Глава XX траншеи и способы их проведения

§ 1. Назначение и элементы траншей

Траншеями называются открытые горные выработки трапе­циевидного сечения и значительной длины. По бокам траншеи огра­ничены бортами, а снизу — подошвой (рис. 150, а). Траншеи, рас­положенные на косогоре, имеют только один борт и называются полутраншеями (рис. 150, б)

По назначению различают капитальные (въездные), разрезные и специальные траншеи.

Капитальные траншеи предназначены для создания транспортной связи между уступами карьера и поверхностью. Они имеют значительный уклон и обычно служат в течение всего срока существования карьера. В этих траншеях размещают железнодорож­ные пути, автомобильные дороги или стационарные транспортные установки.

Основными параметрами траншеи являются ее продольный уклон, длина, ширина понизу, угол откоса бортов и объем.

П родольный уклон капитальных траншей зависит от вида приме­ няемого транспорта. По величине уклона траншеи подразделяют на наклонные и крутые. Наклонные траншеи имеют уклон до 40—120%, и предназначены для железнодорожного и автомобильного транспор­ та. Уклон крутых траншей может достигать 45°. Они предназначены для конвейерных установок или канатных подъемников.

Длина капитальных траншей L определяется ее конеч­ной глубиной и величиной продольного уклона:

где Н — конечная глубина траншеи, м;

i — величина продольного уклона, ⁰/₀₀.

Ширину траншеи понизу устанавливают в зависимости от вида транспорта и числа путей или полос движения, а также от параме­тров проходческого⁴ оборудования и способа проходки.

Углы откосов бортов капитальных траншей принимают в зависи­мости от физико-механических свойств пород по возможности более крутыми, но не круче соответствующих им откосов, нерабочих уступов.

Объем одиночной капитальной траншеи при ровной поверхности определяется как сумма объемов составляющих ее правильных гео­метрических фигур: призм и пирамид различной величины (рис. 151):

Как видно из рис. 151, объемы V₃ и У₄ относительно невелики и ими можно пренебречь. Тогда

где

После подстановки в выражение (169) значений V₁ и V₂ и соответ­ствующих преобразований объем капитальной траншеи

г де b — ширина траншеи по­низу, м;

α — угол откоса бортов траншеи, град.

Аналогичным образом оп­ределяется и объем

полу­траншеи

где h — разность высотных отметок начала и

конца полутран­шеи, м;

ψb — высота полутран­шеи, м;

β — угол откоса косогора, град.

При неровной поверхности местности объем траншеи определяют по методу вертикальных параллельных сечений. Для этого строят ряд поперечных сечений по длине траншеи (рис. 152), с помощью планиметра определяют площади этих сечений и подсчитывают

объем траншеи как сумму объемов, составляющих ее отдельных бло­ков:

где S₁, S_2, S₃, . . . . . S_n - площади поперечных сечений траншеи, м²;

l₁, l₂, l₃, . . . . . .l_n - расстояния между отдельными попереч­ными сечениями, м.

Точность подсчетов объемов по этому методу тем больше, чем меньше расстояние между поперечными сечениями. Поэтому при сложном рельефе местности число поперечных сечений увеличивают.

Разрезные траншеи являются продолжением капи­тальных траншей. Их проводят на каждом горизонте для создания первоначального фронта вскрышных и добычных работ на уступе. После проведения разрезной траншеи один или оба ее борта разраба­тывают и по мере развития горных работ на уступе разрезная тран­шея как горная выработка перестает существовать.

Разрезные траншеи проводят горизонтально или с небольшим уклоном (3—5⁰/₀₀) для стока воды. Глубина разрезной траншеи равна высоте подготавливаемого уступа, длина ее зависит от длины фронта работ на уступе, а ширина понизу определяется параметрами про­ходческого оборудования и способом проходки. Углы откосов бор­тов разрезной траншеи зависят от крепости пород и обычно прини­маются равными углам откосов рабочих уступов.

Объем,горизонтальной разрезной траншеи определяют как объем прямой призмы, в основании которой лежит трапеция:

V_p = (b + Hctga)HL, м³, (173)

где L — длина траншеи, м.

Специальные траншеи предназначены для водоот­лива и дренажа, доставки в карьер оборудования и материалов. Размеры поперечного сечения специальных траншей зависят от на­значения и горнотехнических условий их проведения.

Способы проведения траншей разнообразны и за­висят главным образом от физико-механических свойств пород, спо­соба перемещения породы в отвал, типа и параметров проходческого оборудования, формы и размеров поперечного сечения траншей. Основным признаком, определяющим эффективность принятого способа проведения траншей, является, способ перемещения породы в отвал. В соответствии с этим различают следующие способы про­ведения траншей: бестранспортные, транспортные, комбинированные и специальные.