16.01.2021

Элементы систем открытой разработки


1. Уступ, подуступ, забой. При разработке угольных месторождений открытым способом, как указывалось выше, всю толщу вскрышных пород и угля разделяют на горизонтальные слои или уступы. Высота уступа, согласно § 29 ПТЭ, устанавливается в соответствии с рабочими размерами экскаваторов.

Разделение всей толщи пород и угля на уступы считается более благоприятным, правильным и удобным для эксплуатации, если каждый уступ нарезан в толще однородной породы. Однако это трудно достижимо, и на практике в большинстве случаев высота уступа принимается от 10 до 15 м.

Высота угольных уступов, определяемая на горизонтальных или пологих месторождениях мощностью пласта, может быть меньшей, например, 2—3 м — для Подмосковного бассейна, 5—6 м — на Райчихинском и 7—8 м — на Черемховском месторождениях. Вообще же при значительной мощности угольной толщи и пород вскрыши высота уступов устанавливается в зависимости от глубины и высоты черпания экскаваторов и лишь при наличии на месторождении отдельных однородных пластов вскрыши или угля они выделяются в самостоятельные уступы соответствующей высоты.

При разработке месторождений многочерпаковыми экскаваторами высота породных и угольных уступов может быть различна. Она устанавливается в зависимости от мощности вскрыши и угля, устойчивости их в уступах и необходимости иметь в производстве возможно меньшее число откаточных горизонтов.

Нередко уступы по высоте разделяют на две и более частей, называемых подуступами (рис. 76 и 77).

Необходимость указанного разделения может быть вызвана:

а) сложными условиями залегания месторождения, когда разработка его уступами однородного строения невозможна (рис. 76, а);

б) необходимостью производить при неспокойном залегании зачистку кровли или почвы угольного пласта (рис. 76, б, 77, а) и полную выемку угля в местных понижениях почвы пласта (рис. 76, б);

в) переменной высотой уступа (рис. 76, а), когда отработка его, начинаясь с минимальной высоты, достигает затем нормальной;

г) необходимостью планировки горизонта для размещения горнотранспортного оборудования; в этом случае и уступы нормальной высоты для данного экскаватора могут отрабатываться на один спланированный откаточный горизонт (рис. 77, а, б);

д) невозможностью размещения на ненадежном основании горнотранспортного оборудования, как это видно, например, из рис. 77, б, где пластичная глина не может служить рабочим горизонтом для отработки толщи песка верхним черпанием.

Во всех перечисленных случаях разделения уступов на подуступы целесообразно и необходимо устройство рабочих площадок на промежуточных горизонтах, которые могут быть спланированы с необходимым уклоном для транспорта. В этих случаях обеспечивается хорошая зачистка почвы и кровли пласта и тщательная выемка нижним черпанием угольного подуступа во всех неровностях почвы пласта.

При крутых и наклонных пластах выделение уступов или подуступов, состоящих из однородных пород, осуществить вообще не представляется возможным. Наоборот, на таких месторождениях горизонтальный слой, отрабатываемый одним уступом или подуступом, может вмещать угольные пласты и породы вскрыши.

Способы отработки уступов и применяемые при этом экскаваторы определяют формы и размеры забоев уступов и подуступов.

Забои экскаватора-механической лопаты располагается с торца и имеет в мягких и плотных грунтах криволинейный профиль и план. При сыпучих или разрыхляемых взрывными работами крепких породах профиль забоя устанавливается соответственно углу естественного откоса материала.

Забой драглайна располагается ниже уровня его стояния с торца (лобовой забой) или с откоса (боковой забой).

Забой цепного многочерпакового экскаватора определяется типом и конструкцией экскаватора и очертания его могут быть различными.

Забой роторного экскаватора по своим общим очертаниям аналогичен забою экскаватора-механической лопаты, если только в нем не производится раздельная выемка. При раздельной отработке уступов форма забоя приобретает вид, представленный на рис. 101.

2. Заходка, блок, фронт работ. Отработка уступов производится отдельными полосами или заходками (рис. 78), ширина которых равна ширине забоя уступа. Указанная ширина определяется при работе механических лопат, стругов, обратных лопат и роторных экскаваторов радиусом их черпания, при работе драглайна — принятым углом поворота стрелы при черпании и при работе цепных экскаваторов — шагом поперечной передвижки.

Длина каждой заходки равна всей длине уступа или части его, называемой блоком (рис. 79). При разработке месторождений одноковшевыми экскаваторами длина блока устанавливается в пределах 300—500 м для крепких пород и 200—400 м для мягких. Такая длина обеспечивает бесперебойную и независимую работу экскаваторов и возможность безопасного производства взрывных работ в соседних блоках.

Для отработки каждого блока выделяется отдельный комплект механизмов: экскаватор, буровой станок и другие вспомогательные механизмы для планировки и зачистки рабочей площадки. Поскольку длина заходки разделяется на несколько (два и более) блоков, то разработка каждого блока самостоятельным парком механизмов увеличивает объем горной массы, выдаваемой с уступа на всей его длине, делает более интенсивным подвигание фронта работ и, обеспечивая высокую производительность карьера, ускоряет его отработку.

