Основные понятия о карьере (элементы и параметры карьера, уступа)

Карьер – это горное предприятие, осуществляющее разработку месторождения открытым способом – административное понятие. Техническое понятие: карьер – совокупность элементов открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения полезного ископаемого. Месторождение или часть его разрабатываемое карьером называется карьерным полем. Участок земной коры, включающий разрабатываемое месторождение и окружающие его породы предоставлены предприятию для производства в нём работ, связанных с разработкой месторождения называется – горным отводом. Граница горного отвода на планах разрабатываемых месторождений обозначается линией красного цвета. Участок земной поверхности (включая горный отвод) занимаемый горным предприятием называется – земельным отводом. На планах разрабатываемых месторождений изображается линией жёлтого цвета. Месторождение при открытой разработке делится по глубине на горизонтальные или наклонные слои, которые отрабатываются с опережением верхними слоями нижних и эти слои приобретают ступенчатую форму. Часть толщи горных пород в карьере, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая самостоятельными средствами выемки и погрузки и транспортирования называется – уступом. Каждый уступ характеризуется высотной отметкой, которая соответствует горизонту расположения на нём транспортных средств. Отметки могу быть абсолютные и условные. Часть уступа по его высоте отрабатываема самостоятельными средствами выемки, но обслуживаемая транспортом общим для всего уступа называется – подуступом. Уступы, находящиеся в разработке, называются – рабочими. А те, разработка которых прекращена – не рабочими (если не работает не меньше года). Площадки, ограничивающие уступ по высоте, называются – верхней и нижней площадками. Площадки, на которых расположено оборудование, предназначенное для разработки (буровые станки, экскаваторы, транспортные средства и т.д.) называются – рабочими. Площадки свободные от оборудования называются – не рабочими. Площадки, ограничивающие не рабочие уступы, называются – бермами. Различают предохранительные бермы, бермы механической очистки и транспортные бермы. Предохранительные бермы равны 1/3 расстояния по высоте между смежными бермами. Бермы механической очистки обычно больше либо равны 8 метров (для заезда бульдозеров для очистки осыпанной породы). Наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства называется – откосом уступа. Линия пересечения откоса уступа с верхней и нижней горизонтальными площадками называется – верхней и нижней бровками уступа.

Угол, образуемый откосом уступа горизонтальной плоскостью, называется – углом откоса уступа. Различают угол откоса рабочих уступов (68-80 градусов), нерабочих уступов (угол долговременной устойчивости) – 45-60 градусов, угол естественного откоса пород слагающий уступ – это придельный угол при котором частицы породы находятся в равновесии. Рабочий угол откоса определяется группой пород (мягкие, плотные, скальные или полускальные) и применяемым оборудованием. Поверхность, ограничивающая массив со стороны выработанного пространства, называется – бортом карьера. Борт состоит из откосов уступов и берм и имеет ступенчатую форму. Различают рабочий и не рабочий борт карьера. Поверхность, соединяющая нижнюю бровку нижнего уступа и верхнюю бровку верхнего уступа, называются – откосом борта карьера. Угол между откосом борта и горизонтальной поверхностью называется – углом откоса рабочего или не рабочего борта карьера. Угол откоса рабочего борта обычно (5-15 градусов) не рабочего борта (30-50 градусов). Линия пересечения откоса борта карьера с дневной поверхностью называется верхним контуром карьера (граница контура карьера), а с поверхностью дна – нижним контуром карьера (границу карьера по дну). Часть или весь уступ по его длине, находящийся в разработке, называется – фронтом работ уступа. Суммарная длина фронтов работ всех уступов карьера называется фронтом работ карьера. Уступ отрабатывается панелями, которые характеризуются длиной, высотой и шириной. Часть уступа по ширине, отрабатываема при неизменном положении забойных транспортных коммуникаций, называется – заходкой. Уступы по длине разбиваются на блоки, отрабатываемые самостоятельными средствами выемки и погрузки и называются по названию оборудования (блоками панели): экскаваторный, скреперный и т.д. Поверхность уступа, служащая непосредственным объектом горных работ и перемещающаяся в результате ведения работ, называется – забоем (торец заходки). Забоем так же называется и часть непосредственно прилегающего к нему пространства (призабойное пространство).

16.02.09

Насыпь горных пород, удалённых при разработке месторождения называется породным отвалом. По расположению они подразделяются:

- при расположении в выработанном пространстве карьера называются – внутренними;

- на поверхности вне контура карьера – внешними;

По принципу формирования: периферийные, площадные и т.д. Открытая горная выработка – это выработка, образовавшаяся в земной каре после выемки горной породы и имеющая незамкнутый контур поперечного сечения (это траншеи и котлованы). Транспортные бермы – это площадки, оставляемые на нерабочем борту карьера для передвижения транспортных средств. Предохранительные бермы – это площадки, оставляемы на нерабочем борту карьера для повышения его устойчивости и задержания осыпающихся кусков породы. Обычно они слегка наклонены в сторону вышележащего откоса уступа. Бермы должны оставляться не более чем через 3 уступа. Призма обрушения – это неустойчивая часть уступа между откосом уступа и плоскостью естественного обрушения и ограниченная верхней площадкой. Ширина основания призмы обрушения (Б) называется бермой безопасности и определяется по формуле: .

