что такое бровка в карьере
ЭЛЕМЕНТЫ И ПАРАМЕТРЫ КАРЬЕРОВ.
УСТУП И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ.
Приведем поперечный разрез карьера, на котором обозначены основные его элементы (рис. 1)
На рис. 1.1 приведены следующие элементы карьера:
3-4 – нижний контур карьера, соответствует ширине карьера по дну;
5-6 – рабочий борт карьера;
1-5 и 2-11 – нерабочий борт карьера;
7 – нерабочий уступ карьера;
8 – рабочий уступ карьера;
9 – верхняя и нижняя площади уступа (рабочие площадки);
10 – транспортная берма;
12 – предохранительная берма или берма очистки;
φр – угол рабочего борта карьера;
φнр– угол нерабочего борта карьера.
Верхним контуром карьера называется линия пересечения бортов с поверхностью.
Нижним контуром карьера называется линия пересечения бортов с плоскостью дна карьера.
Бортами карьера называются боковые поверхности, ограничивающие карьер и его выработанное пространство.
Если на борту карьера производятся горные работы, то он называется рабочим бортом.
Откосом борта карьера называется поверхность, проходящая через верхний и нижний его контур.
Углом откоса борта карьера называется угол, образованный линией откоса борта карьера и проекцией этой линии на горизонтальной плоскости. Угол откоса рабочего борта обычно составляет 7°÷15°, не рабочего 35°÷45°.
В результате горных работ рабочий борт карьера перемещается, приближается к конечным контурам карьера. Борт карьера или его отдельные участки, контуры которых совпадают с конечными контурами карьера, называются нерабочими. На нерабочем борту карьера горных работ не производятся, но могут располагаться транспортные съезды.
Уступы, составляющие нерабочий борт карьера называются нерабочими. Они разделяются площадками: транспортными, предохранительными, а также площадками очистки.
Транспортные бермы служат для расположения транспортных путей, по которым осуществляется грузотранспортная связь, между рабочими площадками в карьере и поверхностью. Ширина их составляет от10 до 30 м в зависимости от вида и типа транспорта.
Предохранительные бермы предназначены для повышения устойчивости борта и для задержки кусков породы обрушающихся при выветривании уступов. Их ширина составляет 3÷10 м и как правило принимается равной 1/3hу.
Бермы очистки – это расширенные до 10÷15 м предохранительные бермы, которые останавливают через 3÷4 уступа. Очистка оставшейся породы осуществляется бульдозерами, небольшими экскаваторами или погрузчиками.
По мере отработки уступов рабочий борт становится нерабочим, а рабочие площадки становятся предохранительными или площадками очистки.
Глубина карьера – это вертикальное расстояние между отметкой земной поверхности и длиной карьера. Они изменяются от нескольких десятков метров до 300÷500 м.
Форма карьера в плане бывает обычно близкой к овальной. Длина карьера изменяется от 500 м до 5 км.
Уступ и его элементы. Правила вычерчивания уступов при оформлении горных чертежей
Уступом называется часть массива горных пород в карьере, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая самостоятельными средствами выемки, погрузки и транспорта.
Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производится выемка пустых пород или добыча полезного ископаемого. Уступ имеет нижнюю и верхнюю площадки, откос и бровки.
Приведем схему, на которой покажем уступ в разрезе и в плане (рис. 2)
Рисунок 2 – Уступ и его элементы
а – поперечный разрез уступа; б – вычерчивание уступа в плане
Откосом уступа – называется наклонная поверхность, ограничивающая уступ со сторон выработанного пространства.
Углом откоса уступа – называется угол наклона откоса уступа к горизонтальной плоскости.
Линии пересечения откоса уступа с его верхней и нижней площадками называется соответственно верхней и нижней бровками.
Высота уступа обычно ограничивается по условиям безопасности работы выемочно-погрузочного оборудования и составляет 10÷15 м, реже 20÷40 м.
Угол откоса рабочих уступов обычно составляет 65°÷80°, нерабочих 45°÷60°, т.к. должна обеспечиваться долговременная устойчивость уступа.
