Общие положения, особенности техногенного изменения недр

Открытая разработка ведется непосредственно с земной поверхности. Поэтому применялась она еще в древнейшее время, когда извлекались только те полезные ископаемые, которые залегали наиболее близко к земной поверхности. По мере увеличения глубины работ открытый способ становился невыгодным, т. к. удаление увеличивающегося объема пустых пород по-средством мускульного труда было слишком трудоемким и дорогим. Поэтому открытый способ разработки на длительное время был в основном вытеснен подземным, при котором не требовалась выемка пустых пород. Лишь с конца XIX в. в связи с внедрением горных машин открытые работы начали получать широкое распространение. С этого времени, а особенно в 30–50 г. XX в. применение открытого способа разработки непрерывно расширялось во всем мире.

В России наиболее старыми являются Уральские железорудные карьеры. Горные работы в них ведутся с XVIII в. — на Гороблагодатском карьере с 1735 г., на Высокогорном — с 1781 г. Однако техническая оснащенность карьеров была низкой — преобладали ручная погрузка и конная откатка грузов. Горное машиностроение было развито слабо. Путиловский завод, единственный в России изготовлявший экскаваторы, выпустил их всего 25 штук. Они были громоздкие, малопроизводительные, с паровым приводом и на железнодорожном ходу.

Значительное развитие открытых горных работ началось в период первых советских пятилеток. Были введены в действие такие крупные карьеры, как Магнитогорский железорудный (1930), Коунрадский меднорудный (1936), Краснобродский и Бачатский угольные разрезы (1948–1950) и др.

Наиболее быстрое развитие открытых горных работ началось в послевоенный период, чему способствовал выпуск современного карьерного горнотранспортного оборудования. В период 1947–1950 гг. на карьеры стали поступать экскаваторы СЭ-3, драглайны ЭШ-4/40, ЭШ-6/60, ЭШ-14/65, большегрузные автосамосвалы и думпкары и другая техника, что способствовало значительному улучшению технико-экономических показателей открытого способа добычи. Для разработки скальных пород в дальнейшем были созданы новые буровые станки шарошечного и огневого бурения, карьерные экскаваторы (мехлопаты) с ковшом вместимостью до 20 м3, думпкары грузоподъемностью 180 т, автосамосвалы грузоподъемностью 110–180 т, а также целая серия вспомогательного оборудования.

С внедрением новой техники совершенствовались технология ведения горных работ и параметры карьеров. Сейчас проектируются карьеры глубиной до 700 м. Высота уступа увеличилась с 7 до 40 м. Широкое применение получили бестранспортные и транспортно-отвальные технологические схемы, повысилась интенсивность отработки (углубка карьеров достигает 15–20 м/год), возросла производственная мощность карьеров.

В настоящее время открытыми работами в России добывают более 2/3 всех руд. Исследования показали, что на месторождениях, пригодных для экономичной открытой разработки, можно добывать около 55 % всего угля, 75 % руд цветных металлов и 82 % железной руды. Широкое распространение открытых работ и непрерывное расширение области их применения объясняются целым рядом достоинств, присущих открытому способу разработки по сравнению с подземным.

Преимущества открытых работ: большая безопасность и лучшие санитарногигиенические условия труда рабочих; широкое применение высокопроизводительных машин и механизмов и вследствие этого более высокая производительность труда рабочих, обеспечивающая низкую себестоимость вскрышных и добычных работ; меньшие потери руды и большие возможности селективной выемки; более простая организация работ.

Недостатки открытых работ: некоторая зависимость от климатических условий; значительные капитальные затраты в случае необходимости предварительного удаления большого объема покрывающих пород; большие затраты на восстановление (рекультивацию) поверхности после окончания разработки.

