Системы разработки и вскрытие россыпных месторождений

На порядок производства горных работ в пределах месторождения (участка месторождения) в первую очередь влияют состояние пород и конфигурация месторождения или его участка.

Обычно крупные по площади месторождения разделяют на участки (полигоны), каждый из которых характеризуется постоянным положением обогатительного оборудования на весь период его разработки.

Талую (или мерзлую, но искусственно оттаянную или разрыхленную) россыпь можно разрабатывать сразу на всю мощность или выемочными слоями любой мощности. Мерзлую россыпь, оттаивающую под действием солнечной радиации, можно разрабатывать только тонкими (по глубине оттайки) горизонтальными слоями. Поэтому различают способы послойной выемки и выемки на всю глубину.

Отработка каждого полигона связана с необходимостью выбора оптимального местоположения обогатительного прибора. При этом обогатительный прибор стремятся расположить так, чтобы производительность выемочного оборудования обеспечивала его нормальную загрузку. Расчет комплекта выемочного оборудования производится по заданной производительности обогатительного прибора с учетом ширины, длины и конфигурации полигона и дальности транспортирования. Ширина полигона при выемке и транспортировании торфов бульдозерами составляет 25 – 50 м, при выемке и транспортировании скреперами — 50 – 100 м.

Более широкие полигоны разделяют на продольные полосы шириной 50, 75 или 100 м. Торфа и хвосты обогащения укладывают в выработанное пространство.

Местоположение и порядок проведения подготовительных выработок, формирующих направление выемки добычных заходок и перемещение торфов в отвалы, характеризуют систему разработки торфов и песков. В соответствии с классификацией акад. АН СССР В. В. Ржевского при разработке россыпей различают сплошные продольные, поперечные, веерные и кольцевые системы разработки.

Продольные системы разработки, характеризующиеся отработкой заходок вдоль длинной (продольной) оси россыпи, применяются на узких и средних по ширине (до 100 м) хорошо разведанных залежах.

Поперечные системы характеризуются отработкой заходок вдоль короткой (поперечной) оси на всю ширину залежи (полигона). Это создает устойчивое календарное распределение объемов вскрышных работ и улучшает условия транспортирования горной массы.

Веерная система разработки применяется при значительной глубине залегания и соответствующей конфигурации россыпи (полигона). При этом заходки отрабатываются по вееру с расположением поворотного пункта у границы полигона. Данная система рациональна при перемещении песков из карьера конвейерами.

Кольцевые системы разработки применяются при соответствующей форме залегания россыпи, а также в зависимости от того, где имеется минимальная мощность торфов (в центре или на флангах). Эти системы разработки характеризуются непостоянством длины фронта работ и интенсивности его развития.

При послойной выемке применяют системы разработки с проведением аккумулирующей (выездной) траншеи и без нее. Основной выемочной машиной является бульдозер или (значительно реже) — колесный скрепер.

В зависимости от вида выемочного или выемочно-транспортирующего оборудования, транспортных и других технических средств формируется система вскрывающих выработок, обеспечивающая связь рабочих горизонтов с поверхностью.

Основными вскрывающими выработками являются траншеи, полутраншеи, канавы и котлованы.

Траншеи обычно проходят при глубине вскрываемого слоя до 8 – 10 м, при большей его глубине на бортах карьера сооружают полутраншеи.

В котлованах устанавливается промывочное оборудование, а также устраиваются зумпфы для насосов.

Особенностью проведения траншей, полутраншей, котлованов и канав в зимнее время в условиях многолетней мерзлоты является применение буровзрывных работ. Выемка разрушенных пород производится, как правило, бульдозерами.

Устройство котлованов возможно также с применением взрывов на выброс, что целесообразно при большой обводненности, отсутствии необходимого выемочного оборудования или недостатков времени.

Вскрывающие выработки стремятся располагать так, чтобы при этом обеспечивалась наиболее производительная работа вскрышного оборудования. Отвалы торфов чаще всего располагают на бортах карьера (внешние отвалы), редко – в выработанном пространстве (внутренние отвалы).

В практике разработки россыпных месторождений используются следующие способы вскрытия: общей траншеей (рис. 11.4, а), отдельными траншеями на каждый разрабатываемый горизонт, (рис. 11.4,6) и котлованом (рис. 11.4, в).

Общие траншеи или полутраншеи сооружаются как для всего карьерного поля, так и для отдельных его участков (полигонов).

Начало очистных работ стремятся приурочить к самой низкой отметке плотика с тем, чтобы обеспечить последующую выемку вскрышных пород и полезного ископаемого в сухих забоях.

Вскрытие канавами применяется при гидравлической разработке пород. Канавы глубиной до 5 – 6 м проводят гидромеханизированным способом, при большей глубине целесообразно применение экскаваторов. Уклон канав должен обеспечить самотечное гидротранспортирование песков.

В тех случаях, когда россыпь имеет сложное залегание с неровным плотиком и хвосты обогащения невозможно разместить в пойме или чрезмерно велик объем работ по проведению канавы, применяется вскрытие котлованом. Котлован сооружают драглайном, при небольшой глубине — бульдозером или с помощью гидромониторов и землесосной установки на участке, где плотик имеет наиболее низкие отметки. Его размеры должны обеспечить размещение бункера или землесосной установки (гидрозлеватора).

При проектировании предприятий по разработке россыпей особое внимание уделяют выбору наиболее экономичных вариантов вскрытия и отвалообразования.