Рисунок

Следует различать элементы и параметры карьера, элементы и параметры уступа.

Элементы карьера

Борт карьера (рабочий, нерабочий), капитальные траншеи (въездные, съезды(полутраншеи), разрезные траншеи, котлованы), граница карьера по верху и по дну, рабочие площадки. Параметры: глубина карьера, угол наклона рабочего и нерабочего борта карьера, размеры карьера по верху и дну, ширина транспортных и предохранительных берм, объём горной массы карьера, количество уступов, длина общего фронта работ, длина вскрывающих трасс, показатели системы разработки (смотри далее).

Виды (типы) разрабатываемых месторождений и залежей

Разрабатываемые месторождений полезных ископаемых залегают в весьма разнообразных природных условиях. Типы месторождений различают прежде всего по характерным геометрическим признакам:

1. По рельефу поверхности месторождение может быть:

1. Равнинным;

2. В виде склона возвышенности;

3. В виде возвышенности;

4. Холмистым;

5. Находиться под водой;

От рельефа поверхности зависит порядок разработки и возможные средства механизации.

2. В зависимости от положения месторождения относительно господствующего уровня поверхности и глубины залегания различают месторождения:

0. Поверхностного типа (1.1, 1.5) непосредственно выходящие на поверхность или расположенные под наносами небольшой мощности (20-30 м);

1. Глубинного типа, расположенные значительно ниже господствующего уровня поверхности мощность пустых пород (более или равно 40-250 метров), выбор способа разработки (открытый или подземный) определяется экономическим показателем;

2. Разработки высотного типа (1.2, 1.3), расположенные выше господствующего уровня, можно разрабатывать как открытым, так и подземным способом;

3. Высотно-глубинного типа.

Залегание залежи может быть согласным (1.1, 1.2, 1.3) или несогласным (1.1, 1.2, 1.3) с рельефом поверхности; залежь может занимать всю или часть возвышенности. От положения залежи относительно земной поверхности зависят размеры карьера по глубине и в плане, а так же применяемые технические средства, особенно транспорт.

3. Залежи полезных ископаемых по форме могут быть:

0. Изометрические, развитые более или мене одинаково во всех направлениях (массивные залежи, штоки, гнезда);

1. Плитообразными – вытянутыми преимущественно в двух направлениях при относительно небольшой мощности;

2. Трубообразными и столбообразными – вытянутыми преимущественно в одном направлении;

3. Промежуточными и переходными между вышеуказанными (линзы, жилы, седловидные залежи, складки, перегибы, тектонически нарушенные свиты пластов);

Форма залежи предопределяет форму карьерных полей. Карьерные поля могут быть площадные, вытянутые и округлые.

4. По углу падения различают залежи:

0. Пологие – характеризующиеся слабонаклонным (до 8 -10 градусов) и волнистым залеганием основной части залежи, их частным случаем является горизонтальные залежи;

1. Наклонные – угол падения (от 8-10 до 25-30 градусов);

2. Крутонаклонные – угол падения (25-30 – 50-55 градусов);

3. Крутые – угол падения (более 55 градусов);

4. Сложного залегания, характерного при синклинальных (идут вниз) и антиклинальных (идут вверх) вкладках и резких геологических нарушениях;

Такое разделение принято на основе технологии открытых горных работ.

5. По мощности залежи разделяются:

5.1 Весьма маломощные (до 3-5 метров), разработка которых одноковшовыми экскаваторами не эффективна и требует специальных способов;

5.2 Малой мощности, характеризующиеся разработкой залежи при помощи только одного уступа;

5.3 Средней мощности, два уступа;

5.4 Мощные;

5.5 Весьма мощные;

Условия и порядок разработки горизонтальных и наклонных залежей не одинаковы, поэтому численно различны для этих залежей и показатели одних и тех же классов мощности.

6. По строению залежи:

6.1 Простые залежи с однородным строением без существенных прослойков и включений. В этом случае все полезные ископаемые залежи извлекаются совместно;

6.2 Сложные залежи с прослойками некондиционного полезного ископаемого, а так же прослойками и включениями пустых пород с чётко выраженными контактами. В этом случае ведётся раздельная (селективная) выемка полезного ископаемого и пустых пород;

6.3 Рассосредоточенные залежи, имеющие сложное строение при котором кондиционное и некондиционное полезное ископаемое и пустые породы распределяются в толще земной коры без чёткой закономерности и выраженных контактов. Выбор раздельной или валовой выемки решается после детальной эксплутационной разведки;

7. Качество полезного ископаемого залежи может быть распределено:

1. Равномерно;

2. Неравномерно;

8. По преобладающим типам пород месторождения могут быть представлены:

0. Скальными вскрышными породами и полезным ископаемым;

1. Мягкими или плотными покрывающими породами и скальными или полускальными полезным ископаемым и вмещающими породами;

2. Мягкими вскрышными породами и разнородным полезным ископаемым;

Перечисленные факторы оказывают решающее влияние на выбор технических средств, порядок ведения и возможность производства открытых горных работ.