Nmexpertiza.ru

НМ Экспертиза
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Углы откосов нерабочего борта карьера

Уступ карьера

Уступ карьера — горизонтальный слой горных пород, вынимаемый при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. По глубине карьер разбивается на уступы. Отработка уступа производится одним комплектом горных машин. Если уступы отрабатываются с помощью буровзрывных работ, то комплект машин включает буровые машины, зарядные машины, погрузочные и транспортные машины. Если уступы отрабатываются без буровзрывных работ, то комплект машин включает выемочно-погрузочную технику (экскаватор) и транспорт (автомобильный, железнодорожный или конвейерный) [1] .

Подуступы — часть уступа по высоте, разрабатываемые отдельными машинами бурения и экскаваторами, но обслуживаемые одним транспортом.

Уступ состоит из следующих элементов [1] :

  • Площадка — горизонтальная поверхность уступа. Уступ имеет две площадки: верхнюю и нижнюю;
  • Откос — наклонная, приближенная к вертикальной, сторона уступа. Угол наклона зависит от свойств породы уступа, их устойчивости;
  • Бровка — линия, соединяющая площадку и откос уступа. Верхняя бровка образуется в месте перехода верхней площадки уступа в откос уступа. Нижняя бровка уступа образуется в месте перехода откоса в нижнюю площадку уступа.
  • Забой — рабочая поверхность уступа от нижней площадки до верхней площадки, с которой вынимается горная масса, составляющая тело уступа.
  • Заходка — ширина разрабатываемого уступа, а торец заходки является забоем.

Совокупность площадок и откосов всех уступов образует борт карьера. После окончания вскрышных и добычных работ ширину площадок уменьшают до величины, которая должна быть не меньше 30% высоты уступа [1] . Эта горизонтальная площадка нерабочего уступа получила название бермы. Берма обеспечивает устойчивость нерабочего борта карьера. От ширины предохранительной бермы зависит угол откоса нерабочего борта карьера.

Если по берме проходит дорога, по которой вывозят горную массу, то она имеет ширину, достаточную для проезда транспортных средств и обеспечения устойчивости уступа. Такая берма называется транспортной [1] .

Примечания

  1. 1234Порцевский А.К., Анистратов Ю.А.Открытые горные работы. — М ., 1999.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Устуманды
  • Уступи место завтрашнему дню

Полезное

Смотреть что такое «Уступ карьера» в других словарях:

Уступ карьера — 59. Уступ карьера часть борта карьера в форме ступени. Источник: Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости (утв. Госгортехнадзором СССР… … Официальная терминология

Уступ — 1. Более или менее крутой элемент рельефа, разделяющий поверхности, расположенные на разной высоте. Может иметь происхождение: тект. (в этом случае может разделять одновозрастные поверхности) , абразионное, эрозионное, дефляционное, денудационное … Геологическая энциклопедия

УСТУП — УСТУП, а, муж. Часть чего н., образующая ступень, выемку. У. в стене. У. карьера. Скалы высятся уступами. | прил. уступный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

УСТУП — 1) У. карьера часть рабочего борта карьера в форме ступени, разрабатываемая с применением самостоят. комплекса добычного и трансп. оборудования. Угол откоса У. 60 70 °, высота зависит от применяемого горного оборудования и св в пород и обычно… … Большой энциклопедический политехнический словарь

уступ — 3.4.5 уступ: Смещение внутренних поверхностей двух секций измерительного трубопровода в месте их стыка, обусловленное смещением осей этих секций и (или) различием значений их внутреннего диаметра. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

кар’єру робоча зона — карьера рабочая зона worker’s zone of open pit, quarry working zone Tagebauarbeitszone сукупність робочих (розкривних та добувних) уступів, на яких виконуються роботи по підготовці та вийманню гірських порід. Положення К.р.з. визначається на… … Гірничий енциклопедичний словник

Переэкскавация — (a. reexcavation; н. Umbaggern; ф. reexcavation; и. reexcavacion) одно или многократная перевалка вскрышных пород на карьерах. Применяется при усложнённой бестранспортной схеме разработки вскрыши c перемещением пород во внутр. отвалы и… … Геологическая энциклопедия

Комбинированная система разработки — (a. combined mining method; н. kombiniertes Abbauverfahren; ф. methode mixte d exploitation; и. sistema combinada de beneficio, sistema combinada de explotacion) отработка подготовленной к выемке части залежи полезного ископаемого c… … Геологическая энциклопедия

Слоевая выемка — (a. bench mining, slice mining; н. Scheibenabbau; ф. exploitation par tranches; и. explotacion par tramos, arranque por estratos) разработка толщи горных пород c последоват. их выемкой слоями. Ha карьераx производится при большей … Геологическая энциклопедия

УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ — горючая осадочная порода органического (растительного) происхождения, состоящая из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных компонентов. Цвет варьирует от светло коричневого до черного, блеск от матового до яркого блестящего.… … Энциклопедия Кольера

Сущцость открытых горных работ и условия их применения

Открытыми горными работами называется ком­плекс работ, при котором все производственные процессы, необходи­мые для извлечения полезного ископаемого из недр земли, совер­шаются на поверхности.

В результате производства открытых горных работ в земной коре образуются открытые горные выработки, которые, в отличие от подземных, примыкают непосредственно к земной поверх­ности и поэтому имеют незамкнутый контур поперечного сечения. Совокупность открытых горных выработок, служащих для раз­работки месторождения полезного ископаемого, называют к а р ь е —ро м. Также карьером называют горное предприятие, осуществля­ющее разработку месторождения открытым способом. Таким образом, понятие «карьер» имеет два значения — техническое и администра­тивно-хозяйственное. В угольной промышленности карьеры обычно называют разрезами, а на россыпных месторождениях — при­исками.

