Элементы и параметры системы разработки рассмотрим на примере транспортных систем, так как благодаря универсальности эти системы получили наибольшее распространение — в угольной промышленности более 60%, до 90% в железорудной и почти 100% на карьерах при добыче руд цветных металлов.
Транспортные системы разработки характеризуются следующими элементами, параметрами и удельными показателями (рис. 6.21).
Элементы системы разработки — выемочные слои, рабочие уступы, заходки, рабочие площадки, разрезные траншеи и другие.
Параметры системы — высота уступа h, угол откоса уступа α, ширина заходки А, ширина рабочей площадки В р.п. угол откоса рабочего борта карьера γр, число рабочих уступов, длина добычного и вскрышного фронта работ и другие.
Основные удельные показатели — скорость подвигания забоев и рабочих уступов, скорость проходки траншей, скорость углубки горных работ в в карьере У, скорость подвигания фронта работ V ф, годовая производительность с единицы длины фронта и площадок рабочей зоны.
Высота уступа h (см. рис. 6.21) зависит от типа погрузочного оборудования и его рабочих параметров. При разработке пород без применения БВР высота уступа принимается равной высоте черпания экскаватора; с применением БВР — не должна превышать высоту черпания более чем в 1,5 раза. Допустимые значения высоты уступа: для ЭКГ-4,6 в мягких породах 10 м, в скальных 15 м; для ЭКГ-8и — соответственно 13 и 20 м; для ЭКГ-12,5 — соответственно 16,5 и 25 м.
Ширина рабочей площадки В р.п. устанавливается с учетом физико-механических свойств горных пород, рабочих параметров экскаватора и вида транспорта (рис. 6.22).
При разработке пород с предварительным их рыхлением буровзрывным способом минимальная ширина рабочей площадки определяется
В р.п. = B р + С + Т + П + b п,
где B р — ширина развала, м; С — безопасный зазор между нижней бровкой развала и транспортной полосой, м; Т — ширина транспортной полосы, м; П — ширина полосы для размещения дополнительного оборудования и проезда вспомогательного транспорта, м; b п — ширина полосы безопасности (призмы обрушения), м.
Безопасный зазор С = 2–3 м. Ширина транспортной полосы при одноколейном пути Т = 3 м, при двухколейном Т = 7,5–15 м в зависимости от принятой ширины междупутья. Минимальная ширина междупутья 4,5 м. Ширина полосы для размещения дополнительного оборудования П = 5–6 м. Ширина полосы безопасности (призмы обрушения) определяется по формуле
b п = h (ctgαy-ctgα),
где h — высота уступа, м; αy — угол устойчивого откоса уступа, град (αy = 35–60°); α — угол откоса рабочего уступа, град (α = 65–80°).
Ширина заходки А при применении мехлопат равна радиусу их черпания, а для драглайнов определяется принятым углом поворота стрелы. Для экскаваторов ЭКГ-4,6, ЭКГ-8и, ЭКГ-12,5 и ЭКГ-20 она равна соответственно 14,0; 17,8; 22,0 и 23,5 м.
Угол откоса рабочего борта γ р является функцией высоты уступа и ширины рабочей площадки и определяется
ctg γ р = h / В p.п.
Угол откоса рабочего борта при железнодорожном транспорте составляет 7–12°, при автомобильном — 10–15°.
Число рабочих уступов и длина фронта работ должны быть наименьшими, но достаточными для обеспечения производственной мощности. Обычно на уступах располагаются несколько экскаваторов. Число экскаваторных забоев (число блоков) на одном уступе при железнодорожном транспорте не превышает 3, при автомобильном равно 5–6. Минимальная длина блока при железнодорожном транспорте 400–500 м, при автотранспорте 150–250 м.
Число одновременно разрабатываемых добычных уступов в карьере определяется
m = П к l б/ Q э L,
где П к — производственная мощность карьера по добыче, тыс. м3/год; l б — длина блока на уступе, м; Q э — производительность экскаватора по добыче, тыс.м3/год; L — длина уступа, м.
Интенсивность горных работ в карьере характеризуется скоростью понижения горных работ У и скоростью подвигания фронта работ V ф на уступах. Требуемая скорость понижения горных работ карьера по условию его производственной мощности должна обеспечиваться необходимой скоростью горизонтального подвигания фронта работ, между которыми существует зависимость (см. рис. 6.21)
V ф = У ctg γ р,
где γ р — угол откоса рабочего борта карьера (γ р = 14–18°).
Фактически на горных предприятиях средняя скорость понижения горных работ У при использовании железнодорожного транспорта составляет 7–12 м/год, а скорость подвигания фронта работ (V ф) 50–100 и 100–300 м/год соответственно.
