Обоснование границ и главных параметров карьеров при разработке наклонных и крутых залежей

Особенности разработки наклонных и крутых залежей обусловлены тем, что горные работы развиваются одновременно не только в плане, но и в глубину. В связи с этим усложняются условия эксплуатации карьерного оборудования, растет дальность перевозок горной массы; вскрышные породы при этом, как правило, перевозятся во внешние отвалы, располагаемые в разных местах на значительном расстоянии от карьера.

В практике открытых горных работ наклонные и крутые залежи разрабатывают преимущественно карьеры глубинного типа, что обусловливает необходимость перемещения горной массы с подъемом в грузовом направлении. В карьерах нагорного и смешанного типов горная масса полностью или частично перемещается с уклоном в грузовом направлении, в связи с чем затраты на транспортирование уменьшаются.

Следует отметить, что при разработке наклонных и крутых залежей затраты на транспортирование растут с увеличением глубины разработок и уже в настоящее время достигают 60 % общих затрат на разработку 1 м³ (1 т) горной массы.

Особенностью разработки наклонных и крутых месторождений является сложная и постоянно, по мере углубления горных работ, развивающаяся система вскрывающих выработок.

Для расположения внешних отвалов в первую очередь используются благоприятный рельеф местности (балки, овраги), малоценные не используемые в сельскохозяйственном производстве земли, заболоченные участки и т. д. При отработке вытянутых по простиранию месторождений вскрышные породы могут частично размещаться внутри карьера на участке, где дно карьера достигло конечной глубины, а также на широких бермах и на выположенных участках бортов.

Основными параметрами карьера, разрабатывающего наклонную или крутую залежь, являются его глубина, размеры по дну и по поверхности, а также величина углов откоса рабочих и нерабочих бортов.

Длина отдельных карьеров достигает 5 – 10 км при ширине до 4 – 5 км, а глубина — 250 – 350 м. В ближайшей перспективе глубина некоторых угольных, железорудных и других объектов открытой разработки достигнет 400 – 500 м и более.

Конфигурация, элементы залегания, структура и запасы залежи, а также плановые объемы добычи определяют порядок разработки наклонных и крутых месторождений, вид и число горного и транспортного оборудования.

Вытянутые по простиранию месторождения могут эксплуатироваться одним или несколькими карьерными полями.

Увеличение длины карьерного поля ведет к росту запасов и мощности предприятия по добыче полезного ископаемого и позволяет снизить средний коэффициент вскрыши за счет уменьшения удельного объема разноса торцов карьера, уменьшить затраты на добычу полезного ископаемого и сократить общекарьерные расходы. Вместе с тем увеличиваются пробег транспортных средств и транспортные расходы, ухудшаются условия обмена поездов на уступах, усложняются схемы развития транспортных коммуникаций и т. д.

При проектировании главных параметров разработки наклонных и крутых залежей в первую очередь устанавливается конечная глубина карьера.

Установление глубины открытых разработок основывается на том, что в период эксплуатационных работ текущие коэффициенты вскрыши не превышают значений граничного коэффициента вскрыши. Это означает, что открытые работы в течение всего эксплуатационного периода экономичнее подземных работ.