Месторождение или его часть, разрабатываемые одним карьером, называют карьерным полем. В процессе горных работ по­верхность карьерного поля полностью нарушается и в толще земной коры образуется поверхность выработанного простран­ства. Глубина выработанного пространства при разработке мощ­ных месторождений может достигать нескольких сотен метров.

При производстве открытых горных работ различают вскрышные и добычные работы. Под вскрышными работами пони­мают совокупность производственных процессов по выемке и удале­нию пустых пород, покрывающих и вмещающих полезное ископаемое. Добычными работами называют совокупность производ­ственных процессов по извлечению полезного ископаемого из недр земли. Объем вскрышных работ на современных карьерах обычно значительно превышает объем добычных. Годовые объемы удаляе­мой на карьерах породы иногда превосходят объемы добычи в 10— 20 раз и более. Необходимость удаления значительных масс

вмещающих и покрывающих пород является основной техноло­гической и экономической особенностью открытых разработок.

При современной технике открытым способом можно разрабаты­вать месторождения твердых полезных ископаемых любой формы, расположенные ниже или выше господствующего уровня земной поверхности, при любой крепости горных пород. Основным усло­вием при выборе открытого способа разработки является возмож­ность получения лучших технико-экономических показателей, чем при подземных работах.

Основные понятия, элементы и параметры карьера

При разработке месторождений открытым способом горные по­роды в пределах контуров карьера разделяют на отдельные гори­зонтальные слои. Каждый верхний слой разрабатывают с опереже­нием по отношению к нижнему, в результате чего карьер приобре­тает уступную форму (рис. 81).

Рис. 81. Элементы и параметры карьера: 12 и з4 —[верхний и нижний конечные контуры карьера; 1з и 2—4 — конечные контуры бортов карьера; 15 и 2—б — нерабочие борта карьера; 57 — рабочий борт карьера; в—7 — подошва карьера; S — нераоочие уступы; 9 — рабочие уступы; 10 — откосы уступов; 11 — рабочие площадки; 12 — бер­мы; 13 — заходки; 14 — траншея; is — горизонты карьера; Н — конечная глубина карьера; а — угол откоса рабочего борта карьера; β1 β2— углы отко­сов нерабочих бортов карьера

Часть толщи горных пород в карьере, имею­щую рабочую поверхность в форме ступени и раз­рабатываемую самостоя­тельными средствами вы­емки и транспорта, называ­ют уступом (рис. 82, а). Часть уступа по его вы­соте, разрабатываемую са­мостоятельными средства­ми выемки, но обслужи­ваемую транспортом, об­щим для всего уступа, называют подуступом (рис. 82, б).

Уступ имеет площадки, откос и бровки (рис. 83). Плошадкой уступа называют горизонтальную поверх­ность, ограничивающую уступ по высоте; различают нижнюю и верх­нюю площадки уступа. Откосом уступа называют наклон­
ную поверхность, ограничивающую уступ со стороны выработан­
ного пространства. Уг.ол между откосом уступа и горизонтальной
плоскостью называют углом откоса уступа. Линии пе­
ресечения откоса уступа с его верхней и нижней площадками назы­вают соответственно верхней и нижней, бровкамиуступа.

Поверхность уступа, являющаяся непосредственным объектом горных работ и перемещающаяся в результате ведения этих работ,

называется з а б о е м у с т у п а. Забоем служит торец уступа, а иногда его откос.

Уступ разрабатывают последовательными параллельными полосами, называемыми з а х о д к а м и. Часть заходки по ее длине, разрабатываемую самостоятельными блоком (рис. 84). Разделение заходки на блоки позволяет отра­ботку уступа вести одновременно несколькими забоями.

Площадка уступа, на которой располагают выемочное оборудова­ние, предназначенное для разра­ботки этого уступа, называют р а-бочей пло щ а д к о й ус­тупа.

Часть уступа по его длине, под­готовленная для разработки, на­зывается фронтом работ уступа. Подготовка фронта

Рис. 82. Уступы и подуступы: h — высота уступа; hit h„ — высота под-уступов; 1,2, з — транспортный горизонт.

работ заключается главным образом в подводе транспортных путей и линий электропередач. Суммарная протяженность фронтов работ уступов составляет фронт работ карьера.

Каждому уступу присваивается высотная отметка, обычно соот­ветствующая горизонту расположения транспортных путей уступа.

Отметки применяют абсолютные, относительно уровня моря, или условные, относительно принято­го пункта на поверхности. Пло­щадку уступа, характеризуемую высотной отметкой, называют го­ризонтом.

Рис. 83. Элементы уступа: 1,2 — нижняя и верхняя площадки ус­тупа; з — откос уступа; 4,5 — нижняя и верхняя бровки уступа; в — забой; 7 и 8 — направление подвигапия забоя и фронта работ; а — угол откоса уступа.

Боковые поверхности, ограни­чивающие карьер, называют бор­тами карьера. Они явля­ются совокупностью откосов и пло­щадок отдельных уступов. Борт карьера, на котором производят горные работы, называют рабо­чим бортом, в противном слу­чае его называют нерабочим. Соответственно уступы, составля­ющие рабочий борт карьера, называют рабочими, уступы на нерабо­чем борту карьера — нерабочими.

