Способы вскрытия карьерных полей (месторождений)

Вскрывающие горные выработки обеспечивают грузотранспортную связь между рабочими горизонтами (уступами разработки) и пунктами приема горной массы на поверхности (гидротранспортные установки последующих подъемов, обогатительные фабрики, карты намыва полезного ископаемого, гидроотвалы).
Способы вскрытия месторождений зависят от расположения карьерного поля относительно водоема, мощности залежи полезного ископаемого и вскрышных пород, горно-геологических и гидрологических условий, рельефа местности. Работы по вскрытию месторождения и подготовке его к разработке относятся к горно-капитальным.
Классификация способов вскрытия, по Г.А. Нуроку, построена с учетом принципа расположения, назначения и числа вскрывающих выработок (табл. 10.8).
При определении способа вскрытия карьерного поля и места расположения вскрывающей выработки проектировщик невольно сталкивается с необходимостью параллельного выбора системы разработки и направления развития фронта горных работ.
Вскрытие котлованом. Начальными котлованами вскрывают обычно пойменные и притрассовые месторождения, удаленные от водотоков и водоемов. Котлованы могут иметь внешнее и внутреннее (центральное или фланговое) расположение по отношению к карьерному полю. Их местоположение определяется условиями удобства монтажа земснарядов и возможностью поступления воды извне (самотеком, подкачкой насосами) при недостатке грунтовых вод или работе на обороте воды. Котлован обычно прямоугольной формы (табл. 10.9) подготавливают бульдозером или экскаватором. Монтируют земснаряд в котловане или рядом, а затем сталкивают его в котлован (рис. 10.17). После ввода земснаряда в эксплуатацию он углубляет котлован до отметки дна карьера и расширяет его.

Вскрытие траншеей. Пойменные песчано-гравийные месторождения, расположенные вблизи водотоков и водоемов, вскрывают земснарядом, оставляя обычно береговой целик шириной 50—80 м. Для ввода земснаряда и подачи воды из реки проводят траншею внешнего заложения. Внешнюю траншею из реки проводят земснарядом или экскаватором в зависимости от свойств грунтов. Для отделения карьера от реки траншею пересыпают перемычкой, в которой укладывают трубу с задвижкой для регулирования горизонта воды в карьере (рис. 10.18).
Ширина траншеи по дну при проведении ее экскаватором должна быть на 2 — 3 м больше ширины земснаряда. При разработке траншеи земснарядом ее ширина по дну должна быть не меньше ширины заходки земснаряда (табл. 10.10).
На обводненных месторождениях с необводненной толщей рыхлых вскрышных пород, разрабатываемых гидромониторами, вскрышной горизонт вскрывается пионерным котлованом. Добычной горизонт также вскрывается котлованом (см. рис. 7.4).

На обводненных месторождениях с необводненной толщей плотных пород вскрыши, разрабатываемых экскаваторами, вскрышной горизонт вскрывается наклонной траншеей внешнего (внутреннего) заложения с последующим проведением разрезной траншеи и ее разбортовки. Добычной горизонт вскрывается котлованом (рис. 10.19).
Общие траншеи (на два уступа и более), необходимые для вскрытия полезной толщи на большой глубине, разрабатывают путем врезки земснарядом в высокий берег из реки или устройством общего котлована.
Вскрытие заводнением. При недостаточном для работы земснаряда горизонте грунтовых вод карьерное поле вскрывают способом заводнения поверхности (подъема воды), для чего устраивают дамбы (плотины). Опыт работы в Западной Сибири показал возможность использования пониженных мест рельефа местности, затапливаемых в период половодья (рис. 10.20, а, б).
Бестраншейное вскрытие. Бестраншейное вскрытие земснарядом применяют при разработке русловых месторождений и дноуглубительных работах (рек, озер, болот).
Расчет объемов котлована, траншеи и наклонного съезда следует проводить по формулам (7.4) и (7.5).