С точки зрения законов формирования техногенно измененных недр характерной особенностью открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых является то, что полезное ископаемое может быть извлечено из недр только после того, как удалена, полностью или частично, налегающая толща горных пород. То есть зона техногенного разрушения литосферы формируется после удаления того объема пород, в котором должна была бы сформироваться зона геофизических изменений. Так как удаление налегающей толщи по своей физической сущности также требует разрушения составляющих ее пород, то общая модель техногенно измененных недр принимает вид, в котором зона полного техногенного разрушения и изъятия материала литосферы целиком поглощает зону изменения физических свойств.

Основные горнотехнические понятия

Открытым способом разрабатываются месторождения полезных ископаемых любой формы, залегающих в разнообразных природных условиях.

По положению залежи относительно земной поверхности различают месторождения: поверхностного типа, расположенные на поверхности или покрытые наносами небольшой мощности; глубинного типа, расположенные значительно ниже господствующего уровня поверхности; нагорного типа, расположенные на возвышенности или склоне горы; высотно-глубинного типа, частично расположенные на горе или на горном склоне.

По углу наклона к горизонту различают следующие залежи: горизонтальные или слабонаклонные — до 10–15°; наклонные — от 10 до 30°; крутые — более 30°.

По структурному строению и распределению качества: залежи простые однокомпонентные с однородным строением и равномерным распределением качественных признаков; сложноструктурные многосортные и многокомпонентные.

По преобладающим типам пород: скальные вскрышные породы и крепкие руды; мягкие и плотные покрывающие породы; полускальные вскрышные породы и полезные ископаемые; мягкие вскрышные породы и мягкие или плотные полезные ископаемые.

Тип пород определяет в основном выбор способов их подготовки к выемке, технологической схемы и видов основного выемочного и транспортного оборудования.

Карьер в хозяйственном значении — это горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения, а в техническом значении — это совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения. Угольные карьеры обычно называют разрезами.

Часть месторождения, отводимая для разработки карьером, называется карьерным полем. Площадь карьерного поля обычно составляет от 0,5 до 4 тыс. га. Участок, занимаемый основными объектами карьера, называется земельным отводом. Площадь земельного отвода во много раз превышает площадь карьерного поля. На рис. 5.1 представлен общий вид карьера.

Общий вид карьера
Рис. 5.1. Общий вид карьера

Месторождение при открытой разработке делят на горизонтальные или наклонные слои, которые отрабатывают с опережением верхними слоями нижних. Поэтому борта карьера, т. е. его боковые поверхности, имеют ступенчатую, или уступную, форму.

Уступом называется часть толщи пород, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая самостоятельными средствами выемки, погрузки и транспорта. Обычно высота уступа принимается не менее высоты черпания экскаватора и на большинстве карьеров составляет 10–15 м, а иногда достигает 20–40 м (рис. 5.2).

Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производится выемка пород или добыча полезного ископаемого. Уступ имеет нижнюю и верхнюю площадки, откос и бровки.

Откосом уступа называется наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства. Линии пересечения откоса уступа с его верхней и нижней площадками называются соответственно верхней и нижней бровками.

Горизонтальные поверхности рабочего уступа, ограничивающие его по высоте, называют нижней и верх-ней площадками. Площадка, на которой расположено оборудование для разработки, называется рабочей площадкой. Ширина рабочих площадок составляет 40–70 м и более. Если площадка свободна, ее называют нерабочей.

Угол наклона уступа а к горизонтальной плоскости называется углом откоса уступа. Угол откоса рабочих уступов обычно равен 65–80°, а нерабочих — 45–60°.

Основные элементы уступа и технологии ведения вскрышных и добычных работ показаны на рис. 5.2.

Основные элементы уступа
Рис. 5.2. Основные элементы уступа: 1, 2 — соответственно нижняя и верхняя площадки уступа; 3, 4, 5, 6 — заходки; 7 — откос уступа; 8 — нижняя бровка уступа; 9 — верхняя бровка уступа; 10, 11 — соответственно забои угольного и породного уступов; 12 — направление перемещения фронта работ; 13 — направление перемещения забоя заходки; 14 — развал породы после взрыва; ? — угол откоса уступа; 15 — погрузка породы экскаватором в железнодорожный состав; 16 — подготовка заходки к взрыву, бурение и заряжание скважины; А — рабочая площадка; Б — нерабочая площадка

Уступ разрабатывают последовательными параллельными полосами — заходками шириной 10–20 м с применением или без применения буровзрывных работ. Торец заходки называется забоем. Часть заходки по ее длине, подготовленная для разработки, называется фронтом работ уступа.

Подготовка фронта работ заключается в подводке транспортных путей (железных дорог или автодорог) и линии электропередачи. Обычно в работе находятся несколько уступов. Боковые поверхности, ограничивающие карьер и его выработанное пространство, называют бортами карьера.

Вскрышные работы — это работы по удалению пустых пород, покрывающих и вмещающих полезное ископаемое. В этой связи количественная оценка перемещаемых вскрышных пород производится с помощью специального показателя — коэффициента вскрыши.

В общем виде коэффициент вскрыши показывает отношение объема пустых пород к объему или весу добываемого полезного ископаемого (м33 или м3/т).

Различают следующие коэффициенты вскрыши (рис. 5.3):

К понятию о коэффициенте вскрыши
Рис. 5.3. К понятию о коэффициенте вскрыши

средний — отношение общего объема пустых породы в конечных контурах карьера или его части к запасам полезного ископаемого в тех же границах:

формула

частные значения среднего коэффициента вскрыши:

формула

или

формула

контурный (граничный) — отношение объема пустых пород, которые необходимо удалить для добычи руды на том или ином горизонте, к запасам руды на этом горизонте:

формула

С увеличением глубины разработки величина контурного коэффициента вскрыши возрастает.

Контурный коэффициент вскрыши для расчетного предельного горизонта карьера называется граничным (предельным). Практически он составляет:

формула

Текущийт) — отношение объема вскрышных пород, фактически перемещаемых в течение месяца, квартала, полугодия, года, к фактически добываемому за этот период объему полезного ископаемого.

Эксплуатационныйэ) — расчетное отношение объема вскрышных пород к объему полезного ископаемого за период эксплуатационных работ в карьере. Иногда его называют средним эксплуатационным. Он служит критерием для горных работ и расчетов потребного количества горного и транспортного оборудования за период эксплуатации.

Коэффициент вскрыши изменяется в широких пределах — от 0,9 до 15 м3/т и более.

Открытыми работами месторождение разрабатывают до такой глубины, на которой полная себестоимость 1 т полезного ископаемого (с учетом вскрышных работ) будет равна расчетной себестоимости руды при подземной добыче. Исходя из этого условия, предельный коэффициент вскрыши определяют по формуле

формула

где Сп — себестоимость 1 м3 руды из подземных работ; Со — себестоимость добычи 1 м3 руды из открытых работ (без учета вскрышных работ); Св — стоимость удаления 1 м3 пустых пород (вскрыши).

Различные методы определения предельной глубины карьера (графический, аналитический и графоаналитический) состоят в отыскании горизонта, для которого коэффициент вскрыши равен предельному. Иногда, учитывая достоинства и недостатки открытых работ, глубину карьера принимают больше или меньше расчетной. Так, при подземной разработке серноколчеданных месторождений нередко возникают подземные пожары, осложняющие разработку. В этом случае целесообразно увеличение глубины карьера по сравнению с расчетной. В условиях селективной выемки или при добыче ценных руд открытые работы также предпочтительнее и могут вестись ниже границы, определенной расчетом. В районах с суровым климатом и значительным выпадением снега, напротив, уменьшение глубины карьера может быть целесообразно.

Глубина современных карьеров уже превышает 500 м с перспективой увеличения до 700 и более метров.

Степень экономической эффективности открытых горных работ характеризуется величиной технико-экономических показателей, к основным из которых относятся прибыль, рентабельность, себестоимость.

Под прибылью понимается разница между ценностью реализуемой товарной продукции и затратами на ее производство.

Рентабельность — это отношение прибыли, полученной в течение года, к общей величине средств (основных и оборотных фондов), находящихся на карьере.

Себестоимость — затраты, приходящиеся на 1т добычи полезного ископаемого, складываются из затрат на собственно добычу и вскрышу:

С=СоэСв;

где Со и Св — соответственно затраты на 1 т добычи и вскрыши, руб.; Кэ — коэффициент вскрыши, т/т.

Периоды открытых горных работ

При разработке месторождений открытым способом можно выделить четыре периода: подготовительный, строительный, эксплуатационный, заключительный.

Подготовительный период включает работы по подготовке месторождения, осушению и ограждению от вод и подземного поверхностного стоков.

В строительный период входят работы по вскрытию месторождения, созданию начального фронта вскрышных и добычных работ, строительству транспортных коммуникаций.

Эксплуатационный период охватывает горные работы по вскрыше и добыче в пределах плана.

Заключительный период — это работы по рекультивации нарушенных горными работами земель.

Открытая разработка включает два основных вида работ — вскрышные и добычные. Вскрышные работы заключаются в удалении пустых пород, обеспечивающем доступ к полезному ископаемому и его добыче, а добычные — в выемке, погрузке и перемещению полезного ископаемого к месту доставки. В результате вскрышных и добычных работ образуется карьер.

Карьером называют горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения и имеющее совокупность открытых горных выработок, служащих для вскрытия, подготовки и добычи полезного ископаемого. Открытые горные работы примыкают непосредственно к земной поверхности.

Вскрышные и добычные работы ведутся совместно, причем вскрышные несколько опережают добычные работы во времени и пространстве. На рис. 5.4  показаны последовательные этапы развития открытых горных работ при разработке пологих и крутых залежей. Контур открытых выработок непрерывно перемещается, занимая новое положение.

Этапы развития открытых горных работ при разработке пологих (а) и крутопадающих (б) залежей
Рис. 5.4. Этапы развития открытых горных работ при разработке пологих (а) и крутопадающих (б) залежей:
1 — верхний контур карьерного поля; 2 — нижний контур карьерного поля; 3 — рабочий борт карьера; 4 — борт карьера при погашении, ?раб. и ?макс. — соответственно углы рабочего борта и борта карьера при погашении

Отличительные признаки открытых горных работ: размеры открытых горных выработок по всем направлениям значительны, что позволяет применять мощное горное оборудование больших размеров; удаление пустых пород и добыча полезного ископаемого производятся чаще экскаваторным способом; горнотранспортное оборудование характеризуется высокой производительностью.

В процессе извлечения полезных ископаемых из недр возникают бесплодные территории, разрушительное воздействие которых распространяется на окружающие сельскохозяйственные и лесные угодья. Это приводит к нарушению тысячелетиями складывающегося природного комплекса. Общая площадь земель, нарушенных открытыми работами, оценивается около 1,5–2,0 млн га.

Под рекультивацией понимается восстановление нарушенных земель с целью их использования в других отраслях народного хозяйства. В результате рекультивации могут создаться земли, пригодные для сельского и лесного хозяйства, организации отдыха, устройства водоемов, жилищного и промышленного строительства. При этом необходимо ориентироваться на создание наиболее ценных и продуктивных угодий.

Вскрытием карьерного поля называются горные работы по созданию комплекса капитальных и временных траншей и съездов, обеспечивающих грузотранспортную связь между рабочими горизонтами в карьере и приемными пунктами на поверхности.

Рабочими горизонтами в карьере являются рабочие площадки уступов. Приемные устройства на поверхности — обогатительные фабрики, перегрузочные бункеры, склады, отвалы или электростанции. Траншеи и съезды оборудуются транспортными путями и средствами транспорта.

