Вскрытие рабочих горизонтов при разработке наклонных и крутых рудных залежей

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Вскрытие рабочих горизонтов при разработке наклонных и крутых рудных залежей

09.12.2019

При разработке наклонных и крутых залежей происходит изменение рабочей зоны карьера, что в свою очередь вызывает изменение схемы вскрытия рабочих горизонтов. Локальные изменения схемы вскрытия происходят постоянно в период эксплуатации карьера и связаны со вскрытием новых горизонтов, изменением расстановки оборудования, сооружением новых и ликвидацией старых вскрывающих выработок. Значительные изменения в схеме вскрытия чаще всего происходят при реконструкции карьера. Все эти изменения должны укладываться в общую концепцию системы вскрытия, заложенную при проектировании карьера.

Формирование схем вскрытия на действующем карьере ведется с учетом следующих положений:

1. Транспортные коммуникации должны иметь возможно более продолжительный срок существования или укладываться в стационарное положение, что обеспечивает высокую их пропускную способность, большие скорости движения транспорта и снижение затрат на их содержание и ремонт.

2. Схема вскрытия должна обеспечивать создание систем специализированных грузопотоков по видам карьерных грузов (рудных, скальной и рыхлой вскрыши, попутных полезных ископаемых и др.), и зонам карьера (с целью сокращения расстояний перемещения грузов), не допускать или сводить к минимуму скрещивание грузопотоков.

3. При изменении схемы вскрытия должна максимально использоваться существующая транспортная схема. Сформированная система грузопотоков должна соответствовать пропускной способности транспортных коммуникаций и раздельных пунктов, приемной способности пунктов приема горной массы (отвалов, перегрузочных пунктов и др.).

4. При создании новых грузопотоков транспортная схема в них должна быть рассчитана на максимальную мощность этого грузопотока. Реализация расчетной схемы производится при создании грузопотока или этапами по мере наращивания его мощности.

5. При формировании схемы вскрытия следует стремиться к упрощению формы трассы за счет сокращения числа изменений ее направлений.

6. С целью сокращения расстояния транспортирования в схеме вскрытия рационально предусматривать дополнительные транспортные выходы с рабочих горизонтов за счет создания временных траншей и съездов, транспортных перемычек.

7. Схема вскрытия должна учитывать возможность ее последующего изменения при развитии горных работ, то есть создаваться с учетом перспективы работы карьера.

В систему капитальных траншей, обеспечивающую вскрытие всех рабочих горизонтов карьера, могут входить траншеи, различающиеся их расположением относительно контура карьера, числом уступов, вскрываемых данной траншеей, стационарностью трассы, глубиной заложения. В зависимости от размеров карьера в плане, его текущей глубины, вида транспорта и других факторов трассы капитальных траншей могут иметь различную форму.

Вскрытие рабочих горизонтов нагорных месторождений чаще всего осуществляется системой общих или групповых полутраншей внешнего заложения. В схеме вскрытия в качестве элементов могут использоваться рудоспуски, рудоскаты, подземные горные выработки (более подробно см. в главе 12).

При разработке месторождений нагорно-глубинного типа вскрытие нагорной зоны осуществляется системой полутраншей, чаще внешнего заложения. Вскрытие рабочих горизонтов глубинной зоны карьера осуществляется системой внутренних траншей, автономной от полутраншей нагорной части. Для вскрытия глубинной зоны внешнее заложение траншей используется редко.

Для вскрытия верхних горизонтов карьеров, расположенных в равнинной местности, целесообразно использование внешних траншей. К достоинствам вскрытия с использованием внешних траншей относится высокая пропускная способность трассы, упрощение формы трассы системы капитальных траншей, независимость производства работ по проведению траншеи и ведению горных работ в период строительства.

Рациональная глубина заложения внешних траншей определяется производительностью и размерами карьера. Она составляет для карьеров небольшой производительности 15-20 м, средней — 25-30 м и большой — 40-50 м. Увеличение этих глубин заложения внешних траншей целесообразно в случае упрощения трассы за счет углубления внешней траншеи на 1 горизонт, при разработке месторождения очередями и расположении внешней траншеи по границе контура второй очереди и при большой мощности малоустойчивых наносов, когда внешней траншеей вскрывается залежь полезного ископаемого.

