Горнотехнические понятия при открытой разработке

Открытыми горными работами называют комплекс производственных процессов, производимых с земной поверхности для добычи угля или других полезных ископаемых. Чтобы приступить к разработке пласта, необходимо обеспечить к нему доступ, удалив покрывающую толщу пустых пород. Для этого проводят различные открытые горные выработки.

Горное предприятие, представляющее собой совокупность горных выработок и осуществляющее разработку месторождения полезного ископаемого открытым способом, называют карьером. Карьер, предназначенный для добычи угля, называется также разрезом. Месторождение (или его часть), разрабатываемое одним карьером, называют карьерным полем.

Границами карьерного поля является поверхности, проходящие через верхний и нижний контуры карьера. При этом верхним контуром карьера называют линию пересечения борта карьера с земной поверхностью, а нижним — с плоскостью дна карьера, обычно горизонтальной. Месторождения полезных ископаемых, разрабатываемых открытым способом, отличаются разнообразными природными условиями залегания. К ним относятся:

• мощность пласта и покрывающих его пород;
• угол падения;
• качественные и количественные показатели месторождения;
• физико-механические свойства пород и угля.

Производство горных работ затрудняется при сочетании сложной в топографическом отношении поверхности, сурового климата, а также высокой обводненности. По углу падения различают горизонтальные, пологие (с углом падения до 10°), наклонные (10—30°) и крутые (свыше 30°) месторождения. Мощность пласта измеряется при горизонтальном и пологом падении — по вертикали, а наклонном и крутом — по горизонтали. Поэтому месторождения по мощности пластов классифицируются следующим образом.

Обводненность карьеров характеризуется коэффициентом водообильности, который определяется количеством воды, приходящейся на 1 т добытого yr/ш, и изменяется от 0,1 до 10— 15 м3/т. При открытой разработке месторождение разделяют на горизонтальные слои. Слои вынимают сверху вниз с опережением верхнего слоя по отношению к нижнему. Поэтому в процессе разработки карьер приобретает уступную форму. Горизонтальный слой толщи пустых пород или полезного ископаемого, разрабатываемый самостоятельными средствами отбойки, погрузки и транспортирования горной массы, называют уступом.

Часть уступа по его высоте, которая разрабатывается самостоятельными средствами выемки, но обслуживается транспортом, общим для всего уступа, называют подуступом. Горизонтальная часть поверхности уступа называется площадкой уступа. Различают верхнюю и нижнюю площадки уступа. Кроме того, площадки уступа подразделяются на рабочие и нерабочие.

Площадка называется рабочей, если на ней располагается выемочно-погрузочное оборудование. Нерабочие площадки остаются свободными. Наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства, называется откосом. Угол наклона откоса уступа к горизонтальной поверхности называется углом откоса. Углы откосов карьера зависят от многих факторов, в том числе от физико-механических свойств пород и полезного ископаемого, высоты уступов, времени их стояния и др.

Так, для пород типа глин, песков углы откосов находятся в пределах 25—50°, для глинистых и песчанистых сланцев, известняков, песчаников, железных руд — 55—75°, для гранитных пород, кварцевых жил, базальтов — 75—90°. Линия пересечения откоса уступа с его площадкой называется бровкой уступа. Различают верхнюю и нижнюю бровки уступа. Торец или откос уступа, являющийся непосредственным объектом горных работ, называется забоем. Комплекс площадок и откосов уступов от поверхности земли до дна карьера называют бортом карьера.

Поверхность, проходящую через верхний и нижний его контуры, называют откосом борта карьера. Уступ разрабатывается последовательными параллельными полосами — заходками. Часть заходки по ее длине, разрабатываемая самостоятельными средствами отбойки и погрузки, называют блоком. Открытую горную выработку, имеющую значительную длину по сравнению с шириной и глубиной, называют траншеей.

Траншея имеет трапециевидное поперечное сечение. Ограничивается она с боков бортами, а снизу — почвой. Наклонная траншея, при помощи которой поверхность связывается с рабочими уступами карьера, называется капитальной. Горизонтальная траншея, предназначенная для создания первоначального фронта работ на уступе, называется разрезной. Открытым способом добывают твердые полезные ископаемые.