16.01.2021

Горные работы, горные выработки и элементы открытых разработок


Горными работами называют работы, в результате которых, производится добыча полезного ископаемого (угля, руды и т. п.). Она осуществляется открытым или подземным способом. Добыча полезных ископаемых открытым способом сопровождается производством вскрышных работ (выемка пород вскрыши), отвальными работами (укладка пород вскрыши в отвал) и очистными работами (выемка полезного ископаемого). В результате горных работ в толще полезного ископаемого или пустых пород, при добыче полезного ископаемого, образуются пустоты, которые называются горными выработками.

На открытых работах в результате производства горных работ образуются выработки, которые называют траншеями, иногда разрезами.

В зависимости от цели проходки и назначения горные выработки подразделяются на капитальные, подготовительные и очистные.

Капитальные выработки проводятся с целью открыть доступ к месторождению полезного ископаемого. На открытых работах к капитальным горным выработкам относятся въездные и выдачные траншеи, по которым прокладываются железнодорожные пути или автомобильные дороги, или устанавливаются конвейеры для выдачи полезного ископаемого, а также пород вскрыши на поверхность.

Подготовительные выработки проводятся с целью подготовки месторождения к разработке.

К подготовительным выработкам на открытых работах относятся разрезные и специальные траншеи.

Разрезные траншеи предназначаются для подготовки вскрышных и добычных горизонтов к эксплуатации. Проводятся они в толще вскрышных пород и угля в контурах карьерного поля, образуют уступы и тем самым создают фронт вскрышных и добычных работ.

Специальные траншеи служат в основном для дренажа и водоотлива.

Горные выработки, образующиеся в результате очистных работ, называются очистными выработками или очистным пространством.

Место, где производятся горные работы (отбойка полезного ископаемого или пустой породы), называют забоем.

Горные выработки могут быть открытыми и подземными. В первом случае они проводятся на земной поверхности, во втором — в недрах земли.

Совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения полезного ископаемого, носит название карьера (разреза).

В практике принято также называть карьером горное предприятие, ведущее открытую разработку месторождения.

Таким образом, понятие карьер может употребляться в техническом и хозяйственном значении.

Доступ от поверхности земли к месторождению и первоначальный фронт работ для отработки уступов создаются при помощи капитальных и разрезных траншей. Эти траншеи обнажают полезное ископаемое и нарезают рабочие горизонты — уступы.

Траншея представляет собой канавообразную открытую горную выработку трапецеидального поперечного сечения (рис. 11).
Горные работы, горные выработки и элементы открытых разработок

Размеры траншей неодинаковы: все они имеют различную ширину, глубину, длину и разный уклон.

Разрезные траншеи проводятся горизонтально, или с уклоном до 0,010; на образованных ими площадках уступов производится погрузка горной массы в железнодорожные составы, в автомашины и пр.

Капитальные траншеи относятся к наклонным выработкам, величина уклона которых зависит от вида карьерного транспорта и принимается:

Капитальные траншеи, предназначенные для колесного транспорта, имеющие уклон до 0,20, называются наклонными в отличие от крутых траншей, в которых устанавливаются конвейерные или канатные подъемники. Уклон крутых траншей принимается: для конвейерных подъемников до 18° и для канатных до 45°.

Борта капитальных траншей должны быть достаточно устойчивыми; с этой целью, согласно § 22 ПТЭ, крутизна откосов траншей устанавливается в мягких породах не более угла их естественного откоса и в крепких скальных и полускальных породах от 45 до 70° в зависимости от степени раздробления их взрывами. При глубине капитальных траншей (более 15 м) углы откосов их устанавливаются специальными расчетами.

Ширина капитальных траншей понизу для железнодорожного транспорта, согласно § 23 ПТЭ, устанавливается:

Размеры разрезных траншей определяются начальной глубиной разработки карьера, количеством уступов, шириной рабочих площадок уступов, количеством готового к выемке запаса угля и пр.

В соответствии с этим размеры и поперечное сечение разрезных траншей колеблются в очень широких пределах.

Разработка вмещающих горных пород и самого полезного ископаемого производится горизонтальными слоями сверху вниз.

Разработка каждого верхнего слоя опережает разработку нижнего, поэтому карьер представляет собой ряд уступов с рабочими площадками — горизонтами (рис. 12).

Часть толщи горных пород в карьере, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая самостоятельными средствами выемки и транспорта, называется уступом (рис. 13).

Часть уступа карьера по его высоте, которая разрабатывается самостоятельными средствами выемки, но обслуживается транспортом, общим для всего уступа, называется подуступом. В каждом уступе различают следующие элементы: площадки, откос и бровку уступа (рис. 13).


Площадка, расположенная над откосом уступа, называется верхней площадкой уступа. Площадка, расположенная ниже откоса данного уступа, — нижней площадкой уступа.

Площадки уступа бывают рабочие и нерабочие. Рабочие площадки предназначаются для расположения основного рабочего оборудования (экскаваторов и др.). Нерабочие площадки обычно служат для независимой отработки отдельных уступов; их ширина устанавливается по потребности.

Наклонная рабочая поверхность уступа называется откосом уступа (рис. 13). Линию пересечения откоса уступа с верхней или нижней площадкой называют бровкой уступа. Различают верхнюю бровку (линия пересечения откоса с верхней площадкой) и нижнюю бровку (линия пересечения откоса с нижней площадкой).

В самом карьере различают следующие элементы (рис. 14): борт карьера, подошву карьера и контуры карьера.

Бортом карьера называют боковую поверхность, которая ограничивает карьер.

Нижняя поверхность карьера называется подошвой карьера; верхний контур карьера представляет собой линию пересечения борта с неразработанной земной поверхностью; линия, где пересекается борт карьера с его подошвой, называется нижним контуром карьера.

При разработке месторождения открытым способом для осушения проводятся дренажные, водоотводные и нагорные канавы.

Дренажные и нагорные канавы показаны на рис. 15. Дренажные и водоотводные канавы обычно имеют небольшие поперечное размеры, они проводятся в выработанном пространстве по подошве карьера или на площадке уступа и служат для осушения подошвы карьера и отвода воды из его пределов. Для ограждения карьера от атмосферных вод по контурам карьера проходятся нагорные канавы.

Дренажные, водоотводные и нагорные канавы представляют собой выемки прямоугольного (рис. 15, а) или трапецоидального сечения (рис. 15, б).





Яндекс.Метрика