На крупных карьерах внешние траншеи предусматривается проходить на значительные глубины, сосредотачивая в них мощные грузопотоки горной массы. Так на Первомайском карьере (Украина) южная внешняя траншея заложена на глубину 60 м, имеет 5 железнодорожных путей и рассчитана на грузопоток в 40 млн т в год. Юго-восточная траншея Сарбайского карьера (Казахстан) при глубине 60 м имеет 6 путей, что обеспечивает годовую мощность грузопотока 60 млн т.

В проекте разработки Канарского месторождения вскрытие рабочих горизонтов предусмотрено с проведении двух внешних траншей (рис. 9.1). Западная траншея имеет глубину заложения 58 м и уклон 57%. Восточная траншея пройдена на глубину 124 м и рассчитана на грузооборот 50 млн т в год. Эти две внешние траншеи обеспечивают вскрытие всех горизонтов с железнодорожным транспортом прямыми заездами. Нижние горизонты вскрыты внутренними автомобильными съездами.

Ниже отметки заложения внешних траншей рабочие горизонты вскрывают внутренними траншеями. При однобортовой продольной системе разработки трассу внутренних траншей формируют на нерабочем борту, что обеспечивает ее стационарность. При железнодорожном транспорте скользящими съездами вскрывается только нижняя часть рабочей зоны в пределах 1-2 горизонтов, заведение железнодорожных путей на которые затруднено из-за малого радиуса кривой в торцевой части карьера. В некоторых случаях из-за сложности заведения железнодорожных путей на нижний уступ его отрабатывают с верхней погрузкой, что исключает устройство скользящих съездов.

При двухбортовой продольной системе разработки стационарная трасса внутренних траншей формируется только при постановке бортов в конечное положение. Внутри же рабочей зоны вскрытие рабочих горизонтов осуществляется временными или скользящими съездами.

Скользящие съезды применяют при железнодорожном транспорте. Ширина скользящего съезда принимается больше, чем стационарного и рассчитывается из условия размещения на нем развала взорванных пород, погрузочного экскаватора и дополнительного погрузочного пути. По сравнению со стационарными, на скользящих съездах уменьшается величина уклона, что обусловлено необходимостью ведения погрузочных работ на съезде, возможностью трогания состава с места на уклоне и общим ухудшением условий эксплуатации подвижного состава. Переменная высота уступа в границах съезда усложняет ведение буровзрывных работ, увеличивается объем путепереукладочных работ. Эти недостатки приводят к увеличению затрат на горные работы в границах съезда на 25-30%.

Временные съезды используются для вскрытия горизонтов в рабочей зоне карьера при двухбортовой и кольцевой системах разработки. В отличие от скользящих съездов они проводятся по взорванной горной массе. При необходимости переноса на расстоянии 50-200 м создается новый съезд, а старый отрабатывается. Чаще всего временные съезды используются при применении на карьере автомобильного транспорта. Учитывая малые затраты на строительство съезда обычно на горизонте их устраивают несколько, что позволяет максимально сократить расстояния транспортирования. Срок службы временных съездов небольшой и обычно не превышает 0,5 года. Поэтому временные съезды не имеют специального дорожного покрытия. Уклон временных съездов делается на 20-50% меньше, чем на стационарных съездах. При однобортовой системе разработки на нерабочем борту формируется стационарная трасса вскрывающих выработок. Однако среднее расстояние транспортирования по горизонту до съезда на постоянном борту в 2-4 раза больше, чем до временного съезда на рабочем борту. Поэтому часто в целях сокращения расстояний транспортирования наряду со стационарной трассой на рабочем борту устраивают временные съезды. Эффективность временных съездов тем выше, чем больше длина карьера. При вытянутых карьерных полях рационально формировать в рабочей зоне несколько временных трасс, что позволяет сократить расстояние перевозок в рабочей зоне в 1,5-2,2 раза.

При небольшой глубине карьера трасса капитальных траншей простая. При увеличении глубины карьера длина борта становится недостаточной для размещения капитальной траншеи и вскрытие рабочих горизонтов осуществляется при сложной форме трассы.

