Конструкции и устойчивость бортов карьеров

 

Практически возможен случай открытой разработки небольших по размерам в плане и круглых по форме залежей полезного ископаемого с вертикальными (или близкими к ним) откосами бортов карьера. При этом используют известный из практики строительства глубоких фундаментов метод «опускного колодца», когда выемка пустых пород и полезного ископаемого производится открытым способом, а удержание вертикальных откосов осуществляется мощной бетонной и железобетонной крепью, опускаемой под давлением в толщу породного массива по мере углубления горных работ. Освоенные при таком способе глубины составляют 40—60 м, а диаметры «опускного колодца»— 20—60 м. Расчеты показывают возможность увеличения глубин до 150—200 м (при ступенчатых колодцах) и диаметров до 100—150 м. Эффективность такого способа доказывается расчетами применительно к конкретным условиям.

Типичным дляоткрытых горных работ является выполаживание («разнос») бортов при удалении вскрышных пород до углов, обеспечивающих устойчивость и безопасность открытых горных работ. Угол откоса нерабочего борта γ _Н(градус) по глубине карьера зависит от конструкции борта (чередования и ширины берм различного назначения), от угла откоса и высоты уступов:

 

 

где b_Т и b_П — ширина соответственно транспортных и предохранительных берм, м; Н_у — высота уступа, м; а —угол откоса уступа, градус.

Аналогичным выражением характеризуется угол заложения (градус) рабочего борта карьера:

 

 

где Ш_Р.П. —ширина рабочей площадки уступа, м.

При одинаковых величинах Ш_Р.П, Н_у и а по глубине карьера угол γ_Р приближенно определяется параметрами одного рабочего уступа.

Угол откоса нерабочего борта карьера возрастает с увеличением высоты уступов и уменьшается при размещении на борту транспортных берм и съездов, а также при разработке в сложных инженерно-геологических условиях, когда уменьша­ются углы откосов нерабочих уступов и увеличивается ширина предохранительных берм. Уменьшение общего угла откоса борта глубоких карьеров на 3—5° приводит к увеличению объема вскрышных работ на десятки миллионов кубических мет­ров. Так, например, при глубине карьера 500 м и уменьшении угла откоса борта с 45 до 40° объем породы в карьере увеличи­вается на 24 млн.м³ на каждые 1000 м длины борта.

Углы откосов нерабочего борта по условиям устойчивости зависят от прочности пород, состояния и структуры породного массива.

Необходимо не только определять устойчивые углы наклона бортов карьеров, но и научиться управлять состоянием массива горных пород для получения высоких экономических показателей и лучшего использования недр и земельных ресурсов.

Под управлением состояния массива горных пород понимается комплекс научных и технических мероприятий, направленных на достижение оптимальных параметров карьерных откосов, при которых обеспечивается безопасность ведения горных работ и их максимальная экономическая эффективность. Комплекс этих мероприятий определяется природными и горно-техническими условиями разработки месторождений.

Критериями оптимальности при этом могут служить минимизация приведенных затрат или максимизация прибыли, подсчитанные с учетом всех возможных в данных условиях вариантов формирования равноустойчивых бортов карьера с различными углами наклона и при различных способах их искусственного укрепления.

Исходные принципы управления состоянием массива горных пород.

1. Принимаемые углы откосов бортов карьеров должны обеспечивать безопасное (для людей и оборудования) ведение горных работ и наибольшую экономичность разработки месторождения.

2. Коэффициент запаса устойчивости бортов карьеров следует устанавливать по стадиям:

при проектировании (на основании разведочных данных);

при строительстве карьера и в первый период его эксплуатации (на основании данных горно-строительных и эксплуатационных работ) для обеспечения устойчивости рабочих и промежуточных бортов карьеров;

при подходе горных работ к предельному контуру (на осно­вании данных длительной эксплуатации) для определения пре­дельных контуров карьеров.

3. В сложных условиях, особенно в глубоких карьерах, необходимы специальные меры по управлению состоянием пород в бортах карьеров и специальные службы по наблюдению за устойчивостью бортов и контролю проводимых инженерных мероприятий.

Комплексная методика технологического управления состоянием пород в бортах карьеров включает методики:

выбора оптимального направления развития горных работ с учетом условий устойчивости бортов карьеров;

управления состоянием пород в бортах путем изменения их конструктивных параметров;

постановки бортов в предельное положение.

Выбор системы разработки

Выбор системы разработки определяется естественными факторами и взаимосвязанными технологическими решениями.

К основным естественным факторам относятся горно-геологические условия залегания месторождения, форма, размер залежи, количество и качество полезных ископаемых.

Взаимосвязанные (с системой разработки) технологические решения — это режим горных работ и календарный план разработки, вскрытие карьерного поля, технология и механизация работ, организационные и экономические факторы.

На основе факторов первой группы формируются наиболее общие черты будущей системы разработки. Далее, исходя из намечаемых технологических решений, определяют такие численные значения элементов системы разработки, которые необходимы для реализации найденного календарного плана (высоту уступов, скорость подвигания и число действующих и резервных добычных, вскрышных и подготовительных забоев, длину добычных и вскрышных блоков работ на уступах, скорость подвигания фронтов добычных и вскрышных уступов, темп углубления горных работ, количество вскрытых и подготовленных к выемке запа­сов полезного ископаемого и др.). Эти же элементы системы разработки определяют конструкцию, параметры и показатели рабочей зоны карьера.

 

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: