Выбор и обоснование системы разработки месторождений

Землесосные снаряды в основном используются при разработке месторождений горизонтального и пологого залегания, представленных мягкими или плотными полезными ископаемыми. Мягкие или разнородные полезные ископаемые характерны для песчано-гравийных месторождений.
Выбор и обоснование системы разработки указанных месторождений осуществляется по классификации В.В. Ржевского.
Все системы разработки по этой классификации, как известно, подразделены на две группы. К первой отнесены системы с постоянным положением рабочей зоны, которая практически остается неизменной на весь период эксплуатации месторождения. Эти системы разработки характерны для горизонтальных или пологих месторождений. Подготовительные работы на таких месторождениях обычно завершаются созданием первичного фронта вскрышных и добычных работ. Системы разработки горизонтальных и пологих залежей в период эксплуатации характеризуются только порядком вскрышных и добычных работ, изменениями длины фронта работ или высоты отдельных уступов. Так как большинство месторождений песка и гравия характеризуется горизонтальными или пологими залежами, то эта группа систем разработки имеет наибольшее распространение на песчаных, песчано-гравийных или гравийнопесчаных карьерах (сплошные системы разработки). Ко второй группе систем разработки относятся системы с переменной рабочей зоной (углубочные системы разработки). Эти системы разработки характерны для наклонных и крутонаклонных залежей. При разработке таких месторождений плавучие землесосные снаряды могут использоваться только при строительстве карьеров (на передовых уступах).
Варианты сплошных систем разработки (по В.В. Ржевскому) при использовании плавучих землесосных снарядов в зависимости от направления выемки в плане:
• продольная, когда фронт (однобортовой или двухбортовой) вскрышных и добычных работ перемещается параллельно длинной оси карьерного поля;
• поперечная, когда фронт работ перемещается параллельно короткой оси карьерного поля;
• веерная, когда фронт работ перемещается по вееру с центральным (общим) или рассредоточенным (два и более) поворотными пунктами;
• кольцевая, когда рабочая зона охватывает все борта по периметру карьера и разработка ведется кольцевыми полосами от центра (центральная) к границам карьерного поля или от границы к центру (периферийная).
Для выполнения горных работ с использованием земснаряда составляют технологические карты, в которых предусматривается выполнение всего комплекса работ по разработке породы в забое, транспортированию ее по пульпопроводу и укладке в сооружения, а также выполнение всех вспомогательных операций по обслуживанию земснаряда, плавучего магистрального и рабочего пульпопроводов и средств связи. До начала основных работ должны быть выполнены следующие подготовительные работы: монтаж магистрального пульпопровода, подготовка берегового включения и организация электроснабжения, освещение и др. Разработка участков должна осуществляться согласно их очередности (рис. 10.21). Длину плавучего пульпопровода необходимо принимать в зависимости от расстояния и высоты транспортирования пульпы, сокращая ее до 50—100 м при предельных расстояниях проектирования и увеличивая до 300—400 м при небольшом расстоянии транспортирования. Расстояние между местами берегового подключения принимается равным длине плавучего пульпопровода. Вспомогательные операции (укладка и переукладка якорей, удлинение и укорачивание плавучего пульпопровода, заводка конца плавучего пульпопровода к месту нового подключения, перемещение земснаряда в пределах забоя) осуществляются с помощью буксирного катера.
Разбивка карьерного поля на блоки, карты и прорези (по А.И. Харту). После установления размеров прорези (ширины заходки) карьерное поле разбивают на блоки и карты, ограничивающие зоны работы каждого земснаряда. Эта работа наиболее сложная, требует творческого подхода и предполагает рассмотрение нескольких вариантов. Разбивка на блоки производится в соответствии с установленным числом земснарядов, порядком ввода их в карьер и расположением относительно реки.

Каждый блок разбивается на прорези и карты из условия, чтобы от одного берегового подсоединения разрабатывался максимальный объем грунта. Это достигается следующим образом: вначале разрабатывают головную прорезь, а затем перпендикулярно ей проводят две или три рабочих прорези (рис. 10.22, а), В случае если головная прорезь узкая и в ней не размещается свернутый плавучий пульпопровод, проводят две рядом расположенные головные прорези (рис. 10.22, б). Длина головной прорези принимается кратной или трем размерам ширины рабочей прорези. Приведенные на рисунках два варианта разбивки карты на прорези являются типичными и могут служить типовым решением при разработке береговых карьеров. Нумерацию прорезей ведут в пределах каждого блока собственную (цифры в кружках), стрелками указывают направление разработки и записывают номер соответствующего подсоединения (ПС) к береговому пульпопроводу.

При разработке грунта в русловых карьерах магистральный пульпопровод от берега реки до глубины 1,5—2 м монтируют на эстакаде, а далее подсоединяют плавучий пульпопровод и последовательно разрабатывают прорези на полную длину плавучего пульпопровода.
Практически, приступая к разбивке карьерного поля на прорези, приходится корректировать типовую разбивку на карты, в особенности когда в карьере работает несколько земснарядов. В последнем случае рассматривают варианты ввода земснарядов в карьер. Земснаряды можно ввести или через одну пионерную прорезь, или каждый земснаряд вводят через свою прорезь. Очевидно, что выбор варианта зависит от расстояния между бортом карьера и берегом реки, срока строительства и числа земснарядов. При вводе через одну прорезь земснаряды вступают в работу не одновременно, а только после создания в акватории карьера необходимого фронта работы для других земснарядов. Магистральные пульпопроводы располагают на таком расстоянии от бровки откоса карьера, чтобы не было опасности их оползания.
На рис. 10.23 показана схема разработки карьерного поля тремя земснарядами.

Варианты сплошной системы разработки карьерных полей с использованием землесосных снарядов приведены на рис. 10.24—10.26.