возможен переход с открытых работ на подземные.

§ 4. Основные способы, открытой разработки и производственные

процессы

Способ открытой разработки месторождений полезных ископае­ мых определяется технологией производства открытых горных работ, под которой понимается совокупность основных производственных процессов, обеспечивающих безопасную и экономичную добычу полезных ископаемых.

В настоящее время применяют три основных способа открытой разработки: экскаваторный, гидравлический и комбинированный.

воды и специального оборудования — гидромониторов и землесосов. Комбинированный представляет собой различные сочетания экс­ каваторного и гидравлического способов открытой разработки.

Экскаваторный способ универсален, может применяться при разработке любых горных пород и поэтому наиболее широко рас­ пространен; гидравлический — применяют в основном при разработке мягких пород, легко поддающихся размыву водой.

При экскаваторном способе открытой разработки в общем слу­ чае выполняются следующие основные технологические процессы: 1) подготовка горных пород к выемке; 2) выемочно-погрузочные работы; 3) перемещение горной массы из забоев на поверхность; 4) отвальные работы для вскрышных пород и складские — для до­ бытого полезного ископаемого.

Подготовка горных пород к выемке заключается главным обра­ зом в осушении уступа при сильной обводненности или рыхлении, если породы полускальные и скальные. Рыхление пород осуще­

с помощью экскаваторов, скреперов, бульдозеров, различных транс­

и др.; вскрышные породы могут перемещаться экскаватором непо­ средственно в отвал. К основным видам карьерного транспорта относят железнодорожный, автомобильный и конвейерный, а также комбинированный, представляющий различные их сочетания.