Горизонтальные поверхности рабочего уступа, являющиеся объектом разработки, т.е. на которых расположены буровые станки или экскаваторы, называются рабочими площадками. Ширина рабочей площадей изменяется от 40 м до 110 м. Если площадка остается свободной, то ее называют нерабочей.
Вычерчивание горных чертежей, в частности вычерчивание уступов карьера в плане, имеет некоторые особенности. Рассмотрим их на примере рис. 1.2 б.
На поверхности откоса уступа перпендикулярно к горизонтам проводят линии наибольшего ската и берг-штрихи. Выполняются линии наибольшего ската сплошной тонкой линией. Минимальное расстояние между соседними линиями ската принимаются равным 2÷3 мм, максимальное до 0,5 горизонтального проложения откоса уступа.
Массив вскрышных горных пород на плане откоса уступа условно обозначается берг-штрихами – отрезками основной толщины, длиной равной 1/3÷1/4 от горизонтального проложения откоса, проставляемыми у контуров верхней бровки между линиями наибольшего ската. Массив полезного ископаемого на откосе уступа обозначается сдвоенным берг-штрихами.
Для закрепления материала студентам необходимо выполнить расчетно-графическую работу.
Задание для расчетно-графической работы: вычертить в разрезе и в плане участок рабочей зоны карьера, состоящий из двух уступов. Чертеж выполнить в масштабе 1:100, 1:200, 1:500 или 1:1000. По результатам построения определить угол рабочего борта участка карьера. Задание по вариантам представлено в приложении 1.
Исходные данные для выполнения практической работы представлены в приложении 1.
Горные Карьеры. Лекции по горному делу.
Продолжаю выкладывать лекции по горному делу
Возможно, это будет интересно читателям Блога о камне
Сегодня пост посвящен вводной лекции по горным карьерам.
Основные понятия и определения
Карьер – горное предприятие, осуществляющее добычу полезного ископаемого открытым способом (открытыми горными работами).
Карьер – выемка в земной коре, ограниченная искусственно созданной поверхностью, являющаяся результатом работ по добыче полезного ископаемого открытым способом.
В практике открытой разработки угольных и россыпных месторождений термин карьер принято заменять соответственно терминами разрез и прииск.
Вскрыша – выемка пород, покрывающих полезное ископаемое, для обеспечения к нему полного доступа. Вскрыша осуществляется горизонтальными или слабонаклонными слоями, при этом боковая поверхность карьера приобретает уступную форму. для вскрыши чаще всего применяются экскаваторный или гидравлический способы.
Уступ – часть боковой поверхности карьера, имеющая форму ступени.
Рисунок 1 – основные элементы уступа:
1 – верхняя площадка уступа.
2 – нижняя площадка уступа.
3 – откос уступа.
4 – верхняя бровка уступа.
5 – нижняя бровка уступа.
6 – забой уступа.
h – высота уступа.
& — угол откоса уступа.
Рабочая площадка уступа – площадка уступа, на которой размещается основное оборудование для его отработки Ширина рабочей площадки уступа превышает его высоту в 2 –4 раза.
Берма – площадка, на которой работа не производится. Различают предохранительные и транспортные (соединительные) бермы.
Откос уступа — наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства.
Угол откоса – угол, образуемый плоскостью уступа и горизонтальной плоскостью.
Забой уступа – часть уступа, служащая объектом воздействия горного оборудования.
Особенности открытого способа:
необходимость удаления из карьера значительных объемов вкрышных пород, затраты на разработку которых составляют основную часть общих затрат на добычу полезного ископаемого;
необходимость соблюдения определенного порядка отработки слоев – выемку нижних слоев можно начинать только после отработки (выемки) вышележащих слоев;
неограниченная возможность использования крупногабаритного высокопроизводитель-ного специального горного оборудования, обеспечивающего комплексную механизацию и автоматизацию всех производственных процессов.
Преимущества открытого способа:
возможность обеспечения высокого уровня автоматизации и механизации горных работ;
высокая производительность труда;
низкая себестоимость полезного ископаемого;
более безопасные условия труда;
более полное извлечение полезного ископаемого;
меньшие капитальные затраты.
Недостатки открытого способа:
зависимость некоторых параметров технологии от климатических условий;
значительный экологический ущерб при ведении горных работ.
Основные показатели открытых горных работ:
годовая производительность карьера по полезному ископаемому и вскрыше;
коэффициент вскрыши;
месячная производительность труда рабочего по полезному ископаемому;
затраты на 1 м3 вскрыши;
производственная и полная себестоимость полезного ископаемого;
капитальные затраты на 1т (1 м3) полезного ископаемого;
годовая прибыль и рентабельность карьера.
Для сравнения различных вариантов проектирования карьера используются приведенные затраты
[ad#blok_ssilok]
Зп=(С+Ен К)Q, руб
где С – себестоимость 1 т полезного ископаемого, руб/т;
Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений = 0,1 – 0,2;
к – капитальные затраты на 1 т полезного ископаемого, руб;
Q – годовой объем добычи полезного ископаемого, т.
Понятие о коэффициенте вскрыши
Коэффициент вскрыши определяется отношением объемного или весового количества вскрыши к количеству добытого или подлежащего добыче полезного ископаемого. В зависимости от размерности коэффициент вскрыши называется весовым (т/т), объемным (м3/м3) и смешанным (вскрыша/полезное ископаемое м3/т).
Различают средний, текущий, контурный, граничный и плановый коэффициенты вскры-ши.
Средний коэффициент Кср определяется отношением объема Vв вскрыши к объему Vи полезного ископаемого в конечных контурах карьера
Текущий коэффициент вскрыши Кт определяется отношением объема Vв.т вскрыши, пе-ремещенного из карьера или в пределах его границ за определенный промежуток времени (год, квартал, месяц) к объему Vи.т полезного ископаемого, добытого за тот же про-межуток времени
Кт = Vв.т/ Vи.т
Контурный коэффициент вскрыши Кк определяется отношением объема вскрыши к объ-ему полезного ископаемого, извлекаемому при изменении конечных контуров карьера.
Граничный коэффициент вскрыши Кгр характеризует удельный максимальный объем перемещаемых пород, при котором затраты на добычу единицы полезного ископаемого открытым способом не превышают аналогичных затрат Сп при подземном способе, т.е.
Значения коэффициентов вскрыши являются важными показателями открытых горных работ. Они служат для определения экономически целесообразных границ открытых горных работ и глубины карьеров при разработке наклонных и крутых залежей, зале-гающих на значительной глубине, а также для планирования и регулирования производ-ства карьера и себестоимости добываемого угля.
Карьер и его элементы. Определение параметров элементов карьера
Карьерное поле – месторождение или его часть, предназначенная для отработки одним карьером. Под этим термином следует понимать геометрическое тело сложной конфигу-рации, заключенное в конечных контурах карьера.
Борт карьера – боковая поверхность, ограничивающая карьер.
Подошва карьера – поверхность, ограничивающая карьер снизу.
Верхний и нижний контуры карьера – линии пересечения борта карьера соответственно с дневной поверхностью и подошвой.
Угол откоса борта карьера – угол, образуемый бортом карьера и горизонтальной плоско-стью, проходящей через его подошву.
Рабочий борт карьера – борт, на котором в настоящий момент ведутся горные работы.
Глубина карьера – усредненное расстояние между подошвой и усредненной отметкой дневной поверхности.
Конечные контуры карьера – контуры, соответствующие моменту окончания открытых горных работ. Им соответствуют конечная глубина карьера и конечные размеры в плане. Конечный контур на дневной поверхности называется также технической границей карьера.
К главным параметрам карьера относятся объем горной массы в контурах, конечная глубина, размеры по подошве, углы откосов бортов, запасы полезного ископаемого в конту-рах и размеры на уровне дневной поверхности.
Объем Vг.м горой массы в контурах карьера, характеризующий масштаб горных работ. срок существования и производительность карьера можно определить по формуле чл.-кор. АН СССР В.В. Ржевского:
и решив квадратное уравнение относительно Hк получим формулу для определения промежуточной глубины карьера, при которой текущий коэффициент вскрыши будет равен граничному коэффициенту
Аналитические методы расчета конечной глубины карьеров являются достаточно при-ближенными, так как они не могут учесть всех горно-геологических, топографических и других особенностей месторождения. Для более точного решения этой задачи применя-ются другие методы – графические, графо-аналитические и метод вариантов. Технико-экономические расчеты показывают, что ряд месторождений страны целесообразно разрабатывать до глубины 700 – 800 м.
Балансовые запасы – запасы, отвечающие требованиям кондиций, разработка которых экономически целесообразна при современном уровне развития техники и технологии.
Забалансовые запасы – запасы, разработка которых экономически нецелесообразна при современном уровне развития техники и технологии.
Промышленные запасы – часть балансовых запасов, подлежащая извлечению из недр.
Проектные потери – часть балансовых запасов, проектируемая к безвозвратному оставлению в недрах. На карьерах потери составляют 3 – 10 %.
Зависимость открытых горных работ от природных факторов
Обоснование экономической целесообразности использования открытого способа горных работ и выбор их технологии и механизации зависит от:
рельефа топографической поверхности месторождения;
положения залежи относительно поверхности;
угла падения, мощности и формы залежи;
климатических и гидрогеологических условий.
Рельеф поверхности может представлять равнину, склон, возвышенность, холмистую поверхность, водную поверхность.
В зависимости от положения залежи относительно поверхности она может быть:
поверхностной – мощность покрывающих пород 25 –30 м;
глубинной — мощность покрывающих пород более 30 м;
высотной – выше господствующего уровня топографической поверхности;
глубинно-высотной.
По углу падения различают следующие залежи:
горизонтальные;
пологие – угол падения 0 – 12о;
наклонные — угол падения 13 – 30о;
крутые – угол падения более30о.
По мощности различают залежи:
пологие по вертикальной мощности
весьма малой мощности – 3-5 м;
малой мощности – 6 –20 м;
средней мощности – 20-40 м;
мощные более 40 м.
наклонные и крутые – по горизонтальной мощности
весьма малой – 15 –20 м;
малой – 25-75 м;
средней – 75 – 100 м;
большой мощности более 100 м.
По строению различают простые, сложные и рассредоточенные залежи.
Простые залежи имеют однородное строение.
Сложные залежи содержат прослойки пустых пород и некондиционного полезного ископаемого.
Рассредоточенные залежи содержат прослойки полезного ископаемого в виде тел, распределенных в массиве вмещающих пород.
Кстати, посмотрите фотоотчем архитектора, который побывал на самом крупном подземном Мраморном карьере
Хотите узнать больше и получать новый статьи прямо на свое e-mail, тогда подпишитесь на обновления
Элементы карьера
Геометрические параметры карьера характеризуются размерами в плане, глубиной и объемом.
В процессе работ по выемке вскрышных пород и добыче полезных ископаемых образуется выработанное пространство.
На поверхности земли выработанное пространство ограничивается границами карьерного поля. По глубине выработанное пространство ограничивается дном карьера. На момент отработки карьера его называют подошвой карьера или нижним контуром. Боковые поверхности выработанного пространства, называются бортами карьера.
борта
 |
L, В, м – длина и ширина карьера по верху
l, и, м – длина и ширина карьера по низу
Нк, м – конечная глубина карьера
Vк, м 3 – объем карьера
— карьер округлой формы
—карьер вытянутой формы
Размеры дна карьера обычно определяются размерами рудного тела.
Наклонные поверхности, ограничивающие карьер со стороны выработанного пространства, называется бортами.
Борта карьера представляют собой совокупность уступов.
Уступы в карьере разделяются на рабочие и нерабочие. Уступы, на которых ведутся горные работы, называются рабочими, не ведется – нерабочими.
Борта карьера, сложенные рабочими уступами, называются рабочими бортами, нерабочими уступами – нерабочими бортами.
1-5, 2-5 – нерабочие борта.
Вп– призма возможного обрушения (ширина)
dy = 45-60 о
Процесс придания углу откоса устойчивого значения называется заоткоской.