Совокупность всех вскрывающих выработок называется схемой вскрытия. Вскрытие рабочих горизонтов карьеров осуществляется при помощи горных выработок — капитальных наклонных или крутых траншей и горизонтальных — разрезных, которые являются продолжением капитальных траншей и служат для подготовки месторождения к выемке, создавая начальный фронт работ на вскрытом уступе.

Капитальные траншеи могут быть внешними и внутренними. Внутренние траншеи располагают внутри контура карьера, внешние — за пределами его контура. Вскрывающие траншеи имеют, как правило, трапециевидное поперечное сечение. При разработке неглубоких горизонтальных или пологих месторождений при числе уступов не более трех применяют внешние траншеи.

Этапы вскрытия при разработке горизонтальных и пологих месторождений включают обычно проведение одной или двух внешних капитальных траншей, разрезных траншей по вскрышным породам и по полезному ископаемому. После проходки разрезной траншеи по вскрышным породам отрабатывают 2–3 заходки и создают тем самым необходимое опережение вскрышных работ для проходки разрезной траншеи по полезному ископаемому.

Вскрытие наклонных и крутых залежей обычно осуществляется внутренними траншеями со сложной формой трассы, расположенной на нерабочих бортах траншеи.

Работы по вскрытию ведутся в течение всего времени разработки: на каждом горизонте проводят подготовительные выработки (разрезные траншеи), удлиняют и совершенствуют систему капитальных и временных съездов.

Если при разработке горизонтальных месторождений вскрывают сразу все горизонты и работы по вскрытию заканчиваются в период строительства карьера, то при разработке наклонных и крутопадающих месторожденияй они продолжаются до конца его разработки. При крутом залегании пласта необходим разнос не одного, а обоих бортов разрезной траншеи.

Способы проходки траншей. Вскрытие месторождений производится въездными траншеями, а подготовка — разрезными. Основные параметры траншеи (длина, ширина по низу, уклон, угол откоса бортов) зависят от назначения траншеи, проходческого оборудования, глубины вскрываемого горизонта и физикомеханических свойств пород.

Длина траншеи L, максимальная глубина H и уклон i = tg? связаны отношением

L = H / i

Угол ? показывает наклон дна траншеи к горизонтальной плоскости. Уклон определяется видом транспорта, и средние значения его находятся в следующих пределах: для железнодорожного транспорта 0,025–0,040, для автотранспорта 0,060–0,200, для конвейерного транспорта 0,250–0,330, для скиповых подъемников 0,500–1,000.

Минимальная ширина траншеи понизу также зависит от вида транспорта и числа путей и составляет для железнодорожного транспорта 8–16 м, для автотранспорта 6–14 м. Ширина траншеи должна быть увязана с параметрами проходческого оборудования. Разрезная траншея проходится горизонтально или с уклоном 0,003–0,005 для стока воды. Ширина разрезной траншеи принимается из условия размещения в ней взорванной массы при последующей отработке одного из ее бортов и затем приводится в соответствие с рабочими размерами экскаватора. Обычно ширина разрезных траншей составляет 20–25 м. Траншеи, располагаемые на косогоре, часто не имеют второго борта, поэтому их называют полутраншеями.

Траншеи могут располагаться в пустых породах и в рудном теле. В первом случае породу располагают на бортах траншеи или вывозят в отвалы. По этому признаку выделяют две группы способов проходки траншеи — бестранспортные и транспортные.

Бестранспортные способы проходки траншей применяют, если борта траншеи при дальнейшей разработке месторождения не будут отрабатываться и, следовательно, не потребуется повторного удаления породы с бортов.

Проходка траншеи драглайном по бестранспортной схеме показана на рис. 5.5. Максимально возможные размеры траншеи b и h определяются рабочими параметрами экскаватора и физико-механическими свойствами пород. Между отвалом и верхней бровкой борта траншеи должна оставляться площадка (берма) безопасности с, размеры которой зависят от устойчивости пород и глубины траншеи. Иногда породы располагаются на одном борту траншеи: в этом случае при проходке экскаватор смещается к этому борту. Широкие траншеи экскаватор проходит за два хода, размещая породу вначале с одной стороны траншеи, а затем с другой стороны. В необходимых случаях на проходке применяют два драглайна. Прямую механическую лопату при бестранспортных способах проходки траншей применяют редко, т. к. использование в этом случае даже вскрышных экскаваторов не позволяет пройти траншею необходимых размеров.

Проходка траншеи драглайном
Рис. 5.5. Проходка траншеи драглайном

Бестранспортные способы проходки траншей наиболее производительны и экономичны. Коэффициент использования экскаватора при этом достигает 0,8– 0,85.

Транспортные способы проходки траншей могут применяться в самых разнообразных условиях. Проходка траншеи сплошным забоем с нижней погрузкой — наиболее распространенный способ этой группы, который применяют в мягких и скальных породах с погрузкой породы в автомобильный или железнодорожный транспорт.

На рис. 5.6 показана проходка траншеи сплошным забоем с нижней погрузкой породы в железнодорожные вагоны. После обуривания станками 1 нескольких рядов (2–10) скважин 6 и их взрывания горная масса экскаватором 2 грузится в вагон 3. Так как забой тупиковый, то экскаватором можно загрузить только один вагон, после чего состав отходит от забоя за стрелку 4 (рис. 5.6, а) и электровоз подает вагоны в тупик 5, где груженый вагон отцепляют и состав вновь подают к экскаватору.

Проходка траншеи сплошным забоем с нижней погрузкой породы в железнодорожные вагоны
Рис. 5.6. Проходка траншеи сплошным забоем с нижней погрузкой породы в железнодорожные вагоны

После загрузки очередного вагона процесс повторяется. Полностью загруженный состав уходит из траншеи, и к экскаватору подходит порожний состав. Одновременно происходит обуривание следующего участка траншеи. Выносной тупик 5 по мере проходки траншеи переносят ближе к забою.

В последнее время взрывание пород осуществляют на участках траншей значительной длины (сотни метров). Уменьшение числа взрывов при этом способствует увеличению производительности экскаваторов и буровых станков.

Достоинства данного способа: использование при проходке траншеи экскаваторов с нормальным рабочим оборудованием и широкая область их применения. Однако низкий коэффициент использования экскаватора (0,3–0,4), вызываемый сложными маневрами транспорта, не позволяет обеспечить высокую скорость проходки траншей. Применение автотранспорта при этом способе на 20–30 % снижает простои экскаватора и позволяет довести скорости проходки до 150–180 м/месяц. Разворот автосамосвала при достаточной ширине траншеи происходит вблизи забоя; в бортах узких траншей для разворота через каждые 50–60 м устраивают ниши.

Проходка траншеи сплошным забоем с верхней погрузкой породы
Рис. 5.7. Проходка траншеи сплошным забоем с верхней погрузкой породы

Коэффициент использования экскаватора и скорость проходки можно повысить, если ввести проходку траншей сплошным забоем с верхней погрузкой породы вскрышным экскаватором (рис. 5.7, а). Рельсовый путь укладывают на одном из бортов траншеи, и при загрузке состава вагоны не расцепляют. Этот способ дает хорошие показатели в породах не выше средней крепости (скорость проходки до 150–250 м/месяц). В скальных породах высокой крепости производительность вскрышных экскаваторов снижается.

Послойный способ проходки (рис. 5.7, б) сочетает достоинства обоих транспортных способов — верхнюю погрузку с использованием прямых механических лопат с нормальным рабочим оборудованием. При этом способе сечение траншеи делят на ряд заходок (I–IV), которые проходят последовательно. На рис. 5.7 в показан момент проходки второй заходки. Экскаватор расположен на почве второй заходки, транспортные средства — на почве первой заходки.

В процессе проходки каждого последующего слоя траншеи транспортный путь располагают на почве предыдущей заходки. Высота слоя зависит от максимальной высоты разгрузки экскаватора Hр и высоты транспортных средств h. Для экскаватора ЭКГ-4,6 при использовании стандартных думпкаров максимальная высота слоя составляет 3–3,3 м.

Послойный способ обеспечивает высокую скорость проходки траншей, особенно в мягких породах (до 150–200 м/месяц). Большой объем путевых работ и сложность проведения буровзрывных работ ограничивают область применения этого способа. Проходка разрезной траншеи послойным способом по условиям транспорта возможна только одновременно с проходкой въездной траншеи.

Траншеи можно проходить многоковшовыми экскаваторами, колесными скреперами, гидромеханизацией и методом взрыва на выброс, однако в связи с ограниченной областью применения этих способов они в данном курсе не рассматриваются.

Способы вскрытия. По расположению траншей различают следующие способы вскрытия: внешними (когда траншеи располагают за предельным контуром карьера) и внутренними траншеями (когда траншеи размещены внутри контуров карьера).

Вскрытие внешними траншеями применяют для отработки пологих, залегающих неглубоко месторождений, иногда для верхних горизонтов крутопадающих месторождений.

При вскрытии отдельными внешними траншеями каждый горизонт месторождения вскрывается обособленной траншеей. Способ обеспечивает независимость транспортирования породы с каждого горизонта, но отличается высоким объемом проходческих работ, т. к. с увеличением глубины вскрываемого горизонта объем траншей резко возрастает. По этой причине отдельными траншеями вскрывают не более двух-трех уступов. В некоторых условиях (например, на косогоре) число вскрываемых горизонтов может быть увеличено, т. к. в этом случае объем выработок (полутраншей) уменьшается.

Для уменьшения объема работ по вскрытию применяют вскрытие общими (или групповыми) внешними траншеями (рис. 5.8). Каждая траншея, вскрывающая нижележащий горизонт, проходится внутри траншеи верхнего горизонта. Число уступов, вскрываемых общими траншеями, достигает 5–6. При групповом вскрытии одна группа траншей вскрывает породные горизонты, другая — добычные.

Вскрытие общими внешними траншеями
Рис. 5.8. Вскрытие общими внешними траншеями

Вскрытие внутренними траншеями позволяет значительно сократить объем породных работ вследствие расположения траншей внутри контуров карьера. Внутренние траншеи аналогично внешнему вскрытию могут быть отдельными, групповыми и общими. Общие траншеи имеют широкое распространение при разработке глубоких карьеров (глубиной до 400–500 м), при любой форме и любом угле падения месторождений.

Из общих траншей наибольшее распространение получило вскрытие тупиковыми и спиральными съездами.

Вскрытие тупиковыми съездами
Рис. 5.9. Вскрытие тупиковыми съездами

При тупиковых съездах (рис. 5.9) вскрывающие траншеи располагают на нерабочем борту карьера во взаимно обратных направлениях. Каждый съезд 1 на рабочем горизонте заканчивается тупиковой площадкой 2, на которой состав при спуске или подъеме меняет направление своего движения. На схеме карьера показано пять горизонтов: два верхних отработаны, третий (породный) и четвертый (рудный) находятся в стадии отработки, на пятый горизонт проходится въездная траншея. При последующей разработке пятого горизонта правый борт траншей отработают, и съезд на этот горизонт будет иметь такой же вид, как съезды на предыдущие горизонты. На каждом съезде укладывают один или два рельсовых пути.

Пропускная способность двухпутевых съездов в 2–2,5 раза выше, чем однопутевых.

Достоинства вскрытия тупиковыми съездами: возможность размещения съездов на одном борту; широкая область применения. Недостаток — низкая средняя скорость движения поездов вследствие больших затрат времени на маневры подвижного состава на тупиковых площадках.

При вскрытии спиральными съездами последние располагают в виде спирали по рабочему и нерабочему бортам карьера (рис. 5.10).