Читать еще:  Расчет границ откосов котлована

Нижнюю, обычно горизонтальную поверхность, называют по­дошвой карьера.

Линию пересечения бортов карьера с поверхностью называют верхним контуром, а с подошвой карьера — нижним контуром карьера. Положение верхнего и нижнего

контуров карьера при производстве горных работ меняется. Контуры, достигнутые к моменту погашения открытых горных работ, называют конечными контурами карьера. Им соответствуют конечные размеры карьера.

Условную поверхность, проходящую через верхний и нижний контуры карьера, называют общим откосом борта карьера. Условную поверхность, проходящую через нижние бровки верхнего и нижнего рабочих уступов, называют откосом

рабочего борта карьера. Углом откоса борта карьера называют угол между откосом борта и горизонтальной плоскостью. Горизонтальные площадки на нерабочем борту карьера назы­вают бермами. Различают транспортные и предохра-

нительные бермы. Транспортные бермы служат для разме­щения транспортных путей, по которым осуществляется грузо-транспортная связь между рабочими площадками в карьере и по­верхностью. Предохранительные бермы предназна­чены для повышения устойчивости борта карьера и для задержания осыпающихся кусков породы.

Доступ с поверхности к рабочим уступам карьера и подготовка отдельных уступов к разработке осуществляют путем проведения

въездных и разрезных траншей — открытых горных выработок обычно трапециевидного сечения и значительной длины (рис. 85). Наклонная траншея, служащая для транспортной связи поверх­ности с рабочими уступами карьера, называется капитальной, ее называют также въездной. Горизонтальная траншея, предназначенная для создания первоначального фронта работ на уступе, называется разрезной. Разрезные траншеи являются продолжением капитальных. При расположении капитальной тран­шеи внутри карьера один из бортов ее отрабатывается, и траншея приобретает форму съезда.

Основными параметрами карьера являются: конечная глубина карьера, размеры карьера по простиранию и вкрест простирания на уровне поверхности и по подошве, углы откосов нерабочих бор­тов, запасы полезного ископаемого и общий объем горной породы в контурах карьера.

Конечная глубина для горизонтальных и пологопада-ющих залежей определяется природными условиями — глубиной залегания пласта полезного ископаемого. Для наклонных и крутых залежей конечную глубину обычно устанавливают при проектиро­вании карьера на основе технико-экономических расчетов. Глубина современных карьеров достигает 300—400 м; проектируются карь­еры глубиной до 700—900 м.

Размеры карьера по подошве устанавливают при оконтуривании залежи на отметке, соответствующей конечной глубине карьера. Минимальные размеры карьера по подошве при­нимают из условий безопасной выемки пород с нижнего уступа: по ширине — не менее 20 м, по длине — не менее 50—100 м._ Раз­меры карьера на уровне поверхности зависят от размеров по подошве, конечной глубины карьера и углов откосов его бортов. Длина карь­еров поверху достигает 3—5 км, ширина 2—4 км и более.

Углы откосов нерабочих бортов карьера устанавливают из усло­вий устойчивости пород, слагающих борт, и возможности размеще­ния на борту карьера транспортных и предохранительных берм. При уменьшении углов откосов нерабочих бортов увеличивается объем вскрышных работ. Поэтому их стремятся принимать более крутыми.

Запасы полезного ископаемого и общий объем горной породы в контурах карьера определяют производственную мощность карьера, срок его суще­ствования и основные технико-экономические показатели открытой разработки.

По положению относительно земной поверхности различают залежи:

горизонтальные (пологие) с углом наклона до 10° (рис. 86, а, б). Такие условия залегания характерны для месторождений угля, марганца и других полезных ископаемых оса­дочного происхождения (буроугольные месторождения Украины, месторождения Никопольского марганцевого бассейна, Керченское

железорудное месторождение и др.). Подобные месторождения обыч­но полностью разрабатывают открытым способом.

Наклонные (с углом падения от 10 до 30°) и крутые (с углом падения более 30°) залежи (рис. 86, в, г) широко распро­странены среди железорудных месторождений, месторождений руд цветных металлов, угля и других полезных ископаемых. При раз­работке наклонных залежей вскрышные породы удаляют только

Рис 86. Основные типы месторождений и возможные схемы карьеров.

состороны висячего бока (рис. 86, в). При разработке крутопада­ющих залежей вскрышные породы удаляют как со стороны висячего, так и со стороны лежачего боков залежи (рис. 86, а).

Особенностью наклонных и крутых залежей является значитель­ное увеличение объема вскрышных пород при увеличении глубины карьера. Поэтому разработку таких месторождений иногда произ­водят комбинированным способом — верхняя часть месторождения разрабатывается открытым способом, нижняя — подземным.

Штокообразные залежи в виде массивных рудных тел неправильной формы (рис. 86, д) часто встречаются среди место­рождений руд черных и цветных металлов и неметаллических по­лезных ископаемых. К таким месторождениям можно отнести Высо­когорское, Гороблагодатское, Коунрадское и др.

Залежи в виде антиклинальных (рис. 86, е) и синклинальных (рис. 86, ж) складок нередко встре­чаются среди угольных месторождений.

