6.2Объекты и условия открытой разработки

6.2.1Отличительные признаки открытых горных работ

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. В результате вскрышных 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.

В скрышные и добычные работы ведутся совместно, причем вскрышные несколько опережают добычные работы во времени и пространстве. На рис. 6.1 показаны последовательные этапы развития открытых горных работ при разработке пологих и крутых залежей. Контур открытых выработок непрерывно перемещается, занимая ежегодно новое положение.

Рис. 6.1. Схемы открытой разработки месторождения пологой (а) и крутой (б) залежей:

1 — положение горных работ на начало года; 2 — положение горных работ на конец года; 3 — конечный контур карьера (борт)

Отличительные признаки открытых горных работ: добыча производится лишь после удаления пустых пород; размеры открытых горных выработок по всем направлениям значительны, что позволяет применять мощное оборудование больших размеров; удаление пустых пород и добыча полезного ископаемого производятся в основном экскаваторным способом; горно-транспортное оборудование характеризуется большими размерами и высокой производительностью.

6.2.2Технологические свойства горных пород

Объектами горных разработок являются различные горные породы: коренные (магматические, метаморфические, осадочные), залегающие в толще земной коры на месте своего образования, и покрывающие их наносы — измельченные породы, переотложенные и перенесенные.

Свойства горных пород определяют выбор оборудования для их разработки и переработки. Для краткой технологической характеристики можно выделить следующие группы горных пород: рыхлые и мягкие, плотные, полускальные и скальные в массиве, полускальные и скальные разрушенные.

Рыхлые и мягкие породы легко без предварительного разрыхления отделяются от целика всеми видами горных машин. Сцепление между частицами пород не более 0,03–0,05 МПа.

Плотные породы (твердые глины, мел, бурые и каменные угли) отделяются горными машинами без предварительного рыхления. Эти породы сохраняют в массиве угол откоса до 60–70° при высоте уступа 10–20 м.

Полускальные породы при разработке требуют предварительного разрыхления взрывным способом. К ним относятся выветренные изверженные и метаморфические породы, а также осадочные породы (глинистые сланцы и песчаники, гематитовые руды, мергели, аргиллиты, алевролиты, каменные и прочие бурые угли).

Скальные породы отделяются от массива только рыхлением взрывом. К ним относятся изверженные и метаморфические породы (граниты, кварциты, базальты, габбро, сиениты, колчеданы), а также некоторые осадочные породы (песчаники, прочные известняки, кремнистые конгломераты и др.).

Разрушенные горные породы различаются по степени связности, кусковатости и прочности в куске. Коэффициент разрыхления сыпучих разрушенных пород составляет 1,4–1,65 и более; связносыпучих разрушенных— 1,2–1,3; связноразрушенных — 1,03–1,05, сохраняют в насыпи крутой откос.

Кусковатость пород определяется по среднему линейному размеру куска d_сp и имеет пять категорий. Первая категория (очень мелкоразрушенные породы) d_сp менее 10 см и пятая (весьма крупноразрушенные) d_сp от 70 до 90 см.