2.2. Характеристика открытого способа разработки и элементы карьера.

Совокупность горных выработок, служащих для разработки месторождения открытым способом, называют карьером . Карьером также называют горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения. В угольной промышленности термину «карьер» соответствует термин «разрез». Схема карьера показана на рис. 2. 3, а.

Рис. 2. 3. Схема карьера (а)  и элементы уступа (б):

1 — отвал пустых пород; 2 — автосамосвалы; 3 — бульдозер; 4 — экскаваторы; 5 — рабочие горизонты; 6 — буровые станки; 7 — взорванная, масса; 8•— скважины; 9 — рудное тело; 10 — въездная траншея на 4-й горизонт; 11 — съезд на 1-й горизонт; 12, 14 — соответственно верхняя и нижняя площадки; 13 — откос уступа; 15 — линия разгона; 16 — линия погашения

При разработке месторождения открытым способом его разбивают на горизонтальные слои. Так как одновременно отрабатывают несколько слоев, карьер в процессе разработки имеет

ступенчатую форму. Одна такая ступенька, т. е. часть слоя, имеющая ступенчатую форму, называется уступом . В уступе различают следующие элементы (рис. 2. 3, б): верхнюю и нижнюю площадки, откос уступа, верхнюю бровку — линию пересечения откоса с нижней площадкой. Угол a, образованный плоскостью откоса уступа с горизонтальной плоскостью, называется углом откоса уступа. Понятия «верхняя» и «нижняя»  площадки  относительны:  верхняя площадка нижнего уступа является одновременно нижней площадкой для вышележащего уступа.

Расстояние между верхней и нижней площадкой по вертикали характеризует высоту уступа h. Наиболее часто она равна 10— 18 м.

Площадка   уступа,   на которой  располагается     добычное   оборудование,       называется

горизонтом . Карьер, показанный на схеме (рис. 2. 3а), имеет три рабочих горизонта.

В отличие от подземной разработки при открытых горных работах наряду с рудой приходится извлекать большое количество пустых пород, окружающих рудное тело. Процесс извлечения руды называют добычными работами , а удаление пустых пород — вскрышными .

Прежде чем начать вскрышные или добычные работы, каждый, горизонт вскрывают , т. е. проходят на него с вышележащего горизонта в ъ е з д н у ю т р а н ш е ю — наклонную канавообразную выработку. Для подготовки горизонта к добычным или вскрышным работам проходят р а з р е з н у ю т р а н ш е ю, являющуюся продолжением въездной траншеи. В отличие от въездной разрезная траншея не имеет уклона.

Добычные (вскрышные) работы начинаются отработкой одного или обоих бортов разрезной траншеи отдельными полосами — заходками . После отработки одного из бортов въездной траншеи она принимает форму съезда.

В добычных или вскрышных работах выделяют следующие производственные процессы:

отбойку, погрузку, транспортирование и отвалообразование .

Отбойка (буровзрывные работы) заключается в бурении станками вдоль заходки нисходящих скважин, заряжании их взрывчатыми веществами и последующем взрывании.

Погрузку осуществляют экскаваторами. При наличии мягких пород экскаватор может работать без предварительного рыхления их взрывными работами. Участок заходки, отведенный для отработки одним экскаватором, называется блоком .

Транспортирование руды на обогатительную фабрику, а пустых пород в отвалы осуществляют различными видами транспорта — автомобильным, рельсовым, конвейерным.

Отвалообразование заключается в размещении пустых пород в специально отведенных для этой цели местах. При автомобильном транспорте процесс отвалообразования состоит из разгрузки автосамосвала на отвале и перемещении пустой породы под откос бульдозером. Таким образом, открытая разработка включает следующие стадии: вскрытие, подготовку, вскрышные и добычные работы. Каждая из этих стадий состоит из отбойки, погрузки, транспортирования горных пород и отвалообразования (если извлекаются пустые породы).

Боковые поверхности, ограничивающие карьер, называют бортами карьера: р а б о ч и м, если на нем ведутся добычные или вскрышные работы, и н е р а б о ч им, если в нем не ведутся горные работы (см. рис. 2. 3, б). На нерабочем борту обычно располагают транспортные и предохранительные площадки . Первые служат для расположения транспортных путей. Размеры их определяются габаритами подвижного состава и числом путей. Предохранительные площадки служат для безопасности: на них задерживаются куски породы, обрушающиеся с. откоса уступа. Их ширина принимается равной не менее трети вертикального расстояния между ними.

Максимальную глубину карьера, принятую проектом, называют предельной глубиной Н, а линию, соединяющую верхнюю бровку карьера с нижней бровкой нижнего уступа в предельном положении бортов карьера, — линией погашения . Угол b, образованный этой линией с. горизонтальной плоскостью, называется углом погашения. Его величина зависит от устойчивости пород и глубины карьера и составляет 35—50°. Линия, соединяющая верхнюю и нижнюю бровки карьера в период разработки, называется линией разгона , а угол, образованный этой линией с горизонтальной плоскостью, — углом разгона . Угол разгона рабочего борта a1 всегда меньше, чем нерабочего (a2), и составляет 15—30°.