Залежи на возвышенности (рис. 86, з) или з а-лежи высотно-глубинного типа (рис. 86, и), верх­няя часть которых находится на возвышенности, а нижняя — ниже-уровня земной поверхности, встречаются в гористой местности. В качестве примера таких залежей можно привести Магнитогор­ское и Бакальское железорудные месторождения, Хибинское месторождение апатитов и др

Рис. 87. Принципиальные схемы открытой разработки:1 — направление подвигания горных работ; г — выработанное пространство; 3 — внутренние отва­лы; 49 — последовательность развития горных работ.

Весьма слож­ные залежи, со­стоящие из большого чис­ла гнезд или свиты пла­стов, иногда сильно нару­шенной тектоническими нарушениями (рис. 86, к). Такие залежи распростра­нены среди рудных и уголь­ных месторождений.

При разработке гори­зонтальных и пологих за­лежей полезных ископае­мых горные работы по до­
стижению конечной глуби­ны карьера подвигают в
горизонтальном направле­нии, и породы вскрыши
размещают во внутренниеотвалы в выработанном
пространстве карьера (рис. 87, а), что значительно упрощает организацию и уменьшает стоимость вскрышных работ. При разработке залежей других типов наряду с подвиганием горных работ в горизонтальном направлении непрерывно ведут работы по углубке карьера (рис. 87,б). Это не позволяет использовать выработанное пространство карьера для размещения вскрышных пород и их размещают во внешние отвалы за пределами карьерного поля.

Дата добавления: 2015-07-14 ; просмотров: 3558 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Элементы и параметры карьера

Месторождение или его часть, разрабатываемую одним карьером, называют карьерным полем. Карьерное поле является объемной геометрической фигурой, характеризуемой размерами в плане и глубиной: оно входит в состав земельного отвода карьера, в пределах которого размещаются также удаленные и карьера вскрышные породы промышленная площадка и другие производственные сооружения.

Как уже отмечалось, разработку горных пород в карьере ведут слоями с опережением в плане верхними слоями нижних. Обычно слои горизонтальны (рис 1.1, а). Иногда пологую залежь разрабатывают наклонными слоями (рис. 1.1, б и в), а крутую – крутыми слоями (рис. 1.1, г).

В общем случае слой является более широким понятием чем уступ. Уступ – это отдельно разрабатываемая часть слоя горных пород, имеющая форму ступени. В наиболее распространенных условиях разработки горизонтальными и наклонными слоями соответственно горизонтальные и наклонные уступы совпадают с ними и имеют ту же высоту (мощность слоя) и размеры в плане. При большой высоте горизонтального слоя (до 50-100 м) его можно разрабатывать и наклонными уступами (рис. 1.1, д). Крутые слои могут разрабатываться горизонтальными уступами (рис. 1.1, г)

Рисунок 1.1 Типовые схемы слоев и уступов:

Нс – высота (толщина) слоя; Ну – высота уступа

Каждый уступ характеризуется высотной отметкой, соответствующей горизонту расположения на нем транспортных коммуникаций. Отметки уступов могут быть абсолютными (относительно уровня моря) или, реже, условные (относительно постоянного пункта на поверхности). У горизонтальных уступов отметки постоянные, а у наклонных – переменные.

Горизонтальные или наклонные поверхности уступа, ограничивающие его по высоте, называют нижней и верхней площадками (рис. 1.2), а наклонную поверхность, ограничивающую уступ со стороны выработанного пространства,- откосом уступа. Углом откоса уступа называют угол, образованный поверхностью откоса уступа и горизонтальной плоскостью, а линии пересечения откоса с верхней и нижними площадками – соответственно верхней и нижней бровками.

Рисунок 1.2 Элементы уступа:

1 и 2 – нижняя и верхняя площадки соответственно; 3 – фронтальный откос уступа; 4 и 5 – верхняя и нижняя бровки соответственно; 6 – места сооружения транспортных коммуникаций; Lфу1 и Lфу2 – длина фронта работ соответственно первого и второго уступов; Ну1 и Ну2 – высота первого и второго уступов соответственно.

Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производится выемка пород или полезного ископаемого. Если на площадке располагается оборудование, необходимое для разработки уступа, она называется рабочей площадкой.

Часто уступы разделяют на подуступы (рис. 1.3), которые разрабатываются разным выемочным оборудованием или одним и тем же оборудованием последовательно или одновременно, но имеют единые для уступа транспортные пути.

Рисунок 1.3 Схемы разработки подуступов:

а – одновременно разными экскаваторами; б – последовательно одним экскаватором; в – одновременно двумя экскаваторами; Ну – высота уступа; Ну1 и Ну2 – высота соответственно первого и второго подуступов.

Часть уступа по его длине, подготовленная для разработки, называется фронтом работ уступа, которая измеряется его протяженностью Lф.у. Фронт работ уступа может быть прямолинейным или криволинейным в плане, а протяженность его остается постоянной или изменяется, что зависит в первую очередь от формы и размеров разрабатываемой залежи. Подготовка фронта заключается главным образом в подводе транспортных и энергетических коммуникаций для обеспечения работы оборудования на уступе.

В результате выемки пород происходит отработка уступа. В подавляющем большинстве случаев в карьере одновременно разрабатывается несколько уступов, происходит их подвигание, а часто и создание новых уступов по глубине карьера. Ступенчатые боковые поверхности, образованные откосами и площадками уступов и ограничивающие выработанное пространство, называются бортами карьера (рис. 1.4)

Читать еще:  Как обшить дверной откос пластиком

Борт, представленный рабочими уступами, называют рабочим бортом карьера. Линия, ограничивающая карьер на уровне земной поверхности, является верхним контуром карьера, а линия ограничивающая дно (подошву) карьера, его нижним контуром. При производстве горных работ положение рабочего борта, верхнего и нижнего контуров карьера меняется в пространстве. Постепенно отдельные уступы, начиная сверху, достигают конечных контуров (границ) карьера. К моменту погашения (окончания) открытых работ им соответствуют конечная глубина и конечные размеры карьера в плане (рис. 1.4). Откосы уступов нерабочих бортов карьера, на которых горные работы не производятся, разделяются бермами (площадками) транспортными и предохранительными.