Применение на вывозке угля вместо железнодорожных составов автотранспорта или конвейеров позволяет длину блока иметь меньшую — до 100—200 м.

Длина блока принимается тем больше, чем больше мощность экскаватора и соответствующие ему средства транспорта. При отработке уступов мощными многочерпаковыми экскаваторами в большинстве случаев каждый уступ отрабатывается одним экскаватором, причем уступ на блоки не разбивается.

Количество блоков и длина каждого из них определяются также длиной фронта работ каждого уступа и количеством вскрышных или добычных уступов, т. е. общим, суммарным фронтом добычных или вскрышных работ. При длинном фронте работ уступа время на обменные операции транспортных средств при погрузке в забое увеличивается и в связи с этим увеличиваются простои экскаватора и уменьшается его производительность; поэтому предпочитают при проектировании и строительстве карьеров назначать длину фронта работ каждого уступа не более 1500—2000 м. Таким образом, количество блоков каждого уступа и всего карьера в целом и длина блока определяются: производительностью карьера, длиной фронта работ каждого уступа и общей длиной вскрышного и добычного фронта всех уступов карьера, количеством вскрышных и добычных уступов, производительностью экскаваторов, мощностью, производительностью и мобильностью транспортных средств.

Рабочие площадки (рис. 80) уступов предназначаются для размещения на них горнотранспортного оборудования и должны обеспечивать удобную работу людей и машин. Располагаются рабочие площадки на почве или на кровле уступа или же, при разделении уступа на подуступы, — на промежуточном, среднем горизонте. Рабочие площадки устраиваются обычно с небольшим уклоном 0,010—0,015 в продольном направлении, реже они бывают горизонтальными. Длина рабочих площадок равна длине соответствующих им уступов.

Наименьшая ширина рабочих площадок (рис. 80) определяется шириной заходки А и шириной развала Б, поперечными размерами установленного оборудования, видом применяемого транспорта и необходимыми безопасными расстояниями В' и В между транспортными устройствами и подошвой развала с одной стороны и верхней бровкой нижележащего уступа — с другой. При крепких породах ширина рабочей площадки должна быть больше, чем при мягких, за счет размещения на ней развала после взрывных работ в забое и необходимости установки буровых станков для обуривания уступов. На рабочей площадке предусматривается размещение железнодорожных путей или необходимые проезды для автотранспорта, или места для установки конвейеров. Наименьшая ширина рабочей площадки с железнодорожным транспортом составляет обычно 20—30 м при разработке мягких пород и 40—50 м — при скальных.

Наименьшая ширина рабочих площадок на угольных уступах составляет 20—30 м при транспортировке угля в автосамосвалах и 15—20 м — конвейерами.

При разработке мягких пород многочерпаковыми экскаваторами ширина рабочих площадок определяется в каждом отдельном случае размерами применяемого оборудования и принимается обычно в пределах 30—60 м. Безопасность и удобство работы на рабочих площадках обеспечиваются необходимыми зазорами или расстояниями между оборудованием и элементами уступа. Согласно § 34 ПТЭ п. «а» и «б» расстояние В (рис. 80) от линии естественного обрушения пород, слагающих уступы, до оси ближайшего железнодорожного пути или оси конвейера должно быть не менее 4 м; расстояние В' от подошвы обрушения или развала до оси ближайшего железнодорожного пути или оси конвейера должно быть не менее 2 м. Ширина междупутья Д принимается 4,1—5 м, тогда ширина всей полосы на рабочей площадке для железнодорожного транспорта составляет 10—11 м.

Кроме рабочих площадок, различают: а) нерабочие площадки, б) предохранительные и в) транспортные. Нерабочие площадки (рис. 77) имеют место при разделении уступов на под-уступы, когда рабочие горизонты находятся в средней части уступа. Планировка нерабочих площадок не производится. Ширина их должна быть достаточной для обеспечения устойчивости уступов и подуступов и независимой их отработки. Нерабочие площадки, расположенные на нерабочем борту карьера, называются предохранительными площадками или бермами. Требования, предъявляемые к предохранительным площадкам, и их ширина регламентируются § 38 и 39 ПТЭ. Транспортные площадки предназначаются для расположения на них железнодорожных путей или устройства автодорог, соединяющих забойные пути со стационарными путями капитальных траншей. Ширина транспортных площадок зависит от рода транспорта.

Нормальная и бесперебойная работа угольного карьера в значительной мере обусловливается фактической шириной рабочих площадок. Ширину последней желательно иметь в два-три раза выше расчетной. Такое опережение обеспечивает независимую отработку уступов на длительное время. Это особенно важно при авариях механизмов, вызывающих продолжительные простои их, или при внезапных обрушениях уступов, когда уборка оползневой породы может производиться без прекращения отработки нижележащего уступа.





Яндекс.Метрика