Системы разработки открытым способом

Под системой открытой разработки месторождений понимается установленный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ на уступах рабочих горизонтов. Применяемая система разработки считается эффективной, если она обеспечивает плановую производственную мощность карьера, минимальные потерн угля, низкую его себестоимость, высокую производительность оборудования и труда, безопасные условия работ.

Системы разработки горизонтальных и пологих залежей в период эксплуатации характеризуются только порядком производства вскрышных и добычных работ, изменениями длины фронта работ или высоты уступов. Горно-подготовительные работы в этом случае заканчиваются созданием первичного фронта вскрышных и добычных работ и сдачей карьера в эксплуатацию.

Эти системы разработки называются сплошными, для них характерно постоянное положение рабочей зоны. Особенность разработки наклонных и крутых залежей — неизбежное по мере развития горных работ в глубину увеличение высоты рабочей зоны и необходимость производства горно-подготовительных работ в течение всего периода эксплуатации для вскрытия очередных горизонтов, последнее обеспечивает создание устойчивого фронта вскрышных и добычных работ.

Такие системы разработки называются углубочными; для них характерно переменное положение рабочей зоны. Положив в основу принцип генерального развития горных работ по отношению к контурам карьерного поля, акад. В. В. Ржевский предложил классификацию систем открытых разработок. Принятая по горно-геологическим и геометрическим признакам система разработки увязывается со структурой комплексной механизации, которую составляет комплект машин и механизмов, обеспечивающих полный цикл производственных процессов на данном карьерном грузопотоке.

По степени взаимной зависимости вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ различают системы разработки: зависимые, полузависимые и независимые от времени и пространства при выполнении перечисленных работ. В этой связи выделяют системы разработки сплошные, углубочные и смешанные, которые характеризуются постоянным или переменным положением рабочей зоны.

Системы открытой разработки органически связаны с развитием горных работ по отношению к контуру карьерного поля. В этой связи по направлению перемещения фронта вскрышных и добычных работ в плане различают следующие системы разработки: продольные, поперечные, веерные и кольцевые. Основными параметрами систем разработки являются:

• высота уступа,
• ширина заходки и забоя,
• длина блока,
• ширина рабочей площадки,
• фронт работы,
• годовое подвигание,
• годовое понижение горных работ.

Высоту уступа обычно устанавливают в соответствии с рабочими размерами экскаватора. Однако при этом следует стремиться к тому, чтобы каждый уступ был нарезан в толще однородных пород. По породе уступы обычно имеют высоту от 10 до 15 м. Высота уступа по углю зависит от мощности пласта и может составлять от 3 до 30 м.

Отрабатывают уступы отдельными полосами или заходками. Длина заходки равна длине уступа; ширина заходки — ширине забоя. Ширина забоя при использовании механических лопат равна радиусу их черпания, а при работе драглайна определяется принятым углом поворота стрелы. Заходка может разделяться на/части, которые носят название блоков. Длина блока принимается в пределах от 300 до 500 метров.

Каждый блок разрабатывается своим экскаватором, бурильным станком и др. Это обеспечивает быструю отработку заходки, увеличивает фронт работ и производственную мощность карьера. Рабочая площадка предназначена для размещения горно-транспортного оборудования. Ширина ее изменяется от 25 до 100—130 м. Меньшие размеры принимаются при разработке скальных пород с использованием автомобильного и конвейерного транспорта.

В результате ведения горных работ по добыче полезных ископаемых открытым способом происходит нарушение земной поверхности. Кроме котлована, большие площади земли оказываются под отвалами. Чтобы вернуть их в сельскохозяйственный оборот, необходимо произвести рекультивацию.

Рекультивация земель — комплекс горнотехнических, инженерно-строительных, мелиоративных, сельскохозяйственных и лесных работ, направленных на полное восстановление поверхности, нарушенной открытыми горными работами, ранее используемой в народном хозяйстве. Комплекс работ по рекультивации осуществляется в два этапа: горнотехнический и биологический.

Горнотехнический этап заключается в планировке отвалов и выполаживании откосов, устройство дренажной сети для предотвращения заболачивания восстанавливаемой территории; химической мелиорации грунтов (известкование, гипсование) перед покрытием и покрытие их почвенным плодородным слоем; создание ложа и берегов водоемов. Биологическая рекультивация заключается в проведении мероприятий по восстановлению плодородия земель, подготовленных горнотехнической рекультивацией (посев трав, внесение минеральных удобрений), производство сельско- и лесохозяйственных работ, а также работ по освоению водоемов.

Если в технологическом процессе горных работ было заранее предусмотрено магазинирование почв, равномерная отсыпка пород вскрытия и другие мероприятия, направленные на создание культурного ландшафта, то рекультивация земель заметно облегчается.