Угол между линией, нормальной к простиранию борта и соединяющей верхний и нижний контуры, и горизонталью называется углом откоса борта карьера (рабочего или нерабочего). Величина его зависит от высоты уступов и ширины их площадок и находится в пределах: рабочего борта 7 — 17° (иногда до 23 — 27°), нерабочего борта 25 — 53°.

Совокупность уступов, находящихся в одновременной разработке, называется рабочей зоной карьера. Положение рабочей зоны определяется отметками нижних площадок верхнего и нижнего (на данный момент времени) рабочих уступов карьера (см. рис. 1.4). Длина фронта горных работ карьера представляет собой суммарную протяженность фронтов горных работ всех рабочих уступов.

Рисунок 1.4 Принципиальная схема открытой разработки залежей:

а – горизонтальных; б – наклонных; в – крутых; 1 – выработанное пространство; 2 и 3 – внутренние и внешние отвалы; 4 и 5 – рабочий и нерабочий борта; 6 – конечный контур карьера; 7 – бермы; І, ІІ, ІІІ, ІV – nоследовательность развития работ на уступах; Нр.з – высота рабочей зоны; Нк – конечная глубина карьера; р. — угол откоса рабочего борта; н – угол откоса нерабочего борта; нл— угол откоса нерабочего борта по лежачему боку; нв — угол откоса нерабочего борта по висячему боку.

Для введения в разработку нового уступа необходимо создать транспортный доступ к нему и первоначальный фронт работ с соответствующей рабочей площадкой.

Для расположения транспортных коммуникаций, по которым будет осуществляться транспортирование горной массы нового уступа на поверхность или вышележащие уступы, необходимо вскрыть уступ, т. е. провести с поверхности или вышележащего уступа специальные (вскрывающие) горные выработки. Эти выработки в большинстве случаев соединяют пункты, расположенные на разных высотных отметках (если вскрывают один уступ, то разница в высотных отметках равна высоте уступа), и поэтому имеют определенный уклон i. При сооружении вскрывающие выработки обычно имеют близкое к трапецеидальному или треугольному сечению и называются соответственно капитальными траншеями и полутраншеями (рис .1.5, в и г)

Для создания начального фронта работ на вскрышном уступе (нарезки уступа) необходимо провести от вскрывающей горизонтальную (реже с небольшим уклоном для стока воды) горную выработку значительной протяженности по сравнению с размерами трапецеидального (треугольного) сечения – разрезную траншею или разрезной котлован, Длина и ширина которого имеют один порядок измерения (рис. 1.5, в и г).

Рисунок 1.5 Схемы горно-подготовительных выработок:

1 и 2 – соответственно капитальные траншеи и полутраншеи; 3,4 и 5 – соответственно разрезные траншеи и котлован; — угол откоса борта траншеи; b – ширина подошвы траншеи; стрелками показано направление развития гонных работ.

Главные параметры карьера следующие:

1. Конечная глубина, которая при разработке наклонных и крутых залежей определяет возможную производственную мощность карьера, размеры его на поверхности, общий объем извлекаемой горной массы. Для горизонтальных и пологих залежей конечная глубина определяется природными условиями и изменяется незначительно за весь период разработки. Конечная глубина устанавливается при проектировании карьера. Современные карьеры имеют глубину от нескольких до 400 м. Проектами предусматривается возможность открытых разработок до глубины 700-900 м.

2. Размеры карьера по поверхности по простиранию и вкрест простирания залежи определяется размерами залежи, дна карьера, глубины и угла откосов бортов. Они устанавливаются графически или аналитически. Форма карьера в плане обычно близка к овальной. Длина карьера изменяется от сотен метров до 8 км, а ширина в зависимости от типа месторождения – до 4 км.

3. Размеры дна карьера устанавливаются оконтуриванием разрабатываемой залежи на отметке конечной глубины карьера. Минимальные размеры дна карьера определяются условиями безопасности выемки и погрузки пород на нижнем уступе (при ширине не менее 20 м, по длине не менее 50-100 м).

4. Углы откосов бортов карьера определяются условиями устойчивости пород прибортового массива и размещении транспортных коммуникаций. Их применяют более крутыми для уменьшения объема вскрышных работ.

5. Общий объем горной массы в контурах карьера является важнейшим показателем определяющими производственную мощность предприятия, срок его существования и др.

При равнинном рельефе поверхности достаточно точно общий объем горной масс V= Sд Hк + Pд Hк 2 ctg ср+1π/3Нк 3 ctg ср,

Где Sд – площадь дна карьера, м 2 ; Нк – глубина карьера, м; Рд – периметр дна карьера, м; ср — усредненный угол откоса ортов, градус.

Площадь, форма контура и периметр дна карьера в первую очередь зависят от размеров и конфигурации залежи. Дну карьера придается по возможности округленная форма с целью повышения устойчивости бортов и уменьшения объема извлекаемых вскрышных пород.

6. Запасы полезного ископаемого в контурах карьера – важнейший показатель, определяющий возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки. Запасы в пределах каждого уступа (горизонта) и карьерного поля в целом устанавливаются при разведке месторождения, а затем утоняются и пересчитываются в контурах карьера при проектировании и эксплуатации его в соответствии с установленными и периодически изменяющимися кондициями на полезное ископаемое.

Дата добавления: 2016-10-07 ; просмотров: 15676 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Нерабочий борт карьера

Номер патента: 1283387

Текст

,128338 119) 04 Е 21 С 41/ ГОСУД ПО ДЕ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЬСТВ ОМУ,Н АВТ ова,ий ком 7 вость в е АРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) НЕРАБОЧИЙ БОРТ КАРЬЕРА(57) Изобретение относится к горнойпромьппленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в карьерах, имеющих в бортах поверхностиослабления, Цель изобретения — снижение затрат на формирование нерабочего борта эа счет уменьшения объемов вскрышных работ. Нерабочий борткарьера 1 содержит откосы уступов 2,транспортные 3 и предохранительные4 бремы, а также поверхность ослабления 5. Угол нерабочего борта карьера выбирают по следующему уравнениюпредельного равновесия по поверхности скольжения: Р .яхп 3 +Р .сбэ(Ы,-)==Р . соя . 1 Е Ч + . з 1 п (о 1.- 3) . 1 М +с . 1,где Р, — вес призмы упора, т; Р,сила действия призмы активного давления на призму упора, т; Х — длиналинии скола, м; Ы — угол откоса не»рабочего борта карьера, град;угол нижней части поверхности скольжения, град; Ч- угол внутреннеготрения, град; с — сцепление, т/мРасчет угла откоса позволяет выявить в исследуемои области зоны, где расстояние «а 1 поверхности ослабленияЩ от ерхней бровки борта и высота откоса значительно влияют на угол выполнения нерабочего борта карьера. При 0 ( а ( 15 м угол откоса борта незначительно уменьшается. При а15 м угол откоса существенно уве личивается при высоте борта карьера аеа до 300 м, а при больших глубинах ф при а ) 15 м этот параметр на устой- (;ф чивость откоса практически не влия- Я)а 1 д 419 Асояр-я 7 йЬгле Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в карьерах, имеющих в бортах поверхности ослабления пространственное положение которых согласно залеганию полезного ископаемого.Цель изобретения — снижение затрат на формирование нерабочего борта 0за счет уменьшения объемов вскрьппных работ.На фиг.представлен нерабочий борт карьера, разрез; на фиг. 2 — схема расчета, предельного равновесия по поверхности скольжения; на фиг. 3 — график д =Г(Н); на фиг. — график Ы = Г(а).Нерабочий борт карьера 1 содержит откосы уступов 2, транспортные 3 и предохранительные 4 бермы, а также поверхность ослабления 5.Нерабочий борт карьера выполняют под углом, выбранным по следующему уравнению предельного равновесия по ,поверхности скольжения: Р яЫЗ+Р соя(с-р)= Р сояЯд +РЪ 51+Р яп(А-р)1 Кч +с.3.).где Р — вес призмы упора, т;р — сила, с которой призма активного давления действуетна призму упора, т;- длина линии скола, м;Ы. — угол откоса нерабочего борта карьера, град;р — угол нижней части поверхности скольжения, град;Ч — угол внутреннего трения,град;40Яс — сцепление, т/мРасчет угла откоса нерабочего борта карьера, учитывающего соотношения реально существующих удерживающих и сдвигающих сил в призме возможного обрушения ограниченной откосом борта и поверхностью ослабления, позволил выявить в исследуемой области зоны, где расстояние поверхности ослабления от верхней бровки борта а и высота откоса значительно влияют на угол выполнения нерабочего борта карьера. На основании расчета составленыграфики = (Н) и о =1(а) ю(см.фиг. 3 и 4).Из указанных графиков видно, чтопри 0 ( а ( 15 м угол откоса борта незначительно уменьшается, При а ) 15 м угол откоса существенно увеличивается при высоте борта карьера до 300 м, а при больших глубинах при а ) 15 м этОт параметр на устойчивость откоса практически не влияет.Для пояснения расчета данной зависимости прилагается схема (фиг.2), где приняты следующие обозначения: Б, — призма упора; Б — призма активного давления; Р и Р — соответстэвенно вес призм упора и активного давления.Р по поверхности ослабления щэграскладывается на нормальную И и касательную Т составляющиеУИэ — РЗ созе. 1 К Мэг 3где- угол внутреннего трения поповерхности ослабления йг Т = Р яхпМ,Сила Р , с которой призма Я дейгствует на призму Б , равна1Р = Р яИ.-(Р соя 41 КМ -с,ш)эггде с — сцепление по поверхностиослабления тСила Р по поверхности 1 раскладывается на нормальную И и касательную Т составляющие (1- длиналлинии скола, м),И Р яхп(о-Р)1 д 9, Т =Р ,соя(д.-)ьфР по поверхности 1 раскладываэ,ется на нормальную И и касательнуюэ 1Т составляющиеИрРсояЗЯ 9Ь,Р яЫ.1Таким образом, уравнение предельного равновесия по поверхности скольжения ВАД имеет следующий вид Т + ТИ + И + с.1 или+ Р яп(с-р)1 д 9 + с.1, ц — расстояние поверхности ослабления до верхней бровки нерабочего борта карьера, м,Формула изобретения Нерабочий борт карьера, включающий откосы уступов, транспортные игде Р,предохранительные бермы, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения затрат на формирование нерабочего борта, за счет уменьшенияобъемов вскрьппных работ, откос нерабочевого борта карьера выполиена под углом , выбранным поуравнению Р ЯЫ ф+Г соЯ(д) =Р соЯР, СР+511 т 3 5+Р . яй.п(Ы.-).1 д Ч+с.1,вес призмы упора, т; сила действия призмы активного давления на призму упора, т;длина линии скола, м; угол откоса нерабочего борта карьера; град.;угол нижней части поверхности скольжения, град.; угол внутреннего трения, град.;йсцепление, т/мРО УР Составитель Л. ЗавьялоТехред И.Попович Подписно Заказ 7 Тираж 455 НИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб, 4 город, ул, Врое .н,зя,изводственно-полиграфическое предприя Редактор Л. Веселовс Корректор Е, Сирохма