При продольных системах разработки и использовании железнодорожного транспорта изменение направления трассы чаще производится за счет устройства тупиков. Длина тупиковых площадок примыкания определяется из условия размещения на них поезда и возможности торможения его перед остановкой и составляет 250-600 м. К достоинствам тупиковой формы трассы относится надежность в эксплуатации, возможность ведения горных работ на нескольких горизонтах, простота при строительстве и эксплуатации. Недостатки тупиковой формы трассы связаны со снижением ее пропускной способности.

Петлевая форма трассы имеет более высокую пропускную способность по сравнению с тупиковой, но на устройство петли требуется большая площадка, при сооружении которой выполняются значительные объемы вскрышных работ. Поэтому петлевые формы трассы нашли преимущественное применение при автомобильном транспорте.

Спиральная форма трассы получила распространение при вскрытии рабочих горизонтов на округлых карьерных полях. При веерной рассредоточенной системе разработки спиральная трасса формируется на конечном контуре карьера, поэтому в начальный период работы карьера ее применяют редко. При кольцевой центральной системе разработки формирование стационарной трассы ведется при достижении горными работами конечного контура. Нижние уступы в рабочей зоне вскрываются временными съездами, которые чаще всего продолжают стационарную спиральную трассу.

На ряде крупных карьеров при длительном сроке их существования получило распространение проведение вспомогательных траншей для вскрытия группы верхних горизонтов. Вспомогательные траншеи рациональны при разработке карьерного поля очередями в том случае, когда на верхних горизонтах сосредоточены значительные объемы вскрышных пород. Вспомогательные траншеи могут иметь различное расположение относительно контура карьера. По отношению к контуру 1 очереди карьера они имеют, как правило, внешнее заложение. Желательно их располагать в контурах последующих очередей развития карьера, что позволит избежать выполнения дополнительных объемов законтурной вскрыши. Варианты расположения вспомогательных траншей для карьера первой очереди Качарского карьера показаны на рис. 9.2.
Вскрытие рабочих горизонтов при разработке наклонных и крутых рудных залежей

Вспомогательные траншеи обеспечивают ускоренный ввод в работу железнодорожного транспорта на верхних горизонтах карьера и позволяют организовать грузопотоки вскрышных пород в наиболее целесообразном направлении. Кроме того, вспомогательные траншеи могут снять часть нагрузки с основных вскрывающих выработок в наиболее напряженный период работы карьера.

Глубина заложения вспомогательных траншей определяется на основе технико-экономического расчета и может достигать 100 метров. Уклон вспомогательных траншей принимают на 10-20% меньше, чем уклон стационарных капитальных траншей, что позволяет увеличить полезную массу поезда при транспортировании вскрышных пород с верхних горизонтов, повысить производительность горного и транспортного оборудования и создавать мощные породные грузопотоки.

Строительство вспомогательных траншей возможно вести с использованием железнодорожного или автомобильного транспорта, а также скреперов.

В практике открытых горных работ вспомогательные траншеи нашли применение на ряде железорудных карьеров: Стойленском, Соколовском, Сарбайском, Канарском и других.

Планирование и корректировка схем вскрытия производится по этапам развития горных работ. В зависимости от динамики развития горных работ величина этапа может составлять от 5 лет до 1 года. Исходным материалом для планирования схем вскрытия являются планы горных работ по этапам их развития. Для каждого отдельного календарного контура рассматривают возможные схемы вскрытия, оценивая их по величине транспортной работы. Трудоемкость многовариантных расчетов значительно уменьшается при использовании приближенных способов определения расстояний транспортирования. Благодаря этому возможна многовариантная оптимизация схем вскрытия. Близкие по показателям рациональные схемы вскрытия оценивают по косвенным показателям давая предпочтение схемам с большей протяженностью постоянных коммуникаций, меньшим количеством изменения направления движения.

При использовании автотранспорта рациональный порядок схем вскрытия за многолетний этап развития горных работ обеспечивается вскрытием в рабочей зоне нижних горизонтов одним съездом и последовательным увеличением их количества на один-два на каждый вышележащий рабочий горизонт. В нерабочей зоне карьера количество съездов уменьшается до числа приемных пунктов на поверхности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: