Елементи уступу.
Як указувалося раніше, розробка корисної копалини і порожньої породи в кар'єрах ведеться в уступах видобувних і розкривних. На рис. 13.2 показані два уступи з указівкою посування вибою заходок і загальний фронт робіт.
Розрізняють наступні елементи уступу.
Площадка уступу– горизонтальна поверхня, що обмежує уступ за висотою. Відповідно виділяють верхню і нижню площадки. Для уступу «а»: верхня – 1, нижня – 5, для уступу «б»: верхня – 5, нижня – 2.
Укіс уступу – похила площина – 3, що обмежує уступ з боку виробленого простору.
Кут укосу уступу α– кут між укосом уступу і нижньою його площадкою. Кут укосу не повинний бути більш кута внутрішнього тертя порід уступу.
Бровка уступу– лінія перетинання укосу і площадки уступу. Відповідно виділяють верхню – 8 і нижню – 4 бровки.
Заходка уступу– смуга порід чи корисної копалини, у якій проводять виїмку гірських порід 6 і корисної копалини 7. Ширина заходки залежить від засобів механізації робіт.
Верхній контур кар'єру– лінія перетинання борта кар'єру з денною поверхнею. Положення верхнього контуру кар'єру до моменту закінчення робіт називають кінцевим контуром кар'єру.
Рис. 13‑135 – Елементи уступу
Етапи відкритої розробки.
Відкрита розробка проходить наступні етапи (періоди):
вибір ділянки, тобто визначення контуру гірничого відводу і напрямок експлуатаційних робіт;
підготовка поверхні родовища, що полягає у видаленні природних (ліса, струмки, озера, болота і т. п.) і штучних (будинки, спорудження) перешкод для ведення гірничих робіт;
попереднє осушення родовища – дренаж;
розкриття родовища;
розкривні і видобувні роботи;
рекультивація.
Перші три етапи, а саме – вибір ділянки, підготовка поверхні родовища і попереднє його осушення не вимагають роз'яснень. Тому перейдемо до розгляду основних виробничих процесів, тобто до розкривних, відвальних і видобувних робіт.
Розкриття кар'єрних полів.
Раніше було показано, що розробка гірських порід кожного шару кар'єру починається з проведення розрізної траншеї. Глибина цієї траншеї дорівнює товщині розроблювального шару порід. Але, щоб вийти на рівень підошви розрізної траншеї, необхідно пройти відкриту гірничу виробку з денної поверхні. Такою виробкою є капітальна траншея – похила відкрита гірнича виробка, проведена з денної поверхні до нижньої площадки уступу. Проведення такої траншеї забезпечує розкриття кар'єрного поля.
Поперечний переріз капітальної траншеї, як правило, має форму трапеції, розміри якої визначаються шириною нижньої основи, кутом укосів бортів і глибиною самої траншеї. В залежності від виду кар'єрного транспорту, ширина нижньої основи траншеї коливається від 3-4 до 14-15 м. Більші значення відносяться до автомобільного і залізничного транспорту, менші – до конвеєрного.
Кути укосів бортів траншей приймаються в межах 15-50°– при піщано-глинистих породах і 45-70°при тривких монолітних породах.
Ухили капітальних траншей складають 0,020…0,030 при залізничному транспорті і 0,060…0,100 при автотранспорті.
Проходка траншеї може здійснюватися екскаватором з укладанням породи на одному чи двох бортах траншеї (рис. 13-3), тобто безтранспортний спосіб. При транспортному способі проходки породу вивозять у зовнішні відвали (рис. 13-4). Може застосовуватися і комбінований спосіб проведення траншеї, при якому частина породи розміщається на бортах траншеї, а іншу вивозять за її межі.
Капітальні траншеї можуть бути внутрішніми і зовнішніми. Внутрішні траншеї розташовують усередині контуру кар'єру, на його бортах; зовнішні – за межами його контуру. У свою чергу капітальні траншеї можуть бути окремими, коли на кожен уступ проводиться своя траншея і загальні, коли одна траншея обслуговує кілька уступів.
На рис. 13-5 показаний приклад розкриття кар'єрного поля, представленого двома уступами (розкривним і видобувним), при розкритті двома окремими зовнішніми траншеями, а на рис. 13-6 – при розкритті однією загальною зовнішньою траншеєю.
Рис. 13‑136 – Безтранспортний спосіб проходки траншей: а – драглайном; б – механічною лопатою
Рис. 13‑137 – Транспортний спосіб проходки траншей з залізничним транспортом: а – з нижнім укладанням; б – з верхнім укладанням
Рис. 13‑138 – Розкриття окремими зовнішніми траншеями: 1 – капітальна траншея першого уступу; 2 – вибій першого уступу; 3 – вибій другого уступу; 4 – капітальна траншея другого уступу; 5 – рейкові шляхи
Рис. 13‑139 – Розкриття загальною внутрішньою траншеєю
В другому випадку капітальна траншея має поперечний переріз східчастої форми, для двох доріг, кожна з який виходить на свій уступ.
При розробці похилих і крутих покладів на великих глибинах у кар'єрах глибиною 300-400 м місце закладення зовнішньої траншеї повинне розташовуватися на значному видаленні від контуру кар'єру, що незручно. У цих випадках застосовують внутрішні траншеї. Вони проводяться по неробочому борті кар'єру і не виходять за його межі. Як і зовнішні, внутрішні траншеї можуть бути окремими і загальними. На рис. 13-7 показані принципові схеми розкриття внутрішніми, окремими і загальною, капітальними траншеями.
Рис. 13‑140 – Розкриття внутрішніми траншеями а – окремими; б – загальною; 1 – вибій нижнього уступу; 2 – вибій верхнього уступу; 3 – дорога