Читать еще:  Как сделать откосы сендвич

Заявка

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6767

ПЕВЗНЕР МАРК ЕРЕМЕЕВИЧ, АНДРОСОВА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА, ИЛЬИНА НАДЕЖДА ГРИГОРЬЕВНА, ИШУКИН ЛЕОНИД ВАСИЛЬЕВИЧ, ЗВЕРИНСКИЙ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, КОСТОВЕЦКИЙ ВИКТОР ПЕТРОВИЧ

Углы откосов нерабочего борта карьера

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и создано применительно к условиям разработки глубоких кимберлитовых карьеров в экстремальных условиях криолитозоны Севера.

Известен способ отстройки нерабочего борта карьера с горизонтальными бермами безопасности, оставляемыми для обеспечения достаточной устойчивости борта не менее, чем каждые три уступа (см. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ: Учебник для вузов. — 3-е изд. перераб. — М.: Изд-во Моск. горного ин-та, 1992. – 464 с., С. 32-34).

Недостатком известного решения является значительные объемы производства вскрышных работ в контуре отработки карьера.

Известен также способ отстройки нерабочего борта карьера с наклонными предохранительными бермами (см. Галкин А.М., Галкин В.А., Попов В.Н. Опыт проектирования и строительства карьеров с наклонными предохранительными бермами. — М.: Обзорная информация, серия: Горное дело, 1977. — 37 с.).

Известный способ также характерен значительными объемами производства горноподготовительных работ по вскрытию горизонтов карьера и малой производительностью горнотранспортного оборудования при работе на наклонных уступах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ отстройки нерабочего борта глубокого карьера с наклоненными бермами безопасности (см. Власов В.М., Андросов А.Д. Технологии открытой добычи алмаза в криолитозоне / Отв. ред. О.И. Слепцов. — Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2007 — 388 с., С. 206).

При этом низкая эффективность известного решения обусловлена значительными объемами производства вскрышных работ в контуре карьера и повышенной опасностью работ горнотранспортного оборудования при работе под высокими уступами.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и безопасности ведения горных работ на глубоких карьерах.

Для решения поставленной задачи по способу отстройки нерабочего борта глубокого карьера отстройку ведут с сооружением над спиральным съездом крутонаклонных берм безопасности по всему периметру борта карьера, по которым осыпающиеся с откосов уступов породы скатываются и накапливаются на специальные оборудованные рабочие площадки, откуда производится последующая погрузка собранной породы в автосамосвалы и вывоз во внешние отвалы с использованием полутраншей.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

В предлагаемом способе новыми признаками в сравнении с прототипом являются:

— использование в конструкции борта нового принципа улавливания осыпающихся с борта карьера пород в крутонаклонных бермах безопасности;

— перемещение осыпающихся с борта карьера пород по крутонаклонной берме безопасности до специально оборудованных рабочих площадок;

— использование специально оборудованных рабочих площадок для сбора осыпавшейся породы, отгрузки их в автосамосвалы и вывоз во внешние отвалы.

Указанные новые признаки исключают недостатки существующих способов отстройки нерабочего борта глубокого карьера и обеспечивают следующие усиленные новые положительные свойства:

— применение крутонаклонных берм безопасности существенно снижает объемы производства вскрышных работ в контуре отработки карьера;

— перемещение осыпающихся пород по крутонаклонной поверхности обеспечивает безопасные условия работы горнотранспортному оборудованию в рабочей зоне карьера;

— создание специально оборудованных рабочих площадок снижает трудоемкость работ по очистке берм безопасности.

Крутонаклонная берма безопасности представляет собой своеобразный «желоб», по которым сваливающиеся с откосов борта горные породы скатываются до рабочей площадки с последующей их выгрузкой в автосамосвалы и вывозом во внешние отвалы.

Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где на фигуре 1 схематично показан план карьера на конец отработки с расположением крутонаклонных берм безопасности; на фигуре 2 — поперечные разрезы по карьеру; на фигуре 3 — расчетная схема к определению объемов работ в контурах отработки карьера.

Способ отстройки нерабочего борта глубокого карьера осуществляется следующим образом.

При отстройке его бортов крутонаклонными предохранительными бермами отработку карьера ведут в следующей последовательности. Вначале карьер с отметкой 0 м отрабатывают с отстройкой бортов традиционными бермами безопасности до глубины с отметкой -300 м. При этом нерабочий борт карьера достигает предельного контура 1 (см. фиг. 1, 2). Далее по всему периметру карьера оставляют промежуточную площадку 2. Дальнейшую глубину карьера ниже отметки -300 м ведут в новом контуре 3 с прокладкой спирального съезда 4 на всю глубину карьера и формируют крутонаклонные бермы безопасности 5 по всему периметру рабочей зоны карьера, например, через каждые 2-3 уступа по высоте рабочей зоны карьера.

