2.3 Объекты и условия открытых горных работ

Месторождения полезных ископаемых, разрабатываемые открытым способом, отличаются весьма разнообразными условиями залегания, влияющими на выбор технических средств и порядок производства горных работ.

Типы месторождений различают по характерным признакам.

По форме выделяют залежи (рис. 2.1):

- изометрические – развитые примерно одинаково во всех направлениях: массивные залежи, штоки, гнезда, и т. п. (схемы в, з);

- плитообразные – вытянутые преимущественно в двух направлениях при относительно небольшой мощности: пласты, пластообразные залежи, линзы (схемы а, г, ж):

а б в

г д е

ж з

Рис. 2.1. Типы месторождений, разрабатываемых открытым способом

- столбообразные и трубообразные – вытянутые в одном направлении (главным образом по падению) при сравнительно небольших, мало отличающихся друг от друга размерах в сечении (схема д);

- смешанные – представленные одновременно несколькими формами (например, пласты и линзы, столбы и жилы);

- сложные, когда трудно выделить преимущественное тяготение к одной из перечисленных групп, например, ветвящиеся жилы, вкрапленности, гнезда (схема б).

От формы залежи зависит форма карьерного поля.

Рельеф поверхности может быть равнинным, (схема а); холмистым (схемы г, з), представлен возвышенностью (схема в) или ее склоном (схема б), наконец, залежь может находиться под водой. Рельеф поверхности влияет на порядок разработки и выбор возможных средств механизации.

По строению различают [30]: простые залежи с однородным строением без существенных прослоев и включений (схемы а, д, ж); сложные залежи, содержащие прослои, пропластки, включения пустых пород и некондиционного полезного ископаемого, (схемы б, г, з); рассредоточенные залежи, имеющие сложное строение, при котором кондиционное, некондиционное полезное ископаемое и пустые породы распределены в толще земной коры без определенной закономерности и четко выраженных контактов.

При разработке простых месторождений применяют валовый способ выемки. На сложных залежах необходима раздельная (селективная) разработка различных типов, сортов полезного ископаемого и пустых пород. Выбор валового или раздельного способа выемки на рассредоточенных залежах производят после детальной эксплуатационной разведки.

По углу падения выделяют залежи: пологие, которые характеризуются горизонтальным или слабонаклонным (до 8–10°) залеганием (схемы а, г), наклонные – с углами падения от 8–10 до 25–30° (схема ж), крутые (крутопадающие) – с углами падения более 30° (схемы д, з), сложного залегания – с переменным направлением падения, характерным для складок и разрывных тектонических нарушений (схемы б, е).

При разработке горизонтальных и пологих залежей возможно складирование пустых пород в выработанном пространстве. В условиях наклонных залежей обычно не требуется выемка вскрышных пород со стороны лежачего бока залежи. При крутом падении необходимо производить разработку вмещающих пород как висячего, так и лежачего боков.

Мощность залежи определяет способ ее выемки. Условия и порядок разработки этих месторождений неодинаковы, поэтому численно различны и показатели одних и тех же классов мощности.

Горизонтальные и пологие месторождения классифицируют по вертикальной мощности залежи h_в:

- весьма малой мощности – h_в до 3–5 м;

- малой мощности – h_в от 5 до 10–20 м;

- средней мощности – h_в от 20 до 30–40 м.;

- большой мощности – h_в более 40 м.

Наклонные и крутые месторождения классифицируют по горизонтальной мощности залежи m_г:

- весьма малой мощности – m_г менее 15–25 м;

- малой мощности – m_г от 25 до 50–75 м;

- средней мощности – m_г от 75 до 100–150 м;

- большой мощности – m_г более 150 м.

На работу горнотранспортного оборудования, как уже отмечалось, существенно влияют климатические условия. Почти две трети территории нашей страны, занимают области с суровым климатом: Заполярье, Центральная и Восточная Сибирь, Якутия, Магаданская обл. и др. Обильные снегопады и метели, что особенно характерно для северных районов нашей страны, где снежный покров сохраняется до 290–300 дней в году, в значительной степени затрудняют работу транспорта. В пределах карьера скапливается большое количество снега. Смешиваясь с рудой, снег повышает ее слеживаемость и смерзаемость. При низких температурах возрастает число отказов в гидро- и пневмосистемах оборудования, возникают дополнительные напряжения в механических конструкциях, металл становится хрупким. Вследствие сильных ветров выходят из строя линии электропередач и связи. Сочетание низких температур и сильных ветров неблагоприятно сказывается на работоспособности человека. Поэтому оценку суровости (жесткости) погоды в баллах ведут на основании эмпирических формул, учитывающих температуру воздуха и скорость ветра.

Для карьеров, находящихся в суровых климатических условиях, уменьшают число рабочих дней в году (табл. 2.1),составляют специальные графики работы на открытом воздухе, предусматривающие обогрев людей через определенные промежутки времени. При неблагоприятной погоде (учитываются температура воздуха, скорость ветра и метельный перенос снега) рабочий день сокращают на 1-2 часа или работы прекращают совсем. В таких климатических зонах следует использовать машины и механизмы в северном исполнении с утепленными герметизированными кабинами, повышенной надежностью изоляции электродвигателей, токоприемников, генераторов, усиленной теплоизоляцией дизельных двигателей.

Таблица 2.1. Число рабочих дней в году (по данным «Гипроруды»), ед.

Районы	Продолжительность рабочей недели, дней
	7	6	5
Северные	340	290	242
Средние	350	300	250
Южные	355	305	254

Примечание:

К северным следует относить районы, расположенные севернее линии: Кемь – Сыктывкар – Свердловск – Омск – Новосибирск – Минусинск – Черемхово – Благовещенск – Петропавловск-Камчатский;

К южным – расположенные южнее линии: Клайпеда – Вильнюс – Брянск – Орел – Харьков – Волгоград – Гурьев – Аральск.

Отрицательно влияет на работу горнотранспортного оборудования туман, особенно на высокогорных карьерах, где ежегодное число туманных дней достигает 200.

В зонах с жарким или тропическим климатом особые требования к технологии, механизации и организации работ предъявляют влажность и температура воздуха, песчаные бури, повышенная солнечная радиация.

Обводненность месторождений, хотя и не является препятствием для организации открытой добычи полезного ископаемого, но обусловливает принятие специальных мер по осушению рабочих мест, укреплению горных выработок, повышению устойчивости горных пород. Ее характеризует совокупность гидрогеологических факторов: величина притока и химический состав воды, водоотдача пород, устойчивость пород к размывающему и растворяющему действию воды.

Наиболее распространенной, хотя и условной характеристикой обводненности месторождения является коэффициент водообильности – отношение количества откачанной воды к количеству добытого за тот же срок полезного ископаемого.

Для сильно обводненных месторождений он достигает 10–15 м³/т.