Нерабочий борт карьера имеет следующие площадки:
1) бермы безопасности (9)– предназначены для сбора остающихся кусков породы.
 |
Вп,м – ширина бермы безопасности
2) площадки очистки (10) – устраиваются через 2-3 нерабочих уступа и предназначены для механизированной очистки уступов от обрушенных кусков породы.
м – ширина
3) транспортные бермы (8) – предназначены для транспортирования горной массы (вскрышные породы и полезное ископаемое).
В = 10 – 30 м и зависит от габаритов транспортных средств.
4) на рабочем борту карьера располагаются рабочие площадки, на которых ведутся горные работы (7).
Площадка, на которой размещается выемочное, транспортное и другое горное оборудование необходимое для обеспечения технологического процесса, называется рабочей площадкой. Ширина рабочей площадки определяется расчетным путем, исходными данными для которого являются физико-механические свойства пород, габариты оборудования их размещение. Обычно ширина рабочей площадки уступа составляет 35 – 80 м при транспортировании горной массы автотранспортом и 80 – 100 м при работе железнодорожного транспорта.
5) углы рабочего и не рабочего бортов: разделяются на рабочие и не рабочие.
Угол между линией, соединяющей верхнюю бровку уступа с бровкой нижнего уступа и горизонтальной плоскостью, называется углом откоса рабочего (не рабочего) борта карьера.
Углы зависят от ФМС породы.
Открытая горная выработка, имеющая в поперечном сечении трапециевидную форму, называется траншеей, треугольную форму – полутраншеей.
При вскрытии месторождения проходят капитальные траншеи, обеспечивающие доступ транспорта с поверхности к рудному телу (угольному пласту и пр.). Для создания фронта работ и размещения горного оборудования проходят разрезные траншеи.
Участок месторождения, планируемый к отработке одним карьером, называют карьерным полем (полем разреза, прииска). В соответствии с нормативными материалами на участок первоочередной отработки карьерного поля оформляют горный отвод (рис.3). Горный отвод отмечается на плане поверхности и на разрезах. По верхнему контуру, на характерных точках границы карьерного поля, горный отвод закрепляется специальными знаками. В пределах горного отвода и осуществляются вскрышные работы и добыча полезных ископаемых. По мере углубления карьера площадь горного отвода уменьшается (рис.3).
Участки земной поверхности, занимаемые горным предприятием, для хозяйственной деятельности называются земельными отводами. Горный отвод и карьерное поле входят в состав земельного отвода. Земельный отвод отмечается специальными знаками. На земельные отводы оформляется межевые дела, в которых отмечается их площадь, координаты межевых знаков и. т.п..
В процессе работ по выемке вскрышных пород и добыче полезных ископаемых образуется выработанное пространство.
На поверхности земли выработанное пространство ограничивается границами карьерного поля. По глубине выработанное пространство ограничивается дном карьера. На момент отработки карьера его называют подошвой карьера или нижним контуром. Боковые поверхности выработанного пространства, называются бортами карьера.
Насыпь горных пород, перемещенных из карьера в процессе вскрытия рудного тела (угольного пласта) называется породным отвалом или отвалом вскрышных пород.
В пределах горного отвода выемку горной массы осуществляют горизонтальными слоями, реже наклонными, вследствие чего профиль карьера имеет ступенчатую форму. Называют эти горизонтальные слои горизонтами карьера. Отдельные участки горизонтов карьера, которые разрабатываются самостоятельными средствами рыхления, выемки и перемещения называются уступами. Его высота устанавливается с учетом физико-механических свойств горного массива и определяется проектом. На рис. 3 представлены элементы уступа. Горизонты карьера имеют отметки абсолютные, относительно уровня Балтийского моря, или условные, относительно постоянной абсолютной отметки поверхности карьера. Обычно горизонт обозначают по отметке нижней площадки уступа. Например, горизонт + 245 м. Отработка верхнего горизонта всегда опережает отработку нижнего (рис. 3)
Иногда уступ разбивают на подуступы, которые отрабатываются самостоятельно, но обслуживаются общим для уступа транспортом.
Основные элементы уступа – площадки, откос, бровки (рис 3). Площадкой уступа называется горизонтальная поверхность, ограничивающая уступ по высоте. Различают верхнюю и нижнюю площадки уступа. Отметка нижней площадки уступа совпадает с отметкой горизонта.
Откосом уступа называется наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства между верхней и нижней площадками уступа. Угол, образуемый откосом уступа с горизонтальной плоскостью, называется углом откоса. Угол откоса уступа зависит от категории пород, крепости и определяется проектом.
Верхняя и нижняя бровки уступа соответственно – линии пересечения верхней и нижней площадок с откосом уступа.
Часть уступа по ширине, разрабатываемая выемочными средствами в сочетании с транспортом, называется заходкой уступа, торец заходки называется забоем. Заходку по длине разбивают на блоки, имеющие самостоятельный забой с горным оборудованием, что позволяет отрабатывать уступ несколькими забоями.
Заходка уступа характеризуется шириной В, высотой h и длиной L. Высота обычно соответствует высоте уступа, длина – длине фронта работ уступа. Ширина принимается в соответствие применяемому оборудованию. Обычно фронтом работ уступа называется часть уступа, подготовленная для горных работ. Подготовка фронта работ заключается в основном в подводе транспортных путей и линий электропередачи. Обычно одновременно в работе находятся несколько уступов.
Различают площадки уступа рабочие, не рабочие и предохранительные.
Площадка, на которой размещается выемочное, транспортное и другое горное оборудование необходимое для обеспечения технологического процесса, называется рабочей площадкой. Ширина рабочей площадки определяется расчетным путем, исходными данными для которого являются физико-механические свойства пород, габариты оборудования их размещение. Обычно ширина рабочей площадки уступа составляет 35 – 80 м.
Боковые поверхности, ограничивающие карьер и его выработанное пространство, называют бортом карьера. Если на нем ведутся горные работы, то он называется рабочим бортом. Рабочий борт карьера формируется благодаря проходке траншей на нижележащем горизонте. Не рабочий борт карьера формируется в период его подхода к границе карьерного поля. Борт карьера состоит из откосов и площадок уступов.
Рабочие площадки уступов соединяются между собой бермами (рис. 3). Площадка между уступами, оставляемая на не рабочем борту карьера служит для задержания осыпающихся кусков породы, устойчивости борта и называется предохранительной бермой. Если эта площадка служит для размещения транспортных коммуникаций, то ее называют транспортной бермой.
Совокупность уступов, находящихся в одновременной отработке, называется рабочей зоной карьера.
Линия пересечения бортов карьера с земной поверхностью называется верхним контуром карьера. Линия пересечения бортов карьера с дном карьера называется нижним контуром карьера. Условная поверхность, проходящая через нижний и верхний его контуры, называется откосом борта карьера.
Угол, образованный линией откоса борта карьера и ее проекцией на горизонтальную плоскость называют углом откоса борта карьера.
Открытая горная выработка, имеющая в поперечном сечении трапециевидную форму, называется траншеей, треугольную форму – полутраншеей.
При вскрытии месторождения проходят капитальные траншеи, обеспечивающие доступ транспорта с поверхности к рудному телу (угольному пласту и пр.). Для создания фронта работ и размещения горного оборудования проходят разрезные траншеи.
2.2. Общие сведения о технологии разработки месторождений открытым способом.
Разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом заключается в создании доступа к полезному ископаемому, удалению пустых пород, покрывающих или вмещающих полезное ископаемое, и самой добыче полезного ископаемого.
Термин «технология» в общем случае обозначает совокупность знаний, основных характеристик и правил о способах, средствах и организации выполнения каких – либо производственно-технических работ.
Технология открытого способа добычи полезного ископаемого рассматривается по двум направлениям. Это собственно технология открытых горных работ и технология производственных процессов.
Технология открытого способа затрагивает общие вопросы организации строительства и развития горных работ в карьере, параметры элементов карьера в их динамике, организацию и планирования горных работ, способы и средства управления качеством продукции.
Технология производственных процессов заключается организации основных видов работ по подготовке горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, транспортирование, перегрузку, складирование и разгрузку горной массы на основе комплексной механизации.