В конце каждой крутонаклонной бермы безопасности создают рабочие площадки 6 для размещения осыпающихся с откосов пород (камней) 7 (см. фиг. 2). После накопления камней на рабочей площадке 6, осыпавшиеся породы отгружают в автосамосвалы и вывозят на поверхность через полутраншеи 8 и спиральный съезд 4. Таким образом, периодически по мере накопления пород производится их удаление из карьерного пространства, обеспечивая безопасные условия работе горнотранспортного оборудования при доработке глубоких горизонтов карьера.

Техническая сущность и преимущества нового технического решения раскрыты на примере отработки кимберлитового карьера, эксплуатируемого в экстремальных климатических условиях криолитозоны Севера при вскрытии глубоких горизонтов спиральными съездами внутреннего заложения.

Пример конкретной реализации заявленного способа отстройки нерабочего борта глубокого карьера.

Исходные данные для расчетов приняты следующие:

— глубина карьера, Нк=590 м;

— глубина отработки с традиционной технологией отстройки борта, Нт=270 м;

— глубина отработки с применением крутонаклонных берм безопасности, Нр=320 м;

— угол откоса высокого уступа при погашении, α=75°;

— угол откоса борта карьера при традиционной технологии отстройки, β=45°;

— угол откоса борта карьера при рекомендуемой технологии, γ=60°;

— диаметр кимберлитовой трубки, d=200 м;

— количество крутонаклонных берм безопасности, сооружаемых на борту карьера, n6=4;

— угол крутонаклонной берсы безопасности, б=50°;

Расчеты выполнены в следующей последовательности (см. фиг. 3):

1. Объемы работ в контуре карьера при традиционной технологии отстройки борта — VАВСД,

VАВСД=0,5×Нк×[π() 2 +π(kctgβ) 2 ],

где АВСД — контур карьера при традиционной технологии.

VАВСД=295[3,14×100 2 +3,14(100+590ctg45°) 2 ]=331708030,0 м 3

2. Объемы работ в контуре карьера при рекомендуемой технологии отстройки борта — VEFGBCHKΛ

где EFGBCHKΛ — контур карьера при рекомендуемой технологии.

VEFKΛ=0,5×Нт[π() 2 +π( 2 ],

VEFKΛ=0,5×270[3,14() 2 +3,14() 2 ]=43983945,0 м 3

VGBCH=0,5×Hp[π() 2 +π(p×ctgd) 2 ]=

=0,5×320[3,14×100 2 +3,14(100+320ctg75°) 2 ]=22348960,0 м 3

VEFGBCHKΛ=43983945,0+22348960,0=66332905,0 м 3 =66332,9 тыс. м 3 .

3. Сокращение объемов горных работ в результате внедрения новой технологии отстройки нерабочего борта глубокого карьера — ΔVр,

ΔVр=VАВСД-VEFGBCHKL=331708030-66392905=265375125 м 3 =265,375 млн. м 3

4. Ожидаемое снижение затрат от внедрения рекомендуемого способа отсройки нерабочего борта за счет сокращения объемов горных работ в контуре отработки карьера Э1 составит,

где Ср — себестоимость разработки 1 м 3 горных пород,

Ср=3,41

5. Затраты на сооружение четырех крутонаклонных берм безопасности — З1,

где LБ — средняя длина одной крутонаклонной бермы безопасности, м;

ШБ — ширина крутонаклонной бермы безопасности, ШБ=17 м;

hБ — средняя глубина крутонаклонной бермы безопасности, hБ=2 м.

LБ=

где δ — уклон крутонаклонной бермы безопасности, град.

LБ = 104 м.

Объемы работ по сооружению крутонаклонной бермы безопасности — VБ,

Суммарный объем по сооружению крутонаклонных берм безопасности — ,

nБ×VБ=435428=141712 м 3 ,

З1= Ср=3,41×141712=483237 долл.=483,238 тыс. долл.

Экономический эффект Э от внедрения рекомендуемого способа составит,

В расчетах экономической эффективности не учтены затраты на сооружение незначительной протяженности полутраншей, поскольку они составляют менее 5 % от стоимости сооружения 1 п.м. крутонаклонной бермы безопасности.

В таблице приведены результаты сравнительных расчетов технико-экономических показателей от внедрения рекомендуемого способа отстройки нерабочего борта глубокого карьера.

Из приведенной таблицы следует, что экономический эффект от внедрения способа составит 904,442 млн. долл., который будет достигнут благодаря снижению затрат на незавершенную вскрышу. Кроме того, будут созданы безопасные условия ведения горных работ под высокими откосами при освоении глубоких горизонтов карьера.

Ожидаемые технико-экономические показатели от внедрения рекомендуемого технического решения (млн. долл.)

Способ отстройки нерабочего борта глубокого карьера, включающий формирование борта горизонтальными, наклонными и наклоненными бермами безопасности, отличающийся тем, что отстройку борта ведут с сооружением над спиральным съездом по всему периметру борта карьера крутонаклонных берм безопасности, причем в конце каждой бермы создают рабочие площадки для накопления и последующей отгрузки на поверхность собранной осыпавшейся породы, для чего дополнительно сооружают полутраншею, связывающую рабочую площадку и спиральный съезд.


голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector