Етапи та періоди відкритих гірничих робіт.

Розвиток робіт на уступі.

В процесі ведення відкритих розробок проводяться відкриті гірничі виробки, які можуть виконувати різні функції; мати різні параметри; змінювати (у разі потреби) свою форму, конфігурацію та положення у просторі.

Гірнича виробка – споруда в надрах Землі або на її поверхні, створена в результаті проведення гірничих робіт, яка є порожниною особливої форми в масиві гірничих порід.

Гірничі виробки проведені в надрах Землі, які мають або не мають вихід на її поверхню називаються підземними, а проведені по поверхні Землі – відкритими.

Доступ з поверхні до робочих уступів кар'єру і підготовку окремих уступів до розробки здійснюють шляхом проведення спеціальних гірничих виробок – в'їзних і розрізних траншей(докладніше у розділі «Розкриття кар’єрів»).

Траншея – відкрита гірнича виробка звичайно трапецієвидного перетину і значної довжини. Основні параметри траншеї: ширина знизу, кути укосів бортів, подовжній похил і довжина.

Поздовжній похил траншеї в гірничій справі звичайно вимірюється в тисячних – промілле (‰, див. рисунок). Якщо поздовжній похил траншеї 35‰, то за формулою на малюнку це значить 35/1000, або підйом в 35 метрів на 1000 метрів в довжину. Для розрахунків гірничих виробок та побудови гірничих креслень це дещо зручніше, ніж позначати кути в градусах.

Похила траншея, що служить для транспортного зв'язку поверхні з робочими уступами кар'єру, називається капітальною, її називають також в'їзною. Горизонтальна траншея, призначена для створення початкового фронту робіт на уступі, називається розрізною. Розрізні траншеї є продовженням капітальних. При розташуванні капітальної траншеї всередині кар'єру один з бортів її відпрацьовується і траншея набуває форму з'їзду.

Розвиток гірничих робіт на уступі умовно можливо поділити на три етапи:

1) створення в’їзної (капітальної) траншеї;

2) проведення розрізної траншеї;

3) розширення розрізної траншеї.

Отже, при розкритті нового горизонту на першому етапі спочатку проходять похилу в'їзну траншею, яка розташовується, як правило, на неробочому борті кар'єру.

Параметри траншеї (похил і ширина знизу) будуть залежати від виду транспорту та застосовуваного виймально-навантажувального обладнання. Так похил для автотранспорту може бути до 80-100 ‰, при тепловозному залізничному транспорті до 30 ‰, при електровозному – до 40 ‰.

1 – капітальна траншея, 2 – розрізна траншея; 3 – з'їзд

На наступному етапі в'їзна траншея переходить в розрізну, глибина якої дорівнює висоті уступу, а довжина залежить від видів транспорту.

Після цього розрізна траншея розширюєтьсяу бік робочого борту кар'єру і в'їзна траншея може перетворюватись на з'їзд.

Далі після виконання певного об'єму виймальних робіт створюються умови для розкриття нижчезалягаючого горизонту і весь цикл операцій повторюють, тобто всі етапи виконуються послідовно у суворо визначеному порядку.

Можливий результат після розкриття горизонту –45 метра вказано на рисунку.

За технічним призначенням і організаційними ознаками розрізняють декілька етапів і періодів розробки кар’єру.

До основних етапів розробки, що виділяються за технічним призначенням, належать:

1-й етап – підготовка поверхні кар'єрного поля й осушення родовища. Його метою є створення умов для початку й проведення гірничих робіт.

Підготовка поверхні кар'єрного поля полягає у вирубуванні лісу й корчуванні пнів, осушенні болот і озер, відведенні струмків та річок за межі кар'єрного поля, знесенні будівель і споруд, перенесенні доріг та усуненні інших перешкод, що утруднюють ведення відкритих гірничих робіт. У цей же період знімають родючий шар ґрунту з першочергових ділянок розробки, будують дороги ЛЕП та інші комунікації, житлові, виробничі будівлі та очисні споруди.

Осушення родовища створює умови для роботи обладнання й підвищення стійкості бортів кар'єру. Роботи з осушення звичайно проводять до початку гірничих робіт і потім продовжують у процесі розробки родовища. Розрізняють такі види осушення:

– осушення поверхні кар'єрного поля, яке здійснюється за допомогою мережі осушувальних та дренажних канав;

– захист кар’єрного поля від поверхневих вод (зливових, паводкових або проникаючих із сусідніх водойм) проводиться шляхом проведення нагірних канав по частині або всьому периметру кар’єру;

– попереднє осушення родовища призначене для зниження рівня підземних вод і осушення ділянок, які підлягають першочерговому розробленню, проводиться до початку розробки шляхом буріння водознижувальних свердловин або при великому припливі води проведенням системи підземних дренажних виробок;

– поточне осушення родовища (експлуатаційне осушення) здійснюється одночасно з розробкою родовища й полягає в систематичному видаленні води, що надходить у кар'єр, за допомогою відкритого або підземного водовідливу. У першому випадку, який зазвичай застосовується при невеликому надходженні води в кар'єр (до 100 м /рік), вода збирається у водозбірник і відкачується насосами на поверхню, у другому – вода через спеціальні свердловини надходить у систему підземних дренажних виробок і по стволу дренажної шахти піднімається на поверхню.

2-й етап – розкриття родовища та підготовка початкового фронту розкривних і видобувних робіт. Завдання другого етапу – створення транспортного доступу з поверхні до корисної копалини й підготовка початкового фронту гірничих робіт, що здійснюється шляхом проведення в'їзних і розрізних траншей.

3-й етап – розкривні роботи, тобто видалення пустих порід, що покривають і вміщують корисну копалину, для подальшого її видобування.

4-й етап – видобувні роботи, тобто видобування з надр корисної копалини відповідно до вимог по її якості та потрібної виробничої потужності кар’єру.

5-й етап – рекультивація порушених земель і поверхні відвалів. Завдання п'ятого етапу полягає в приведенні порушених гірничими роботами земель і поверхні відвалів у стан, придатний для подальшого використання в народному господарстві.

Розглянуті етапи гірничих робіт спочатку виконуються послідовно, а потім проводяться одночасно, але зі взаємним випередженням у часі та просторі: роботи з підготовки поверхні й осушення родовища випереджають розкривні роботи, що передують видобувним.

За організаційними ознаками розрізняють такі періоди розробки кар’єру:

1) Будівельний період – виконуються всі гірничі роботи, необхідні для створення початкового фронту добувних робіт. Вони фінансуються відповідно до затвердженого кошторису капітальних витрат на будівництво даного кар’єру й називаються капітальними. Тривалість цього періоду прагнуть по можливості зменшити та якнайшвидше приступити до наступного періоду, оскільки видобутку корисної копалини практично не відбувається, відповідно відсутня й реалізація продукції. Таким чином, кар’єр під час даного періоду фактично працює «в борг». Гірничі роботи під час даного періоду називають капітальними.

2) Період нарощування (освоєння) виробничої потужності кар'єр поступово збільшує свою продуктивність від певної її частини до проектної. Гірничі роботи цього періоду полягають у збільшенні фронту добувних та розкривних робіт, залученні до розробки більшої кількості робочих уступів та фінансуються в основному вже за рахунок реалізації корисної копалини.

3) Період роботи кар'єру з проектною виробничою потужністю характеризується планомірним видобутком корисної копалини відповідно до запроектованої виробничої потужності та вимог до якості корисної копалини. Усі гірничі роботи цього найбільш тривалого періоду повністю фінансуються за рахунок реалізації корисної копалини.

4) Період доопрацювання кар’єру відбувається поступове затухання відкритих гірничих робіт у зв'язку з вичерпанням запасів корисної копалини або в зв'язку з досягненням кінцевої глибини кар’єру, при перевищенні якої відкрита розробка родовища стає недоцільною. В останньому випадку можливий перехід з відкритих робіт на підземні.

ЛЕКЦІЯ 6