| Вид карьерного транспорта | Величина подъёма в направлении движения транспортных сосудов, % | |
| гружёных | порожних | |
| Наклонные траншеи | ||
| Железнодорожный | ||
| паровая тяга | 0,02-0,03 | 0,025-0,035 |
| тепловозная и электрическая тяга | 0,025-0,04 | 0,025-0,06 |
| моторные вагоны | 0,04-0,05 | 0,06-0,08 |
| Автомобильный | 0,05-0,1 | 0,08-0,12 |
| Крутые траншеи | ||
| Бесклетевой подъём с тягачами | 0,12-0,25 | - |
| Ленточные конвейеры | 0,25-0,33 | - |
| Клетевой подъём | 0,25-0,5 | - |
| Скиповой подъём | 0,5-1,0 | - |
22-23) Схемы автомобильных дорог карьера и их основные параметры
Карьерные автодороги разделяются на основные– между приемными пунктами полезного ископаемого или отвалами и рабочими горизонтами карьера и соединительные – по рабочим горизонтам и отвальным уступам. Основные автодороги располагают в системе траншей, на поверхности и на въездах на отвалы.
Дороги состоят из участков,различающихся положением и характеристиками: уклоном, шириной, радиусом закругления и типом дорожной одежды, что характерно для отдельных зон карьерного поля.
Обычно месторождения, разрабатываемые с использованием автотранспорта, имеют сложную форму, горные работы развиваются неравномерно, в рабочей зоне карьера часто изменяются положение и число вскрывающих выработок, дорог и их участков.
Первоначально горизонты часто вскрывают временными наклонными траншеями, проведенными при разработке мягких пород по целику, а при разработке скальных пород — по взорванной горной массе на высоту уступа. Они обеспечивают быстрый транспортный доступ к полезному ископаемому. Срок службы этих траншей изменяется от 2 до 12 мес. Уклон таких дорог достигает 9—12 %, а радиус кривых составляет 15—40 м.
После подготовки фронта горных работ уступа грузотранспортная связь забоев с поверхностью осуществляется обычно по временным съездам, располагаемым на откосах уступов. Уклон этих съездов в средней зоне карьера составляет 7—8 %, а радиус кривых — 20—60 м (реже 15 м).Число временных съездов на мощных карьерах достигает трех—семи на горизонт. Увеличение размеров горизонта в плане и соответственно длины фронта работ связано с уменьшением скорости его подвигания. При этом срок службы временных съездов увеличивается (обычно превышает 6 мес), что позволяет устраивать на них дорожную одежду усовершенствованного или переходного типа. По мере развития горных работ эти съезды, как правило, переносят, смещая в плане вдоль фронта работ на 50—150 м.
После достижения верхними уступами конечного или промежуточного (этапного) контура карьера устраивают капитальные съезды по этим нерабочим бортам карьера и постоянные автодороги на них с покрытием усовершенствованного типа, уклоном 5—7% и радиусом кривых 20—120 м. При этом число съездов сокращается ввиду уменьшения грузопотоков с верхних горизонтов. При применении комбинированного автомобильно-железнодорожного транспорта к этому времени обычно проводят на верхние горизонты железнодорожные пути.
С углублением карьера уменьшается длина рабочего фронта и снижаются общие объемы горных работ на горизонтах. По этому в нижней части рабочей зоны карьера сокращают число съездов на каждом горизонте и постоянные дороги устраивают с параметрами, характерными для временных дорог: повышенными уклонами, дорожной одеждой переходного и низшего типа, малыми радиусами кривых и г. д.
Как и при железнодорожном транспорте, автомобильные съезды могут примыкать к горизонтам на руководящем подъеме, смягченном подъеме (с пологой вставкой) и на площадке (с горизонтальной вставкой).
Примыканиена руководящем подъеме типично для съездов на верхних, уже отработанных горизонтах при сквозном движении автомобилей по этим съездам, расположенным на нерабочем борту карьера, между поверхностью и нижележащими рабочими горизонтами.
Конструкцияпунктовпримыканиястационарныхсъездовна нерабочих уступах к соединительнымдорогамнарабочихгоризонтахзависит в первую очередь от формы трассы.
При простой форме трассы соединительные автодороги примыкают к съездам на горизонтальной или чаще пологой (уклон 2—4 %) вставке длиной 20—40 м. При петлевой форме трассы и примыкании основного съезда на петле, выполняемой обычно в виде серпантины, целесообразно устройство горизонтальной вставки (рис. 2.10, а).
Рис. 2.10 – Схемы пунктов примыкания автомобильных съездов к рабочим горизонтам
Съезды выполаживаются не только в пунктах примыкания, но и на криволинейных участках с радиусом менее 50 м для уменьшения общего сопротивления движению автомобилей, а также при затяжных спусках на нерабочем борту и на поверхности для обеспечения безопасности движения. В последнем случае предусматривается устройство через 500—600 м вставок длиной не менее 50 м с уклоном не более 2 %. Уклон (%) на криволинейном участке:
где R — радиус кривой, м.
При минимальном радиусе поворота 20—30 м уклон криволинейного участка трассы не должен превышать 4—5 %.
В пунктах примыкания к забойным автодорогам съездов, расположены на рабочембортукарьера,устраиваются горизонтальные вставки (рис. 2.10, б), минимальная длина которых приближенно равна сумме радиуса поворота дороги и ширины рабочей площадки.
Коэффициент удлинения трассы составляет:
при сквозных съездах без примыкания на горизонте:
- простой трассы (прямые съезды) — 1,07—1,12;
- сложной трассы (петлевые съезды) — 1,04—1,16;
при примыкании съездов, расположенных на нерабочем борту карьера, к соединительным автодорогам:
- прямых съездов— 1,08—1,16;
- петлевых с односторонним примыканием — 1,1 —1,25;
- то же, с двусторонним примыканием—1,4—1,7;
- при примыкании временных съездов к забойным дорогам:
- съездов, занимающих фиксированное положение по длине фронта работ, при минимальной ширине рабочей площадки — 1,25-1,6;
- съездов, перемещаемых вдоль фронта работ уступа, при широких рабочих площадках— 1,4—2.
Для трасс сложной формы Ку определяются раздельно для простых и петлевых участков. При увеличении глубины карьера Ку для внутрикарьерных дорог уменьшается с 1,3–1,8 до 1,1 – 1,2 в результате увеличения удельного веса постоянной части трассы на верхних горизонтах. Коэффициент удлинения трассы возрастает с увеличением максимального уклона, ширины площадок на уступах, минимального радиуса поворота дороги, высоты рабочей зоны и с уменьшением размеров карьера в плане.
24) Скользящими съездами называют внутренние траншеи в случае расположения их на рабочем борту карьера. В процессе разработки съезды перемещаются вместе с рабочим бортом к предельному контуру карьера. Отрабатываемый уступ при этом рассекается на две части диагональным съездом и разрабатывается отдельными подуступами переменной высоты.
Ширину наклонного съезда определяют как минимальную ширину рабочей площадки, исходя из условий размещения экскаваторов, пород после взрыва и одного или двух рельсовых путей. При отработке верхнего подуступа с нижней погрузкой укладывается дополнительный рельсовый путь. Руководящий подъем скользящего съезда рассчитывается по условию трогания груженного состава с места, обычно он на 30% меньше подъема, определенного по условию равномерного движения поездов.
Вскрытие скользящими съездами позволяет уменьшить объем горно-капитальных работ, сократить сроки строительства карьера, так как скользящие съезды закладывают вблизи залежи или непосредственно над ней. Отработку уступа при наличии скользящих съездов можно производить одним экскаватором с последующим переходом его с наклонного участка к горизонтальному и двумя экскаваторами одновременно работающими на наклонном и горизонтальном участках уступа.
Скользящие съезды, предназначенные для железнодорожного транспорта, при эксплуатации усложняют работу экскаваторов и ведение БВР. Недостатками скользящих съездов при автотранспорте вызывают меньшие затруднения.
К достоинствам временных автомобильных съездов относят:
- уменьшение объемов горно-капитальных и вскрышных работ;
- возможность быстрого ввода в эксплуатацию отдельных горизонтов карьера;
- возможность успешной разработки месторождений с неустойчивыми породами в бортах карьера;
- повышение интенсивности горных работ.
К недостаткам следует отнести тяжелые условия эксплуатации железнодорожного транспорта на временных дорогах.
25) Разрезные траншеи и котлованы проводят на каждом уступе с тем, чтобы создать первоначальный фронт горных работ. Они обычно являются продолжением вскрывающих наклонных траншей. Разрезные траншеи имеют небольшой (3— 5%о) продольный уклон для отвода воды с уступа. Поперечное сечение траншей обычно трапециевидное. Длина и ширина котлованов имеют один порядок измерения.
Планомерную отработку уступа начинают с разноса одного или обоих бортов разрезной траншеи в направлении к границам горизонта. У котлована одновременно разносят два, три и даже четыре борта.
Разрезные траншеи могут проводиться по залежи полезного ископаемого, по породам висячего или лежачего бока залежи на всю длину уступа или только часть ее.
Разрезная траншея должна иметь такую ширину по дну b, чтобы обеспечивались безопасность движения транспортных средств и размещение проходческого оборудования, а также возможность выемки экскаватором первой заходки. Иногда поперечные сечения отдельных участков разрезных траншей расширяют для устройства разъездов и других целей.
Углы откосов бортов разрезных траншей и котлованов обычно равны углам откосов рабочих уступов (60—85°). Бортам подготовительных выработок, совпадающих с конечным контуром карьера, придают угол откоса, обеспечивающий долговременную устойчивость.
26) Под системой разработки при открытом способе добычи понимают комплекс подготовительных, вскрышных и добычных работ, осуществляемых в определенном порядке в пространстве и времени с целью безопасного обеспечения выемки запасов полезного ископаемого.
В основу классификаций систем открытой разработки положен способ производства наиболее трудоемких вскрышных работ.
По акад. Н. В. Мельникову системы открытой разработки подразделяются на бестранспортные, транспортно-отвальные, специальные, транспортные и комбинированные.
Бестранспортные системы применяются при разработке горизонтальных и пологих пластов ограниченной мощности с покрывающими породами не выше средней крепости. Эти же системы могут применяться и для отработки наклонных или крутых пластов при мягких вмещающих породах и ограниченной глубине карьера, позволяющей производить двойное и тройное перелопачивание пород экскаватором.
Одноковшовый экскаватор (механическая лопата или драглайн), установленный на кровле пласта полезного ископаемого, разрабатывает всю толщу покрывающих пород одним уступом. Добыча полезного ископаемого осуществляется вслед за продвижением породного уступа с помощью механической лопаты, установленной на нижней рабочей площадке.
Бестранспортные системы разработки обеспечивают высокую производительность экскаваторов и низкую себестоимость добычи. Основной недостаток этих систем - ограниченные условия применения. В этом отношении исключение составляют транспортные системы разработки, которые могут применяться при любой форме месторождения и при любой крепости пород.
В качестве примера приведем вариант этой системы разработки с автомобильным транспортом.
Условия, соответствующие применению этой системы: залежи с ограниченными размерами в плане, а также крутые штокообразные месторождения со значительной глубиной залегания.
Эффективность системы во многом зависит от правильной организации маневров автомобилей при погрузке и разгрузке породы.
27) Под системой открытой разработки месторождений полезных ископаемых понимается определенный порядок выполнения горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ. В условиях данного карьера принятая система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого при соблюдении мер по охране окружающей среды.
Комплекс горного, транспортного и дробильно-сортировального и вспомогательного оборудования, обеспечивающий планомерную выемку горной массы в забоях и перемещение вскрыши на отвалы, а полезного ископаемого на склады и потребителям, составляет структуру комплексной механизации. Система разработки месторождения и структура комплексной механизации данного карьера тесно взаимосвязаны. если система разработки определяет объемы и порядок воспроизводства горных работ, то структура комплексной механизации определяет виды, мощность и расстановку оборудования, обеспечивающего выполнение этих работ.
К элементам системы разработки относят уступы, фронт работ уступа и карьера, рабочую зону карьера, рабочие площадки, транспортные и предохранительные бермы. Опыт разработки месторождений простого строения показывает, что рациональная высота уступа находится в пределах 11-14 и 16-19 м соответственно для экскаваторов с ковшом емкостью 3-5 и 8-12,5 м3 соответственно. В конкретных условиях высота уступа может отклоняться от указанных выше значений. Угол откоса уступа зависит от физико-технических свойств горных пород, применяемого оборудования и времени.
Рабочие площадки уступов. Минимально достижимая ширина рабочих площадок уступов зависит от размеров выемочно-погрузочных машин, вида карьерного транспорта, схемы движения транспортных средств, крепости пород. Минимальная ширина Шр.п рабочей площадки при разработке скальных пород с использованием мехлопат и колесного транспорта складывается из ширины х развала взорванной породы, безопасного расстояния от оси нижней бровки до транспортной полосы, ширины Т транспортной полосы, ширины Пв площадки для вспомогательного оборудования и ширины z бермы безопасности. При разработке мягких пород вместо ширины развала принимается ширина А заходки по целику. Ширина х развала зависит от свойств пород, методов взрывания, величины и типа зарядов ВВ, из расположения на уступе, высоты уступа, порядка взрывания скважин. Для учебных расчетов можно принимать следующую ширину развала: в легковзрываемых породах x=1.2hy, в средневзрываемых x=2.3hy, в трудновзрываемых x=3hy. Ширина транспортной полосы зависит от типа транспортных средств и схемы их движения. Величину С принимают равной 2,5 – 3,5 м. Ширина бермы безопасности определяется величиной призмы возможного обрушения.
28) Классификация проф. Е. Ф. Шешко. Основной признак этой классификации — способ перемещения пустых пород. Соответственно все системы разделяются на три основные группы: бестранспортные, транспортные и комбинированные. Каждая группа, в свою очередь, подразделяется: бестранспортные — на три системы по способу перемещения пустых пород во внутренние отвалы (с непосредственной перевалкой экскаваторами, с кратной перевалкой экскаваторами, с перевалкой отвалообразователями); транспортные — на три системы по направлению перевозки пустых пород транспортными средствами (с перевозкой во внутренние отвалы, с перевозкой на внешние отвалы, с частичной перевозкой во внутренние и частично на внешние отвалы); комбинированные — на две системы по преобладанию способа перевалки или перевозки пустых пород (с преобладанием перевалки во внутренние отвалы, с преобладанием перевозки во внутренние или на внешние отвалы).
29.
По акад. Н. В. Мельникову системы открытой разработки подразделяются на бестранспортные, транспортно-отвальные, специальные, транспортные и комбинированные.
30. Классификация систем открытой разработки по Б.Р.Ракишеву
Сплошная
Углубочная
Комбинированная
31.Уступ является одним из важнейших элементов открытой разработки. Рациональной является такая высота уступа, при которой в данных условиях обеспечиваются: безопасность горных работ, высокая производительность оборудования, минимальные объемы вспомогательных работ, установленные годовые объемы добычных и вскрышных работ и минимальные затраты на них.
Высота уступа непосредственно влияет на ряд общекарьерных показателей: качество добываемого полезного ископаемого; скорость подвигания фронта; темп углубления горных работ и, следовательно, производственную мощность карьера; срок строительства карьера; объем горно-капитальных работ; общую протяженность фронта работ, внутрикарьерных путей и дорог; угол откоса рабочих и нерабочих бортов.
32. Различают рабочий и нерабочий борт карьера: на рабочем борту карьера производится выемка и погрузка горных масс (перемещается в процессе горных работ), нерабочим называется борт карьера, на котором в данный момент горные работы не производятся.
Характеристика уступа
Слой горных пород, имеющий форму ступени, называют уступом (рис. 19.2).
Рис. 19.2. Уступ и его элементы:
1 - верхняя площадка; 2 - верхняя бровка; 3 - нижняя площадка; 4 - забой; 5 - нижняя бровка; 6 - откос; a - угол откоса уступа
Поверхность, ограничивающая уступ сверху или снизу, называют верхней или нижней площадками. Вертикальное расстояние между верхней и нижней площадками — высота уступа.
Площадка уступа, на которой расположены транспортные пути, является транспортным горизонтом уступа. Уступ представляет собой один из основных технологических элементов карьера. От правильного определения высоты уступа в значительной степени зависит эффективность производственных процессов. Обычно высота уступа в карьерах изменяется в широких пределах от нескольких метров до 25 - 30 м. Каждый уступ имеет один транспортный горизонт. При расположении транспортного горизонта в середине уступа последний разделяется на два подуступа - верхний и нижний.
Рабочая площадка
Площадка уступа, на которой располагается основное оборудование для его отработки, называется рабочей площадкой. Ширина рабочей площадки в 2 - 4 раза больше высоты уступа.
Рабочая площадка (берма) — площадка, на которой размещают буровые станки, экскаваторы, транспортные средства и другое горнотранспортное оборудование. Ее ширина бывает от 30 до 70 м и зависит от типа оборудования, схемы его размещения и от высоты уступа.